金属微结构的电解铣削加工技术研究 被引量：3

1

作者 刘勇 黄绍服 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2014年第10期5-9,34,共6页

随着微机电系统的发展,微细加工技术成为了当今世界的研究热点。对微细电解铣削加工技术进行了深入研究,在难加工材料镍基高温合金上进行了一系列微细电解铣削加工工艺试验。首先,基于微细电解铣削加工原理,自行研制了一套高精度微细电... 随着微机电系统的发展,微细加工技术成为了当今世界的研究热点。对微细电解铣削加工技术进行了深入研究,在难加工材料镍基高温合金上进行了一系列微细电解铣削加工工艺试验。首先,基于微细电解铣削加工原理,自行研制了一套高精度微细电解铣削加工系统。其次,分组试验并分析了各主要参数,如铣削层厚度、加工电压、脉冲宽度、电极直径,以及电解液浓度等对形状精度和加工精度的影响规律。最后,通过优化加工参数,成功加工出了数个典型三维平面及曲面微结构,形状精度高,加工稳定性好,充分展现了微细电解铣削工艺在加工复杂金属微结构方面的巨大潜力。 展开更多

关键词 微细电解铣削 微电极 三维微结构

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浮体绳轮波能采集技术的研究与试验 被引量：1

2

作者 朱林森 夏欣欣 +3 位作者 李亚军 邬德峰 鞠燕娜 翟强 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期466-473,共8页

采用滚动导管机构消除前期浮体绳轮波能装置主绳缆与导绳器间的接触和磨损,利用真空气缸收绳机构提高装置的收绳能力和可靠性。为研究改进后浮体绳轮波能装置的采集效率,基于有限水深Airy波理论和莫里森方程,利用Aqwa和Orcaflex进后浮... 采用滚动导管机构消除前期浮体绳轮波能装置主绳缆与导绳器间的接触和磨损,利用真空气缸收绳机构提高装置的收绳能力和可靠性。为研究改进后浮体绳轮波能装置的采集效率,基于有限水深Airy波理论和莫里森方程,利用Aqwa和Orcaflex进后浮体绳轮波能装置的质量、阻尼系数、收绳力等关键参数进行优化。常见海况下的优化计算结果表明:改进后的浮体绳轮波能装置具有较高的波能采集效率,且小浪下的装置最优采集效率高于大浪下的装置最优采集效率。 展开更多

关键词 波能装置 实海况试验 采集效率 浮体绳轮 水动力仿真

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浮体绳轮波浪发电效率的研究 被引量：5

3

作者 朱林森 曲言明 +1 位作者 王延刚 杨泽 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1381-1386,共6页

根据线性深水波理论,采用纯阻性负载,以圆柱型浮体为例,对浮体的垂荡运动进行水动力学分析,提出直驱式浮体绳轮波浪发电效率的理论模型,基于该模型构建浮体绳轮波浪发电原理机及其测试平台并对原理机采集波浪能的性能曲线及效率负载曲... 根据线性深水波理论,采用纯阻性负载,以圆柱型浮体为例,对浮体的垂荡运动进行水动力学分析,提出直驱式浮体绳轮波浪发电效率的理论模型,基于该模型构建浮体绳轮波浪发电原理机及其测试平台并对原理机采集波浪能的性能曲线及效率负载曲线进行测试,测试结果证明浮体绳轮波浪发电技术的可行性及其效率模型的有效性。 展开更多

