机械工程学报

Select

梁经伦;邝泳聪;冼志军;张宪民

. 2014, 50(1): 1-9.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对一种用于丝网印刷的平面3自由度(Three-degree-of-freedom, 3-DOF)并联平台，提出一种基于视觉测量的分步递进的运动学标定方法，解决这类特殊平面并联平台的运动学标定问题。结合矢量法和解析法，建立终端位置和姿态误差与几何误差之间的映射关系，得到误差雅可比矩阵。兼顾测量成本和实用性，搭建双相机全位姿视觉测量系统，通过高精度光刻玻璃进行标定。基于精密视觉测量，对并联平台的重复定位精度进行评估，在此基础上，设计一种分步递进的误差测量、参数辨识、误差补偿试验方案。标定后，终端最大位置误差从标定前的316 m下降至9 m，最大姿态误差从标定前的3.510–3 降至1.710–3 ，该试验结果表明并联平台的终端定位精度得到了显著改善，验证了分步递进的运动标定方法的有效性。

Select

倾斜接触式调腔方法及试验研究

马立;欧阳航空;谢炜;何正峰;荣伟彬;孙立宁

. 2014, 50(1): 10-17.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

调腔是激光陀螺制造过程中的关键环节。为实现复杂的激光陀螺调腔任务，在分析调腔原理的基础上，提出一种倾斜接触式的调腔方法，依靠球面镜自身重力使其贴合在谐振腔的光胶面上，保证了调腔的高平行度要求。由此开发一套倾斜接触式的由光学模块、调腔机构及控制模块、视觉检测模块及损耗测量模块组成的自动调腔系统。利用视觉检测模块及损耗测量模块获得的谐振腔输出光信息实现球面镜位置的闭环控制。通过分析损耗与光束光阑位置偏差之间的关系，设计粗、精结合的球面镜最佳位置自动搜索算法。调腔试验结果验证了倾斜接触式调腔方法的有效性。

Select

变胞机构的等效阻力梯度模型及其设计方法

李树军;王洪光;戴建生

. 2014, 50(1): 18-23.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对实用约束变胞机构在变胞全过程中的构型转换、构型保持和运动时序问题，引入变胞机构阻力梯度的概念，将约束变胞全过程的调控转化为变胞运动副等效阻力梯度调控的过程，探索实用约束变胞机构设计新方法。通过建立变胞机构的运动循环图，获取约束变胞运动副基于任务的运动规律和对应约束力或约束力矩的联系。通过将约束力与约束力矩等效，定义一种归一化的变胞副的等效阻力系数函数，进而建立变胞机构的等效阻力梯度模型，揭示了变胞运动副的等效阻力、约束特点、约束形式和结构形式的内在联系。以超高压输电线路断股修复机器人的变胞捋线机构的设计为例，演示了基于等效阻力梯度模型的约束变胞机构的设计方法，结果表明提出的设计理论和设计方法是可行和实用的。

Select

随从力作用下悬臂裂纹梁的稳定性分析

毛崎波

. 2014, 50(1): 24-30.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于Adomian修正分解法研究悬臂裂纹梁的稳定性，悬臂梁的自由端具有弹簧支承和轴向随从力。将梁的裂纹模拟为无质量的等效扭转弹簧。通过Adomian修正分解法可以把裂纹梁的特征微分方程转换成递归代数公式，利用边界条件和裂纹位置的连续性条件推导得到该裂纹梁的量纲一固有频率及相应的振形函数解析表达式。通过与前人的计算结果比较，验证了所提方法的有效性。讨论裂纹位置和深度对颤振或屈服失稳的临界随从力的影响。讨论不同失稳形式时裂纹梁支承的临界弹簧刚度。数值计算结果表明，当裂纹位于悬臂梁固定端附近时，对梁的固有频率影响最大。研究还表明裂纹的存在有可能提高梁的稳定性。

