毕业设计（论文）PCB数控钻床Y向部件毕业设计.doc

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1、目 录摘要11前言32 PCB数控钻床发展现状43运动平台总体结构分析63.1 PCB数控钻床的结构介绍63.2 机械系统的Y向结构组成63.3 运动平台的主要特点73.4 本章小结94 运动平台结构优化设计104.1 引言104.2 运动平台设计指标104.3 运动平台设计方案114.4 本章小结125 有限元分析135.1 有限元分析原理135.2 有限元分析过程135.3 分析结果对比和选择215.4 本章小结216 电机选型226.1 电机工作要求226.2 电机型号选择237 运动平台装配及运动仿真247.1 Y向部件装配247.2装配体形位公差分析及解决方案247.3 运动过程仿真

2、257.4 本章小结268 机床整体效果及工程图278.1 机床整体效果278.2 Solidworks转换工程图纸278.3 本章小结29结论30总结与体会31致谢词32参考文献33摘 要在本次毕业设计中，是做关于PCB六轴全直线电机数控钻床Y向部件设计。PCB数控钻床是加工印制电路板精密小孔的重要设备，是关系着PCB板加工质量、加工效率的最重要因素之一。随着科技的发展和人们的需要，手机、电脑以及许多娱乐设备变得越来越“短小、精干”。时代的需要，也给PCB数控钻床的发展提出了更高的要求：精度高、速度高、效率高；与之相反，孔径越来越小、数量越来越多、行程越来越短，这些要求成为了新时代PCB数控

3、钻床发展所面临的主要难点2。而国内的PCB数控钻床与世界先进水平的最大差距就在于高精度、高速度微孔PCB数控钻床的发展，这是影响和限制中国电子产业和信息产业发展水平的重要因素，是国内电子产业与别人的差距所在。在PCB六轴全直线电机数控钻床的工作过程中，Y向进给运动的实现主要是靠直线电机带动运动平台来完成。运动平台主要是用来固定被加工件，使之能顺利的进行加工，由此可知，运动平台加工质量和加工精度的保证与Y轴运动平台有着非常大的关系，它的设计是否合理会直接影响到钻床的加工性能。在本次毕业设计中，针对这些特点以及毕业设计任务要求，对Y向运动平台进行了可行性分析。结合PCB数控钻床Y向运动平台的主要特

4、性，对运动平台进行优化性设计，比如对运动平台导轨间距进行优化设计，对运动平台的骨架架构进行重新设计，对平台进行应力变形分析。利用大量分析数据对运动平台进行优化，从而得出最优解。【关键词】PCB数控钻床、高精度、运动平台、优化设计AbstractIn this graduate design, do about PCB nc drilling machine Y all six axis linear motor to parts design.PCB nc drilling machine is one of the important equipment, processing of pri

5、nted circuit board precision holes is the relationship between the PCB machining quality, machining efficiency is one of the most important factors.With the development of science and technology and the needs of the people, mobile phones, computers and many entertainment equipment is becoming more a

6、nd more short, hard working.The need of The Times, also to the development of PCB nc drilling machine put forward higher requirements: high precision, high speed, high efficiency;Aperture, in contrast, more and more small, quantity more and more, travel more and more short, these requirements has be

7、come the new era development the main difficulties faced by PCB nc drilling machine.And domestic PCB nc drilling machine with the world advanced level in the biggest difference lies in the high precision, high speed the development of microporous PCB nc drilling machine, this is the influence and re

8、strict Chinas electronics and information industry development level, the important factors is the gap of domestic electronic industry and others.All six axis linear motor in PCB nc drilling machine working process, the Y to the realization of the feed movement is mainly driven by linear motor motio

9、n platform.Motion platform is mainly used for fixed work piece, can smoothly carry on the processing, thus, the machining quality and machining precision and the Y axis motion platform has a very big relations, its design is reasonable will directly affect the processing performance of the drilling

10、machine.According to these characteristics and the graduation design task requirements, analyze the Y motion platform.Combined with PCB nc drilling machine Y to the main features of motion platforms, the optimization design platform of sports, such as the motion platform guide spacing optimization d

11、esign, redesign of the motion platform frame architecture, the deformation and stress analysis was carried out on the platform.Using a large number of analysis data of motion platform is optimized, so as to obtain the optimum solution.【Key words】PCB CNC drilling machine；high precision；moving platfor

