直线电机驱动数控锡膏喷印机结构设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 沈阳理工大学 毕业设计 (论文 ) 直线电机驱动数控锡膏喷印机结构设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 要 本次设计是对 膏喷印机 的 设计 。 在这里 主要包括 :X 轴丝杠传动 系统的 设计 、 Y 轴丝杠传动 系统的 设计 、 Z 轴丝杠传动 系统 系统的 设计 、 真空卡盘夹具设计 的设计 。 这次毕业设计对设计工作的基本技能的训练，提高了分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造了一定条件 。 整机结 构主要由电动机产生动力通过联轴器将需要的动力传递到丝杆上，丝杆带动丝杆螺母，从而带动整机运动 ， 设计 喷印面积在 250以和 30,000度的贴片机匹配 的用于电路板制造的锡膏喷印机。 锡膏喷印机 更显示其优越性，有着广阔的发展前途。 本论文研究内容： (1) 锡膏喷印机 总体结构设计。 (2) 锡膏喷印机 工作性能分析。 (3)电动机的选择。 (4) 锡膏喷印机 的传动系统、执行部件设计。 (5)对设计零件进行设计计算分析和校核。 (6)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。 关键词： 锡 膏喷印机 ， 联轴器 ， 滚珠丝杠 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is X Y Z of on of to a is by to to 500000be of of (1) of (2) of (3) of (4) of of (5) of (6) to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . . 录 . 绪论 . 1 课程的研究目的及意义 . 7 锡膏喷印机技术及其发展趋势 . 7 影响锡膏喷印质量的几个因素 . 7 元器件小型化和 致的微小焊盘对锡膏喷印机的要求 . 7 拍 速度提高对锡膏喷印机的要求 . 8 凹型 膏喷印对锡膏喷印机的要求 . 8 锡膏喷印品质监控要求对锡膏喷印机的要求 . 8 本课题研究的内容及方法 . 8 主要的研究内容 . 8 设计要求 . 9 2 总体方 案机构设计 . 10 设计内容及要求 : . 10 设计方案 . 10 3 X 向进给机构结构及传动设计 . 12 确定脉冲当量 . 12 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 . 12 精度的选择 . 12 丝杠导程的确定 . 12 最大工作载荷的计算 . 12 最大动载荷的计算 . 13 滚珠丝杠螺母副的选型 . 13 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 滚珠丝杠副的支承方式 . 14 传动效率的计算 . 14 刚度的验算 . 15 稳定性校核 . 16 临界转速的验证 . 16 步进电动机的选择 . 17 丝杠轴的校核 . 19 键的校核 . 20 轴承的校 核 . 21 导轨的特点及设计 . 22 直线滚动导轨副的计算、选择 . 23 4 Y 向进给机构设计计算 . 26 滚珠丝杠的选择 . 26 滚珠丝杠的精度 . 26 滚珠丝杠参数的计算 . 26 伺服电机的选择 . 30 最大负载转矩的计算 . 30 负载惯量的计算 . 30 空载加速转矩计算 . 32 轴向间隙的调整和加预紧力的方法 . 32 导轨副的计算、选择 . 33 联轴器的选择 . 35 轴承的选择 . 35 5 Z 向进给伺服进给结构设计 . 37 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 . 37 最大工作载荷的计算 . 37 最大动载荷的计算 . 37 滚珠丝杠螺母副的选型 . 37 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 滚珠丝杠副的支承方式 . 38 传动效率的计算 . 38 刚度的验算 . 38 稳定性校核 . 39 临界转速的验证 . 39 步进直线电机的计算和选用 . 40 转动惯量的计算 . 40 电机力矩的计算 . 41 步进直线电机的选择 . 43 6 真空夹具设计 . 