Select

基于激光跟踪仪的混联机器人快速零点标定方法

潘伯钊;宋轶民;王攀峰;董罡;孙涛

. 2014, 50(1): 31-37.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究一种新型混联机器人的快速零点标定方法。该机器人由一个3自由度并联模块及一个2自由度转头串接而成，具有刚度高、工作空间大、制造成本低等优点，如配以长行程导轨，可应用于飞机结构件自动制孔作业。介绍并联模块的拓扑结构组成，提出其逆位置分析的快速数值算法。通过建立并联模块的零点误差映射模型，侧重分析各支链零点误差对动平台位置误差的影响。在此基础上，建立基于激光跟踪仪的并联模块零点误差辨识模型，并提出兼顾辨识精度、鲁棒性及标定效率的测点选取规则。算例仿真验证了上述零点标定方法的有效性。

Select

具有变胞功能的电动装载机构构态进化拓扑结构分析与基因建模

潘宇晨;蔡敢为;王红州;高德中;戴建生

. 2014, 50(1): 38-46.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

变胞机构是一类具有多功能阶段变化、多拓扑结构变化、多自由度变化等特征的机构。将其应用于装载机研究发明的新型电动装载机构，可按不同阶段的工作需求改变其执行机构的拓扑结构，只需一台驱动电动机就能完成传统两自由度液压装载机铲装、翻转、抬升、卸料等工作任务。采用电动机驱动、连杆传动的方式，能有效克服液压系统零部件加工装配要求高、维护保养困难、易产生漏油等缺点；且电动机均安装在机架上，避免了传统串联式机械手的驱动电动机大都安装在铰链处，导致的刚性差、惯量大等问题。介绍变胞装载机构的变胞源机构以及实现变胞功能的几何变胞方法，利用邻接矩阵和拓扑图描述了各工况对应的子工作阶段机构的拓扑结构变化，分析其工作原理和构态转化特点，得到机构构态演变过程的生物学进化特性。针对机构的结构和连接特点，研究变胞进化生长过程中构型的转化方式和蜕化方法，对各个构型单元分别进行进化计算，得到变胞源机构的基因模型表达式。

Select

非匀速活齿机构的传动原理及典型结构

刘大伟;任廷志;章裕琳

. 2014, 50(1): 47-54.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

由于活齿传动具有结构紧凑，承载能力强，工艺性好等突出优点，将其扩展到非匀速传动领域。以推杆活齿传动为例，介绍非匀速活齿机构的基本结构，利用简单的余弦函数构建内圈齿廓方程，并根据给定传动比函数，建立外圈齿廓方程；对活齿机构连续传动的判定准则，传动效率以及内，外圈齿廓与推杆之间的压力角进行讨论，为非匀速活齿机构的设计提供了理论依据；根据活齿机构中推杆的初始位置，将其划分为两种基本的传动机构，分别固定内圈，外圈和活齿架后，演化出十种具有不同传动特性的非匀速活齿机构。建立具有椭圆齿轮传动特性的活齿机构，分析同一组设计参数下，活齿齿轮组装结构不同时的十种传动效果。仿真示例表明，非匀速活齿机构设计制造简单，能实现的变速传动效果多样，具有广阔的应用前景。

Select

齿轮误差多自由度理论

石照耀;林虎

. 2014, 50(1): 55-60.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

目前，对齿轮齿面开展三维拓扑测量已成为研究热点，但对齿面空间误差理论分析还未引起足够重视。基于运动学原理，对齿面空间多自由度进行分析并参数化，完成齿面多自由度表征。通过对齿面综合误差分解为0阶、1阶和高阶误差，分析各阶误差与齿面自由度的关系，指出误差的产生实质是齿面存在未受约束的自由度，为齿面误差评定建立了理论基础。基于上述误差多自由度理论，提出通过齿面正交距离回归求解齿面自由度参数，进而建立多自由度齿面实现齿轮各项误差多自由度评定的方法。应用该方法对一右旋斜齿轮进行误差测量和评定，测量分别采用特征线测量方式和拓扑方式，评定结果验证了齿轮误差多自由度理论和基于多自由度回归齿面评定误差方法的正确性，为齿轮整体质量检测提供了理论基础和技术手段。

