微机械产品的应用及其微细加工方法的分析研究

综述了国内外微机械产品在军事、医疗、航空航天等各领域应用的最新进展；分析了微细切削加工、LIGA技术、准LIGA技术、刻蚀技术及微细特种加工的工艺原理及特点。最后对微机械产品及其加工方法的新前景进行了展望。     

特种微型机械加工技术

综述微型机电系统/微型机械的三维形状加工及极限尺寸加工的研究开发现状.相对硅微细加工和LIGA工艺,不采用掩膜版的特种微细加工技术,如微细激光成型、微细电火花加工以及微细机械加工等近年来取得较大进展,在三维微小机械结构成型上有独到优势;同时扫描隧道显微加工技术的开发将微型机械向极限尺寸领域推进.微型机电系统/微型机械的长足发展有赖于融合已有先进技术和交叉学科思想的微型机械加工技术的进一步研究开发.     

几种最新加工微阵列方法的比较

分别介绍了使用LIGA技术、微细电火花线切割技术(μ-WEDM)、微磨技术、组合式加工技术加工微阵列的最新方法.使用移动LIGA技术加工微针阵列、微细电火花技术加工复杂的三维微阵列电极、微磨技术加工微锥塔阵列、和UV-LIGA技术与微细电火花技术组合加工微阵列电极的工艺方法.主要论述各种方法加工高深宽比阵列结构的原理及其优缺点以及加工中的效率、成本等问题.     

微细加工与装备技术进展

讨论微细加工与装备技术现状,介绍刻蚀技术、LIGA技术和准LIGA技术、微细特种加工等典型的微细加工工艺原理与技术特点,并指出各种加工方法的优缺点,分析微细加工技术的发展走向及装备技术的发展趋势。     

复杂曲面微小零件的微细切削工艺研究

微小零件由于尺寸微小、结构复杂、加工精度高,所以对加工工艺的要求极高。微细切削是微细加工技术中效率较高、工件材料适用范围很广的加工方法,在微小零件的加工工艺研究中特别重要。主要阐述了微细切削加工设备及刀具系统配置、微细加工的特点及工艺要求、复杂曲面微细切削加工刀具和参数的选择、复杂曲面微细切削加工的实际加工等问题,通过采用合理的加工工艺和走刀路线,可以实现微小型零件的高精度加工,满足微小产品的需求。     

微型弯曲模制造

随着微机电系统技术的发展对微型制件需求的不断增长,以传统的微细加工方法成形微小制件难以满足微系统的应用要求,而用微型模具成形微小制件,具有生产效率高、制件质量稳定等优点,成为微成形加工领域的重要工艺发展方向。研究对实验所用的微型弯曲模进行了总体结构设计,得到了模具的装配图和零件图。在分析微细加工方法的技术特点的基础上采用微机械加工法加工模具,并在万能试验机上进行试验,试验表明,所冲制的弯曲件符合要求。     

基于车铣复合加工的微小型结构件工艺研究

随着产品小型化、微型化的发展趋势,微小型零件尤其是微小型结构件的需求越来越广泛,微小型复杂、异形、高强度、多尺度金属结构件对加工提出了更高要求,基于车铣复合加工的微细切削技术在加工微小型结构件方面有独特优势.首先对微小型结构件的工艺特征进行了总结和分析,指出微小型结构件加工机床的工艺特点,然后介绍了微小型车铣加工中心的结构布局和工艺能力,并对典型微小型结构件的加工工艺进行了试验研究,结果表明:基于微小型车铣加工中心,采用车、铣、钻、车铣复合工艺加工微小型结构件,能够一次装夹定位实现完整加工,提高了加工精度和加工效率,通过快速调整加工工艺,能够实现微小型结构件的柔性加工,是一种高效实用的加工方法.     

微小型结构件的微细切削技术

高深宽比微小型结构件是微小型系统的重要组成部分。微细切削技术是面向金属与合金等非硅材料微小型结构件精密加工需求的关键技术。本文结合微小型结构件的特点和加工需求,分析了微细切削的主要形式、适用范围和技术体系。在此基础上讨论了微细切削在加工材料、三维加工能力等方面的技术优势,以及在加工精度和批量生产能力等方面的局限性。认为微机电引信和微惯性器件将是微细切削的主要应用方向。     

高精密微细切削加工机床的研制

微细切削技术的发展离不开微小型化机床设计和制造技术的发展,然而微细切削加工的高精度对微细切削机床的性能和设计提出了更高的要求。因此,针对微细切削机床设计和研制的特点,自主研发了一台微小型切削加工机床,该机床可应用于微细车削、刨削、飞切等加工方式。其设计理念是,利用大理石气浮导轨结合精密直线电机技术,提高机床的精度和加工稳定性。     

微细电火花加工及其关键技术

综述了微细电火花加工的基本原理及最新研究进展。比较了LIGA技术与微细电火花加工的特点与应用。简要分析了微细电火花加工的关键技术：微细电极的在线制作、微进给装置、微小能量的脉冲电源、微小电极的运动轨迹规划、电极的损耗及补偿策略。展望了微细电火花加工在微三维结构加工中的应用前景。     

模数≤0.06 mm的微行星齿轮减速器的CAD/CAM技术

微机电系统（MEMS）是近年来兴起的一门新兴技术,微行星齿轮减速器是微机电系统中的重要器件。在模数≤0.06mm的微行星齿轮减速器的研制中,引入CAD/CAM技术,并成功的设计制造出了样机。     

微小型齿轮的微细滚削加工研究

用自行设计的微小型硬质合金齿轮滚刀进行了模数为0.175mm的微小型齿轮滚削加工研究.首先设计了相应模数的微小型齿轮滚刀,并详细阐述该刀具的设计过程,包括刀具材料的选择、结构形式的设计、齿形设计和刀具局部强度的校核等.简述了该滚刀的制造加工工艺,在微小型数控滚齿机上进行了微小型齿轮的滚削加工试验研究.结果表明,采用范成...     