45 真空夹具的介绍 . 45 真空夹具的工作原理及组成 . 45 真空夹具的应用回路 . 46 “U”回路 . 46 “”回路 . 46 “”和 “ P”回路 . 47 关于夹具的两个重要参数 . 47 夹持力 . 47 真空到达时间 . 48 设计、使用中应注意的几个问题 . 48 小结 . 49 结论 . 50 致 谢 . 51 参考文献 . 52 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 1 绪论 课程的研究目的及意义 在 面贴装装配中，锡膏用于表面贴装元件的引脚或端子与焊盘之间的连接。有许多变量，如锡膏、 喷印 机、锡膏应用方法和 喷印 工艺过程，会影响最终的焊接质量。在 喷印 锡膏的过程中，基板放在工作台上，机械地或真空夹紧定位，用定位销或视觉来对准，采用丝网或者模板进行锡膏 喷印 。随着 造节拍速度的提高和贴装元件的尺度越来越小，对锡膏 喷印 工艺以及锡膏 喷印 机的要求越来越高。 锡膏喷印机技术及其发展趋势 影响锡膏 喷印 质量的几个因素 在锡膏 喷印 过程中， 喷印 机是达到所希望的 喷印 品质的关键。而影响锡膏 喷印 品 质的主要因素包括 喷印 刮板相关的技术参数、模板的技术参数、锡膏质量及型号选择和锡膏 喷印 机本体装置及工艺等。虽然客户在购买合适的锡膏 喷印 机后，可以通过锡膏与模板技术参数控制来改善锡膏 喷印 质量，锡膏 喷印 机的、质量和技术特点仍是保证锡膏 喷印 质量与 喷印 效率的关系因素。 元器件小型化和 致的微小焊盘对锡膏 喷印 机的要求 日益缩小的 I/O 间距和连接件的间距，标准表面安装器件（ 尺寸已从 0201缩小到 01005。近来人们分析了 米间距的芯片级封装（ 尺寸为 01005 阻器对 喷印 工艺的影响，包括对 喷印 机的设置、模板设计和焊膏的影响。 问世是 术的一大进步。这种元件要求按以前“半导体”所要求的间距和体积进行大指 喷印 焊膏。主要的问题是在表面贴装生产中进行一次 喷印 的时间不足七秒，在 常常会用到又薄又不平的电路板，以及典型组装操作的标准工作环境。 这些元器件微型华对锡膏 喷印 机的要求集中起来就是： 1）锡膏 喷印 机的定位精度至少要求达到微小焊盘尺寸的 1/3，对于 01005 电阻和电容（长 400 微米、宽 200 微米）来说，定位精度要求达到 30 微米。高精度的锡膏 喷 印可以确保后期贴片产生一定误差时在焊接时仍保持一定自动修正作用。有文献实验表明，在对 01005 器件在 45 微米的轻微贴片误差，回流焊可完全自动对准焊盘位置。 2）由于器件尺寸的缩小及 片的大量采用，拓印至 盘上的锡膏量越买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 来越少，这表现在 盘上锡膏面积减小和高度减小，这对锡膏通过模板拓印到焊盘上各种技术参数优化提出了新的要求，同时也带来了对锡膏拓印的方式提出了新的挑战。这些 喷印 技术参数包括 喷印 速度、刮刀压力、分离速度等，也就是说必须对这些参数进行优化，以应对器件尺寸缩小、 盘小而导致的锡 膏 喷印 技术瓶颈。 拍速度提高对锡膏 喷印 机的要求 随着 产节拍的不断提高，贴片机的速度是越来越快，这反过来对锡膏 喷印机的 喷印 周期提出了挑战。为了应对这个速度的挑战，锡膏 喷印 机的供应商已采用了多种技术措施，包括三段式送板结构以及并行 喷印 技术等。通过这些措施可明显提高锡膏喷印 机制节拍速度。 凹型 膏 喷印 对锡膏 喷印 机的要求 普通 面是一平面， 喷印 模板可以紧密地与 触，可以获得比较好的锡膏 喷印 质量。但对凹型 印 由于模板与基板间存在间隙（ 模板拓印的结果将是印后的形状、尺寸等会出现异常，严重影响后续的贴装与焊接。对此可采用占状喷射技术，实现锡膏柔性 喷印 ，但锡膏 喷印 效率令人怀疑。不能满足大批量 产线节拍要求。另一种方式采用电铸模板，此电铸模板不是平面型的，而是立体结构。此结构保证了模板与凹型 盘的紧密接触，保证了拓印质量。 锡膏 喷印 品质监控要求对锡膏 喷印 机的要求 在锡膏 喷印 这一环节，会出现各种各样的印后锡膏缺陷（桥连、过高、不平等），在 导环节进行锡膏质量监控，能有效进行 程品质控制。可在 上加入 行锡膏自动检测，是一种低成本的替代解决方案，是锡膏 喷印 机多功能化的重要表现。 总之，随着 贴装器件的小型化和 片的大量采用，电子贴装密度越来越高， 拍越来越快，这奠定了锡膏 喷印 机在定位精度、模板拓印方式与工艺参数优化、 喷印 机调整化结构、检测一体多功能化的技术发展趋势。 