Select

串联式混合动力推土机驱动系参数匹配设计

邹渊;陈晓玲;李东阁;姚友良;石松山

. 2014, 50(1): 70-75.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

提出一种适用于推土机的双电动机独立驱动、串联式混合动力驱动系统。综合推土机的典型工况获得单侧履带阻力特性，以最大动力因数和最高车速性能指标为约束，完成了双侧电动机及侧减速参数匹配设计。由功率链平衡确定发动机-发电机组和超级电容的性能参数，建立了发动机-发电机组和超级电容器电能耦合数学模型。针对推土机的典型和极限工况，以油耗最小为目标，引入动态规划理论，在推土机控制系统动态约束过程中验证所选系统参数的合理性，完成超级电容与发动机-发电机组参数动态匹配设计与验证。结果显示该参数匹配可以满足推土机典型和极限工况下功率需求。

Select

盘式异步磁力联轴器传动特性

杨超君;管春松;丁磊;李文双

. 2014, 50(1): 76-84.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对一台新型18极16槽盘式异步磁力联轴器，为研究其传动特性规律，首先以层理论模型为指导分析得出联轴器的转矩理论计算方法；然后通过有限元分析得出三维瞬态气隙磁场的分布以及不同工作参数对转矩传递的影响；最后通过三维磁场测量系统和传动试验台进行不同工况下的三维瞬态气隙磁场和转矩的实测，并得出不同工作参数与转矩、效率的关系曲线。仿真和试验结果都表明，联轴器中最大磁密出现在永磁转子上，磁转子背部的轭铁处磁密也较大；轴向分量为气隙磁密的主要分量，气隙厚度的减小使得轴向磁密以及转矩都会增加；随着转差率的增加、输入转速的增大，联轴器传递转矩也会增大，但轴向磁密却减小；当输出转矩增加时，转差率在一定范围呈线性平缓增加而后急剧上升，而传递效率却先上升后下降，且当转差率为3%时，效率达到最大；在给定转差率为6%时，输入功率的增加对联轴器的传动效率几乎无影响，效率基本保持在94%左右，从而验证转差率和效率之和满足常数1的规律；当输出转矩为26～48 N•m时，传递效率始终保持在95%左右，此时转差率范围为2%～6%，证明盘式异步磁力联轴器能够在一定负载工况下高效运行，具有很好的传动特性。

Select

基于时标域频谱的齿轮传动误差分析与试验研究

邓效忠;徐爱军;张静;李聚波;徐恺

. 2014, 50(1): 85-90.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

根据齿面点旋转时的谐波运动轨迹，用旋转编码器构造出齿轮传动误差的单面啮合测量模型，并引申出计算齿轮传动误差的三种途径，即小轮当量的传动误差、大轮当量的传动误差以及含跨齿点数的单齿传动误差；针对传动误差曲线时域跳跃缺陷，提出一种分析传动误差曲线的时标域方法，使得频域转换与谱分析成为可能。通过对直齿轮的三种传动误差曲线的仿真及其时标域上的谱分析，指出误差曲线的总体偏差、单齿偏差、周期分量等组成的频率特征与偏差值；利用Y9550滚动检查机搭建检测平台，对准双曲面锥齿轮进行传动误差测量试验。时标域与频域的联合分析结果表明：该测量方法简单可靠、精度高，能够分离出齿轮啮合状态下的周期量，为进一步研究在线测量和实际工况下齿轮传动的平稳性奠定了基础。

Select

基于非理想Hertz线接触特性的圆柱滚子轴承局部故障动力学建模

刘静;邵毅敏;秦晓猛;周俭基

. 2014, 50(1): 91-97.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

传统方法对圆柱滚子轴承局部故障动力学的分析都是基于Hertz线接触理论，然而当轴承的滚子为凸度形状时，滚子素线不为直线，滚子与滚道之间的接触问题已经超出Hertz线接触理论的范畴。针对这个问题，以滚道表面存在局部故障的圆柱滚子轴承为研究对象，提出考虑滚动体与内外圈滚道之间非理想Hertz线接触特性和时变位移激励的圆柱滚子轴承局部故障动力学模型，研究位移激励形式和局部故障尺寸对圆柱滚子轴承振动特性的影响规律。研究表明，该模型能克服传统的线接触经验公式无法考虑滚子与滚道曲率的缺点，能更加准确反映圆柱滚子轴承滚道表面局部故障与滚动体接触的实际情况，为滚动轴承早期局部故障动力学分析和诊断工作提供新的计算方法和一些有价值的结论。

