插齿刀齿形角修正算法与精度探讨

出于研制高精度插齿刀的需要,分析了插齿刀齿廓偏差产生的原因及插齿刀齿形角修正的必要性,提出了一种基于齿廓倾斜偏差误差补偿的优化迭代算法。通过一组实例验证了使用该优化算法设计的插齿刀切齿时产生的残余齿廓偏差较传统插齿刀要小。研究结果表明优化设计后的插齿刀可提高被加工齿轮的齿廓精度,并使其齿顶和齿根处产生等量的自然修形量。     

基于1级精度基准标准齿轮的超精密磨齿工艺

为建立超精密磨齿工艺的科学原理与技术框架,以研制ISO 1328-1:1995中1级精度的基准标准齿轮为目标,研究了超精密齿轮磨齿工艺原理与方法.首先,依据渐开线齿轮最佳成型原理,考虑机床关键元部件易精化及结构刚度高的特点,选择Y7125型大平面砂轮磨齿机为工具机.然后,从齿坯工艺与基准修复、机床参数的优化调整及科学的...     

基于感应耦合等离子刻蚀技术的三维微拉伸梁制作工艺

根据感应耦合等离子(Inductively coupled plasma,ICP)刻蚀的机理,针对热氧化硅薄膜微拉伸梁的结构特点,研究ICP刻蚀制作3D微拉伸梁结构的工艺并解决其中的难点问题。介绍ICP刻蚀工艺参数对刻蚀质量的影响,包括存在的微负载效应和深宽比效应。详细介绍热氧化硅薄膜微拉伸梁的制作,其关键步骤是双掩膜两次ICP刻蚀形成阶梯状窗口结构,并在硅衬底表面形成释放了的热氧化硅薄膜梁。利用ICP刻蚀对单晶硅的高选择性,此制作工艺适用于各种薄膜的微拉伸梁制作。     

渐开线纯滚动测量中展开长度的确定方法

双滚轮-导轨式渐开线测量仪一种无阿贝误差、误差源少、测量精度高的渐开线测量仪器,常用来测量 1 级齿轮渐开线 样板或 1 级标准齿轮,但是双滚轮-导轨式渐开线测量仪不易准确获得渐开线的齿廓偏差与展开长度的对应关系。 而渐开线齿 面的齿根部容易累积较多的加工误差和测量误差,1 级齿轮渐开线样板要求齿廓偏差需要从展开长度 3 或 5 mm 处开始计值, 如果展开长度存在偏差将会影响齿廓偏差的测量结果。 为了获得齿廓偏差与展开长度较为准确的对应关系、实现齿轮渐开线 样板的精确计值,本文研究了双滚轮-导轨式渐开线测量仪测量齿轮渐开线样板时齿轮渐开线样板齿顶圆角、齿顶圆偏差和滚 轮半径偏差对展开长度的影响,提出一种基于机器视觉的双滚轮-导轨式渐开线测量仪测量策略和展开长度修正方法,通过机 器视觉判断渐开线样板理论齿顶点和起始测量位置,并根据滚轮半径对展开长度进行修正。 本文对一件齿轮渐开线样板进行 了测量实验,齿廓形状偏差的测量结果与齿轮测量中心的差异不大于 0. 1 μm,且齿廓偏差曲线具有一致性,说明该测量策略可 以获得齿廓偏差与展开长度的对应关系。     

超声波塑料焊接机理

采用数值仿真和试验研究了超声波塑料焊接过程中不同特征温度段的产热机理.利用有限元法(FEM)对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料超声波焊接过程中的粘弹性热以及摩擦热进行了计算.基于计算结果,提出了摩擦热是焊接过程的启动热源,粘弹热是焊接过程主要热源的观点.制备了相应的试件并搭建测温系统对焊接过程进行测温试验,试验结果验证了仿真结果的正确性.对焊接过程中的产热机理给出了更清晰的解释,有助于超声波塑料焊接技术进一步在精密焊接领域的应用.     