本课题研究的内容及方法 主要的研究内容 在查阅了国内外大量的有关数控 锡膏喷印机 设计理论及相关知识的资料和文献基买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 础上，综合考虑数控 锡膏喷印机 结构特点、具体作业任务特点以及数控 锡膏喷印 机 的推广应用，分析确定使用数控 锡膏喷印机 配合生产工序，实现自动化的目的。 为了实现上述目标，本文拟进行的研究内容如下 : 1 根据现场作业的环境要求和数控 锡膏喷印机 本身的结构特点，确定数控 锡膏喷印机整体设计方案。 2 确定数控 锡膏喷印机 的性能参数，对初步模型进行静力学分析，根据实际情况选择电机。 3 从所要功能的实现出发，完成数控 锡膏喷印机 各零部件的结构设计； 4 完成主要零部件强度与刚度校核。 设计要求 1 根据所要实现的功能，提出 三维数控 锡膏喷印机 的整体设计方案 ； 2 完成 三维数 控 锡膏喷印机 结构的详细设计 ； 3 通过相关设计计算，完成电机选型； 4 完成 三维数控 锡膏喷印机 结构的三维造型； 绘 制三维数控 锡膏喷印机 结构总装配图、主要零件图 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 2 总体方案机构设计 设计 内容及要求 : 设计一台喷印面积在 250可以和 30,000度的贴片机匹配 的用于电路板制造的锡膏喷印机。要求绘制总装图、典型部件和零件图，图量为 4零号图。 按市面上 司的 就行，只涉及传动装置，不设计喷印头和数控装置。 要求 :1 总体装配图和典型部件图等 ,共计图 纸 4 ; 2 编写设计计算说明书 1 份 ,满足设计大纲规范 ,页数在 45 65 页 ; 3 翻译外文文献一篇 4 写开题报告 1 份 . 设计 方案 数控 锡膏喷印机 的设计应满足一下几个条件首先就是必须 保证工件定位可靠 的可靠性， 为了使工件与 点 保持准确的相对位置，必须根据要求的 点 ， 去选择合适的定位机构 。 再者就是要 有足够的强度和刚度 除了受到工件、工具的重量，还要受到本身的重量，还受到 枪 在运动过程中产生的惯性力和振动的影响，没有足够的强度和刚度 可能会 发生折断或 者 弯曲变形， 所以 对于受力较大的进行强度、刚度计算 是非常必要的 。 最后要 尽可能 做到 具有一定的通用性 如果可以 ，应考虑到产品零件变换 的问题 。为适应不同形状和尺寸的 零件 ， 为满足这些要求， 可将制成组合式结构，迅速更换不同的部件及附件来扩大机构的使用范围。 X 轴 ， Y 轴 和 Z 轴采用丝杠传动： X 轴 电动机 联轴器 滚珠丝杠 Y 轴 电动机 联轴器 滚珠丝杠 Z 轴 电动机 联轴器 滚珠丝杠 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 图 控喷印机传动系统图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 3 X 向 进给机构 结构及传动设计 确定脉冲当量 一个进给脉冲，使 锡膏喷印机 运动部件产生位移量，也称为 锡膏喷印机 的最小设定单位。脉冲当量是衡量数控 锡膏喷印机 加工精度的一个基本技术参数。经济型数控 机床常采用的脉冲当量是 冲。 根据 锡膏喷印机 精度 要求确定脉冲当量 冲 。 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 滚珠丝杠副的作用是将旋转运动转变为直线运动，其螺旋传动是在丝杠和螺母滚道之间放人适量的滚珠，使螺纹间产生滚动摩擦。丝杠转动时，带动滚珠沿螺纹滚道滚动。螺母上设有返向器，与螺纹滚道构成滚珠的循环通道。为了在滚珠与滚道之间形成无间隙甚至有过盈配合，可设置预紧装置。为延长工作寿命，可设置润滑件和密封件。 精度的选择 滚珠丝杠副的精度直接影响数控 锡膏喷印机 的定位精度，在滚珠丝杠精度参数中，其导程误差对 锡膏喷印机 定位精度最明显 。一般在初步设计时设定丝杠的任意 300 1/2,在最后精度验算中确定。对于车床，选用滚珠丝杠的精度等级 3级（ 1级精度最高）， 5级，考虑到本设计的定位精度要求和改造的经济性，选择 级， Z 轴为 4级。 丝杠导程的确定 选 择导程跟所需要的运动速度、系统等有关，通常在： 4、 5、 6、 8、 10、 12、 20中选择，规格较大，导程一般也可选择较大 （主要考虑承载牙厚）。