Select

智能结构超谐波振动的最优化控制

刘灿昌刘露

. 2014, 50(1): 98-103.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

应用最优化控制方法研究智能结构体超谐波振动的减振控制。由非线性振动定常解的稳定条件得到结构超谐波振动稳定的速度和位移反馈控制参数范围。以超谐波振动有控制和无控制自由振动峰值的比值为超谐波减振的衰减率，分别以该衰减率和能量函数为目标函数，以反馈控制参数范围为约束条件，利用最优化方法计算得到衰减率和能量函数值最小的速度和位移反馈控制参数，实现智能结构体超谐波振动的控制器设计。计算发现速度反馈控制参数数值越大，衰减率越小，控制效果越好；通过选择最优的位移反馈控制参数可以使得输入能量和振动能量最小。由超谐波振动试验实测数据计算出最优化控制参数，设计非线性超谐波振动试验控制系统，进行减振控制试验研究。

Select

计及不同剪切变形的功能梯度材料梁的弯曲分析

赵凤群;王忠民

. 2014, 50(1): 104-110.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究矩形截面功能梯度材料(Functionally graded materials, FGM)梁在不同剪切变形理论下的静力弯曲问题。假设FGM梁由金属和陶瓷两种材料构成，其等效物性参数沿厚度方向连续变化，且遵从简单幂率变化规律。基于最小势能原理，建立以轴向位移、横向位移及转角为未知函数的FGM梁的运动微分方程组。对简支FGM梁，采用Fourier级数法获得5种剪切变形理论下FGM梁的挠度、轴向位移及转角曲线，分析梁的长高比、梯度指标对弯曲变形的影响，分析不同剪切变形理论下FGM梁的切应力和正应力的分布特性，并与均质材料梁的静力弯曲特性进行比较。给出FGM梁的中性轴位置随梯度指标的变化曲线并进行分析。

Select

面向机械装备节能设计的能耗信息描述与集成

孙清超;魏静;孙伟;张洪潮;臧含书

. 2014, 50(1): 111-119.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

清晰描述能耗构成，表达能量信息与设计信息之间的映射关系是实施机械装备节能设计的基础。在分析机械装备运行过程能耗因素的基础上，提出一种开放的能量信息描述模型——能量分解结构(Energy breakthrough structure，EBS)，并建立设计-能量信息集成模型以表达设计信息的能量特征。EBS是一种结构化的能量描述模型，由一系列相互联系的能量要素构成，支持多层次的能量建模，上一层与下一层能量要素之间的关系既可以基于运行过程建立，也可以基于产品结构、能量转换及损耗关系等建立，能够适应多角度的能耗分析需求。设计-能量信息关联模型将关联两个信息域的问题转换为描述设计信息的物理和力学特性的问题，通过在EBS基础上提取力、位移、压力、流量等能量特征，并映射相关的几何特征、运动特征、动力特征等设计特征，实现能量信息和设计信息的本质关联。最后以重型板式给料机为例分析了模型及方法的有效性。

Select

基于实例推理的数控车床智能模块组合方法

张禹;白晓兰;张朝彪;刘永贤;李宇鹏;张义民

. 2014, 50(1): 120-129.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

随着经济全球化的发展，产品模块组合方法成为了快速设计出符合用户需求产品的关键技术之一。针对重要的基础装备制造产品——数控机床，以卧式数控车床为研究对象，以用户需求为驱动，提出基于实例推理的数控车床智能模块组合方法。在该方法中，建立卧式数控车床产品规划阶段质量屋及其优化模型，用来实现以定制产品的综合性能与客户技术需求相关度最大为目标的用户需求的获取与转化。采用模糊相似优先比算法进行卧式数控车床相似实例的检索。基于灰色关联分析法给出卧式数控车床相似实例的评价，从而高效智能地搜索出用户总体满意度最大化的卧式数控车床。以HTC系列数控车床为实例，验证了该方法的可行性和有效性。

