检索结果-内蒙古大学图书馆

航空制造技术 2024年第9期67卷 89-97页

作者：刘正尧罗怡王晓东钱志龙大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室大连116024 大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室大连116024

悬丝摆式加速度计广泛应用于航空、航天、惯性导航等领域,其装配质量对加速度测量精度有很大的影响,其关键组件的装配涉及位置和姿态的调整,同时悬丝在装配中需要控制张紧力并完成焊接。针对悬丝摆式加速度计组件的精密装配,研发了集成... 详细信息

悬丝摆式加速度计广泛应用于航空、航天、惯性导航等领域,其装配质量对加速度测量精度有很大的影响,其关键组件的装配涉及位置和姿态的调整,同时悬丝在装配中需要控制张紧力并完成焊接。针对悬丝摆式加速度计组件的精密装配,研发了集成力、温度传感器和机器视觉的精密装配及焊接系统。采用相机配合转台实现待装配零件视觉测量,完成零件特征点的识别定位;利用精密滑台和转台调整待装配零件位姿;直线电机运动结合力反馈实现装配过程中零件间隙调整以及张紧力控制;开发专用焊接单元,实现在紧凑空间内对微小器件的自动温控焊接。试验结果表明,该系统能够完成加速度计组件自动装配及焊接,装配结果满足技术指标要求,焊点无虚焊,摆组件内边缘相对于磁钢边缘间隙偏差小于10μm,悬丝中心相对于加速度计底座地面位置精度优于20μm,悬丝张紧力偏差控制在±5 mN之内,能够达到产品装配质量要求。

关键词：加速度计精密装配自动焊接机器视觉力反馈误差测量

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测头半径对1级渐开线样板齿廓偏差测量的影响

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仪器仪表学报 2022年第4期43卷 121-128页

作者：凌明凌四营刘远航张志豪王立鼎大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室大连116023 大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室大连116023

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... 详细信息

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r_(p)=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。

关键词：齿轮渐开线样板渐开线齿廓偏差齿轮测量量值传递

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双滚轮-导轨式渐开线测量仪的空间几何误差补偿方法

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光学精密工程 2022年第6期30卷 689-701页

作者：凌四营孔玉梅赵昌明凌明王立鼎大连理工大学精密特种加工教育部重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室辽宁大连116024

为解决1级齿轮渐开线样板的精密测量难题,提出了一种基于双滚轮-导轨式渐开线测量仪的空间几何误差补偿新方法。首先,建立了空间几何误差与渐开线齿廓偏差之间映射关系的数学模型;然后,基于该模型对齿轮渐开线样板、基圆盘与芯轴的综合... 详细信息

为解决1级齿轮渐开线样板的精密测量难题,提出了一种基于双滚轮-导轨式渐开线测量仪的空间几何误差补偿新方法。首先,建立了空间几何误差与渐开线齿廓偏差之间映射关系的数学模型;然后,基于该模型对齿轮渐开线样板、基圆盘与芯轴的综合安装误差和基圆盘的圆度误差进行了具体分析;最后,通过改变渐开线展开长度对应的基圆盘使用圆弧段、综合安装偏心量及相位等参数,实测了齿轮渐开线样板的齿廓偏差,并得出以下结论:基圆盘的圆度误差引起的齿廓偏差实测值与理论值之差不大于0.04μm;以偏心量e为3.46μm为例,纯滚动组件按照最大齿廓倾斜偏差相位(λ_(1)=λ_(2)=λ_(3)=70°)装配时,齿廓倾斜偏差f;的实测值与理论值相差-0.16μm,相对误差约为4%;按照最大齿廓形状偏差相位(λ_(1)=λ_(2)=λ_(3)=160°)装配时,齿廓形状偏差f;的实测值与理论值相差0.01μm,相对误差约为2%。实验结果证明了空间几何误差补偿方法的有效性,该补偿方法为实现1级齿轮渐开线样板的制造提供了测量手段。

关键词：空间几何误差齿廓偏差齿轮渐开线样板误差补偿渐开线测量

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大高宽比阶梯型铜微柱阵列的制作

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航空制造技术 2023年第10期66卷 14-20页

作者：杜立群袁博文孔德健王帅蔡小可王胜羿肖海涛大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室大连116024 大连理工大学辽宁省微纳米系统重点实验室大连116024

基于THB–151N光刻胶的微电铸工艺制作了一种阶梯型铜微柱阵列。针对THB–151N光刻胶显影过程中20μm微盲孔显影困难和底部留膜的问题,提出了一种基于浸没式双向兆声波辅助的显影方法。仿真研究了兆声功率密度和微盲孔深宽比对显影液传... 详细信息

