微细阵列孔论文-王忠进

微细阵列孔论文-王忠进

导读:本文包含了微细阵列孔论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:阵列孔,氧化锆陶瓷,超声加工,超声振动系统

微细阵列孔论文文献综述

王忠进[1](2018)在《氧化锆陶瓷微细阵列孔的超声加工研究》一文中研究指出氧化锆陶瓷因具有耐高温、耐磨性好、化学稳定性好等特性,已深入应用于各种半导体生产过程,但氧化锆陶瓷属于典型的难加工材料,传统加工方法效率较低。超声加工以其得天独厚的优势成为硬脆材料加工的一种重要方法。论文针对氧化锆陶瓷微细阵列孔加工中的技术难点,开展了基于等效阻抗的微细阵列孔超声加工研究,具体研究内容如下。1.设计并制作了超声振动系统。主要完成了超声振动系统换能器设计、变幅杆与工具头的设计、仿真和制作,并进行了谐振频率与振幅等性能测试。测试结果表明,制作的超声振动系统谐振频率符合设计要求、振幅满足氧化锆陶瓷微细阵列孔加工的要求。2.完成了人机界面设计。主要完成了人机界面功能需求、硬件连接方式、软件结构及通讯方式设计等方面的工作。设计的超声电源上位机界面和超声加工机床触摸屏界面满足超声加工的要求。3.氧化锆陶瓷超声加工系统建立与实验。完成了超声试验系统的控制算法的优化。在加工控制方法中,引入了对实时阻抗值与等效阻抗阀值差值的比较,同时增设控制信号时间长度与脉冲数比例系数,加入超声电源控制按钮。4.氧化陶瓷微细阵列孔加工试验。设计单因素试验研究超声电源加工参数、磨料粒径及机床运动控制参数对材料去除率的影响,分析原因并完成氧化陶瓷微细阵列孔加工。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2018-03-01)

张博,刘欢,王志斌,白基成[2](2017)在《微细阵列孔电火花加工的电极损耗及间隙流场仿真分析》一文中研究指出随着微细阵列孔结构越来越多的应用于工业领域,如喷墨打印机喷头、喷油嘴和喷丝板等,其加工精度很大程度上影响着产品的性能。本文主要针对微细阵列孔电火花加工的精度保障技术,对间隙流场进行流速仿真分析和对电极轴向损耗开展实验研究。首先,通过Fluent仿真软件,对不同深径比(深径比指加工阵列孔的深径比,微细电火花加工单边放电间隙约为10μm)条件下间隙流场的流速进行仿真,得出不同加工深度和电极直径条件下的间隙流场流速变化规律。另外,通过微细阵列孔的加工实验,获得工具电极的损耗形貌及不同深径比条件下电极轴向损耗的变化规律,验证流场仿真分析的有效性,为电极轴向损耗补偿提供依据。(本文来源于《第17届全国特种加工学术会议论文集(上册)》期刊2017-11-17)

张博,刘欢,王志斌,白基成[3](2017)在《微细阵列孔电火花加工的电极损耗及间隙流场仿真分析》一文中研究指出随着机械结构零件不断朝着小型化和精密化方向发展,微细阵列孔结构越来越多的应用于工业领域,如喷墨打印机喷头、发动机喷油嘴和纺织喷丝板等。因此,微细阵列孔结构的零部件加工成为微细加工技术未来发展和应用的主要潮流之一。目前,基于电火花加工的微细阵列孔加工方法主要有阵列电极加工微细阵列孔和单电极加工微细阵列孔两种。由于单电极加工方法在加工精度保证及稳定性控制上具有一定的优势,且加工不受微孔阵列形状和孔数的限制,因此本文采用单电极加工微细阵列孔。在单电极加工微细阵列孔过程中,工具电极损耗直接影响微细阵列孔的加工精度,通常工具电极损耗与电火花加工电参数以及间隙流场特性有着密不可分的联系。本文主要通过间隙流场仿真分析和电极损耗实验,研究电极损耗与间隙流场流速分布之间的关系,为开展电极轴向损耗补偿提供依据。首先建立了微细阵列孔电火花单电极加工间隙流场的数学模型,通过Fluent仿真软件,对不同深径比(深径比指加工阵列孔的深径比,微细电火花加工单边放电间隙约为10μm)条件下间隙流场的流速分布进行仿真,得出在微细阵列孔电火花加工过程中,深径比的增大会导致加工区域工作液流速的降低。流速的降低会引起放电蚀除产物难以排出,加大非正常放电的几率,从而使实际轴向损耗增大。随后选取与流场仿真相同的深径比及加工参数开展微细阵列孔的单电极加工实验研究,利用CCD在线图像测量技术获取工具电极的损耗形貌,通过对工具电极损耗的定量分析,发现当被加工孔的数量足够多时,工具电极前端形貌趋于一致,电极损耗过程进入稳定损耗阶段,并且工具电极轴向损耗量与被加工的孔数成正比例关系,说明工具电极轴向损耗可以每孔均匀补偿。另外,通过对比间隙流场流速仿真结果和工具电极损耗实验结论,验证了流场仿真分析的有效性,说明可以在选取工具电极直径和工件厚度后,利用间隙流场流速仿真推断工具电极的轴向损耗量,减少工艺实验的试错时间,从而快速地确定工具电极轴向损耗补偿量。(本文来源于《特种加工技术智能化与精密化——第17届全国特种加工学术会议论文集(摘要)》期刊2017-11-17)

