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面向生产线的全自动微小零件装配系统研制 预览
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作者 牛文婷 张志勇 +1 位作者 王晓东 高习义 《内燃机与配件》 2019年第7期17-20,共4页
为面向生产线实现微小零件的全自动装配,对装配前自动上料、装配后零件的自动锁紧、机械臂模块设计和装配过程中零件视觉定位策略等问题进行了研究。首先,系统采用模块化设计结构,设计了装配作业模块,视觉测量模块,装配平台模块和上料... 为面向生产线实现微小零件的全自动装配,对装配前自动上料、装配后零件的自动锁紧、机械臂模块设计和装配过程中零件视觉定位策略等问题进行了研究。首先,系统采用模块化设计结构,设计了装配作业模块,视觉测量模块,装配平台模块和上料平台模块四部分,为适应生产线操作实现自动化装配,设计了自动上下料模块。然后,为实现多种零件的稳定拾取和装配设计了集成力传感器单元和柔性单元的机械臂,同时设计了锁紧夹具能够实现零件装配后的自动锁紧。最后,针对零件制定合理的装配策略,利用视觉测量的方法获得零件的位置和位姿信息实现零件的装配。实验结果表明:该装配系统可以实现微小零件自动装配的任务。 展开更多
关键词 自动装配 机械臂单元 自动锁紧 视觉测量
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基于微电铸工艺的镍微型惯性开关的研制 预览
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作者 杜立群 王伟泰 +2 位作者 杜成权 刘旭强 赵剑 《电加工与模具》 2019年第2期47-51,共5页
为满足安全气囊辅助系统对信号识别的可靠性要求,采用UV-LIGA叠层光刻和精密微电铸工艺在不锈钢基底上制作了一款轴向触发的镍微型惯性开关,其利用阿基米德螺旋梁结构来支撑悬空质量块,中心止挡柱作为螺旋梁过载保护结构,开关敏感方向... 为满足安全气囊辅助系统对信号识别的可靠性要求,采用UV-LIGA叠层光刻和精密微电铸工艺在不锈钢基底上制作了一款轴向触发的镍微型惯性开关,其利用阿基米德螺旋梁结构来支撑悬空质量块,中心止挡柱作为螺旋梁过载保护结构,开关敏感方向垂直于衬底的方向。在制作过程中,引入了掩膜版线宽误差补偿的方法,降低了因胶膜溶胀与无机酸去胶等工艺带来的尺寸误差,通过煮沸的无机酸去除胶膜得到了结构完整的开关。最终制作出了整体尺寸为3850μm×3850μm×240μm、最小线宽尺寸为40μm的开关,并通过落锤试验对开关进行动态特性测试。 展开更多
关键词 微型惯性开关 误差补偿 落锤试验
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非接触式旋转压电发电机建模及仿真分析 预览
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作者 韩冰峰 褚金奎 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第5期63-66,70共5页
针对传统的机械撞击式旋转压电发电机因机械碰撞压电发电单元导致发电机寿命较短的问题,提出了一种使用永磁铁传动的非接触式旋转发电机结构,并对发电机结构进行了理论建模和仿真分析。研究表明,当阵列的压电双晶梁固有频率相同时,发电... 针对传统的机械撞击式旋转压电发电机因机械碰撞压电发电单元导致发电机寿命较短的问题,提出了一种使用永磁铁传动的非接触式旋转发电机结构,并对发电机结构进行了理论建模和仿真分析。研究表明,当阵列的压电双晶梁固有频率相同时,发电机存在一个最佳转动速度,该速度乘以驱动轮阵列永磁铁个数等于压电双晶梁的一阶固有频率。驱动轮半径以及驱动轮到压电双晶梁间距越大,发电机能量输出越少。当阵列压电双晶梁固有频率不同时,以两个压电双晶梁为例,发电机转速在18. 0 rad/s(33. 0~51. 0 rad/s)范围内,输出功率超过1. 5 mW。研究结果为宽频发电机的设计和优化打下了基础。 展开更多
