一种微壳体振动陀螺谐振结构加工方法及成型模具技术

本发明专利技术属于微壳体振动陀螺谐振结构加工领域，具体是涉及到一种微壳体振动陀螺谐振结构加工方法，包括如下步骤：S1、将基材置于成型空腔之上，基材上呈圆形阵列排布的n个配合孔与成型空腔上呈环形阵列排布的n个定位销一一配合，其中，n等于8的倍数；S2、将基材加热设定时间，同时对所述成型空腔抽真空；S3、取出未完全成型的基材，将基材旋转360

【技术实现步骤摘要】
With T
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Shape Masses for Gyroscopic Application[J].IEEE Journal of Microelectromechanical Systems,2018,27(1):47
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58.)提出了一种旋转高温软化加工工艺，通过高速旋转平台提升了熔融石英片温度场的均匀性，从而提升了微壳体陀螺曲面结构的对称性。但是石墨模具的圆度误差将直接映射在软化的熔融石英玻璃表面，导致曲面壳体结构出现不可逆的制造误差，且这种圆度误差难以通过熔融石英片与石墨模具的高速旋转消除掉，其还是需要在加工之后通过精密机械修调的方法抑制4次谐波误差。

技术实现思路

[0009]本专利技术要解决的技术问题是提供一种可抑制4次谐波误差的微壳体振动陀螺谐振结构加工方法及成型模具。
[0010]本专利技术提供一种微壳体振动陀螺谐振结构加工方法，包括如下步骤：
[0011]S1、将基材置于成型空腔之上，基材上呈圆形阵列排布的n个配合孔与成型空腔上呈环形阵列排布的n个定位销一一配合，其中，n等于8的倍数；
[0012]S2、将基材加热设定时间，同时对所述成型空腔抽真空；
[0013]S3、取出未完全成型的基材，将基材旋转360
°
/n，再次将基材置于成型空腔之上，且n个配合孔和n个定位销一一配合；
[0014]S4、重复S2和S3共n次，得到微壳体曲面结构。
[0015]更进一步地，所述配合孔与定位销间隙配合。
[0016]更进一步地，所述配合孔为通孔。
[0017]更进一步地，所述基材为熔融石英圆片。
[0018]更进一步地，n个配合孔设置在基材外侧。
[0019]更进一步地，所述配合孔和定位销截面为圆形。
[0020]更进一步地，在S2中，所述设定时间为t/n，t为基材一次成型的总时间。
[0021]本方法还包括，S5、切割微壳体振动陀螺谐振结构的外侧带有配合孔的部分。
[0022]本专利技术还提供一种微壳体振动陀螺谐振结构成型模具，包括模具本体，所述模具本体上设置有成型空腔，模具本体位于成型空腔外侧平台上以成型空腔轴线为中心呈环形阵列设置有n个定位销，其中，n等于8的倍数，还包括连通成型空腔的负压孔。
[0023]更进一步地，所述成型空腔中心上设置有凸台。
[0024]本专利技术的有益效果是，采用本专利技术所提供的方法制得的微壳体曲面结构，采用分步骤吹制加工，实现低阶谐波误差的倍频转化，具体地，本专利技术旋转次数采用8的倍数，可将4次谐波误差转化为幅值更小的高阶谐波分量，有效减小陀螺的频率裂解。即采用本专利技术所提供的方法，可以在加工完成后直接形成陀螺初始频差小、低阶谐波误差小的微壳体曲面结构，替代了后期通过复杂的振动测试与修调方法来抑制低阶谐波误差的工作。
附图说明
[0025]图1为微壳体振动陀螺驱动模态示意图。
[0026]图2为微壳体振动陀螺检测模态示意图。
[0027]图3为常规微壳体曲面结构的加工方法。
[0028]图4为本专利技术中基材的结构示意图。
[0029]图5为本专利技术中成型模具的结构示意图。
[0030]图6为本专利技术加工过程的结构示意图。
[0031]图7为图6加工后将基材旋转360
°
/n后的加工过程的结构示意图。
[0032]图8为4次谐波对频率裂解的关系图。
[0033]图9为本专利技术方法的流程图。
[0034]在图中，1
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成型模具；11
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定位销；12
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成型空腔；13
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模具本体；14
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凸台；2
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基材；21
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配合孔；3
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加热设备。
具体实施方式
[0035]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0037]另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0038]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0039]另外，本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0040]如附图4
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9所示，本专利技术提供一种微壳体振动陀螺谐振结构加工方法，包括如下步骤：
[0041]S1、将基材2置于成型空腔12之上，基材2上呈圆形阵列排布的n个配合孔21与成型空腔12上呈环形阵列排布的n个定位销11一一配合，其中，n等于8的倍数，即n等于8、16、24、32、40
……
；
[0042]S2、将基材2加热设定时间，同时对所述成型空腔12抽真空，即通过加热设备3所产生的火焰软化基材2，同时成型空腔12抽真空产生负压使基材2变形；
[0043]S3、在设定时间结束后，撤离加热设备3或者加热设备3停止加热，通过机械设备取出未完全成型的基材2，将基材2旋转360
°
/n，再次将基材2置于成型空腔12之上，且n个配合孔21和n个定位销11一一配合，此时，n个配合孔21和n个定位销11相对于上次加工时错位一个位置进行配合；
[0044]S4、重复S2和S3共n次，使的每一个配合孔21依次与n个定位销11配合，在加热和旋转n次后，即得到微壳体曲面结构。
[0045]采用本专利技术所提供的方法制得的微壳体曲面结构，采用分步骤吹制加工，实现低阶谐波误差的倍频转化，本专利技术旋转次数采用8的倍数，可将4次谐波误差转化为幅值更小的高阶谐波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微壳体振动陀螺谐振结构加工方法，其特征是，包括如下步骤：S1、将基材(2)置于成型空腔(12)之上，基材(2)上呈圆形阵列排布的n个配合孔(21)与成型空腔(12)上呈环形阵列排布的n个定位销(11)一一配合，其中，n等于8的倍数；S2、将基材(2)加热设定时间，同时对所述成型空腔(12)抽真空；S3、取出未完全成型的基材(2)，将基材(2)旋转360
°
/n，再次将基材(2)置于成型空腔(12)之上，且n个配合孔(21)和n个定位销(11)一一配合；S4、重复S2和S3共n次，得到微壳体曲面结构。2.如权利要求1所述的微壳体振动陀螺谐振结构加工方法，其特征是，所述配合孔(21)与定位销(11)间隙配合。3.如权利要求1所述的微壳体振动陀螺谐振结构加工方法，其特征是，所述配合孔(21)为通孔。4.如权利要求1所述的微壳体振动陀螺谐振结构加工方法，其特征是，所述基材(2)为熔融石英圆片。5.如权利要求4所述的微壳体振动陀螺谐振结构加工...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢坤，肖定邦，石岩，席翔，张勇猛，吴学忠，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：