曲迎东,孙凤双,秦刚,金美玲,尤俊华[4](2015)在《微细阵列孔的铸造法制备及表征》一文中研究指出为了获得大深径比的微细阵列孔,以铝作为基体金属并采用铸造法制备了微细阵列孔.根据预期阵列孔的结构,编排并固定预制体的孔芯.将预制体放置在自制金属型中进行浇注,使熔融金属铝液围绕于预制体的孔芯,待铝液凝固后抽出孔芯得到微细阵列孔.利用激光共聚焦显微镜测量微细阵列孔的孔壁粗糙度,并计算微细阵列孔的形状因子.结果表明,由铸造法制备的微细阵列孔的分布十分规律密集,孔径大小基本一致.微细阵列孔的形状非常趋近于圆形,孔壁十分光滑,且深径比很大.(本文来源于《沈阳工业大学学报》期刊2015年06期)

朱国征[5](2014)在《微细电火花加工微喷阵列孔孔径一致性及相关装置的研究》一文中研究指出具有微喷阵列孔的结构件是工业用喷墨打印机喷头、喷油嘴和喷丝板等部件的重要组织部分,微喷阵列孔的作用是喷射具有一定粘度的墨水、雾化油等液态介质。微喷阵列孔的孔径一致性决定了喷射质量,如工业用喷墨打印机上微喷部件的阵列孔孔径一致性直接影响了墨滴速度、墨滴大小以及墨滴在移动的纸张或布料上的均匀分布,从而直接影响打印质量。作为打印机的核心部件,微喷部件被国外生产厂垄断,主要原因是打印机微喷部件的阵列孔孔径一致性难以保证,尤其是我国在微细电火花加工领域暂未实现工业化加工微喷阵列孔。因此,国内打印机生产商只能依靠进口喷头,严重制约了我国工业用喷墨打印技术的发展。本文针对微喷阵列孔孔径一致性尚未解决这一技术难题,分别进行了微喷阵列孔微细电火花加工系统中关键部件如加工支撑平台、CCD视觉检测系统、真空吸盘工件装夹装置和旋转主轴等部件的设计与研制、宏微复合驱动数控系统的研制、工作液供给条件控制和电极损耗及其补偿技术等方面的研究。为最大限度地减少外部振动干扰对微喷阵列孔孔径一致性的影响,需要提高加工系统的抗震性和稳定性。在对微细电火花加工微喷阵列孔特点进行分析研究的基础上,采用隔振防震措施,完成了具有良好抗振稳定性的花岗岩龙门结构的微喷阵列孔微细电火花加工系统的研制。该加工系统具有块电极磨削和线电极磨削相结合的电极在线制作功能,具有电极直径和微喷阵列孔直径CCD在线测量等功能,为提高微细电火花加工微喷阵列孔的一致性,提供了良好的加工平台。为兼顾丝杠螺母副宏驱动系统的大行程、低精度、低速响应与压电陶瓷微驱动系统的小行程、高精度、快速响应的特点,研制了基于PMAC运动控制卡的宏微复合驱动数控系统,实现了微喷阵列孔微细电火花加工系统的大行程、高精度定位和快速响应。压电陶瓷微驱动系统的高精度和快速响应实现了电极损耗的微量补偿和微伺服进给的快速响应,提高了微喷阵列孔自动加工中放电状态的稳定性,为提高微喷阵列孔孔径一致性提供了可靠的硬件支撑。为考察工作液特性对微喷阵列孔加工的影响,进行了以去离子水和煤油作为工作液的微细电火花加工微喷阵列孔的试验研究,研究发现在去离子水工作液中加工具有加工间隙大、冲水排屑效果好、放电加工状态稳定、加工速度快等优点,有利于提高微喷阵列孔的孔径一致性。为进一步提高微喷阵列孔孔径的一致性,对去离子水工作液加工间隙进行了流场仿真研究,分析了冲水流速、冲水角度及电极旋转速度对加工间隙内流速分布和流速大小的影响,根据仿真结果的后续试验验证表明:调整冲水角度、提高冲水流速和电极转速有利于提高间隙内流速、改善排屑效果、提高微喷阵列孔微细电火花加工中加工状态的稳定性,从而提高了微喷阵列孔的孔径一致性。为降低电极损耗对微喷阵列孔孔径一致性的影响,研究了单电极微细电火花加工微喷阵列孔的工具电极损耗特性。通过合理选择加工条件和优化脉冲电源参数,降低了微喷阵列孔加工中工具电极相对损耗率。建立了微喷阵列孔微细电火花加工电极损耗模型,提出了结合定长补偿和分组检测变量补偿的电极损耗补偿方法,减小了电极损耗过量补偿或欠补偿对加工孔径的影响,提高了微喷阵列孔的孔径一致性。为控制微细电火花加工的加工间隙波动对微喷阵列孔孔径一致性的影响,进行了脉冲电源参数对微喷阵列孔微细电火花加工的加工间隙、加工效率和加工质量影响的试验研究。以此为基础进行了微喷阵列孔微细电火花加工的小批量试验研究,己成功地加工出160组、每组256个阵列孔、孔径小于50^1@、孔径偏差小于的微喷阵列孔部件。并进行了更小尺寸微喷阵列孔加工的探索试验,实现了¢30(^1和¢20(^1微喷阵列孔的加工,验证了本文研究的微喷阵列孔微细电火花加工方法加工微小尺寸微喷阵列孔的可行性。总之,本文对微细电火花加工微喷阵列孔的加工装备及加工工艺方法进行了系统的研究,解决了目前我国工业用喷墨打印机微喷部件关键结构的加工及其孔径一致性难于保障的技术难题,为我国自主研发工业用喷墨打印机喷头和促进工业用喷墨打印技术的发展奠定了基础。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2014-07-01)