关键词 旋转压电发电机 永磁铁 非接触 压电
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Ti3C2 MXene填充环氧树脂复合材料摩擦学性能研究
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作者 康瑞洋 张振宇 +2 位作者 郭梁超 杜岳峰 虞锦洪 《硬质合金》 CAS 2019年第3期213-220,共8页
该工作通过氢氟酸溶液刻蚀MAX相粉末(Ti3AlC2)制备得到了具有“手风琴”形貌、粒径在2~6μm、质量良好的Ti3C2MXene.采用溶液共混法,将Ti3C2MXene用作填料,制备了环氧树脂复合材料,研究了其摩擦磨损性能,探讨了其性能改善机理.结果表明:... 该工作通过氢氟酸溶液刻蚀MAX相粉末(Ti3AlC2)制备得到了具有“手风琴”形貌、粒径在2~6μm、质量良好的Ti3C2MXene.采用溶液共混法,将Ti3C2MXene用作填料,制备了环氧树脂复合材料,研究了其摩擦磨损性能,探讨了其性能改善机理.结果表明:Ti3C2MXene的引入,增强了复合材料的硬度,改善了其摩擦磨损性能.随着填料含量的增加,摩擦系数和磨损率都呈现出先下降后增加的趋势.填料含量为0.25%的环氧复合材料的磨损率为最低(5.13×10^-5mm^3/mN),比纯环氧树脂降低了80%.当含量为0.5%时,Ti3C2/环氧复合材料的摩擦系数为最低(0.21),比纯环氧树脂降低了70%.Ti3C2/环氧复合材料由于Ti3C2MXene的引入,其硬度得到提高.随着填料含量的增加,硬度逐渐升高.当填料含量为1.0%时,复合材料硬度达最大值,比纯环氧树脂提高了29.4%. 展开更多
关键词 环氧树脂 Ti3C2 MXene 复合材料 摩擦学性能
弛豫量热技术研究固体材料低温比热性质
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作者 罗积鹏 尹楠 +4 位作者 张群 吴冰 王思雨 谭志诚 史全 《中国科学:化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期953-965,共13页
比热是物质最基础的热力学性质,通过测量并研究物质低温比热不仅可以计算得到熵、焓、吉布斯自由能等热力学函数,还可以获得有关物质物理性质、能量、结构及相变的信息,为相关热力学问题的探索与研究提供重要依据。低温比热测量一般有... 比热是物质最基础的热力学性质,通过测量并研究物质低温比热不仅可以计算得到熵、焓、吉布斯自由能等热力学函数,还可以获得有关物质物理性质、能量、结构及相变的信息,为相关热力学问题的探索与研究提供重要依据。低温比热测量一般有绝热量热、交流量热和弛豫量热三种技术;其中弛豫量热因测试样品用量少、测量温区低、测量准确度高、操作方便、有商品化仪器可得等优点,已成为近些年来发展最快、应用最广泛的低温比热测量技术。为了使研究者们更全面地了解这种量热技术,本文详细介绍了弛豫量热技术的测量原理、发展历程以及测量技术的研究进展,并结合当前热门研究领域,简要概述了国内外学者利用弛豫量热技术测量材料低温比热并研究相关热力学性质的最新工作进展。 展开更多
关键词 比热 低温量热 弛豫量热 热力学性质 综合物理性质测量系统
聚酰亚胺薄膜旋涂工艺及其抗电击穿性能 预览
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作者 梁军生 杨金鹤 +2 位作者 张小辉 胡亚明 王大志 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第4期4-7,共4页
