高性能PCB數(shù)控鉆床剛性分析.pdf

1、印制電路板（PCB）向高密度化、微細(xì)化、多層化和特殊功能化方向迅速發(fā)展，PCB鉆孔越來(lái)越多，越來(lái)越小，對(duì)PCB數(shù)控鉆床的鉆孔精度和效率要求是越來(lái)越高。數(shù)控鉆床進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性是影響加工精度的主要因素之一。提高進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性對(duì)改善PCB數(shù)控鉆床加工能力具有重要的意義。論文借助于某公司的四軸PCB數(shù)控鉆床，針對(duì)其進(jìn)給系統(tǒng)的剛性展開(kāi)分析，分別對(duì)PCB數(shù)控鉆床X軸、Y軸、Z軸剛性進(jìn)行分析。
　　首先，研究高速高精度PCB數(shù)控鉆床X、

2、Y、Z軸的進(jìn)給系統(tǒng)組成以及各零部件的工作特性，建立各個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)合理的實(shí)體模型以及動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型，在建立數(shù)學(xué)模型過(guò)程中運(yùn)用有限元技術(shù)很好地將工作臺(tái)、滑架等的變形以及導(dǎo)軌的安裝誤差等因素對(duì)整個(gè)機(jī)床的性能影響反應(yīng)到模型當(dāng)中。
　　然后，研究X、Y、Z軸的進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，其中Z軸的剛性分析是論文的重點(diǎn)，提出了三種Z軸進(jìn)給系統(tǒng)的方案：第一種方案，直線軸承（剛性連接）和萬(wàn)向節(jié)（柔性連接）第二種方案，空氣靜壓軸承（柔性連接）聯(lián)軸器（剛性連接

3、）第三種方案，空氣靜壓軸承（柔性連接）萬(wàn)向節(jié)（柔性連接）是超高速電主軸的三種固定方式。運(yùn)用ADAMS對(duì)Z軸的進(jìn)給系統(tǒng)方案進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，得出鉆機(jī)在鉆孔過(guò)程中X軸及Y軸方向鉆頭的偏移量，再利用二次元對(duì)完成的樣機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)試，將測(cè)出的數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，找出影響超高速電主軸鉆孔精度的運(yùn)動(dòng)參數(shù),同時(shí)第三種方案為最優(yōu)方案。
　　最后，針對(duì)機(jī)床的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行ANSYS結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，將優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)再次進(jìn)行實(shí)體建模。對(duì)優(yōu)化后的模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)