关键词 波浪能 点吸收式 浮体绳轮 原理机 发电效率

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微小结构高效电解铣削加工试验研究 被引量：2

4

作者 刘勇 曾永彬 《制造技术与机床》 北大核心 2014年第6期114-119,共6页

将高转速微电极应用到微细电解加工过程中,显著改善了加工效率和稳定性。首先通过有限元法对小加工间隙内的微流场进行了特性分析与模拟仿真,重点讨论了电极转速对间隙流场的改善作用;然后,通过分组试验分析了电极转速、脉冲宽度、电解... 将高转速微电极应用到微细电解加工过程中,显著改善了加工效率和稳定性。首先通过有限元法对小加工间隙内的微流场进行了特性分析与模拟仿真,重点讨论了电极转速对间隙流场的改善作用;然后,通过分组试验分析了电极转速、脉冲宽度、电解液浓度和进给速度等关键加工参数对加工质量的影响规律;最后,通过优化加工参数,成功加工出了特征尺寸数十微米的典型微小结构,稳定加工速度可达10μm/s,展现了微细电解高效铣削加工工艺在加工微小金属结构方面的巨大潜力。 展开更多

关键词 微细电解铣削 高效加工 高转速 进给速度 微小结构

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旋转电极电解电火花切割玻璃微结构试验研究 被引量：1

5

作者 刘勇 魏志远 李松松 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1407-1414,共8页

针对高深宽比非导电硬脆材料(如石英玻璃和陶瓷)微结构的加工需求,对微细电解电火花切割加工方法进行了深入研究。首先,提出了使用旋转螺旋微工具电极的电化学放电切割方法,并对切割缝宽模型进行了讨论;其次,对旋转螺旋电极电解电火花... 针对高深宽比非导电硬脆材料(如石英玻璃和陶瓷)微结构的加工需求,对微细电解电火花切割加工方法进行了深入研究。首先,提出了使用旋转螺旋微工具电极的电化学放电切割方法,并对切割缝宽模型进行了讨论;其次,对旋转螺旋电极电解电火花切割加工工艺进行了深入的试验研究,试验研究了加工电压、脉冲频率、占空比和主轴转速这些关键工艺参数对切割加工精度的影响。实验结果表明,缝宽随着施加电压和占空比的增加而增加,随着频率、主轴转速和进给速率的增加而减小。最后,通过优化后的参数成功加工出缝宽为135μm的微缝阵列、复杂的封闭微结构以及深宽比达6∶1的微图形结构。由此表明该方法是一种可有效加工高深宽比绝缘硬脆材料微结构的新工艺。 展开更多

关键词 电化学放电切割加工 石英玻璃 旋转螺旋工具 高深宽比微结构 封闭结构

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高回转精度多阶柱状微电极电化学高效制备试验研究

6

作者 刘勇 邓世辉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期857-865,共9页

为实现高回转精度多阶柱状微电极的高效加工,对多阶柱状电极电化学刻蚀过程进行了深入的研究与改进。首先,根据电化学刻蚀理论推导了加工电流对电极直径变化的影响规律;通过试验证明了电极旋转可提高电流变化速率及有效起始电流进而提... 为实现高回转精度多阶柱状微电极的高效加工,对多阶柱状电极电化学刻蚀过程进行了深入的研究与改进。首先,根据电化学刻蚀理论推导了加工电流对电极直径变化的影响规律;通过试验证明了电极旋转可提高电流变化速率及有效起始电流进而提高加工效率,定性分析了电极旋转对电极回转精度的影响,提出了分阶变转速高效加工高回转精度多阶柱状微电极的方法;通过试验分析了各加工参数(电极转速、加工电压和切断电流)对电极形状及尺寸的影响;最后,在优化后的加工参数下,成功加工得到末端直径小于15μm且同轴度误差在1μm以内的多阶柱状微电极,与常规电化学刻蚀工艺相比,显著提高了加工效率。试验证明旋转电化学刻蚀是一种能够较好地提高微电极加工效率及回转精度的新工艺。 展开更多

关键词 多阶柱状微电极 加工效率 回转精度 电极旋转 加工电流

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玻璃微结构电解电火花铣削加工试验研究 被引量：2

7

作者 王明宇 张建华 刘勇 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第11期99-102,共4页