采用旋涂法制备了高质量的聚酰亚胺薄膜,研究了薄膜厚度与旋涂转速之间的关系;对不同厚度的旋涂薄膜进行了电击穿实验,探讨了膜厚对击穿性能的影响。结果表明:聚酰亚胺薄膜的厚度与旋转速度平方根的倒数(ω-1/2)呈线性正相关,通过控制... 采用旋涂法制备了高质量的聚酰亚胺薄膜,研究了薄膜厚度与旋涂转速之间的关系;对不同厚度的旋涂薄膜进行了电击穿实验,探讨了膜厚对击穿性能的影响。结果表明:聚酰亚胺薄膜的厚度与旋转速度平方根的倒数(ω-1/2)呈线性正相关,通过控制转速可获得不同膜厚;薄膜越厚,击穿电压越高,但其平均击穿强度越低。在280℃的亚胺化条件下,旋涂薄膜的最高击穿电压为2 370 V,最大击穿场强为286. 33 k V/mm,可满足大多数微系统对绝缘性能的要求。 展开更多
关键词 聚酰亚胺 薄膜 旋涂 电击穿
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亚波长纳米金属光栅偏振聚光器设计 预览
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作者 关乐 王忠旭 +3 位作者 李世奇 刘胜 崔岩 褚金奎 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第6期70-74,共5页
为有效利用白天和夜晚的全天候偏振光信息,进一步拓展偏振光导航系统在微光环境下的应用,基于昆虫复眼的偏振视觉仿生原理,设计了一种亚波长光栅式平面金属聚光透镜结构,可以在保证偏振信息采集的同时实现微光环境中光的聚焦增强。基于... 为有效利用白天和夜晚的全天候偏振光信息,进一步拓展偏振光导航系统在微光环境下的应用,基于昆虫复眼的偏振视觉仿生原理,设计了一种亚波长光栅式平面金属聚光透镜结构,可以在保证偏振信息采集的同时实现微光环境中光的聚焦增强。基于表面等离子体激元光学理论,利用具有特定变化规律的变间距w和变高度d的纳米金属光栅阵列结构,设计了一种新型亚波长纳米金属光栅偏振聚光器。采用时域有限差分(FDTD)方法,对聚光器的结构参数进行了数值模拟,通过对聚光器光场分布的优化分析,给出了各参数对焦点位置和聚焦效果的影响规律,同时求解了TM光的透射率。其中最优结构的焦点位置位于偏振聚光器光出口2 798 nm,光强值提高到了16倍。在450 nm的偏振光导航器敏感波段其透射率约为63%。提出的新型金属光栅偏振聚光器结构为未来微纳偏振导航器件的光学设计与集成制造提供了有效的参考。 展开更多
关键词 聚焦 偏振视觉 偏振器 纳米金属光栅 时域有限差分方法
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石英玻璃超精密磨削加工的表面完整性研究
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作者 高尚 耿宗超 +2 位作者 吴跃勤 王紫光 康仁科 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期186-195,共10页
为了实现石英玻璃的高效低损伤超精密磨削加工,研究不同粒度金刚石砂轮磨削石英玻璃的表面和亚表面质量,建立表面粗糙度与亚表面损伤深度之间的关系模型。通过石英玻璃磨削试验研究400#、1 500#、2 000#和5 000#金刚石砂轮磨削石英玻璃... 为了实现石英玻璃的高效低损伤超精密磨削加工,研究不同粒度金刚石砂轮磨削石英玻璃的表面和亚表面质量,建立表面粗糙度与亚表面损伤深度之间的关系模型。通过石英玻璃磨削试验研究400#、1 500#、2 000#和5 000#金刚石砂轮磨削石英玻璃的表面微观形貌、表面粗糙度及其亚表面损伤深度,分析相应的材料去除方式;基于压痕断裂力学理论分析脆性域磨削石英玻璃时工件表面微观形貌和亚表面微裂纹的形成机理,建立表面粗糙度PV值和亚表面损伤深度SSD之间的定量关系。