12、m；optimization design1前言随着时代的发展，由于人类的要求变高，电子产品正在朝着“体积小、质量轻、厚度薄”的方向发展，基于这个原因，对PCB板的加工要求越来越高。主要表现为以下几个方面：厚度更薄、线宽更细、间距更小、孔多而小、单位面积的输入/输出更多更密、材料性能更好、比前代产品更可靠。当然，对加工PCB板的关键设备PCB数控钻床也有了更高的要求：精度高、速度高、效率高；与之相反，孔径越来越小、数量越来越多、行程越来越短，这些要求成为了新时代PCB数控钻床发展所面临的主要难点。而国内的PCB数控钻床与世界先进水平的最大差距就在于高精度、高速度微孔PCB数控钻床的发展，这是影

13、响和限制中国电子产业和信息产业发展水平的重要因素，是国内电子产业与别人的差距所在。基于此，对PCB数控钻床的研究和分析，改善PCB板的加工质量和加工效率，对提高我国的电子工业制造水平和电子工业核心竞争力有着非常重要的现实意义。而在PCB数控钻床中，Y向进给运动的实现主要是靠直线电机带动运动平台来完成。运动平台主要是用来固定被加工件，使之能顺利的进行加工，由此可知，运动平台加工质量和加工精度的保证与Y轴运动平台有着非常大的关系，它的设计是否合理会直接影响到钻床的加工性能。在本次设计中主要对PCB六轴全直线电机数控钻床Y向部件进行优化分析和设计，针对金大立公司产品的具体特点和要求，有目的性的对Y向

14、运动平台进行了再设计和分析，从机械的角度对运动平台进行了改进，以提高PCB数控钻床的加工精度。2 PCB数控钻床发展现状上世纪中叶前，印。制电。路板的加工通常采用手工机械钻孔，因为在当时的情况下，PCB板上孔的数量少、孔径小、精度低、加工效率不高。但随着时代的发展，为了满足人们对电子设备的要求，许多工业发达国家开始了对PCB加工设备的研究。随着数控技术的不断发展，以及电子设备的加工工艺不断提高，PCB板的加工设备也不可避免的需要用到数控技术，终于在 1952 年的芝加哥机床博览会上世界上第一台专门用于PCB工业的CNC机床面世了。而我国从60年代开始研制PCB钻床，随着90年代中期P。CB制造

15、业的迅猛发展，国内的许多厂家也生产出了许多精度较好、性能较高、可靠性较强的PCB数控钻床。相比较而言，国外同类产品起步较国内产品早，在各方面的性能表现上都较国内的产品好，但由于价格太昂贵，维修费用较高，配件采购困难，致使国内一般PCB制造业厂商在控制成本上非常不利。所以，基于市场方面，如果提高国内PCB数控钻床的整体性能，使在国内PCB数。控钻床有较大。的市场发展空间。 据有关数据显示，从21世纪初至今，中国的P。CB产业产值在全世界产业产值所占的比例提高了32%。2011国内PCB产业产值的增长速度是9%，与此相对的，欧洲PCB产业产值增长速度仅为4%，美国PCB产业产值也下降了3%。在20

16、12年，全球PCB产业产值高达六百三十亿美元，其中中国大陆、日韩以及台湾，这几个地区产值的所占的份额超过了80%。由此可见，PC。B产业的重点已经朝亚洲市场转移。而中国在人口、资源、运输成本方面的天然优势，使我国成为世界上PCB产业发展速度最快的国家。据统计，在中国大陆每年PCB数控钻床的需。求量可达到3500多台。但是，由于国内PCB数。控钻床发展时间晚，在加工质量和加工精度方面与国际先进技术水平还存在一定的差距，除了价格以外的优势太少，从而导致国产PCB数控钻床在国内市场占有率较低，不到10%。所以，提高国内PCB加工设备的制造水平是。目前发展PCB制造业的当务之急。而在基于PCB技术发展

17、方面，也给国内的PCB数控钻床研究提出了更高的要求。“体积小、质量轻、厚度薄”是今后电子设备的发展趋势，而这些要求毫无疑问的对PCB板最重要的工序钻孔所需要的PCB数控钻床也提出了更高的要求。加工精度高、工作效率高己成为国内PCB。数控钻孔设备发展和提高所面对的主要挑战。据Prismark统计，从2006年开始，中国超过日本成为全球产值最大、增长最快的PCB制造基地，并已成为推动全球PCB行业发展的主要增长动力。2010年，中国大陆PCB产值达到199.90亿美元，占全球PCB总产值的38.1%，同比增长29.8%；2011年产值达到220.29亿美元，占全球PCB总产值的39.76%，同比增

