砂輪劃片機z向工作臺機械結(jié)構(gòu)

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1、圈：墨萬方數(shù)據(jù)工業(yè)專用設(shè)備·制造工藝與設(shè)備·砂輪劃片機z向工作臺機械結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)的研究楊樹文(中國電子科技集團公司第四十五研究所，北京東燕郊101601)摘要：通過滾動直線導軌應(yīng)用理論和應(yīng)用技術(shù)的研究及滾珠絲杠副應(yīng)用技術(shù)的分析，針對砂輪劃片機：向工作臺運動特點，設(shè)計了z向工作臺機械結(jié)構(gòu)，并分析了系統(tǒng)的剛性誤差，通過檢測和實際使用驗證了設(shè)計結(jié)果。關(guān)鍵詞：滾動直線導軌；滾珠絲杠副；重復精度中圖分類號：TN305．1文獻標識碼：A文章編號：1004-4507(2008)05—0035—05、-StudyontheKeyMechanicalT

2、echnologyof彳AxisWorktableforDicingSaw、ANGShu．wen(The45thInstituteofCETC，BeijingEastYanjiao101601，China)Abstract：Byresearchingtherollinglinearapplicationtheoryandtechnologyandanalyzingtheballscrewapplicationtechnology，thispaperdesignedthe二axisworktablemechanicalstructure

3、aimingatitsmovementcharacteristics，analyzedthesystemrigiderror，andconfirmedthedesignresultthroughthedetectionandtheactualuse．Keywords：Averagingeffectprinciple；Rollinglinear；Ballscrew；Repeatprecision1引言砂輪劃片機屬于電子專用設(shè)備，主要用于硅集成電路、發(fā)光二極管、壓電陶瓷、石英、砷化鎵和玻璃等材料的分割劃切。該設(shè)備z向工作臺(豎直使用)帶動

4、空氣靜壓主軸在劃切過程中做頻繁快速往復運動，在刃具測高過程中低速運動。因此，z向工作臺要求重復精度高，低速時不易產(chǎn)生爬行，頻繁換向時易于啟動。要求系統(tǒng)剛性高，運動平穩(wěn)，誤差小。2滾動直線導軌應(yīng)用理論及應(yīng)用技術(shù)2．1滾動直線導軌應(yīng)用理論一一平均效應(yīng)原理在運動副和定位機構(gòu)設(shè)計中，采用運動學設(shè)計收稿日期：2008-02-25作者簡介：楊樹文(1974．)，男，甘肅靖遠縣人，工程師，現(xiàn)主要從事半導體設(shè)備研制工作。(總第160期)(@萬方數(shù)據(jù)：型董三莖皇塑魚：一盤毽勰由g原理和6點定位原理，就可以避免產(chǎn)生靜不定和相互干涉。但是，用單點定位約束某

5、個自由度時，由于定位點的誤差，其定位精度始終低于該定位點的精度。而且，由于單點定位的接觸應(yīng)力較大，產(chǎn)生相應(yīng)的接觸變性，隨著時間的推移，磨損增加，其精度會降低。為了克服這一點，產(chǎn)生了多點定位原理，應(yīng)用平均效應(yīng)作用，使誤差得到均化，從而提高機構(gòu)的運動精度或定位精度。采用平均效應(yīng)原理使機械精度均化的條件：(1)參與工作的滾動體或其他中間元件要易于產(chǎn)生彈性變形：(2)滾動體或中間元件的制造誤差要小于或等于彈性變形誤差；(3)在工作時的外力應(yīng)能使間隙自動得到消除。平均效應(yīng)原理的應(yīng)用很廣，滾動直線導軌采用了這個原理【”。滾動直線導軌使用了數(shù)量較多

6、的鋼球承載，對誤差起到了均化作用。導軌的彈性變形又能降低安裝面的誤差。多個滑塊組合對誤差也起到了均化作用，安裝在導軌上的運動件的誤差能夠減小到安裝基準面誤差的1／5左右。圖l是實驗數(shù)據(jù)分析【11。圖1安裝基準面精度和工作臺的精度測量數(shù)值比較：A、曰、C、和D面是安裝滾動直線導軌的基準面，當其直線度分別是80Ixm、105i．Lm、40斗m和16斗m時，底面A和B均值是92．5p,m，側(cè)面C和D均值是28斗m。安裝滾動直線導軌(普通級)后測量運動工作臺直線度，底面是15p,m，側(cè)面是4“m。分別為原來安裝基準面的1／6和1／7。以上數(shù)據(jù)

7、表明，滾動直線導軌采用平均效應(yīng)原理使誤差得到均化，從而提高機構(gòu)的運動精度。工⑤(總第160期)作臺上面的運動精度得到了大幅度的提高。2．2滾動直線導軌的特性及應(yīng)用技術(shù)2．2．1滾動直線導軌的分類、構(gòu)造及其特性滾動直線導軌是一種標準部件，分類有徑向型和四方向等負荷型；滾動直線導軌主要形式見圖2、圖3所示。麗需圖2四列圓弧接觸構(gòu)造圖3二列哥德式拱型構(gòu)造四列圓弧接觸構(gòu)造形式如圖2所示，初始接觸角為45。，在承受各個方向的載荷時具有相同的性能；在負載和預壓力的情況下是兩點接觸，因而差動滑動小，有良好的滾動性能。這種結(jié)構(gòu)對安裝基礎(chǔ)要求低，可以獲

8、得較高的精度，并且剛性高，可以承受上下左右的載荷和傾覆力矩與側(cè)向力。二列哥德式拱型構(gòu)造如圖3所示，在負載和預壓力的情況下，容易出現(xiàn)差動滑動，摩擦力大，使用壽命短，安裝基礎(chǔ)精度要求高，相同安裝尺寸下承載能力小。滾動直線導軌