研究结果表明:随着砂轮粒度的减小,石英玻璃磨削表面的凹坑、微裂纹、深划痕等缺陷逐渐减少,表面粗糙度Ra和PV以及亚表面损伤深度SSD均随之明显减小,从400#砂轮磨削表面的Ra 274.0 nm、PV 5.35μm和SSD 5.73μm降低至5 000#砂轮磨削表面的Ra 1.4 nm、PV 0.02μm和SSD 0.004μm。500#和1 500#砂轮磨削表面的材料去除方式为脆性断裂去除,2 000#砂轮磨削表面的材料去除方式同时包括脆性断裂去除和塑性流动去除,但以塑性流动去除为主,5 000#砂轮磨削表面的材料去除方式为塑性流动去除;脆性域磨削石英玻璃的表面粗糙度PV与亚表面损伤深度SSD之间满足SSD=(0.627~1.356) PV4/3的数学关系。 展开更多
关键词 石英玻璃 磨削 表面粗糙度 亚表面损伤 材料去除机理
基于Simulink反馈方法的钛合金铣削刀具磨损预测
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作者 丁宝洋 白倩 +1 位作者 刘具龙 张璧 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期224-232,共9页
钛合金因其突出的综合性能广泛应用于航空航天领域,然而由于其难加工性,在钛合金切削过程中极易产生刀具磨损,所带来的加工精度低、表面质量差等现象严重影响钛合金的切削效率及经济效益。因此建立合理的钛合金铣削磨损模型对实际加工... 钛合金因其突出的综合性能广泛应用于航空航天领域,然而由于其难加工性,在钛合金切削过程中极易产生刀具磨损,所带来的加工精度低、表面质量差等现象严重影响钛合金的切削效率及经济效益。因此建立合理的钛合金铣削磨损模型对实际加工生产具有重大的指导意义。考虑了实际切削加工过程中的热力耦合条件,基于磨粒、黏结、扩散三种磨损机理,结合磨损过程铣削刀具的几何形状改变,利用Simulink软件进行反馈仿真预测,获得后刀面磨损带曲线;并通过实际铣削试验进行刀具寿命试验,对仿真模型的可靠性进行验证。结果表明,该方法可以较好地预测刀具后刀面磨损带长度随时间的变化,整体预测误差在22%以下。该研究提高了刀具磨损带的计算精度,并为切削参数的合理选择提供理论基础。 展开更多
关键词 钛合金 铣削 刀具磨损 磨损模型 SIMULINK
气溶胶对天空光偏振分布的影响
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作者 崔岩 张西光 +2 位作者 周鑫昌 刘亚飞 褚金奎 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1-8,共8页
研究了气溶胶对大气偏振分布的影响。基于蒙特卡罗法的矢量辐射传输模式,对不同气溶胶条件下的偏振分布模式进行了仿真。利用图像式测试系统,对实际大气条件的偏振模式进行了测试,分析了气溶胶质量浓度变化对偏振模式的影响。结果表明,... 研究了气溶胶对大气偏振分布的影响。基于蒙特卡罗法的矢量辐射传输模式,对不同气溶胶条件下的偏振分布模式进行了仿真。利用图像式测试系统,对实际大气条件的偏振模式进行了测试,分析了气溶胶质量浓度变化对偏振模式的影响。结果表明,偏振度受气溶胶质量浓度的影响较大,随着气溶胶质量浓度的升高,偏振度不断变小。当PM10的质量浓度由27μg/m^3增加到53μg/m^3再增加到103μg/m^3,PM2.5的质量浓度由9μg/m^3增加到28μg/m^3再增加到66μg/m^3时,最大偏振度值平均减小了约25%。气溶胶对偏振方位角几乎没有影响,偏振方位角的分布稳定。 展开更多
关键词 大气光学 偏振模式 蒙特卡罗法 气溶胶 子午线
单晶硅反射镜的超精密磨削工艺 预览
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作者 王紫光 康仁科 +2 位作者 周平 高尚 董志刚 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1087-1095,共9页