18、长10.2%；2012年产值为216.36亿美元，占全球PCB总产值的39.84%，同比增长率为-1.78%。据Prismark预测，2013年中国PCB产值为231亿美元，2017年中国PCB产值将达到289.72亿美元，占全球总产值的44.13%。如今，中国早已成为全球PCB产业的第一制造大国，可以说是已不缺PCB企业，也不缺PCB产量，但却仍被业界认为大而不强。从企业数量来看，据CPCA统计，2013年中国PCB行业企业数量约1500家，主要分布在珠三角、长三角和环渤海区域，全球占比最大；论PCB产量，中国生产面积数量全球最高，占全球比例达40%，产值已连续多年居世界第一。但是，提到中国

19、PCB产业，众人想到的是它仍停留在生产制造的低端层面，无论是在高端材料方面，还是检测仪器、装备制造方面，具有世界影响力的企业少，能进入世界前列的PCB企业更少。3运动平台总体结构分析3.1 PCB数。控钻床的结构介绍 PCB数控钻床属于高科技产品，是国家大力发展的产业，集机械、电气、计算机于一体，是加工印制电路板的关键设备，用于PC。B板上孔的精密加工。以数控技术为基础，使计算机控制机床的X、Y、Z三个坐标协调运动，当X、Y轴快速移动到目标点时，再由计算机发出指令使Z轴进行钻孔工作。PCB数控钻床是典型的机电一体化产品，其结构如图3-1所示，由机械系统、电控系统、CNC控制系统、光学测量系统、

20、气动系统以及辅助功能系统组成5。 图3-1 PCB数控钻床结构组成3.2 机械系统的Y向结构组成 本次设计的对象PC。B数控钻床结构如图3-2所示，由于机床的负载较重，一般都采用龙门结构，主要由基础件（包括床身、横梁、横梁底座）、X轴、Y轴和Z轴组成。 图3-2 PCB数控钻床主体机械结构 Y轴为本次设计的研究部分，即为运动平台部分。平台下面为直线电机，工作时由直线电机带动运动平台前后（Y向）运动，来实现被加工件的前后运动。金大立公司的D46数。控钻床结构形式采用直线电机直接驱动，采用4导。轨导向支撑。结构主要由床身、光栅尺、支承座、直线导轨、气浮支撑、直线电机、运动平台等组成。3.3 运动平

21、台的主要特点 现在阶段运动平台的结构形式主要有4种，各结构示意图如图3-3所示。由于在本次设计中我做的为六轴全直线电机数控钻床，且根据世界上各品牌先进机床的资料，采用结构形式一作为本次设计的研究对象，即采用直线电机驱动，导向支撑采用4导轨。 图3-3 运动平台的结构形式运动平台有以下特点：（1） 作为被加工件的的固定承放平台，为了保证加工精度和加工质量，要求具备一定的动态刚度；（2） 由于每次加工需要能够同时放置6块被加工PCB板，所以外形较大，尺寸为3480720mm；（3） 由于运动平台所使用的的材料为6061合金，重量较重，大约在150kg300kg之间（含工件重量）；（4） 由于运动平

22、台要作为机床的一个方向的主要进给轴，为了确保加工精度和加工效率，要求具有合格的强度和稳态误差。在本次设计中，根据运动平台自身的特点，再结合金大立公司的要求，在本次毕业设计中，主要对Y向运动平台做一下两方面的优化设计：第一，在结构方面，运动平台的筋位重新分布、增加必要的加强结构、简化其多余筋位，以提高其结构的刚度和强度；第二，在质量方面，在保证运动平台的刚度和强度满足金大立公司要求的前提下，尽可能的降低平台的质量。根据公司提供的资料，原来使用的运动平台如图3-4所示 图3-4 原运动平台示意图其各项数据如图3-5所示 图3-5 原运动平台属性示意图3.4 本章小结本章根据运动平台自身的特点，对P