Select

齿轮传动共轭曲线原理

陈兵奎;梁栋;高艳娥

. 2014, 50(1): 130-136.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

在定义曲线连续相切接触的基础上，提出共轭曲线的概念，给出曲线共轭接触的基本条件。建立共轭曲线的基本理论：计算任意接触角方向的法矢量；论证曲线共轭啮合的充要条件，同时建立曲线沿给定接触角方向的啮合方程；推导共轭曲线及啮合线的通用表达式。分析研究典型曲线——圆柱螺旋线的共轭曲线及其接触性质，揭示不同接触角条件下共轭曲线的啮合关系，并且讨论齿面曲线共轭啮合的特点。研究表明该原理具有一定的通用性可适用于多种齿轮传动类型，同时共轭曲线接触的特点及选择的灵活性能够实现齿轮共轭啮合的最优设计。研究结果为齿轮齿面的构建提供了新方法，并为进一步研究共轭曲线齿轮啮合理论奠定了基础。

Select

GMC2550u桥式加工中心样机综合精度测评研究

仇健

. 2014, 50(1): 137-151.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

数控机床的精度、切削能力、稳定性是机床用户关注的三个主要指标，研究机床样机的综合精度对于掌握机床现有性能，并相应改进和提升具有重要意义。依据国内外标准，建立包含检测项目和评价指标的桥式数控加工中心精度评价体系。应用试验测试方法对首台套机床样机进行精度检测，重点关注机床的静态、动态和工作精度。测试位置精度、最小设定单位误差、圆运动精度、主轴动态回转精度、进给轴动态响应性能，以及典型验收零件的切削精度等。同时，关注机床主轴径向振动、静刚度以及热态性能等动态性能对机床精度的影响，并分别开展三种三轴联动和五轴联动零件的工作精度检验。研究发现，机床静态精度指标满足设计要求，而加速度和主轴热态精度等指标与设计指标存在差距，并会对机床的最终工作精度产生影响。综合各项精度指标的测试结果，获得机床的实际精度表现和分布规律，可以对样机在各项精度指标上所反映出的精度问题进行评价，为有针对性地进行机床后期优化改进给出方向。

Select

一次性机械设计理念及实践

王广林;潘旭东;李跃峰

. 2014, 50(1): 152-156.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

提出一种一次性机械的新概念，即在航天航空或其他一些特殊的领域经常使用的各种单次使用的短寿命的机械，可称其为一次性机械。相对于常规机械，一次性机械主要特点为体积小、重量轻，使用过程中一般不会发生高周疲劳现象。这类机械目前没有一个成熟的可遵循的设计理论。因此，提出一次性机械新的设计理念，在设计过程中不考虑高周疲劳等因素，主要考虑静强度的要求，最大限度地减小机械结构的体积和重量。基于一次性机械设计理念，对某型号箭用电动舵机减速装置的锥齿轮和柔轮进行了强度设计，在相同载荷情况下，采用一次性机械设计理念的齿轮模数减小至40%。对该型号箭用舵机减速器的性能测试表明，运用一次性机械设计理念得到的设计结果满足设计指标的要求，验证了一次性机械设计理念的有效性。

Select

大型风力发电机传动链多柔体动力学建模与仿真分析

何玉林;黄伟;李成武;杜静;侯海臣

. 2014, 50(1): 152-156.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为防止大型风力发电机运转过程中发生共振破坏危险，提出一种基于多柔体系统动力学模型的时/频域综合共振甄别方法。根据GL2010规范建立某机型MW级风力发电机传动链多柔体动力学仿真模型。进行三种复杂度级别建模方案对比，根据频率覆盖范围判定最优建模方案。通过零部件柔性、轴承刚度和齿轮啮合柔性等实现传动链多柔体动力学精确建模，运用该模型绘制和分析其坎贝尔图、能量分布图和快速傅里叶变换(Fast Fourier transform, FFT)图，结合时/频域综合甄别危险共振点。通过理论计算和第三方软件两种途径进行模型验证。研究结果表明，多柔体建模方案能更深入更全面地描述复杂系统的动态特性，避免简化仿真模型造成的频率限制，该机型传动链在固有频率9.86 Hz和206.27 Hz上存在危险共振点，响应零部件为齿轮箱箱体和二级大齿轮轴，值得关注，仿真分析结果与理论计算结果和第三方软件计算结果吻合。