为了实现单晶硅反射镜高效低损伤的超精密加工,研究了基于工件旋转法磨削原理的单晶硅反射镜超精密磨削工艺。通过形貌检测和成份测试的方法分析了该工艺采用的超细粒度金刚石砂轮的组织结构特征,并对单晶硅进行了超精密磨削试验,研究... 为了实现单晶硅反射镜高效低损伤的超精密加工,研究了基于工件旋转法磨削原理的单晶硅反射镜超精密磨削工艺。通过形貌检测和成份测试的方法分析了该工艺采用的超细粒度金刚石砂轮的组织结构特征,并对单晶硅进行了超精密磨削试验,研究了超细粒度金刚石砂轮的磨削性能。通过砂轮主轴角度与工件面形之间的数学关系实现对磨削工件面形的控制。最后,采用超细粒度金刚石砂轮对Φ100mm×5mm的单晶硅反射镜进行了超精密磨削试验验证。试验结果表明,超细粒度金刚石砂轮磨削后的单晶硅表面粗糙度Ra值小于10nm,亚表面损伤深度小于100nm,磨削后的单晶硅反射镜面形PV值从初始的8.1μm减小到1.5μm。由此说明采用该工艺磨削单晶硅反射镜能够高效地获得低损伤表面和高精度面形。 展开更多
关键词 单晶硅反射镜 工件旋转法磨削 表面/亚表面损伤 面形控制 超细粒度金刚石砂轮
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数控机床精度保持性的定量评价与误差敏感度分析
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作者 王永青 吴嘉锟 +3 位作者 刘阔 刘海波 刘志松 廉盟 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期130-136,共7页
针对数控机床精度保持性定量评价难题,分析精度保持性基本内涵,提出精度保持度的概念,并给出精确数学描述;在此基础上,建立基于多体理论的机床空间位置精度保持性评价模型,形成机床精度保持能力的刻画与表达。采用SOBOL全局敏感度分析法... 针对数控机床精度保持性定量评价难题,分析精度保持性基本内涵,提出精度保持度的概念,并给出精确数学描述;在此基础上,建立基于多体理论的机床空间位置精度保持性评价模型,形成机床精度保持能力的刻画与表达。采用SOBOL全局敏感度分析法,分析各误差项时变状态对机床空间位置精度保持度的影响,实现误差溯源。以某三轴立式加工中心为实验对象,对机床的9项关键精度指标进行了为期400天的长期跟踪检测,计算分析各单项精度保持度与机床空间位置精度保持度随时间的变化规律,完成机床精度保持性的误差敏感度定量评估,验证了所提出方法及模型的有效性。 展开更多
关键词 数控机床 精度 保持性评价 敏感度分析
金属微通道散热器结构微电铸均匀性研究 预览
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作者 朱和卿 吕辉 +3 位作者 赵雯 姬学超 魏壮壮 杜立群 《电加工与模具》 2019年第1期43-48,51共7页
基于微电铸工艺,通过添加片外辅助阴极的方法制作一款金属微通道散热器。首先,利用Comsol有限元软件对微电铸过程中金属微通道散热器结构的铸层厚度分布进行模拟分析,同时通过仿真模拟的正交试验研究了不同参数下的片外辅助阴极对微通... 基于微电铸工艺,通过添加片外辅助阴极的方法制作一款金属微通道散热器。首先,利用Comsol有限元软件对微电铸过程中金属微通道散热器结构的铸层厚度分布进行模拟分析,同时通过仿真模拟的正交试验研究了不同参数下的片外辅助阴极对微通道铸层厚度均匀性的影响。仿真结果表明:采用正交试验的最优水平组合,即片外辅助阴极与阴极的水平距离为3mm、片外辅助阴极的宽度为3mm、施加在片外辅助阴极上的电流密度为1A/dm^2时,电沉积10h后的微通道铸层厚度均匀性提高了27.5%,这与实验结果基本相符。经过10h的连续电铸实验,添加最优片外辅助阴极后的铸层厚度均匀性提高了54.2%。 展开更多
关键词 有限元仿真 片外辅助阴极 正交试验 均匀性
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化学机械抛光液的研究进展 预览