23、C。B数控钻床Y向运动平台结构组成做了全面而详细的分析，通过分析确定了运动平台优化的方向，为后面的工作打下基础。4 运动平台结构优化设计4.1 引言在PCB数控钻床中，Y向运动平台的主要作用是固定承放被加工PCB板并完成Y向的进给运动，是PCB数控钻床的关键运动轴之一。因此，为了保证机床的加工精度和加工质量，运动平台的结构不仅要满足功能的需要，还要满足一定的刚度和强度需求，然后在满足刚度和强度的要求的条件下，尽可能的减轻平台的重量以提高电机的高速高精度的控制性能。本次设计首先对平台自身特性进行了分析，然后根据金大立公司的要求再结合实际情况重新设计运动平台。通过对优化前、后两种形态的应力、变形分

24、析，从而验证优化设计的效果。4.2 运动平台设计指标 根据金大立公司的要求，需要运动平台在工作时，在受到电机向下的吸力和Y向位移的推力的情况下变形量均不得大于0.02mm，且在保证刚度的情况下应尽量减轻平台质量。设计指标如表4-1所示。 表4-1 运动平台设计指标 运动平台会受到直线电机对其向下的吸力和直线电机带动运动平台作Y向运动的推力，电机对平台的力根据金大立公司所提供的数据如表4-2所示。 表4-2 六轴电机数据4.3 运动平台设计方案 根据设计指标，重新设计了运动平台，为了保证在两个方向上受力变形都能达到要求，在受力方向上都加上了加强筋。对于平台，我设计了两种方案，如图4-1和图4-2

25、所示。图4-1 运动平台设计方案一图4-2 运动平台设计方案二在方案一中，这种结构设计，为了提高运动平台Y向运动时的刚性，在导轨间增加了四根斜向的加强筋。在直线电机联接部分，加入了厚度为35mm的加强筋来减小由于直线电机的吸力所造成的形变。方案二，这种结构设计主要是针对极大可能减小变形量，增加加工精度而设计。添加了大量加强筋，且一些加强筋采用“工”字结构增大刚度，使平台无论是Y向运动还是受到吸力都不会产生较大变形。4.4 本章小结 通过对设计指标的理解与分析，重新设计了两种运动平台的方案，然后根据有限元分析来确定可行性，从而确定最终方案。5 有限元分析5.1 有限元分析原理 “有限单元法”自2

26、0世纪60年代由克拉夫（Clough）第一次提出以来，经过近50年的发展，它如今已经成为工程分析中应用最广泛的数值计算方法。由于它的通用和有效性，受到工程技术界的高度重视，伴随着计算机科学技术的飞速发展，有限单元法现已成为计算机辅助设计和计算机辅助制造的重要组成部分。 在工程或物理问题的数学模型(基本变量、基本方程、求解域、和边界条件等)确定以后，有限元法作为对其进行分析的数值计算方法，其基本思想可简单的概括为如下2点。（1）将一个表示结构或连续体的求解域离散为若干个子域(单元)，并通过他们边界上的节点相互联结为一个组合体。（2）用每个单元内所假设的近似函数来分片表示全求解域内待求解的未知变量

27、，而每个单元内的近似函数由未知场函数(或其导数)在单元各个节点上的数值和与其对应的插值函数来表示。由于在联结相邻单元的节点上，场函数具有相同的数值，则将它们作为数值求解的基本未知量。5.2 有限元分析过程5.2.1 方案一有限元分析 下面是对方案一运动平台的受力分析，分析的力有两个：（1）直线电机对运动平台向下的吸力；（2）电机带动运动平台作Y向运动时的瞬间推力。 通过设计要求，夹具位置如图5-1所示。 图5-1 夹具位置示意图受力一：直线电机对运动平台向下的吸力，如图5-2所示。图5-2 方案一平台受力示意图一经过计算，受力分布如图5-3所示，变形量分布如图5-4所示。图5-3 受力分布示意

28、图图5-4 变形量分布示意图 由分析的结果可知，方案一在受吸力时的最大应力为4.887968e+006N/m2，最大变形量为0.01946mm，主要出现在平台中部与电机相连处，小于要求的变形量0.02mm，满足实际要求。受力二：电机带动运动平台作Y向运动时的瞬间推力，如图5-5所示。图5-5 方案一平台受力示意图二经过计算，受力分布如图5-6所示，变形量分布如图5-7所示。图5-6 受力分布示意图图5-7 变形量分布示意图 由分析的结果可知，方案一在受瞬间推力时的最大应力为1.961266e+006N/m2，最大变形量为0.001992mm，主要出现在平台中部与电机相连处，远小于要求的变形量0