为满足石英玻璃等非导电硬脆材料微结构的加工需求,对微细电解电火花铣削加工工艺进行了深入的试验研究,在玻璃工件上进行了一系列微细电解电火花铣削加工工艺试验。首先,基于电解电火花加工的原理搭建了微细电解电火花铣削试验平台;其... 为满足石英玻璃等非导电硬脆材料微结构的加工需求,对微细电解电火花铣削加工工艺进行了深入的试验研究,在玻璃工件上进行了一系列微细电解电火花铣削加工工艺试验。首先,基于电解电火花加工的原理搭建了微细电解电火花铣削试验平台;其次,通过对比试验,研究了加工电压、脉冲频率、占空比和进给速度等工艺参数对铣削槽宽的影响,并通过优化工艺参数加工出微槽阵列;最后,成功加工出多个玻璃微结构包括二维微流道和三维微结构,试验结果表明微细电解电火花铣削工艺在加工非导电硬脆材料微结构方面具有很大潜力。 展开更多

关键词 微细加工 电解电火花铣削 玻璃 微结构

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高转速螺旋电极微细电解钻削加工仿真及试验研究 被引量：1

8

作者 牛静然 郭春生 +2 位作者 刘勇 李名鸿 曲芳仪 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2017年第4期6-10,共5页

航空发动机镍基合金叶片上的深小孔加工一直是航空制造业中难以解决的问题。介绍了一种用于深小孔加工的微细电解高效钻孔工艺。为了研究微细电解钻削加工过程中高转速螺旋微电极对深小孔加工精度和加工效率的影响规律,对加工间隙流场... 航空发动机镍基合金叶片上的深小孔加工一直是航空制造业中难以解决的问题。介绍了一种用于深小孔加工的微细电解高效钻孔工艺。为了研究微细电解钻削加工过程中高转速螺旋微电极对深小孔加工精度和加工效率的影响规律,对加工间隙流场进行了仿真研究。仿真结果表明,一定转速下在电极表面所形成的绝缘气膜,可以极大减小甚至消除孔壁的二次电解作用,大幅提高加工精度;同时,加工区外的新鲜电解液因负压作用被强行压入加工间隙内,强化传质作用明显,可显著提高加工效率。最后,试验验证了以上仿真结论的正确性,表明微细电解高效钻削加工工艺在深小孔加工方面有着巨大的发展潜力和广泛的应用前景。 展开更多

关键词 微细电解钻削 高转速螺旋电极 仿真 间隙流场 气膜

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基于机器视觉的微电极自动测量技术

9

作者 熊秋菊 王悦 +1 位作者 刘勇 李名鸿 《制造技术与机床》 北大核心 2018年第5期92-97,共6页

基于数字图像处理技术和MATLAB软件设计了微电极自动测量系统。对采集到的电极图片进行图像预处理、图像分割及尺寸测量。测量用电化学腐蚀制备的微电极,结果表明系统可以测量圆柱型与球头型两种电极的直径尺寸以及同轴度误差,系统测量... 基于数字图像处理技术和MATLAB软件设计了微电极自动测量系统。对采集到的电极图片进行图像预处理、图像分割及尺寸测量。测量用电化学腐蚀制备的微电极,结果表明系统可以测量圆柱型与球头型两种电极的直径尺寸以及同轴度误差,系统测量尺寸值与显微镜下人工检测的尺寸值相对误差在4%以内,表明该系统有测量精度高、检测速度快等特点,能够满足微电极尺寸测量的要求。 展开更多