Select

多阶梯弯振圆盘的设计

刘婷;贺西平

. 2014, 50(1): 157-161.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

由弯振辐射阶梯盘与纵振换能器组合而成的复合超声振动系统，因其兼具弯曲振动低声阻抗和纵振换能器高辐射效率的特点，在气介式功率超声领域有着很好的应用。阶梯圆盘的频率方程中包含特殊函数，且方程数目多，求解过程非常繁杂。以自由边界条件下的单阶梯、双阶梯弯振圆盘为例，提出在给定阶梯圆盘弯振频率﹑基底厚度以及材料参数的条件下利用数值计算方法，编程设计阶梯圆盘的方法。试验测试与理论计算相吻合。为多阶梯弯振圆盘的设计提供一种新的方法。

Select

非晶合金薄膜铜衬底的低损伤超光滑制备

徐洪;文东辉;欧长劲

. 2014, 50(1): 162-168.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

依据非晶合金薄膜生长对铜衬底的超光滑和低损伤要求，通过采用蓝宝石替代物实现进行式机械研磨。数值模拟结果表明能有效降低铜衬底的表面应力，试验测试表明替代物蓝宝石基片能有效地改善Rt值分布；通过设计开发动压浮离抛光基盘，利用液动压效应使得抛光时铜衬底与磨粒之间呈软性接触状态，改善了抛光的润滑状态。综合采用纳米压痕、NT9800白光干涉仪、透射电镜分析铜衬底表面及亚表层特性，测试分析结果表明，制备的铜衬底表面粗糙度Ra0.37 nm、Rt4.94 nm，亚表层材质致密均匀，亚表面晶格分布有序，晶格间的距离较一致，采用进行式机械研磨和动压浮离抛光方法对铜衬底实现了低损伤超光滑制备。

Select

CO2腐蚀对套管强度动态影响分析

许志倩;闫相祯;杨秀娟

. 2014, 50(1): 169-177.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对腐蚀对套管强度时变性影响，采用双重迭代试算法结合压力温度耦合作用，计算井筒内压力、温度沿井深方向分布情况，依据Norsok模型得到全井套管柱CO2腐蚀速率计算预测模型。依据试井理论利用现场录测井口压力数据回归得到气井稳产阶段井口压力随时间变化函数关系，将定产降压阶段内的压力温度时变规律引入腐蚀速率预测模型，建立CO2腐蚀环境下全井套管柱剩余强度时变性分析系统，通过对均匀腐蚀套管强度实例计算结果表明：腐蚀引起的壁厚减薄使得套管柱剩余强度随时间增加逐年降低，稳产阶段初期下降最快，随时间增加下降趋势逐渐减缓，其沿井深分布规律与腐蚀速率变化规律相似；套管极限抗挤毁强度受均匀腐蚀影响显著，其降低程度高于套管极限抗内压强度和管体抗拉强度。

Select

硬质合金刀具切削Ti6Al4V的磨损机理及特征

姜增辉;王琳琳;石莉;吴月颖

. 2014, 50(1): 178-184.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为研究硬质合金刀具在不同切削速度下切削钛合金时，刀具材料中的合金成分对刀具磨损机理及特征的影响，采用YG8、YT15和YW2三种牌号的硬质合金刀具进行干切削Ti6Al4V试验。研究切削速度分别为48 m/min、71 m/min、100 m/min时，三种硬质合金刀具的磨损形貌与磨损机理，分析在低、中、高速切削时三种刀具的磨损机理对其磨损速度的影响。结果表明：低速切削时三种刀具均以黏结磨损为主；高速切削时YG8刀具仍以黏结磨损为主，YT15刀具在发生黏结磨损的同时会产生一定程度的扩散磨损和氧化磨损，YW2刀具的磨损中黏结磨损、扩散磨损和氧化磨损占据同样地位；高速切削时选用YW类刀具更为适合。