曹剡,白基成,朱国征,李强,陈二明[6](2013)在《油基工作液下微细电火花加工阵列孔的试验研究》一文中研究指出微细电火花加工技术具有宏观作用力小、不受材料硬度限制、加工精度高等特点,在微细阵列孔的加工方面具有很大的优势。针对采用微细电火花技术加工微细阵列孔时,工作液参数对微细阵列孔的孔径和表面形貌的影响,以煤油为工作液,研究了工作液流量和冲液角度对微细阵列孔的影响,确定了加工微细阵列孔时合适的工作液参数,工作液流量为28.64mL/min,冲液角度为45°。进行了试验验证,最终加工出2×128个微细阵列孔,最大孔径偏差为1.8/μm,孔径一致性较好,满足使用要求。(本文来源于《第15届全国特种加工学术会议论文集(上)》期刊2013-10-25)

解宝成[7](2013)在《微小孔及阵列孔微细电火花加工的若干基础问题研究》一文中研究指出微小孔和阵列孔加工一直是机械加工领域的难题之一。微细电火花加工技术的非接触式加工、无明显宏观作用力和“以柔克刚”等特点,使其在加工微小孔、阵列孔,尤其在加工难加工材料小孔时具有明显的优势。因此,微小孔和阵列孔的微细电火花加工技术已成为当前微细加工技术研究与应用的热点。然而在微小孔微细电火花加工过程中也存在着明显的局限性,如工具电极损耗大、放电状态不稳定、加工效率低等问题,阻碍了加工过程的顺利进行。通常采取电极旋转、电极削边、定时抬刀和超声复合加工等辅助策略来改善极间放电状态以降低电极损耗、提高加工效率和加工状态的稳定性。尽管如此,由于电火花放电过程的复杂性和随机性,对放电过程基础理论的研究,特别是对放电过程中材料蚀除过程和电蚀产物排出过程的研究尚存在诸多不足,已成为制约微小孔和阵列孔微细电火花加工技术发展与应用的瓶颈。为此,本文在分析国内外相关文献资料的基础上,对电火花单脉冲、有限次脉冲和连续脉冲放电过程的温度场分布和微小孔、阵列孔微细电火花加工过程的流场分布进行理论分析与实验研究,分析了放电过程中材料的蚀除过程和电蚀产物的排出过程的影响因素,为深入研究微细电火花加工技术提供了理论依据。单脉冲放电过程是认识和研究电火花放电过程的基础。本文基于热传导理论,对电火花单脉冲放电过程进行温度场研究。通过数值模拟单脉冲放电过程温度场分布,分析了峰值电流和脉宽对温度场分布和放电凹坑尺寸形貌的影响规律,并做相应的实验验证。通过数值模拟相同放电能量条件下单脉冲放电过程温度场分布,分析了不同的峰值电流和脉宽组合对放电凹坑尺寸的影响规律,为提高能量利用效率提供了理论依据。电火花连续脉冲放电过程可以看作是由无数次单脉冲放电过程重复迭加的结果。然而由于电火花放电过程的复杂性和随机性,很难将单脉冲放电过程的研究结果直接推广至连续脉冲放电过程。为此,在单脉冲放电过程温度场研究的基础上,通过数值模拟有限次脉冲放电过程温度场分布,分析了不同放电位置对后续脉冲放电过程温度场分布和蚀除凹坑的影响规律。根据有限次脉冲放电凹坑的分布情况和极间电场分布情况,确定了连续放电位置的随机分布原则,并依此建立了连续脉冲放电过程的温度场模型。