29、.02mm，满足实际要求。5.2.2 方案二有限元分析 对方案二的分析依旧分析两方面的受力，与方案一相同：（1）直线电机对运动平台向下的吸力；（2）电机带动运动平台作Y向运动时的瞬间推力。且由于使用的底座相同，夹具位置也相同，在此不再赘述。受力一：直线电机对运动平台向下的吸力，如图5-8所示。图5-8 方案二受力示意图一经过计算，受力分布如图5-9所示，变形量分布如图5-10所示。图5-9 受力分布示意图图5-10 变形量分布示意图 由分析的结果可知，方案二在受吸力时的最大应力为5.145513e+006N/m2，最大变形量为0.01151mm，主要出现在平台中部与电机相连处，小于要求的变形量

30、0.02mm，满足实际要求。受力二：电机带动运动平台作Y向运动时的瞬间推力，如图5-11所示。图5-11 方案二平台受力示意图二经过计算，受力分布如图5-12所示，变形量分布如图5-13所示。图5-12 受力分布示意图图5-13 变形量分布示意图 由分析的结果可知，方案二在受瞬间推力时的最大应力为2.379374e+006N/m2，最大变形量为0.001692mm，主要出现在平台中部与电机相连处，远小于要求的变形量0.02mm，满足实际要求。5.3 分析结果对比和选择 根据分析结果对比显示，方案二平台在受吸力时的变形量比方案一减少了0.00795mm，高达40%。变形量减小，最大应力变大。由此

31、可知，方案二平台在机床工作时加工精度更高，因此选择方案二为最终结构形式。5.4 本章小结 通过对运动平台的结构重新设计，提出两种方案并分析，最终确定最优的设计方案。优化设计后的Y向运动平台，在受力时的最大形变量为0.01151mm，小于设计期望0.02mm，达到了优化设计的预期目的。6 电机选型6.1 电机工作要求 首先是对运动平台的质量进行计算，在Solidworks中使用“质量评估”来计算零件的质量，结果如图6-1所示。图6-1 零件质量由结果可知，零件的质量为253KG。6.2 电机型号选择 根据金大立公司的资料显示，公司长期以来使用的都是HIWIN品牌的直线电机。因此根据经验，在本次设

32、计中使用该品牌的电机LMF63L。 由于Y向运动平台在工作时有一定的速度和加速度要求，所以安全系数取为2。即：Fc2F。电机持续推力F，由HIWIN手册得：Fc=5224 N(WC)，电机受到的F=mg=25310=2530 N，可知Fc=5224 N2F=5060 N且相差不大，即所选型号符合要求。LMF63L直线电机相关参数如表6-1所示。表6-1 LMF63L电机参数7 运动平台装配及运动仿真7.1 Y向部件装配 将本次设计完成的Y向部件与其他采购部件进行装配，要求各尺寸能够正常装配并且无干涉现象。装配示意图如图7-1所示。7-1 Y向部件装配示意图7.2装配体形位公差分析及解决方案由于

33、运动平台的体积较大，且Y向运动仅由一台直线电机带动，所以在工作过程中不可避免的会出现“爬行”现象，会造成的平台左右位移不一致，如图7-2所示，这种现象给机床的加工精度带来非常大的影响。 对装配体进行形位公差分析，主要是基于以下几个方面的原因：一方面是是由于工作台的长度较长(3480mm)，导致Y方向（工作台运动的前后）精度必然有明显的差异，可能导致被加工PCB板的加工精度不高；另一方面是因为工作台在装配时产生的形位公差也会导致工作台的变形。为了解决在工作过程中出现的“爬行”现象，在安装承载运动平台的导轨时就要保证导轨之间的平行度要求。我的解决方案是以中间靠近电机的一根导轨为基准，其余三根导轨与

34、基准保证0.02的平行度，这样可大幅度降低由于运动平台的“爬行”现象而对加工精度产生较大的影响。图7-2 运动平台左右位移不平衡示意图7.3 运动过程仿真 Y向部件的运动过程就是直线电机带动运动平台做前后运动的过程，即计算机通过编程来控制系统，带动直线电机前后运动，使工作台以及工作台上的被加工PCB板能够迅速、有效地到达被加工PCB板应到达的Y向坐标。在到达指定位置后停留一段时间，直到钻刀完成该点的加工后，钻刀上升到指定位置，通过传感器，系统再次带动直线电机运动，到达下一个加工位置，这就是Y向部件的工作过程。 在三维装配体完成后，为了能更直观的观察该部件的运动过程，可以使用Solidworks

