微细电解加工中空电极侧壁绝缘层的制备工艺研究

针对孔径100~200μm高深宽比微细孔电解加工中,电极侧壁绝缘层在电解液冲击和气泡撕裂中易损伤/脱落等问题,本文提出一种丙烯酸环氧树脂电泳法的中空电极侧壁绝缘制备工艺。通过优化工艺参数并开展加工实验,比较加工孔尺寸及形貌、加工后电极表面形态,结果表明丙烯酸环氧树脂电泳法制备的中空电极侧壁绝缘层,具有较高的致密性、均匀性、耐久性和一致性。最后,在500μm厚304不锈钢片上加工出入口180.6μm、出口173.8μm、深宽比约为3的微细阵列孔,其锥度比非侧壁绝缘电极加工的孔减少了约70%以上,基本为直孔,可满足实际需求,进而验证了本方法的应用可行性。

面向解决复杂工程问题能力培养的凸轮设计实验教学改革

依据工程教育专业认证标准中对复杂工程问题的特征分析,就当前单个课程实验中涉及解决复杂工程问题能力培养方面的环节较少或不足等现状,结合北京信息科技大学测控技术与仪器专业"光、机、电、算"综合性应用型人才的培养目标,以凸轮设计课程实验为研究对象,通过分析课程实验现状,改进与优化实验内容。从实际工程问题出发,引入压力角与基圆半径间利益冲突来约束参数选择,运用机械原理和计算机仿真等技术,抑制凸轮机构的运动冲击,并将其在内燃机配气机构工程场景中进行实例化,有效提高了其整体性能,并节省了设计、制造及调试成本。初步应用表明,该教改方案有效提高了学生对复杂工程问题的解决能力,同时对测控专业工程教育认证水平的提高具有积极的促进作用。

双极性电泳法的微细中空电极侧壁绝缘层制备

针对孔径(100~200)μm高深宽比微细孔电解加工中,电极侧壁绝缘层在电解液冲击和气泡撕裂中易损伤/脱落等问题,提出一种基于丙烯酸环氧树脂双极性电泳法的微细中空电极侧壁绝缘制备工艺。通过工艺参数优化后,利用所制备的侧壁绝缘电极,开展加工对比实验,结果表明双极性电泳法所制备的侧壁绝缘层,具有较高的致密性、均匀性、耐久性和一致性,其性能符合微细电解加工对电极侧壁绝缘层的特殊要求。最后,在500μm厚304钢片上加工出入口约168.4μm、出口约165.8μm、锥度约为0.15°的高深宽比微细孔,其锥度降低了约60%以上,基本为直孔,可满足实际需求,进而验证了本方法的应用可行性。

微细中空电极流速测试及侧壁绝缘层制备工艺比较

针对孔径100~200μm、采用中空供液工艺的高深宽比微细电解加工中,中空电极流速难以在线测量,侧壁绝缘层易出现损伤、脱落等问题,利用不同压力下流速雾化现象在光照下的差异性,建立压力-流速-雾化面积比关系曲线,实现在线流速测试并优化了初始供液压力。通过比较加工孔和加工后电极表面形貌,优选出丙烯酸环氧树脂绝缘层制备工艺,并在304不锈钢片上加工出入口直径180.6μm、出口直径173.8μm、锥度约0.78°的阵列孔,验证了方法应用的可行性。

基于气压感知的柔性碰撞检测皮肤设计

针对机器人在复杂环境运行中存在的碰撞安全问题,提出了一种基于气压监控的柔性碰撞检测皮肤。设计并搭建了实验台对柔性碰撞检测皮肤进行碰撞实验,对该皮肤进行了性能分析,实物实验证明:该皮肤设计具有较高的可行性与可靠性。同时,通过有限元分析方法对柔性皮肤进行了充气与碰撞过程的仿真分析,仿真验证了柔性碰撞检测皮肤设计的可行性。仿真结果与实物实验数据具有较高的一致性,验证了有限元仿真模型的可靠性。