基于THB–151N光刻胶的微电铸工艺制作了一种阶梯型铜微柱阵列。针对THB–151N光刻胶显影过程中20μm微盲孔显影困难和底部留膜的问题,提出了一种基于浸没式双向兆声波辅助的显影方法。仿真研究了兆声功率密度和微盲孔深宽比对显影液传质过程的影响。优选了兆声功率密度和微盲孔深宽比,并开展了兆声辅助显影的试验研究。同时,针对THB–151N胶膜因曝光剂量选择不当导致微盲孔侧壁垂直度差的问题,通过光刻试验分析了曝光剂量对微盲孔侧壁垂直度的影响,拟合出曝光剂量与胶膜厚度的经验方程。在上述工艺方法和试验研究的基础上,制作出高度300μm、整体高宽比达15∶1、最小边长20μm、4×6的阶梯型铜微柱阵列。

关键词：铜微柱阵列紫外光刻显影微电铸兆声

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装配式惯性开关的兆声辅助微电铸均匀性研究

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航空制造技术 2023年第13期66卷 14-21页

作者：杜立群董雅坤郭柄江蔡小可王帅李经民大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室大连116024 大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室大连116024

在装配式惯性开关的电铸过程中,电场的边缘效应干扰了电力线在阴阳极间的均匀分布,导致铸层厚度均匀性问题突显,使得制作周期延长。为了缩短装配式惯性开关的制作周期,将兆声波引入到微电铸过程,以装配式惯性开关中电铸均匀性最差的滑... 详细信息

在装配式惯性开关的电铸过程中,电场的边缘效应干扰了电力线在阴阳极间的均匀分布,导致铸层厚度均匀性问题突显,使得制作周期延长。为了缩短装配式惯性开关的制作周期,将兆声波引入到微电铸过程,以装配式惯性开关中电铸均匀性最差的滑块结构为例,开展改善微电铸层均匀性的研究工作。首先,利用COMSOL仿真分析软件对滑块结构有、无兆声波辅助条件下的微电铸加工过程中的电流密度分布和铸层厚度分布进行仿真。仿真结果表明,相对于无兆声波辅助微电铸加工,兆声波辅助微电铸加工可以有效改善铸层厚度均匀性。兆声波功率密度越大,铸层厚度均匀性越好。在数值模拟的基础上,对兆声波辅助电铸过程展开试验研究。试验结果表明,相对于无兆声波辅助微电铸加工,双向加载2.4 W/cm^(2)的兆声波辅助微电铸加工的铸层厚度均匀性提高了51.78%,试验与仿真结果趋势一致。基于仿真和试验结果,将双向加载2.4 W/cm^(2)的兆声波引入微电铸工艺,制作了总体尺寸20 mm×20 mm、总高度900μm,符合设计要求的装配式惯性开关。与无兆声波辅助微电铸制作完成的装配式惯性开关相比,制作时间缩短了25%。

关键词：装配式开关电铸均匀性兆声波辅助电铸功率密度有限元分析

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环境温度对双滚轮-导轨式渐开线测量仪的影响

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仪器仪表学报 2022年第12期43卷 104-111页

作者：凌明凌四营张衡王奉涛王立鼎大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室大连116023 大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室大连116023 汕头大学智能制造技术教育部重点实验室汕头515063

双滚轮-导轨式渐开线测量仪是一种无阿贝误差、误差源少、测量精度高的渐开线测量仪器,常用来测量高精度标准齿轮和齿轮渐开线样板。本文研究了环境温度对双滚轮-导轨式渐开线测量仪及齿轮渐开线样板的影响,发现当双滚轮-导轨式渐开线... 详细信息

双滚轮-导轨式渐开线测量仪是一种无阿贝误差、误差源少、测量精度高的渐开线测量仪器,常用来测量高精度标准齿轮和齿轮渐开线样板。本文研究了环境温度对双滚轮-导轨式渐开线测量仪及齿轮渐开线样板的影响,发现当双滚轮-导轨式渐开线测量仪的滚轮与待测齿轮渐开线样板的热膨胀系数相同时,环境温度的变化不会带来齿廓倾斜偏差,而滚轮与齿轮渐开线样板的热膨胀系数不同时,在20℃±5℃范围内环境温度的变化带来的齿廓倾斜偏差是随环境温度线性变化的,而且上述两种情况环境温度的变化均只带来纳米量级的齿廓形状偏差,可以忽略。通过ANSYS进行了渐开线样板、滚轮和导轨的热膨胀仿真验证,并通过GCr15钢和SiC陶瓷材料的滚轮对材料为GCr15钢的渐开线样板的同一齿面进行了不同环境温度下的齿廓偏差测量实验,环境温度变化时,GCr15钢材料滚轮测得的齿廓倾斜偏差未发生明显改变,SiC陶瓷材料滚轮测得的齿廓倾斜偏差的变化量为0.71μm/℃,与理论值0.73μm/℃基本一致,两种材料滚轮测得的齿廓形状偏差均未发生明显改变。

关键词：渐开线齿廓偏差齿轮测量热膨胀误差补偿

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万向支架微小螺纹副自动装配系统

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中国机械工程 2022年第6期33卷 698-706页

作者：房运涛王晓东徐松王会彬罗怡大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室大连116024 大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室大连116024 上海航天控制技术研究所上海201109

针对万向支架微小螺纹副装配自动化程度低、一致性差的问题,研制了一套自动装配系统,并对装配过程中的微小螺纹零件中心位置提取方法和多个微小螺纹副之间的装调策略进行了研究。首先,提出了一种改进的清晰度评价函数,并基于该函数实现... 详细信息