Select

同步超声振动调制微细放电-电解加工技术

朱永伟;邵健;苏楠;云乃彰

. 2014, 50(1): 185-192.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

对超声频振动与微细电加工电源的“开、断”方式进行分析、探讨, 研制脉冲电源斩波器，用激光传感器实时测量超声振动，可得斩波脉冲，能对电源进行有序“开、断”控制, 实现超声振动与电源“开、断”实时同步；完善同步超声复合微细电加工系统；采用幅值6 V以下脉冲电压、低电导率电解液，进行同步超声振动微细电加工机理及试验研究，通过对超声、超声脉冲电解及同步超声脉冲电解加工结果的对比分析，验证同步超声电解加工方式技术优势；采用复合乙醇工作液、微细半导体混粉, 可实现超声调制放电-电解复合微细加工，在保证加工精度、表面质量同时，提高加工过程稳定性与加工效率。

Select

新型一体式微夹头的设计及其试验研究

李伟;周志雄;肖航;尹邦飞

. 2014, 50(1): 193-198.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

高速精密微主轴对刀具夹持机构的动平衡性能及动力学特性等方面提出很高的要求。建立一种基于形状记忆合金(Shape memory alloy, SMA)的一体式微夹头的结构方案，设计分析具体的应用实例，并仿真研究离心力对夹头夹持性能的影响；研究采用TiNi合金(Ti49.6%，Ni50.4%)加工的SMA环的最大双程形状记忆效应所对应的热-机械训练工艺。试制出微夹头样品，测试其安装操作和夹持力等性能。结果表明微夹头在5 ℃即可实现夹持件的安装与拆卸，在室温(15 ℃)时即可夹紧，夹紧力约为8.5 N；当加热温度提高到65 ℃时，夹紧力可以达到41 N。该微夹头不仅结构简单，动平衡性能好，而且未引入新的安装误差，操作简单，大小调整方便，适合于超高速超精密微主轴及其他高速精密微小型传动机构。

Select

化学机械平坦化中晶圆姿态瞬态调整的数值模拟研究

周平;赵杰;李治伟;金洙吉;柳滨

. 2014, 50(1): 199-204.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

化学机械平坦化(Chemical mechanical planarization, CMP)是集成电路制造的关键技术之一。晶圆夹持器是CMP系统的核心零部件。为研究万向球头位置对平坦化过程中晶圆姿态瞬态调整能力的影响，采用混合软弹流润滑模型分析抛光垫表面的流动与接触行为，并结合夹持器的瞬态运动方程分析晶圆姿态的动态变化过程。分析结果表明，夹持器姿态的调整能力随万向球头的中心高度增加而提高，摩擦力矩的增加有利于晶圆姿态稳定在平衡位置，但同时接触应力不均匀性增加。因此，合理设计夹持器结构对CMP加工质量非常重要，提出的瞬态混合润滑模型对夹持器的动态特性进行分析可以为设计提供非常有意义的理论指导。

Select

集群磁流变平面抛光加工技术

潘继生;阎秋生;路家斌;徐西鹏;陈森凯

. 2014, 50(1): 205-212.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于磁流变效应和集群原理提出集群磁流变效应平面抛光技术，对磁极排布方式、端面形状及其尺寸的磁场特性进行静磁场有限元分析优化，结果表明，选取圆柱平底磁极进行同向规律排布时容易形成由多个独立“微磨头”组成的柔性抛光膜，能实现加工表面与“微磨头”的实际接触面积最大化。通过设置“微磨头”尺寸及数量与工件的接触状态，对K9玻璃、单晶硅和单晶6H-SiC三种硬脆材料基片加工出弧形抛光带，试验验证集群磁流变效应抛光膜的集群特性。对加工表面与抛光盘表面之间的间隙、加工时间、磁感应强度和转速等集群磁流变平面抛光工艺参数进行试验优化，并采取优化工艺对三种硬脆材料进行30 min抛光，K9玻璃表面粗糙度从Ra 0.34 μm下降到Ra 1.4 nm，单晶硅从Ra 57.2 nm下降到Ra 4 nm，单晶SiC从Ra 72.89 nm下降到Ra 1.92 nm，均能获得纳米级粗糙度表面。

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2014年, 第50卷, 第1期　
刊出日期：2014-01-05

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2014年, 第50卷, 第1期 刊出日期：2014-01-05

2014年, 第50卷, 第1期　
刊出日期：2014-01-05