35、中的“Animator”动画插件来制造运动平台工作过程的仿真动画。根据装配体在工作时运动的先后顺序，对虚拟装配体添加约束、限制自由度、设置零件移动数值、限制运动范围、增加直线马达等命令使其运动，拖动运动零件在动画上的时间轴， 改变运动先后顺序， 最终实现所有零部件相互协调无干涉的运动4。Y向部件运动仿真动画如图7-3所示。图7-3 Y向部件运动仿真动画 在完成动画后，可观看运动平台的仿真运动效果来检查该设计是否有较大欠缺。如果运动中观察到零件间存在干涉，则说明本次设计有欠缺，可以回到静态装配体视图中，重新修改Y向部件的装配，再次检查后准确无误，即可保存此次设计。7.4 本章小结 通过对整体的装

36、配以及运动仿真，能够得知装配体是否可以正常工作运行。对不符合要求的零部件进行修改、优化，最终得到满足需求的产品。本章节利用Solidworks软件中的多种插件，表达了此次优化设计的过程和结果，提高了设计效率和可靠性。8 机床整体效果及工程图8.1 机床整体效果 本次对PCB六轴全直线电机数控钻床的优化设计是针对Y向部件的设计，在完成Y向的优化设计后，再与同小组其他同学的XZ向部件设计、机床外观整体设计合作，将机床整体装配起来，检查各部件是否达到要求。机床装配后的整体效果如图8-1所示。 图8-1 机床整体效果图8.2 Solidworks转换工程图纸当所有的设计都完成后，产品的三维模型就已经成

37、型，满足了加工制造前的各项要求，并且符合PCB数控钻床工作的标准，下面工作则是要将三维模型转化为符合国家标准的二维视图，使工程师或加工工人能更清楚的理解零部件的设计理念，只有这样才能制造出符合标准的产品。我选择的是使用Solidworks作为出工程图的平台，直接将三维模型转化为二维工程图。使用Solidworks转换二维图的步骤是：点击SolidWorks 菜单栏中的“新建”，会出现“2D工程制图”的选项，点击后会直接出现工程图图纸，然后将零件常用的各个视图图直接拖到图纸中，根据零件的大小，也可以修改零件与图纸间的比例，使得零件的部分细节方便加工人员观看， 以防止零件图较小而造成零件的某些特殊

38、要求无法得到表达。为了表达得更加清楚，在SolidWorks 软件的工程图中还可以依据不同的要求，显示出透视图，剖视图，局部视图等其他视图4。在基本视图完成后，可以利用 SolidWorks 软件中的相关命令，依据国家的工程制图标准，完成对零部件的标注，并且可以完成各种细节标注的方式。在标注的时候要注意以下方面：根据实际的绘图规范标准来绘制零件的工程图纸， 还要依据实际的加工工艺选择合适的基准面或基准轴来标注。对于同一类的零件或者同一范围内的零部件，要统一使用相似的标注方式。转化后的运动平台二维工程视图如图8-2和图8-3所示。图8-2 Y向运动平台工程图图8-3 Y向部件总装图8.3 本章小

39、结 本章是对机床整体的装配以及三维设计完成后二维工程图出图的整理。通过对机床整体的装配分析，来确定本次的设计能够达到目标要求；其次是出二维工程图来表达重要的部件装配和零件的结构尺寸，从而方便理解与加工。结论 随着时代的发展，伴随着人类对电子设备越来越高的要求，对PCB产业的制造技术也提出了更高的要求。精度高、速度高、效率高；与之相反，孔径越来越小、数量越来越多、行程越来越短，这些要求成为了新时代PCB数控钻床发展所面临的主要难点。本次毕业设计是针对PCB六轴全直线电机数控钻床Y向进给部分，对零件的机械结构方面存在的一些问题，利用优化设计方法，提出对结构的重新设计、优化方案以及可行性分析。主要研