针对万向支架微小螺纹副装配自动化程度低、一致性差的问题,研制了一套自动装配系统,并对装配过程中的微小螺纹零件中心位置提取方法和多个微小螺纹副之间的装调策略进行了研究。首先,提出了一种改进的清晰度评价函数,并基于该函数实现了机器视觉装置的自动聚焦。然后,针对螺轴以及内环螺纹孔的端面特征不对称问题,提出了变聚焦位置分区域图像采集的内外螺纹中心提取方法。最后,结合加载和卸载过程中输入转角和内外环轴向位移量之间的关系,制定了螺轴分组交叉卸载-加载的装调策略。搭建系统样机进行装配实验,结果表明:外环支架偏心量小于5μm,内环及外环的轴向窜动量均小于3μm,满足万向支架的同轴度等性能要求。

关键词：万向支架微小螺纹副自动装配机器视觉拧紧策略

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渐开线纯滚动测量中展开长度的确定方法

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仪器仪表学报 2022年第8期43卷 101-108页

作者：凌明凌四营刘祥生石照耀王立鼎大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心

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... 详细信息

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0.1μm,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。

关键词：齿轮渐开线样板渐开线测量展开长度渐开线齿廓偏差机器视觉

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整体高温辅助激光定向能量沉积Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)共晶陶瓷组织性能研究

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航空制造技术 2025年第8期68卷 57-64,84页

作者：于学鑫李城昕孟超鑫高佳丽马广义吴东江牛方勇大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室大连116024 精密/特种加工及微制造技术教育部重点实验室(B类) 大连116024 陕西西安航天动力机械有限公司西安710025 上海理工大学上海200093

Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)共晶陶瓷凭借优异的高温力学性能和组织稳定性成为航空发动机和燃气轮机热端构件的潜在应用材料。激光定向能量沉积技术能够克服传统制备方法在烧结变形等方面的限制,直接熔化粉末实现复杂陶瓷构件的一步成形制备。... 详细信息

Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)共晶陶瓷凭借优异的高温力学性能和组织稳定性成为航空发动机和燃气轮机热端构件的潜在应用材料。激光定向能量沉积技术能够克服传统制备方法在烧结变形等方面的限制,直接熔化粉末实现复杂陶瓷构件的一步成形制备。整体高温辅助的方法能够有效抑制样件成形过程中的开裂行为,但是高温辅助对于样件组织性能的影响尚不明确。因此本研究系统讨论了整体高温辅助激光定向能量沉积制备Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)共晶陶瓷的微观组织与力学性能随辅助温度变化的演变规律。研究结果表明,整体高温辅助对激光定向能量沉积制备的Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)共晶陶瓷微观组织与力学性能影响显著,在1273 K辅助温度下成形样件晶团尺寸相较常温下成形样件增大约32.16%,其平均断裂韧性为(4.9±0.3) MPa·m^(1/2),相比于常温下样件提升了17.2%,弯曲强度和压缩强度在辅助温度773 K下达到最高,分别为(324.27±18.23) MPa和(354.19±37.53) MPa。

关键词：激光增材制造 Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)共晶陶瓷整体高温辅助力学性能

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高精度齿轮螺旋线样板的测量方法与仪器

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光学精密工程 2022年第17期30卷 2100-2118页

作者：李小燕凌四营凌明任泓霖石照耀王立鼎大连理工大学精密特种加工教育部重点实验室辽宁大连116023 大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室辽宁大连116023 北京工业大学机械与应用电子技术学院北京100124

齿轮螺旋线偏差是评定齿轮精度等级及承载均匀性的重要指标,也是齿轮国家标准GB/T 10095.1-2008中规定的四项必检项目之一,其溯源与量值传递基准是齿轮螺旋线样板。高精度螺旋线偏差测量,目前从高精度螺旋线样板结构及制造、研制高精度... 详细信息

齿轮螺旋线偏差是评定齿轮精度等级及承载均匀性的重要指标,也是齿轮国家标准GB/T 10095.1-2008中规定的四项必检项目之一,其溯源与量值传递基准是齿轮螺旋线样板。高精度螺旋线偏差测量,目前从高精度螺旋线样板结构及制造、研制高精度专用测量仪两个维度开展研究,测量精度得到一定提升,但现有齿轮螺旋线样板结构参数不符合我国1级精度齿轮螺旋线样板的规格要求,已有专用测量仪的测量不确定度也不能满足我国1级齿轮螺旋线样板的测量需求。本文综述了螺旋线偏差的两类常规测量方法与仪器,归纳了齿轮螺旋线样板的设计与结构特性以及国内外高精度齿轮螺旋线偏差测量专用量仪的研究成果,在总结现有典型螺旋线测量仪及专用测量仪不足之处的基础上,提出了一种符合国家标准的等公法线齿轮螺旋线样板及其纯滚动测量方法与仪器,并对其发展前景做出了展望。

关键词：精密测量测量不确定度螺旋线偏差齿轮螺旋线样板纯滚动

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