微线段齿廓齿轮的弯曲强度分析

介绍了微线段齿轮的形成原理,建立了微线段齿轮有限元计算的力学模型,论证了计算中的奇点问题,并提出相应的解决方案,用正交试验法设计了一组算例并用有限元法进行计算,从而说明微线段齿轮的弯曲强度确实要优于渐开线齿轮。     

微细电火花线切割加工关键技术

在分析微细电火花线切割加工特点的基础上,对获得高精度、高表面质量工艺指标的关键技术进行了研究。其中重点对微能量脉冲电源、恒张力走丝系统、偏开路伺服控制策略、基于压电陶瓷电动机的微驱动进给系统、智能工艺规划系统和加工工作液间隙特性等关键技术进行了研究,解决了微小复杂零件难以切割的问题,并且获得高质量微小复杂零件,最终满足了微细电火花线切割加工的需要。     

微线段齿轮齿根应力的对比试验研究

采用应变电测法设计微线段齿轮与渐开线齿轮齿根弯曲应力比较试验的装置,对试件的设计与加工进行严格的控制,并确定比较试验方案,给出处理现场数据的公式及计算结果的T－σ折线图,对结果的显著性检验证明,微线段齿轮的抗弯曲性能要大大优于相应的渐开线齿轮。     

RESEARCH OF MICRO ELECTRO DISCHARGE MACHINING EQUIPMENT AND PROCESS TECHNIQUES

Micro electro discharge machining (micro EDM) is a feasible way to manufacture micro structures and has potential application in advanced industrial fields. For the realization of micro EDM, it is necessary to pay careful attention to its equipment design and the development of process techniques. The present status of research and development of micro EDM equipment and process techniques is overviewed. A micro electro discharge machine incorporated with an inchworm type of micro feed mechanism is introduced, and a micro electro discharge machine for drilling micro holes suitable to industrial use is also introduced. Some of the machining experiments carried out on the micro EDM prototypes are shown and the feasibility of the micro EDM technology to practical use is discussed.     

Built-up edge effects on process outputs of titanium alloy micro milling

Built-up edge (BUE) is generally known to cause surface finish problems in the micro milling process. The loose particles from the BUE may be deposited on the machined surface, causing surface roughness to increase. On the other hand, a stable BUE formation may protect the tool from rapid tool wear, which hinders the productivity of the micro milling process. Despite its common presence in practice, the influence of BUE on the process outputs of micro milling has not been studied in detail. This paper investigates the relationship between BUE formation and process outputs in micro milling of titanium alloy Ti6Al4V using an experimental approach. Micro end mills used in this study are fabricated to have a single straight edge using wire electrical discharge machining. An initial experimental effort was conducted to study the relationship between micro cutting tool geometry, surface roughness, and micro milling process forces and hence conditions to form stable BUE on the tool tip have been identified. The influence of micro milling process conditions on BUE size, and their combined effect on forces, surface roughness, and burr formation is investigated. Long-term micro milling experiment was performed to observe the protective effect of BUE on tool life. The results show that tailored micro cutting tools having stable BUE can be designed to machine titanium alloys with long tool life with acceptable surface quality.     

复杂微小零件的微细电火花线切割加工技术研究

在分析微细电火花线切割加工特点的基础上,对获得高精度、高表面质量加工指标的关键技术进行了研究.重点对微能脉冲电源、智能工艺规划系统和加工工作液间隙特性等关键技术进行了研究,解决了微能脉冲电源能量精确可控以及微小复杂零件加工工艺规准的智能决策问题,满足了微细电火花线切割加工的需要.     

微流挤出成形工艺中新型挤出结构的研究

微流挤出成形工艺是基于陶瓷3D打印技术的兴起而出现的一种新兴制造工艺,其具有微米级高精度的特点,适用于高精度陶瓷制造领域.而在微流挤出成形工艺中,挤出结构设计是提高陶瓷零件成形性能的关键因素,将直接影响到成形能否顺利进行.在比较了几种目前国内外使用较为广泛的陶瓷3D打印挤出结构后,提出了一种以微型螺杆泵为核心部件的新型...     

Micro slot milling of glass

Micro slot milling micro channels in a single pass vs two step upmilling has the benefit of higher productivity. This problem is approached by showing the theoretical benefits of more than two cutting edges. The acceptable feed per tooth and cutting depth at the maximum undeformed chip thickness for ductile-brittle transition and the benefit of upmilling versus downmilling and other parameters (tool wear, tool trajectory, tool deflection, air pressure/cutting oil) have been assessed by micro and macro-geometrical analyses versus surface finish/transparency, form error of the cross section shape in the micro scale (aspect ratio, tolerances, parallelism, flatness, straightness), chipping and productivity. Quantitative correlation between transparency and roughness is also proposed to estimate the acceptable amount of brittle mode.