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[20] 嚴(yán)愛珍 .機床數(shù)控原理與系統(tǒng) .北京 :機械工業(yè)出版社 ,1999. 。 其發(fā)展快慢 ,技術(shù)水平高低 ,直接影響到國民經(jīng)濟信息化的進(jìn)程 ,已成為衡量一個國家工業(yè)發(fā)展及綜合國力的重要標(biāo)志。 圖 6 水路系統(tǒng)示意圖 25 總結(jié) 本文系統(tǒng)地論述了精密砂輪劃片機的機械設(shè)計理論技術(shù)，當(dāng)前 ,微電子產(chǎn)業(yè)無疑是信息產(chǎn)業(yè)的核心和基礎(chǔ)。 為保證工作時有充足的水流 ， 應(yīng)具有水電聯(lián)鎖裝置 ， 當(dāng)未供水或水壓不符合要求時 ， 系統(tǒng)應(yīng)不能進(jìn)行切割操作 ， 在運轉(zhuǎn)中的系統(tǒng)應(yīng)從工作狀態(tài)退出。 24 圖 5 氣路系統(tǒng)示意圖 水路系統(tǒng)設(shè)計 為了冷卻靜壓電主軸和砂輪刀片、沖洗砂輪刀片和工件上的硅粉 ， 應(yīng)具有上、下水裝置。 為保護(hù)電主軸不抱軸 ,應(yīng)具有氣電聯(lián)鎖裝置 ,當(dāng)未給主軸供氣或氣壓不符合要求 時 ,電主軸應(yīng)不能啟動 ,在運轉(zhuǎn)中的電主軸應(yīng)從工作狀態(tài)退出 ,并立即停止運轉(zhuǎn)。 圖 4 真空發(fā)生原理示意圖 氣路系統(tǒng)設(shè)計 為給靜壓空 氣電主軸提供壓力恒定、潔凈的壓縮空氣 ,氣路系統(tǒng)應(yīng)具有空氣壓縮 機、壓力調(diào)解閥和空氣過濾裝置。負(fù)壓的通斷通過電磁閥來控制。 本機利用真空發(fā)生器獲得真空 ， 從而產(chǎn)生負(fù)壓來實現(xiàn)工件夾緊這個功能。負(fù)壓夾緊就是通過將硅片與承片臺接觸面間的空氣抽出 ,形成真空 ,在大氣的作用下將工件夾緊在承片臺上。 X 軸方向移動滑臺幅面尺寸 根據(jù)設(shè)計要求， X 軸方向移動滑臺幅面尺寸為 300 X 300mm 。 綜合以上的敘述，選擇步進(jìn)電機的型號為 SS1701E08A ，電機靜力矩為 130mNm 。 2. 步進(jìn)電機相數(shù)的選擇 兩相步進(jìn)電機成本低，步距角最少 度，低速時的震動較大，高速時力矩下降快，適用于高速且對精度和平穩(wěn)性要求不高的場合；三相步進(jìn)電機步距角最少 度，振動比兩相步進(jìn)電機小，低速性能好于兩相步進(jìn)電機，最高速度比兩相步進(jìn)電機高百分之 30至 50，適用于高速且對精度和平穩(wěn)性要求較 高的場合； 5 相步進(jìn)電機步距角更小，低速性能好于 3 相步進(jìn)電機，但成本偏高，適用于中低速段且對精度和平穩(wěn)性要求較高的場合。扭力在幾個 或更大的情況下，就要選擇 8 1 130 等規(guī)格的步進(jìn)電機。 步進(jìn)電機的選型 1. 步進(jìn)電機轉(zhuǎn)矩的選擇 大致說來，扭力在 ，選擇 2 3 3 42(電機的機身直徑或方度，單位： mm)。 時的誤差為： t ??? ??? 秒 整個系統(tǒng)轉(zhuǎn) 100176。 實踐證明，在影響傳動誤差的四個方面的因素中，蝸桿蝸輪副本身的制造誤差影響 22 最大，其它三個因素在精心設(shè)計、精心加工和裝配的條件下影響較小，有時可忽略不計。 蝸桿蝸輪副傳動誤差的計算及精度分析 傳動誤差是由四個大小不同的偏心對轉(zhuǎn)角誤差的影響引起的，而且這四個偏心的相對位置 (相位 )是隨機的。 蝸輪蝸桿副中彈性聯(lián)軸器的選擇 由于所選電機的輸出軸為 D 型軸，且輸出功率較小，可以選用 D 型孔聯(lián)軸器， D型孔聯(lián)軸器型號為 KH720 。蝸桿利用兩個面對面安裝的角軸承作軸向定位，利用調(diào)整墊來消除軸承之間的間隙，并預(yù) 緊軸承，以此提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度和增加軸承裝置的剛性。 蝸桿蝸輪副工作圖如圖圖 3 所示。 