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作者 孟凡宁 张振宇 +2 位作者 郜培丽 孟祥东 刘健 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1-10,23共11页
化学机械抛光(CMP)技术是集成电路制造中获得全局平坦化的一种重要手段,化学机械抛光液是影响抛光质量和抛光效率的关键因素之一,而抛光液中的磨粒和氧化剂决定了抛光液的各项化学机械抛光性能。将抛光液磨粒分为单一磨粒、混合磨粒以... 化学机械抛光(CMP)技术是集成电路制造中获得全局平坦化的一种重要手段,化学机械抛光液是影响抛光质量和抛光效率的关键因素之一,而抛光液中的磨粒和氧化剂决定了抛光液的各项化学机械抛光性能。将抛光液磨粒分为单一磨粒、混合磨粒以及复合磨粒,综述了近年来国内外化学机械抛光液磨粒发展现状,其中重点分析和总结了SiO2、Al2O3、CeO2三种单一磨粒,SiO2/Al2O3、SiO2/SiO2、SiO2/CeO2混合磨粒,CeO2@SiO2、PS@CeO2、PS@SiO2、sSiO2@mSiO2、PMMA@CeO2、PS@mSiO2等核-壳结构复合磨粒,Co、Cu、Fe、Ce、La、Zn、Mg、Ti、Nd等离子掺杂复合磨粒的研究和应用现状,并针对目前存在的问题进行了详细的分析。针对目前化学机械抛光液不同材料氧化剂(高锰酸钾和过氧化氢)的选择和使用进行了分析总结。此外,介绍了一种新型绿色环保抛光液的研究和使用情况,同时对化学机械抛光液存在的共性问题进行了总结,最后展望了化学机械抛光液未来的研究方向。 展开更多
关键词 化学机械抛光 抛光液 磨粒 氧化剂 绿色环保
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钨合金电化学腐蚀层性质的研究 预览
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作者 周忠正 金洙吉 +3 位作者 牛林 刘作涛 王泽北 施远 《新技术新工艺》 2019年第5期53-57,共5页
为了实现钨合金电解磨削加工过程中电化学作用和机械作用的平衡,通过碳酸钠溶液中钨合金电化学腐蚀试验,研究了钨合金表面在电化学作用下形成的腐蚀层的性质,以及电化学参数对腐蚀层的影响规律。试验结果表明,在选择性腐蚀作用下,钨合... 为了实现钨合金电解磨削加工过程中电化学作用和机械作用的平衡,通过碳酸钠溶液中钨合金电化学腐蚀试验,研究了钨合金表面在电化学作用下形成的腐蚀层的性质,以及电化学参数对腐蚀层的影响规律。试验结果表明,在选择性腐蚀作用下,钨合金中的硬质相钨颗粒被腐蚀溶解,留下一层由粘接相及其反应产物组成的多孔腐蚀层;电解液浓度、加工时间、加工电流和极间间隙等电化学参数对腐蚀层性质有显著的影响,通过调整电化学参数能够实现对腐蚀层厚度在20~100μm间的控制,研究结果可以为钨合金电解磨削过程中电化学参数的选择提供参考。 展开更多
关键词 钨合金 电化学腐蚀 腐蚀层 电解磨削 腐蚀层厚度 电化学参数
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超声振动对单颗金刚石工具划擦RB-SiC材料去除行为的影响
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作者 郑非非 董志刚 +2 位作者 张嘉桐 刘津廷 康仁科 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期225-232,共8页