40、究内容如下：（1） 对运动平台的结构进行全方位的分析，通过对受力点的分析，确定变形位置，有针对性的对变形量大的部位进行了强度分析；（2） 对运动平台的机械结构重新设计，在易产生形变的部位增加了加强筋，在受力小的部位减轻了质量，使整个平台既达到了刚度和强度的要求，在质量上也有所降低；（3） 通过对优化前、后进行可行性分析，从验证的结果来看，受力部位的形变量小于0.02mm，优化效果符合要求； 将设计完成后的运动平台与同小组同学设计的XZ轴以及总体外形组合，成为一个整体，进行运动模拟和仿真实验，通过这些来最终确定运动平台的可行性和整个机床的可行性。从分析结果来看，运动平台能够与其他部件正常组合，且

41、物理性能有了较大的提升，达到了本次设计的预期目的。总结与体会我在本次毕业设计中，通过自身的学习和分析，以及在老师和学长学姐的悉心指导下，我完成了PCB六轴全直线电机数控钻床Y向部件的优化设计。虽然在前几个学期都进行了课程设计，但是没有一次能与毕业设计相比，设计时间长，并且每个人的课题都不同，要求更为严格，任务更加繁多、细致，要求更加严格，设计要求的独立性更加高。需要我们充分利用这大学四年来所学知识来理解题目，且考验了我们对知识实际运用的灵活程度，而在这期间我也通过毕业设计有了自己的发现和体会。首先，在毕业设计中我们发现了自己所掌握的知识的不足。比如，在金大立公司参观机床制造的时候，许多东西都没

42、见过，很多机构的组成原理我都无法直接理解，这些都必须在设计过程中通过自己的学习才能慢慢了解。其次，在使用Solidworks画图分析时也遇到了许多问题，要注重理论与实际的结合。画图时要注意零部件的可行性，比如一些零件画出来后无法装配，这就是装配链的问题没有解决；再比如一些零件画出来后经过分析不能达到要求，这就是在设计的过程中没有考虑到零件本身的受力情况等。最后，在设计过程中，我也懂得了团队合作的重要性，没有同学的合作、没有老师和学长学姐的帮助，我不可能仅仅只靠我一个人来完成这次毕业设计。从到公司开始毕业实习开始，我们就互相帮助，做总体的同学给我说明机床整体的结构造型该如何设计，做XZ向的同学给

43、我说明机床的工作原理以及和我设计的Y向进给机构的相互配合。通过大家的齐心协力，我才能够在这次设计中完成自己的工作，能够真正设计出可行的产品。经过近一个学期毕业设计的历练，给我最深刻的感想就是我的设计思想得到了非常大的锻炼与提升。作为一名机械设计工作者，要想设计出十分优秀、且真正可行的产品，就必须熟练运用我们在学校里所学的知识，多留心观察思考我们身边的每一个机械产品，只有见得多了，看得丰富了，才能使我们的设计具有创新性和可行性。致谢词在周利平老师的耐心指导下，本次毕业设计得以圆满完成。在这次设计的过程中，要感谢周老师的悉心指导，没有老师的指导，我不可能在这么短的时间内完成这次毕业设计。从一开始到

44、工厂的毕业实习，以及后面的毕业设计都给了我非常大的帮助，在我们的图纸有问题的时候，总是不厌其烦地为我们排除错误，给予我们正确的教导。同时也要特别感谢马飞达工程师以及两位研究生学长学姐在设计中途的耐心知道，有许多不明白的问题，他们都为我指点迷津，帮助我打开新的思路。在此次毕业设计即将完成之际，再次向所有帮助过我的老师、师兄师姐表示最衷心的感谢。【参考文献】1王英章，徐宗俊.国产印制板数控钻长的发展J机械与电子.2004.62王英章.高精高速微孔PCB数控钻床关键技术的研究与应用J.20043张云龙.基于虚拟样机及其仿真技术的pcb雕刻机的研制 J机械电子工程.20074马飞达.PCB数控钻床XY

45、轴的结构优化设计与分析J.20135朱加坤.PCB数控钻床高速高精度平台的设计与研究J哈尔滨工业大学.20096叶修梓，陈超祥.Solidworks零件与装配体教程M北京机械工业出版社.20097王冰，王成勇，汤宏群等.印制电路板高速数控钻床的特点及关键技术J工具技术.2009.58王星，宋富民，肖俊君.PCB数控钻孔机开发与应用综述J制造工艺与设备.2009.29沈美芳，张炳生，陆新林等.XH714立式加工中心人造花岗岩床身研制J江苏工学院学报.1993.210汪勇，张玲玲.机械制图M西南交通大学出版社.2011.811姬虎艳.直线电机综合性能测试系统的研究与开发D北京.北京信息科技大学.2008