PCB六轴数控钻床XZ轴部件结构设计与分析

发布时间：2017-09-16 21:03

  本文关键词：PCB六轴数控钻床XZ轴部件结构设计与分析

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【摘要】：PCB(Printed Circuit Board)是电子设备元件中的关键部件,作为PCB板精密孔位加工的专用设备——PCB数控钻床,将随着电子信息技术的不断发展,对其提出更苛刻的性能要求。根据对目前我国电子制造业市场调查分析可知,PCB数控钻床的质量直接影响到我国电子信息产业的发展,急需改善我国PCB数控钻床的现状,提高钻床整体性能,以促进我国电子信息制造业的蓬勃发展。论文以某企业DLD36型PCB六轴直线电机数控钻床XZ轴为主要研究对象,针对钻床加工孔位的高精度、高速度要求设计出提高钻床整体性能的优化结构,并制作样机。首先,利用SolidWorks三维软件对原结构数控钻床进行现场测量建模及虚拟装配,了解每个零部件的装配顺序及工作性能,并记录好原结构中已经出现的问题和不足;其次,分别对X轴和Z轴部件进行结构理论分析和有限元分析,找出影响钻床性能的主要问题和薄弱环节,明确结构优化设计的主要思路和优化目标;结合模块化设计思想对原结构XZ轴部件进行结构设计和优化,从而得到最优设计方案。当最终优化方案确定之后,对优化后结构进行虚拟装配和干涉检查,确定各零部件之间装配关系没有冲突和错位,并在此基础上建立运动仿真以便观察装配体中各运动轴的运动轨迹。最后将优化设计后的PCB六轴数控钻床各零部件的三维模型转换成二维工程图,并制造组装出样机,利用相关测试软件对PCB六轴数控钻床样机进行调试和检测。根据样机测试结果显示,结合模块化设计理念和优化设计方法进行的结构设计,即增强了整体结构的合理性和独立性,减少了装配工艺量,方便安装和维护,提高X轴的定位精度和Z轴的钻孔精度,提高了钻床的稳定性和可靠性。不仅仅达到了预计效果,降低了成本,而且还为同类产品的研发提供依据。目前,新研制的PCB六轴数控钻床已经投入生产和销售,并且得到客户一致好评。
【关键词】：PCB六轴数控钻床 结构优化 模块化设计 有限元分析
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG527
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 PCB市场需求分析9-10
• 1.2 PCB数控钻床概况10-12
• 1.2.1 PCB数控钻床国内外现状10-11
• 1.2.2 PCB数控钻床存在的问题11-12
• 1.3 直线电机在PCB数控钻床中的应用12-13
• 1.4 课题研究的背景与意义13-14
• 1.4.1 课题来源13
• 1.4.2 课题研究的意义13-14
• 1.5 课题的研究内容14-16
• 2 PCB六轴数控钻床整体结构分析16-24
• 2.1 DLD36型PCB六轴数控钻床的结构类型16-18
• 2.2 PCB六轴数控钻床三维模型的建立18-22
• 2.2.1 零部件的划分与建立18-20
• 2.2.2 XZ轴部件装配体的建立20-22
• 2.3 本章小结22-24
• 3 XZ轴部件结构分析24-36
• 3.1 X轴部件结构分析24-29
• 3.1.1 理论分析24-26
• 3.1.2 静态特性分析26-29
• 3.2 Z轴部件分析29-34
• 3.2.1 Z轴部件结构概述29
• 3.2.2 结构理论分析29-31
• 3.2.3 动态特性分析31-34
• 3.3 设计思路的确定34
• 3.4 本章小结34-36
• 4 XZ轴结构优化设计36-56
• 4.1 初步方案的确定36-38
• 4.2 X轴部件优化38-45
• 4.2.1 建立数学模型39-40
• 4.2.2 关键零部件优化40-45
• 4.3 Z轴部件优化设计45-50
• 4.3.1 电主轴装夹优化设计45-48
• 4.3.2 优化后部件动态性能分析48-50
• 4.4 Z轴辅助部件优化50-51
• 4.4.1 切换压脚结构优化50
• 4.4.2 硬限位的设计50-51
• 4.5 XZ轴部件最终方案确定51-55
• 4.5.1 装配干涉检查51-53
• 4.5.2 XZ轴运动过程仿真53-54
• 4.5.3 三维模型转换二维工程图54-55
• 4.6 本章小结55-56
• 5 PCB六轴数控钻床加工精度分析56-62
• 5.1 样机制作56-57
• 5.2 样机精度分析57-61
• 5.3 本章小结61-62
• 结论与展望62-64
• 参考文献64-67
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果67-69
• 致谢69-70

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本文编号：865390