基于柔性壓頭的調(diào)平技術(shù)研究.pdf

1、在微/精密機械制造領(lǐng)域，為保證零部件尺寸精度和裝配精度達到較高水平，很多工況需要使用微位移機構(gòu)對零部件進行平行度調(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)計了一種柔性壓頭被動調(diào)平機構(gòu)，研制了配套的應(yīng)用設(shè)備，并圍繞機構(gòu)的一系列調(diào)平技術(shù)展開研究。
　　在對柔性壓頭調(diào)平機理分析的基礎(chǔ)上，對柔性部位結(jié)構(gòu)形狀及尺寸進行優(yōu)化分析。用

2、ANSYS對柔性壓頭進行調(diào)平能力和動力學(xué)性能方面的有限元仿真，選取了45號鋼作為機構(gòu)材料;利用材料力學(xué)理論和有限元仿真分別對機構(gòu)進行應(yīng)力特性、轉(zhuǎn)動剛度和固有頻率分析，通過對比研究，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，使機構(gòu)獲得較好調(diào)平性能，完成柔性調(diào)平壓頭的設(shè)計。
　　根據(jù)柔性壓頭的結(jié)構(gòu)特性，用理論研究及實驗分析相結(jié)合的方法對相關(guān)的調(diào)平技術(shù)進行深入分析。提出了相對壓強差百分比的概念，對調(diào)平后接觸面壓力分

3、布一致性進行評價，實現(xiàn)了壓力分布的定量分析。研究結(jié)果表明，機構(gòu)在調(diào)平過程中保持很好的剛度一致性，許用載荷下變形補償量容易實現(xiàn);設(shè)計的柔性壓頭在載荷約為1000N時，單向和各向調(diào)平特性都獲得較高水平。實驗分析中在采用感壓紙對壓力分布情況進行采集的基礎(chǔ)上，利用MATLAB對實驗結(jié)果進行了圖像處理，實現(xiàn)了感壓紙顏色密度到壓強值的轉(zhuǎn)化。
　　為了使柔性調(diào)平壓頭的實用性在實際工程中得到驗證，研制搭建了配套的應(yīng)用設(shè)備，可以實現(xiàn)運動和壓力的精確