引信用MEMS微执行器设计及加工方法的研究

发布时间：2017-08-08 06:19

  本文关键词：引信用MEMS微执行器设计及加工方法的研究

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【摘要】：MEMS(微机电系统)技术在引信领域的应用,改变了引信设计者的传统设计思想,加速了引信向微型化、智能化、集成化方向的发展。MEMS引信具有体积小、成本低、可靠性高等诸多优点,同时引信有更多的空间容纳多传感器探测电路和主装药,提高了弹药的精确度和杀伤力。本文提出了一种新型的引信用MEMS微执行器,重点对蛇形槽、微弹簧和错位闭锁机构进行了详细设计,其中错位闭锁机构不再依靠构件变形就能实现闭锁功能,提高了引信用MEMS微执行器的可靠性。本文首先介绍了MEMS技术及其在军事和引信领域的应用,介绍了几种典型引信用MEMS微执行器的基本构成和作用原理,并在此基础上提出了具有延时功能的引信用MEMS微执行器设计方案,其次对蛇形槽、微弹簧和错位闭锁机构进行了重点设计。传统MEMS闭锁机构通常依靠构件的变形完成其闭锁功能,而本文设计的错位闭锁机构仅是简单的错位移动不再需要构件的变形,从而避免了因构件变形不充分造成的闭锁不可靠问题。通过UV-LIGA工艺和微细电火花工艺的比较,选用UV-LIGA技术制备引信用MEMS微执行器主体结构,对精度要求不高的零件,选用微细电火花加工节约成本。最后通过微细电火花加工引信用MEMS微小器件的大量实验,总结出加工参数与加工质量之间的关系以及微细电极的制备方法。为以后MEMS微小器件的制作提供借鉴。
【关键词】：引信 MEMS 闭锁机构 UV-LIGA 微细电火花
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH-39;TJ430.3
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-24
• 1.1 MEMS的基本概念及特点12-13
• 1.2 MEMS技术在军事领域的应用13-14
• 1.3 MEMS技术在引信用MEMS微执行器中的应用14-20
• 1.3.1 机械解除保险式引信用MEMS微执行器14-19
• 1.3.2 机电解除保险式引信用MEMS微执行器19-20
• 1.4 MEMS微执行器的主要制造技术20-23
• 1.4.1 LIGA技术21-22
• 1.4.2 UV-LIGA技术22
• 1.4.3 微细电火花加工方法22-23
• 1.5 研究的内容和意义23-24
• 第2章 引信用MEMS微执行器的工作原理和基本构成24-35
• 2.1 引信用MEMS微执行器的工作原理24-28
• 2.1.1 机械解除保险式引信用MEMS微执行器的工作原理24-27
• 2.1.2 机电解除保险式引信用MEMS微执行器的工作原理27-28
• 2.2 引信用MEMS微执行器的基本构成28-34
• 2.2.1 后坐保险机构28-30
• 2.2.2 递力机构30-32
• 2.2.3 离心保险机构32-34
• 2.3 本章小结34-35
• 第3章 引信用MEMS微执行器的设计和分析35-60
• 3.1 引信用MEMS微执行器的总体设计35-37
• 3.1.1 引信用MEMS微执行器的设计准则35
• 3.1.2 引信用MEMS微执行器的设计方案35-37
• 3.2 引信用MEMS微执行器设计方案的具体分析37-50
• 3.2.1 蛇形槽的设计37-40
• 3.2.2 微弹簧的匹配40-45
• 3.2.3 错位闭锁机构的设计以及可行性分析45-50
• 3.3 引信用MEMS微执行器实体模型建立与仿真:50-58
• 3.3.1 引信用MEMS微执行器实体模型的建立50-51
• 3.3.2 引信用MEMS微执行器的动力学仿真51-54
• 3.3.3 引信用MEMS微执行器的数值仿真结果和分析54-58
• 3.4 本章小结58-60
• 第4章 引信用MEMS微执行器基于UV-LIGA技术的加工60-68
• 4.1 UV-LIGA技术重点工艺介绍60-64
• 4.1.1 SU-8 胶光刻工艺60-62
• 4.1.2 微电铸工艺62-64
• 4.2 引信用MEMS微执行器中微小器件制作工艺64-67
• 4.2.1 隔爆板制作工艺流程64-66
• 4.2.2 后坐滑块制作工艺流程66
• 4.2.3 基板制作工艺流程66-67
• 4.2.4 弹簧（25μm线宽和 30μm线宽）制作工艺流程67
• 4.2.5 装配过程67
• 4.3 本章小结67-68
• 第5章 引信用MEMS微执行器基于微细电火花加工方法的研究68-81
• 5.1 微细电火花加工参数优化对加工质量的影响68-74
• 5.1.1 微细电火花的加工精度和加工效率68-69
• 5.1.2 微细电火花加工参数优化及加工质量分析69-74
• 5.2 微细电火花中微细电极的制备74-80
• 5.2.1 第一次制备微细电极实验75-76
• 5.2.2 第二次制备微细电极实验76-80
• 5.3 本章小结80-81
• 结论81-83
• 参考文献83-87
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果87-88
• 致谢88-89

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