关键词 图像处理 MATLAB 微电极 轮廓提取 自动测量

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超声振动辅助微细电化学放电加工系统研究

10

作者 张超 任元铠 +1 位作者 魏志远 刘勇 《制造技术与机床》 北大核心 2019年第12期87-92,共6页

面向玻璃、工程陶瓷等非导电硬脆材料进行微细精密加工需求,针对传统微细电化学放电加工技术存在的表面质量差、几何误差大等问题,研制了超声振动辅助微细电化学放电加工系统。首先,分析了超声振动辅助电化学放电加工原理并设计搭建了... 面向玻璃、工程陶瓷等非导电硬脆材料进行微细精密加工需求,针对传统微细电化学放电加工技术存在的表面质量差、几何误差大等问题,研制了超声振动辅助微细电化学放电加工系统。首先,分析了超声振动辅助电化学放电加工原理并设计搭建了加工硬件系统。然后,基于LabWindows/CVI开发环境开发了适应于超声振动辅助电化学放电加工特点的加工控制软件系统。最后,使用此系统进行了微细钻削加工对照实验,成功在厚度为300μm的玻璃工件上加工出了入口直径为133.2μm的微孔,与无超声相比具有更小的入口直径,同时入口处微裂纹明显减少,表面光洁度明显提升。结果表明,该系统可以满足超声振动辅助微细电化学放电加工的要求,能够显著减小加工几何误差和工件的表面粗糙度值。 展开更多

关键词 微细加工 电化学放电加工 超声振动 LABWINDOWS/CVI 表面质量

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添加剂调控电化学微流束3D打印

11

作者 刘勇 徐生洋 +2 位作者 陈李晓雪 李婉璐 董鹏飞 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期2091-2102,共12页

电化学增材制造技术由于成型精度高、孔隙率低、无热应力等优点,在微纳金属结构的制造中受到广泛关注。为提高电化学沉积技术的三维成型能力,提出了一种添加剂调控电化学微流束3D打印微铜结构的方法,并对该工艺参数进行了优化。详细分... 电化学增材制造技术由于成型精度高、孔隙率低、无热应力等优点,在微纳金属结构的制造中受到广泛关注。为提高电化学沉积技术的三维成型能力,提出了一种添加剂调控电化学微流束3D打印微铜结构的方法,并对该工艺参数进行了优化。详细分析了添加剂组分对铜结晶的微观调控作用,通过理论推导得出阴极表面沉积速率,并通过数值模拟探究沉积过程中的能量传递和物质运输。通过Taguchi实验初步筛选出工艺参数范围,并说明其交互作用。在Taguchi实验结果的基础上,通过响应曲面实验进一步缩小工艺参数,并说明各参数之间的影响。最后,以Taguchi和响应曲面实验得出的优化参数,进行不同尺寸微铜柱以及螺旋结构的3D打印,其不同尺寸铜柱的平均表面粗糙度S_(a)为0.065μm,螺旋工件的表面粗糙度S_(a)在0.106~0.159μm。实验结果表明:添加剂调控电化学微液束3D打印技术具有精确制造金属3D复杂结构和部件的能力,具备良好的工程应用潜力。 展开更多

关键词 电化学沉积 微流束 3D打印 添加剂 金属增材制造

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用高转速微电极电解钻削深小孔 被引量：4

12

作者 刘勇 曾永彬 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期608-615,共8页

针对难切削材料的深小孔加工,提出一种有效排屑、迅速补充电解液的新工艺——高转速微螺旋电极电解钻削加工工艺,并对该工艺进行了机理分析与试验研究。研究了电极转速、电压、脉冲频率、进给速度等工艺参数对深小孔电解钻削加工精度和... 针对难切削材料的深小孔加工,提出一种有效排屑、迅速补充电解液的新工艺——高转速微螺旋电极电解钻削加工工艺,并对该工艺进行了机理分析与试验研究。研究了电极转速、电压、脉冲频率、进给速度等工艺参数对深小孔电解钻削加工精度和稳定性的影响,提出合理匹配上述参数可在较高加工效率下获得高的加工精度和加工稳定性。基于硬质合金微螺旋电极用自行研制的高精度微细电解系统成功地在高温镍基合金GH4169上加工出了一组孔径小于0.5mm、深径比大于10、形貌较好,锥度较小,侧壁陡直,进出口边缘锐利的深小孔。试验结果表明,高速电解钻削加工工艺在深小孔加工方面很有潜力。 展开更多

关键词 高转速电极 微螺旋电极 电解钻削 深小孔

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高质量玻璃微孔电化学放电加工模型及试验 被引量：3

13

作者 刘勇 魏志远 +1 位作者 邓世辉 李松松 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1653-1660,共8页