在速度满足的情况下，一般选择较小导程（利于提高控制精度） ，本设计中初选纵向丝杠导程为 8横向丝杠导程为 5 最大工作载荷的计算 最大工作载荷 指滚珠丝杠螺母副在驱动工作台时所承受的最大轴向力，也叫进给牵引力 ,其实验计算公式如表 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 表 3-1 验计算公式及参考系数 导轨类型 实验公式 K 矩形导轨 )( 尾导轨 )2( 合或三角导轨 )( 8 表中 K 为考虑颠覆力矩影响时的实验系数； 为滑动导轨摩擦系数； G 为移动部件总重量。 G=1000 N 查表 3K 取 取 为 1000N ； 算得 )( =1197+ 3420+1000） =(N (最大动载荷的计算 载荷随时间急剧变化且使构件的速度有显著变化（系统产生惯性力），此类载荷为动载荷。比如起重机以等速度吊起重物，重物对吊索的作用为静载，起重机以加速度吊起重物，重物对吊索的作用为动载。 对于滚珠丝杠螺母副的最大动载荷 (式中： L 滚珠丝杠副的寿命系数，单位为 610 r， 610/60 （ T 为使用寿命，普通锡膏喷印机 000控 锡膏喷印机 5000h； n 为丝杠每分钟转速）； 载荷系数，一般取 设计取 硬度系 数（ 58时取 等于 55时取 于 取 于 50时取 于 45时取 滚珠丝杠副的最大工作载荷，单位为 N。 本设计中车床纵向承受最大切削力条件下最快的进给速度 a x mV j ,初选丝杠基本导程 ，则丝杠转速 m 5/1 0 0 0m a x 。取滚珠丝杠使用寿命 5000 ，带入 610/60 得 L =90；取 2.1 1入 ，求得 ： 17390N。 滚珠丝杠螺母副的选型 初选滚珠丝杆副时应使其额定动载荷 C , 当滚珠丝杠副在静态或低速状态下买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 10( 长时间承受工作载荷时，还应使额定静载荷 C )32( 。 根据计算出的最大动载荷 选择江苏启东润泽 锡膏喷印机 附件有限公司生产的用双螺母螺纹式预紧，精度等级为 4 级，其参数如表 3 图 3珠丝杠螺母副 表 3滚珠丝杠相关参数 公称直径/导程/钢球直径/丝杠外径/丝杠底径/额定载荷 /接触刚度 / 1 02d 0 8 6 31 滚珠丝杠副的支承方式 滚珠丝杠副的支承主要用来约束丝杠的轴向窜动，为了提高轴向刚度，丝杠支承常用推力轴承为主的轴承组合。考虑到纵向丝杠长度较大，本设计纵向丝杠采用双推 简支支承方式，该方式临界转速、压杆稳定性高，有热膨胀的余地。 传动效率的计算 滚珠丝杠的传动效率 一般在 计算公式如下： =) (式中： 螺距升角，d,可得 =2 91； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 摩擦角，一般取 =10。 算得： =)01192192 = (刚度的验算 滚珠丝杠副工作时受轴向力和转矩的作用，引起导程的变化，从而影响定位精度和运动的平稳性。轴向变形主要包括丝杠的拉伸或压缩变形 1 、丝杠与螺母间滚道的接触变形 2 、支承滚珠丝杆的轴承的轴向接触变形3。 因转 矩和丝杠 以 2 、3可以忽略不计，所以丝杠的拉伸或压缩变形量为： 1 = （“ +”号代表拉伸，“ -”代表压缩） 式中：丝杠的最大工作载荷，单位为 N ； 丝杠纵向最大有效行程，单位为 E 丝杠材料的弹性模量，钢 M P ； S 丝杠的横截面面积，单位 2丝杠螺纹的底径2 根据前面的设计，6652算得： 1 =25 ) 6 3 3 = ( m (查表 3m 361 ,所以刚度足够。 表 3效行程精度等级 1 2 3 4 5 大于 至 315 6 6 8 8 12 12 16 16 23 23 400 500 8 7 10 9 15 13 20 19 27 26 1600 2000 18 13 25 18 35 25 48 36 65 51 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 稳定性校核 由于滚珠丝杠本身比较细长又受轴向力的作用，若轴向负载过大，则会产生失稳现象，不失稳时的临界载荷 22k (式中： 丝杠支承系数，双推 2，其他方式如表 3 K 滚珠丝杠稳定安全系数，一般取 4，垂直安装时取最小值，本设计取 4； a 滚珠丝杠两端支承间的距离，单位为 本设计中该值为 2000 （其中长度为 1400，取 2000，留 600的两端余量） I 按丝杠底径