超声辅助磨削在硬脆材料加工领域的诸多优势已被广泛认可,研究超声辅助磨削机理对于促进超声辅助磨削工艺技术的应用有重要价值。通过单颗金刚石压头模拟砂轮磨粒,在反应烧结碳化硅(Reaction bonded silicon carbide,RB-SiC)上进行超声... 超声辅助磨削在硬脆材料加工领域的诸多优势已被广泛认可,研究超声辅助磨削机理对于促进超声辅助磨削工艺技术的应用有重要价值。通过单颗金刚石压头模拟砂轮磨粒,在反应烧结碳化硅(Reaction bonded silicon carbide,RB-SiC)上进行超声振动辅助的划擦试验,研究超声辅助磨削的材料去除行为。对比分析了划擦过程中不同超声振幅下的法向划擦力和切向划擦力的变化规律,通过对划痕宽度、划痕深度和划痕截面积的统计分析研究了不同振幅下划痕的三维形貌特征。在综合分析划擦力、划痕微观形貌和金刚石压头磨损的基础上,讨论了超声振动对硬脆材料加工的去除行为的影响。相比于常规的划擦试验,引入超声振动作用后,划擦力显著下降,而划擦导致的材料去除体积显著增加。超声振动划擦中金刚石压头对工件表面独特的高频冲击作用及断续的能量输入方式被认为是导致上述现象的根本原因。 展开更多
关键词 超声辅助划擦 单颗金刚石磨粒 划擦力 划痕形貌 反应烧结碳化硅
自由曲面平头立铣刀五轴加工铣削力预报
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作者 郭明龙 魏兆成 +2 位作者 王敏杰 李世泉 刘胜贤 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期225-233,共9页
铣削力是优化工艺参数,设计机床、刀具和夹具的重要依据。针对自由曲面平头立铣刀五轴宽行加工,提出了一种基于空间限定法的刀刃接触区间解析算法,建立了考虑刀具偏心的铣削力预报模型。基于微分离散思想,自由曲面看成一系列微小斜平面... 铣削力是优化工艺参数,设计机床、刀具和夹具的重要依据。针对自由曲面平头立铣刀五轴宽行加工,提出了一种基于空间限定法的刀刃接触区间解析算法,建立了考虑刀具偏心的铣削力预报模型。基于微分离散思想,自由曲面看成一系列微小斜平面,以斜平面平头立铣刀五轴加工为研究对象,参数化定义刀具几何、进给方向和工件三者间的任意关系,界定刀刃微元参与切削的条件,沿刀刃曲线搜索获得整个刀刃接触区间,结合微元铣削力模型,构建了平头立铣刀斜平面五轴加工铣削力模型,即可实现对自由曲面平头立铣刀五轴加工的铣削力预报,并推导出铣削力由刀具坐标系到工件坐标系的转换矩阵。刀刃接触区间仿真表明,该空间限定法与刀具接触区域限定法相比算法更简单,通用性更强;与实体法相比效率更高。铣削力试验表明,测量铣削力与预报铣削力在趋势和幅值上总体吻合良好,证明了该铣削力预报模型的有效性。 展开更多
关键词 铣削力预报 刀刃接触区间 五轴宽行加工 自由曲面 平头立铣刀
CFRP复合材料铣削表层损伤形成机制分析
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作者 王福吉 王东 +3 位作者 殷俊伟 杨帆 赵猛 王泽刚 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第13期195-204,共10页
碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)以其轻质、高强等优点,已成为高端装备的优选材料。该材料在固化成型之后,仍需大量的边缘、盲窗口、异形轮廓等铣削加工以满足连接装配要求。然而,这类材料极易在表面... 碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)以其轻质、高强等优点,已成为高端装备的优选材料。该材料在固化成型之后,仍需大量的边缘、盲窗口、异形轮廓等铣削加工以满足连接装配要求。然而,这类材料极易在表面产生毛刺、撕裂等加工损伤,严重影响构件的承载性能。阐明铣削加工中CFRP表层损伤的形成机制,用以指导铣削工艺的优化,是实现其高质量加工的关键。研究通过四种典型角度CFRP单向板的铣槽试验,从表层损伤分布形式及未切断纤维长度两个方面阐明了纤维切削角、刀刃钝圆半径及铣刀运动特点对CFRP铣削加工表层损伤的综合影响机理。