表 4 蝸桿蝸輪副主要 幾何尺寸 名稱 符號 計算公式 得數(shù) 蝸桿分度圓直徑 d1 qm??1d 蝸桿分度圓上升角 λ qz1tanarc?? 55′ 蝸桿齒頂圓直徑 da1 1,2d 11 ??? ?? aaa hmhd 蝸桿軸面頂隙系數(shù) C﹡ ??C 蝸桿齒根圓直徑 dn ? ?mChd a ?? ??? 2d 1f1 12mm 蝸桿螺紋部分長度 L ? ?mL ?? 15 蝸輪分度圓直徑 d2 22d zm?? 136mm 蝸輪齒頂圓直徑 da2 mhd aa ??? 2d 22 蝸輪齒根 圓直徑 df2 ? ?mChd af ?? ??? 2d 22 20 蝸輪外圓直徑 dw2 mdaw 2d 22 ?? 蝸輪螺旋角 β 2 ???2 55′ 蝸輪寬度 b ad? 蝸輪輪齒包角 2θ ?? 70~452 ?? 70176。當(dāng)模數(shù) m= 時，查標(biāo)準(zhǔn)手冊選取蝸桿特性系數(shù)為24，即 :q= 。 60/8″＝ 675，實際設(shè)計中取 i=680。179。 1. 蝸桿頭數(shù) Z1和蝸輪齒數(shù) Z2 本機要求的轉(zhuǎn)角分辨率為 8″，所采用的步進(jìn)電機步進(jìn)角為 176。 蝸桿蝸輪副的主要參數(shù)選擇 蝸桿蝸輪副的主要參數(shù)有模數(shù) m、蝸桿特性系數(shù) q、蝸桿頭數(shù) Zl 和蝸輪齒數(shù) Z2等。對θ軸傳動系統(tǒng)的性能要求是轉(zhuǎn)角定位精度、反向間隙和重復(fù)定位精度。 θ軸機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計及計算 θ軸傳動系統(tǒng)是由步進(jìn)電機通過蝸桿、蝸輪副帶動承片臺順、逆時針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)范 圍為 100176。導(dǎo)軌淬火后硬度為 HRC60~64。導(dǎo)軌采用過贏裝配，形成預(yù)加負(fù)載。 導(dǎo)軌主要用來保證各運動部件的相對位置和相對運動精度的，因此對導(dǎo)軌的精度要求主要是導(dǎo)向精度，本機對導(dǎo)軌的精度要求為：導(dǎo)軌的不直線度不大于 。 滾珠絲杠采用兩軸承座支承，兩軸承座之間的距離為 390mm 。 查得型號為 SFU020204的滾珠絲杠滿足要求，其導(dǎo)程為 5mm,公稱直徑為 20mm,動額定負(fù)荷為 1130kgf。 由于劃片阻力很小，可以忽略，故滾珠絲杠的當(dāng)量載荷為 NFFF m 3832 m inm a x ??? 滾珠絲杠螺母副的平均轉(zhuǎn)速為 m in/1 8 0 02n m inm a x rnnm ??? ；其中hpvn 60? 按滾珠絲杠副預(yù)期工作時間計算額定動載荷為 1382020208006010060 33am ???????????? ca Wmhm ff FFlnC Lh 為預(yù)期工作時間； fw為負(fù)荷系數(shù)，平穩(wěn)無沖擊時取 1； fa 為精度系數(shù)； fc 為可靠性系數(shù)，一般選取 1； 按滾珠絲杠副預(yù)期運行距離計算額定的載荷 1385 10253 33am ??????????cawmhh ff FFPLC （ 3） 滾珠絲杠副的兩個固定支承之間的距離 ? ? ? ? hPlL 14~~ ?? 18 其中 l 為 X 軸有效行程， l=250mm； 經(jīng)計算取 L=390mm 。 因此選擇滾珠絲杠的導(dǎo)程為 Ph =5mm 。 X 軸滾珠絲杠的選型 17 滾珠絲杠的主要參數(shù)有 :絲杠直徑 d、螺距 S、絲杠螺紋長度 Ls 和絲杠總長等。 TAC = N178。相關(guān)參數(shù)為 :JM = kg178。絲杠螺距 BP 為 5 mm,減速比 GL為 1/1,X 軸方向無外部作用力 轉(zhuǎn)矩 TL為 ? ? m0 1 0 0 02 g ??????? NGLBPFWT L ??? 容量選擇時必須滿足以下條件 : 10?? ML JJ ?? RL TT 式中： MJ 為電機額定慣性矩； 10 為進(jìn)行高頻定位時的系數(shù)； RT 為電機額定轉(zhuǎn)矩； 為安全