通过数值模拟连续脉冲放电过程温度场分布,仿真了工件表面的动态蚀除过程;分析了单个脉冲放电过程的残留温度场和蚀除凹坑对后续脉冲放电过程温度场分布和蚀除凹坑的影响规律,并做了相应的实验验证。在微小孔微细电火花加工过程中,通常采用电极削边和定时抬刀等工艺来提高电蚀产物的排出效率以改善加工状态,这些改进措施都与间隙流场密切相关。因此,对微细电火花圆柱电极、削边电极旋转和抬刀加工过程中间隙流场进行了仿真,通过数值模拟间隙流场中速度场分布和电蚀产物的运动规律,分析了在电极旋转加工过程中电极形状差异对加工效率的影响规律、以及在抬刀加工过程中抬刀速度和高度对加工效率的影响规律,并做相应实验验证。在阵列孔微细电火花加工过程中,工具电极损耗严重、加工效率低、阵列孔一致性差和放电状态不稳定等问题一直限制着阵列孔微细电火花加工技术的快速发展,通常采取微细电火花超声复合加工方法来提高加工效率和放电状态的稳定性,但并没有从理论上合理的解释其作用机制。为此,结合微细电火花超声复合加工阵列孔实验,对阵列孔微细电火花超声复合加工过程间隙流场进行研究,通过数值模拟一个振动周期内间隙流场中电蚀产物的运动规律,分析了超声振动对微细电火花超声复合加工过程中电蚀产物排出过程的作用机制、以及超声的振幅和频率对加工效率的影响规律。综上所述,本文研究了电火花单脉冲、有限次和连续脉冲放电过程的温度场分布情况,并据此分析和探寻了电火花放电过程中材料的蚀除机理;研究了电火花加工微小孔和阵列孔过程的间隙流场分布情况,并据此分析和优化了电蚀产物的排出过程。上述研究为进一步挖掘微细电火花加工的技术潜能提供了一定的理论依据。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2013-05-01)

朱国征,黄永逸,卢有会,白基成[8](2011)在《去离子水工作液下微细阵列孔电火花加工工艺试验研究》一文中研究指出对比各种微细阵列孔电火花加工方法,分析了使用单电极加工微细阵列孔方法设备简单、加工稳定的优点,并利用去离子水工作液加工电极损耗小、效率高的特点,在研制成功的微细阵列孔电火花加工机床上进行去离子水工作液下单电极加工微细阵列孔的工艺试验。试验主要研究电源参数对微细阵列孔孔径一致性、孔加工效率及电极损耗的影响规律。优化微细阵列孔加工的电参数,达到稳定地一次性加工256个直径小于50μm、直径偏差小于2μm的微细阵列孔的目的。(本文来源于《第14届全国特种加工学术会议论文集》期刊2011-10-22)

安成明,殷国强,李剑中,余祖元[9](2011)在《微细孔、阵列孔及微细叁维型腔的超声加工研究》一文中研究指出利用自行开发的微细电火花与微细超声复合加工装置,对微孔超声加工中效率随孔深的变化、磨料颗粒尺寸对精度的影响等进行了实验研究,并采用恒加工力控制方式,在单晶硅100晶面实际完成了直径18μm圆孔和28μm×28μm方孔的超声加工、微细十字孔与阵列孔的超声反拷加工以及微细叁维型腔的工具均匀损耗补偿分层铣削超声加工。(本文来源于《电加工与模具》期刊2011年01期)