中国微纳制造研究进展

介绍了中国微纳制造领域的总体概况。从微构件力学性能、微纳摩擦磨损及粘附行为研究、典型微流体器件输运特性研究、拓扑优化技术在微纳结构设计中的应用研究、微传热学的研究和微测试方法和装置的研究具体介绍了微纳制造基础理论方面取得的进展。从设计方法、硅基微机电系统(Micro electro mechanical system,MEMS)制造工艺、非硅MEMS制造工艺等方面介绍了微系统设计与加工工艺研究进展。从物理量微传感器、微执行器件与系统、微纳生化传感与分析和微能源等方面介绍了微纳器件与微纳系统的研究进展,最后对中国微纳制造发展进行了总结和展望。     

双盘式渐开线测量装置误差的计算机补偿方法

以双盘式渐开线测量装置为研究对象,研究了对此装置的微机误差补偿方法。从众多的误差源中选出最大的三种误差进行补偿,使装置不确定度由原来的≤±0.7μm下降到≤±0.5μm.     

测头半径对 1 级渐开线样板齿廓偏差测量的影响

按齿轮渐开线样板国家标准推荐,1 级齿轮渐开线样板的齿廓形状偏差需从展开长度 3 或 5 mm 开始计值,齿根部非计 值区间对应渐开线弧长仅为 0. 03~ 0. 18 mm,导致 1 级齿轮渐开线样板齿根部的渐开线齿廓难以精确测量。 为了能更好发挥 1 级齿轮渐开线样板的量值精准传递作用,分析了 1 级齿轮渐开线样板结构的特殊性以及测头半径对渐开线齿廓偏差测量结果 的影响,结果表明,在齿根展开角误差时,测头半径引入的测量误差会随着测头半径的增大而增大,并随着展开长度的减小而增 大,在基圆附近的测量误差可以达到齿廓偏差的 50% ~ 200% ;当仅渐开线齿面存在加工误差时,测头半径引入的测量误差和展 开长度受影响的范围会随着测头半径的增大和被测渐开线基圆半径的增大而增大,在齿根部展开长度 10% 的范围内测量误差 约齿廓形状偏差的 10% ~ 60% 。 通过选取测头半径 rp = 0. 5 和 2. 5 mm 的测头对同一齿轮渐开线样板验进行了测量实验验证了 上述结论。 研究为 1 级齿轮渐开线样板的精密制造、精密测量及使用展开长度区间选取提供了支持。     

面向聚合物微结构制作的热压成形设备的研制

简要介绍了聚合物微结构热压成形的基本原理以及工艺参数和成形过程,根据工艺要求,确定了热压成形设备所应具有的温度、压力控制等基本功能。研制了RYJ-Ⅰ型热压成形机,其上下热压头采用独立的温度控制,压力通过传感器进行反馈控制,在机械结构的设计上采取了几项措施,保证了上下热压头两个热压表面之间平行。控制系统的软件采用面向对象的程序设计方法,并采用了独立线程、高精度多媒体定时器、开放式数据库联接等技术,对温度、压力等进行高精度实时控制。介绍了RYJ-Ⅱ型热压成形机的研制情况,该型成形机温度、压力的控制范围大,适用于绝大多数聚合物材料微结构的制作。     

用于薄膜热容测量的微型量热计

设计并加工了一种新型的微量热计,该微量热计的制备采用半导体加工工艺和表面微机械加工技术.与体硅加工的微量热计相比,具有成品率高和器件尺寸控制准确的优点.在真空环境中,该微量热计在5.5mW的加热功率下,中心温度从300K升至400K只需约0.5ms,升温速率达2×105K/s.针对微量热计热质小、升温快等特点,引入了脉冲扫描量热法来测量薄膜的热容.测量了厚度为(430±20)nm的Al薄膜从300K到420K的热容曲线,该薄膜的热容在室温附近为9.2nJ/K.若薄膜的密度值取2700kg/m3,则该Al薄膜的比热容在室温下约为1096.8J/(kg·K),比Al体材料的比热容值900J/(kg·K)增加了约21.9%,表现出金属纳米晶体的热容增强效应.