研究表明:纤维切削角是影响CFRP表层加工损伤形成的关键因素。当其为锐角时,在大刃圆半径影响下易由无损伤状态向毛刺多发状态过渡,当其为钝角时损伤分布不受刀刃钝圆半径影响,表层损伤集中分布在90°~135°之间,为毛刺与撕裂共存形式。而铣刀运动特点造成了纤维切削角的连续动态变化,在易形成损伤的区间内引起损伤的动态累积,最终决定了未切断纤维长度。在此基础上,提出可有效抑制CFRP侧铣加工表层损伤的方法,并通过试验验证其有效性,为后续有关加工损伤抑制的研究提供基础。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 铣削 纤维切削角 刀刃钝圆半径 表层损伤
雷达用高深宽比金属铜微通道散热器的制作 预览
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作者 李晓军 吕辉 +2 位作者 朱和卿 赵雯 杜立群 《航空制造技术》 2019年第1期95-100,共6页
基于电化学沉积技术在金属基底上制作了一种雷达用金属铜微通道散热器。针对使用高黏度SU-8胶制作高厚度胶膜时产生的胶厚不均匀问题,采用研磨抛光工艺处理未曝光的胶膜,提高了胶厚均匀性,成功解决了由于空气间隙大带来的尺寸偏差。提... 基于电化学沉积技术在金属基底上制作了一种雷达用金属铜微通道散热器。针对使用高黏度SU-8胶制作高厚度胶膜时产生的胶厚不均匀问题,采用研磨抛光工艺处理未曝光的胶膜,提高了胶厚均匀性,成功解决了由于空气间隙大带来的尺寸偏差。提出了一种在曝光显影前利用折射率计算胶厚的方法,并通过最小二乘法确定了SU-8胶对钠黄光的折射率。针对高深宽比SU–8胶膜因曝光剂量选择不合适导致制作失败的问题,通过光刻试验分析了曝光剂量对胶膜质量的影响,确定了最优的曝光剂量为640mJ/cm^2。在上述工艺和试验的基础上得到了质量良好的SU-8胶膜,并制作出了一种线宽50μm、高度大于250μm、深宽比大于5的金属铜微通道散热器,验证了该制作工艺的有效性。 展开更多
关键词 金属微通道 胶厚均匀性 胶厚测量 紫外光刻 雷达
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复合材料成型分层缺陷在钻削横刃挤压阶段的扩展行为
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作者 王福吉 胡海波 +2 位作者 张博宇 马建伟 赵猛 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期197-204,共8页
碳纤维增强复合材料由于具有高比强度、高比模量等优异性能,广泛应用于先进装备的承力构件中。此类复材构件在铺放固化成型过程中易产生随机分布的分层缺陷,若缺陷区域与构件连接孔加工区域交叠,将使制孔损伤产生机制更加复杂、加工质... 碳纤维增强复合材料由于具有高比强度、高比模量等优异性能,广泛应用于先进装备的承力构件中。此类复材构件在铺放固化成型过程中易产生随机分布的分层缺陷,若缺陷区域与构件连接孔加工区域交叠,将使制孔损伤产生机制更加复杂、加工质量更难以保证。为保障碳纤维复合材料构件的加工质量,揭示成型分层缺陷对制孔质量的影响机制,针对钻削过程中成型分层缺陷的动态演化行为进行研究,得到其在钻削过程中轴向力最大的横刃挤压阶段发生扩展的临界条件以及扩展长度的计算方法。基于此,结合钻削试验对预埋分层缺陷在制孔过程中的扩展行为进行在线观测,最终获得刀具作用位置对缺陷扩展行为的影响。该研究成果将为后续有关复材成型缺陷在钻削过程中扩展的抑制方法研究提供基础,也将为丰富复材损伤抑制理论作出贡献。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 钻削制孔 成型分层缺陷 缺陷扩展行为 损伤抑制
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