基于柔性壓頭的調(diào)平技術(shù)研究.pdf

1、在微/精密機(jī)械制造領(lǐng)域，為保證零部件尺寸精度和裝配精度達(dá)到較高水平，很多工況需要使用微位移機(jī)構(gòu)對(duì)零部件進(jìn)行平行度調(diào)整，尤其近年來，隨著MEMS技術(shù)、生物芯片技術(shù)等的發(fā)展，調(diào)平技術(shù)在微/納尺度器件和結(jié)構(gòu)的研究中發(fā)揮著越來越重要的作用。為此，本文基于柔性鉸鏈的變形特性設(shè)計(jì)了一種柔性壓頭被動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)，研制了配套的應(yīng)用設(shè)備，并圍繞機(jī)構(gòu)的一系列調(diào)平技術(shù)展開研究。
　　在對(duì)柔性壓頭調(diào)平機(jī)理分析的基礎(chǔ)上，對(duì)柔性部位結(jié)構(gòu)形狀及尺寸進(jìn)行優(yōu)化分析。用

2、ANSYS對(duì)柔性壓頭進(jìn)行調(diào)平能力和動(dòng)力學(xué)性能方面的有限元仿真，選取了45號(hào)鋼作為機(jī)構(gòu)材料;利用材料力學(xué)理論和有限元仿真分別對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力特性、轉(zhuǎn)動(dòng)剛度和固有頻率分析，通過對(duì)比研究，選取了圓角形結(jié)構(gòu)作為柔性部位形狀，確定了敏感參數(shù)a和b的尺寸值，使機(jī)構(gòu)獲得較好調(diào)平性能，完成柔性調(diào)平壓頭的設(shè)計(jì)。
　　根據(jù)柔性壓頭的結(jié)構(gòu)特性，用理論研究及實(shí)驗(yàn)分析相結(jié)合的方法對(duì)相關(guān)的調(diào)平技術(shù)進(jìn)行深入分析。提出了相對(duì)壓強(qiáng)差百分比的概念，對(duì)調(diào)平后接觸面壓力分

3、布一致性進(jìn)行評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了壓力分布的定量分析。研究結(jié)果表明，機(jī)構(gòu)在調(diào)平過程中保持很好的剛度一致性，許用載荷下變形補(bǔ)償量容易實(shí)現(xiàn);設(shè)計(jì)的柔性壓頭在載荷約為1000N時(shí)，單向和各向調(diào)平特性都獲得較高水平。實(shí)驗(yàn)分析中在采用感壓紙對(duì)壓力分布情況進(jìn)行采集的基礎(chǔ)上，利用MATLAB對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了圖像處理，實(shí)現(xiàn)了感壓紙顏色密度到壓強(qiáng)值的轉(zhuǎn)化。
　　為了使柔性調(diào)平壓頭的實(shí)用性在實(shí)際工程中得到驗(yàn)證，研制搭建了配套的應(yīng)用設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和壓力的精確