超白玻璃是一种超透明低铁玻璃,因其具有优越的物理、光学性能,而广泛应用于精密电子、高档汽车及太阳能光伏发电领域。由于其本身的硬脆特性,玻璃微孔的出口极易破损,为提高玻璃微孔的加工定域性,降低微孔出口破损的可能性,对微细电化... 超白玻璃是一种超透明低铁玻璃,因其具有优越的物理、光学性能,而广泛应用于精密电子、高档汽车及太阳能光伏发电领域。由于其本身的硬脆特性,玻璃微孔的出口极易破损,为提高玻璃微孔的加工定域性,降低微孔出口破损的可能性,对微细电化学放电钻削加工工艺进行了研究与优化。首先,根据电化学放电原理,探讨了气膜的形成和材料去除机理,分析了放电能量对玻璃微孔加工工艺的影响,建立了单位时间电化学放电加工能量控制模型;其次,试验分析了电压幅值、占空比、脉冲频率、进给速度等主要参数对微孔入口直径和出口质量的影响;最后,通过优化后的加工参数在厚度为300μm的超白玻璃试件上,成功加工得到入口直径为172μm、出口直径为167μm的3×3微孔阵列结构,出口无破损现象。实验结果表明,基于脉冲能量控制的微细电化学放电钻削工艺在玻璃微孔加工方面很有潜力。 展开更多

关键词 电化学放电加工 超白玻璃 微孔 放电能量

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四坐标船模曲面对称加工集成制造系统

14

作者 朱林森 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期3139-3146,共8页

为了大幅度提高船模曲面的加工效率和精度,根据其对称的形状特征,介绍了对称加工技术及其实现机理,提出了四坐标船模曲面对称加工集成制造系统模型,分析了系统各模块的设计原则和关键技术。四坐标船模曲面对称加工集成制造系统模型包括... 为了大幅度提高船模曲面的加工效率和精度,根据其对称的形状特征,介绍了对称加工技术及其实现机理,提出了四坐标船模曲面对称加工集成制造系统模型,分析了系统各模块的设计原则和关键技术。四坐标船模曲面对称加工集成制造系统模型包括预处理模块、CAD模块、CAM模块、后处理模块、CNC模块,五个模块的开发充分利用了现有CAD/CAM一体化技术,采用统一数据库,模块之间实现了无缝连接和自由切换。基于上述研究成果,研发了国内首套四坐标船模曲面对称加工集成制造系统,通过该系统的应用验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 船模曲面 对称加工 集成制造系统 计算机辅助设计 计算机辅助制造

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串并混联四足机器人腿机构的设计及运动学分析 被引量：5

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作者 马广英 王光明 +1 位作者 刘润晨 姚云龙 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期103-112,共10页

为了提高四足机器人的运动灵活性和复杂环境适应性,设计了一种R+{2-UPR+RPR}腿机构,并利用螺旋理论分析得知该机构具有两转动和一移动3个自由度;接着,根据空间中构件和运动副的位置关系,推导出运动学反解和正解方程,求解驱动构件速度、... 为了提高四足机器人的运动灵活性和复杂环境适应性,设计了一种R+{2-UPR+RPR}腿机构,并利用螺旋理论分析得知该机构具有两转动和一移动3个自由度;接着,根据空间中构件和运动副的位置关系,推导出运动学反解和正解方程,求解驱动构件速度、加速度;然后,借助Matlab计算软件和ADAMS仿真软件,通过对比运动学正反解的理论计算结果与仿真结果来验证正反解模型的准确性;最后,通过对机器人单腿的运动仿真,得到腿部机构的运动轨迹和速度变化情况,并对腿部机构的工作空间进行分析,得到其足端的可达工作范围及运动特点。结果表明,该腿部机构具有较好的工作适应性和运动灵活性,关节数少且较独立。 展开更多

关键词 R+{2-UPR+RPR}腿机构 串并混联 螺旋理论 运动学分析 工作空间

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