马晓宇[10](2010)在《阵列孔微细电解加工基础技术研究》一文中研究指出由于杂散电场腐蚀和小间隙中电解液困难,微细电解加工的实现及其加工精度的提高需考虑多方面因素,采取综合性技术措施。本文首先分析了影响微细电解加工的主要因素,揭示出以气泡为主的电解产物在微小加工间隙中蓄积,从而控制阳极表面电化学反应速度的机理。因此会导致当加工间隙减小到一定程度,平衡加工状态无法维持,使得微细电解的实际加工速度随加工间隙减小而降低。数值仿真了电极侧壁绝缘对加工精度的影响,结果表明侧壁绝缘膜能有效将电场约束在电极导电端面附近,从而减小孔径的扩张、抑制孔壁锥度的形成。对异型截面电极电解加工仿真表明:在电极拐角几何效应对电场分布的影响下,型孔拐角呈圆弧过渡,且整个孔形有随加工时间延长向圆形演化的趋势。研制了微细电解加工装置,包括机械本体、运动伺服控制系统、高频脉冲电源和电解液循环系统等几部分。核心的伺服进给机构运动分辨率0.1μm、阶跃运动峰值时间10ms,重复定位精度约0.55μm,可实现工具电极高精度进给和快速回退。控制系统以PMAC多轴控制器为核心,采取“NC嵌入PC”的架构,并行实现人机交互、过程控制和位置伺服控制,保证了控制过程的实时性和可靠性。研究了用于电解加工的微细电极制备方法。基于电场分析,提出一种在线电解制备直径一致性好的微细电极轴的方法。研究实现了LIGA工艺制备微细阵列电极用于微细阵列孔加工。针对高质量微细孔电解加工,提出采用旋涂环氧树脂制备电极侧壁绝缘膜的工艺,以有效抑制杂散电场腐蚀,为提高微细孔电解加工精度提供了一可行的技术途径。采用单电极和阵列电极进行了微细电解加工基础实验和典型型孔加工实验。优化工艺参数,加工出11×11阵列、边长130~140μm、侧壁半锥角小于3°、截面形状特征明显、一致性较好的叁角形、方形和圆形微细阵列孔。(本文来源于《清华大学》期刊2010-04-01)

微细阵列孔论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

随着微细阵列孔结构越来越多的应用于工业领域,如喷墨打印机喷头、喷油嘴和喷丝板等,其加工精度很大程度上影响着产品的性能。本文主要针对微细阵列孔电火花加工的精度保障技术,对间隙流场进行流速仿真分析和对电极轴向损耗开展实验研究。首先,通过Fluent仿真软件,对不同深径比(深径比指加工阵列孔的深径比,微细电火花加工单边放电间隙约为10μm)条件下间隙流场的流速进行仿真,得出不同加工深度和电极直径条件下的间隙流场流速变化规律。另外,通过微细阵列孔的加工实验,获得工具电极的损耗形貌及不同深径比条件下电极轴向损耗的变化规律,验证流场仿真分析的有效性,为电极轴向损耗补偿提供依据。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

微细阵列孔论文参考文献

[1].王忠进.氧化锆陶瓷微细阵列孔的超声加工研究[D].南京航空航天大学.2018

[2].张博,刘欢,王志斌,白基成.微细阵列孔电火花加工的电极损耗及间隙流场仿真分析[C].第17届全国特种加工学术会议论文集(上册).2017

[3].张博,刘欢,王志斌,白基成.微细阵列孔电火花加工的电极损耗及间隙流场仿真分析[C].特种加工技术智能化与精密化——第17届全国特种加工学术会议论文集(摘要).2017

[4].曲迎东,孙凤双,秦刚,金美玲,尤俊华.微细阵列孔的铸造法制备及表征[J].沈阳工业大学学报.2015

[5].朱国征.微细电火花加工微喷阵列孔孔径一致性及相关装置的研究[D].哈尔滨工业大学.2014

[6].曹剡,白基成,朱国征,李强,陈二明.油基工作液下微细电火花加工阵列孔的试验研究[C].第15届全国特种加工学术会议论文集(上).2013

[7].解宝成.微小孔及阵列孔微细电火花加工的若干基础问题研究[D].哈尔滨工业大学.2013

[8].朱国征,黄永逸,卢有会,白基成.去离子水工作液下微细阵列孔电火花加工工艺试验研究[C].第14届全国特种加工学术会议论文集.2011

[9].安成明,殷国强,李剑中,余祖元.微细孔、阵列孔及微细叁维型腔的超声加工研究[J].电加工与模具.2011

[10].马晓宇.阵列孔微细电解加工基础技术研究[D].清华大学.2010

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微细阵列孔论文-王忠进
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