【前言】

形狀記憶合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形態(tài)記憶合金、鈦鎳記憶合金，它是由Ti（鈦）-Ni（鎳）材料組成，經(jīng)過多道工序制成的絲，我們簡稱鈦絲，可以通過電路驅(qū)動鈦絲發(fā)生運動。

相比于傳統(tǒng)的電機、電磁鐵動力，鈦絲是一種新型的動力元件。

鈦絲驅(qū)動技術(shù)目前已經(jīng)在航空航天、洲際導(dǎo)彈、無人機、手機、汽車、機器人等科技領(lǐng)域投入使用。

本文通過分享、普及鈦絲驅(qū)動技術(shù)的可靠性設(shè)計，方便大家在機械電子工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域快速有效的轉(zhuǎn)化為科技成果。

第7節(jié)【接觸面設(shè)計】

1.【接觸面設(shè)計】

我們在第4節(jié)和6節(jié)中提到過：驅(qū)動鈦絲經(jīng)過的轉(zhuǎn)軸或支點結(jié)構(gòu)時，轉(zhuǎn)軸的軸徑，我們建議大于鈦絲線徑的30倍來設(shè)計，這樣可以降低驅(qū)動機構(gòu)的阻力，也可以降低鈦絲在軸向應(yīng)變帶來的損傷。

1）當(dāng)轉(zhuǎn)軸設(shè)計的直徑偏小時，鈦絲自身應(yīng)變除了給驅(qū)動機構(gòu)帶來阻力的同時，也對鈦絲造成了一定的應(yīng)變損傷。轉(zhuǎn)軸直徑越小，驅(qū)動機構(gòu)帶來阻力越大，同時鈦絲越容易斷裂。

2）當(dāng)驅(qū)動機構(gòu)采用支點驅(qū)動時，支點應(yīng)該采用R角的設(shè)計，不能是直角或銳角。

如果支點居中，鈦絲和驅(qū)動支點沒有發(fā)生摩擦運動，可以不用考慮R角的大小；

如果支點不居中，鈦絲和驅(qū)動支點發(fā)生摩擦運動，則需要參考第一條，將驅(qū)動支點的半徑設(shè)計成適當(dāng)?shù)腞角。

2.【接觸面的分型面】

我們在驅(qū)動機構(gòu)的接觸設(shè)計過程中，需要考慮接觸面的分型面問題，特別是金屬材質(zhì)的分型面。

我們的驅(qū)動機構(gòu)零件，在完成設(shè)計后進入模具的設(shè)計和模具的加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其中分型面會導(dǎo)致零部件在模具的壓鑄過程中帶來合模線、披鋒、毛刺、斷面等現(xiàn)象。

所以我們在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，需要提前做好拔模斜度，避開合模線和鈦絲交集。

如果無法避免的情況下，我們可以增加批量零部件的拋光打磨工藝處理。

3.【模具的頂針】

我們的驅(qū)動機構(gòu)零件，有可能會在模具加工生產(chǎn)過程中，脫模的頂針造成的凹面和凸面的現(xiàn)象，造成驅(qū)動機構(gòu)卡頓或鈦絲刮傷或斷裂。這是一個很容易忽略的問題。

4.【接觸面的表面工藝】

接觸面的表面工藝要求光滑，避免磨砂面，以及第2點提到的需要避免的合模線、披鋒、毛刺、斷面等現(xiàn)象。

特別是偏硬材質(zhì)的零件，表面工藝如果采用的是磨砂面，容易導(dǎo)致鈦絲斷裂。

例如陶瓷轉(zhuǎn)軸，大約5000 -8000次驅(qū)動運行后，鈦絲容易發(fā)生斷裂現(xiàn)象。

如果無法避免，我們需要對接觸面做拋光打磨工藝處理。

5.【驅(qū)動機構(gòu)的運動零件】

前面說的4個方面的問題同樣適用于我們的驅(qū)動機構(gòu)的運動零件。

如果后期工藝沒有處理好，很容易導(dǎo)致驅(qū)動機構(gòu)的阻力增加、卡頓、卡死等現(xiàn)象，從而降低驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動能力。

所以我們在完成設(shè)計工作后，還需要進一步地關(guān)注模具設(shè)計和模具制造過程中可能出現(xiàn)的上述情況，提前做好預(yù)防。

為了讓驅(qū)動鈦絲在工業(yè)應(yīng)用中切實落地，財哥制作整理了包括

《財哥說鈦絲視頻》

《SMA常見電路控制方案》

《電驅(qū)動鈦絲（SMA）計算模型》

《驅(qū)動鈦絲（SMA）的可靠性設(shè)計》

《電驅(qū)動鈦絲（SMA）常見十大結(jié)構(gòu)模型》

等系列資源供大家參考，歡迎大家的關(guān)注和交流，請點贊收藏轉(zhuǎn)發(fā)！

審核編輯 黃宇

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作者財哥說鈦絲