需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 西安文理學(xué)院機(jī)械電子工程系 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 基于氣浮支承引線鍵合定位平臺設(shè)計 專業(yè)班級 08 級機(jī)械（ 2）班 學(xué) 號 08102080222 學(xué)生姓名 趙魁 指導(dǎo)教師 盧志偉 設(shè)計所在單位 西安文理學(xué)院 2012 年 5 月 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 題 目 基于氣浮支承引線鍵合定位平臺設(shè)計 學(xué)生姓名 趙魁 學(xué) 號 08102080222 專業(yè) 班級 08 機(jī)械 2班 指導(dǎo)教師 盧志偉 職 稱 講師 教 研 室 機(jī)械 畢業(yè)設(shè)計（論文） 任務(wù)與要求 任務(wù) ： (1) 完成原理方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)方案設(shè)計，確定實施方案； (2) 對引線鍵合定位平臺 X、 動方式進(jìn)行設(shè)計； (3)對引線鍵合定位平臺驅(qū)動裝置、傳動裝置、供氣裝置、測量等裝置進(jìn)行設(shè)計； (4)完成裝配圖和零件圖。 (5)參閱相關(guān)資料，了解氣體潤滑技術(shù)以及引線鍵合定位平臺的工作原理及其發(fā)展，并查閱和收集相關(guān)資料； (6)確定設(shè)計方案，并對各部分進(jìn)行設(shè)計； 要求 : (1) 圖紙（幅面和張數(shù)）： 張 ; (2) 外文翻譯字?jǐn)?shù)：中文不少于 3000字 ； (3)參考文獻(xiàn)篇數(shù) ： 中文 不少于 15篇 ，英文不少于 3篇 ； (4) 論文字?jǐn)?shù)：不少于 15000字。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 工作 進(jìn)程 起止時間 工作內(nèi)容 4 研，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)和刊物，了解氣體潤滑技術(shù)以及引線鍵合定位平臺的工作原理及其發(fā)展，完成開題報告。 完成原理方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)方案設(shè)計，確定擬實施方案，完成英文資料翻譯。 對引線鍵合定位平臺 X、 Y 兩運動導(dǎo)軌的相互運動方式進(jìn)行設(shè)計 ； 對引線鍵合定位平臺驅(qū)動裝置、傳動裝置、供氣裝置、測量等裝置進(jìn)行設(shè)計；寫出中期報告。 完成設(shè)計圖紙，寫出畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯。 答辯。 開始日期 完成日期 教研室主任（簽字） 系 主任（簽字） 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 開題報告 題 目 基于氣浮支承引線鍵合定位平臺設(shè)計 學(xué)生姓名 趙魁 學(xué) 號 08102080222 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師 盧志偉 開題 時間 級 08機(jī)械 （ 2） 班 一、 選題目的和意義 隨著技術(shù)的進(jìn)步和相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，高加速度高精度定位平臺是引線鍵合機(jī)的核心部件 ,決定鍵合的速度和質(zhì)量 ,進(jìn)而影響芯片的成本與可靠性。隨著芯片集成度的不斷增大 ,管腳數(shù)量迅速增多 ,引線間距 日益減小 ,定位平臺的性能已經(jīng)成為引線鍵合工藝進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。由于空氣的粘性低，不易發(fā)生爬行，振動也小，熱穩(wěn)定性好；使用壽命是半永久性的 ,與液體靜壓導(dǎo)軌相比，它不污染環(huán)境。由于具有這些特點，載荷變動小的超精密加工機(jī)床和測量機(jī)以及精密機(jī)器一般都采用氣浮靜壓支承。 因此 把“基于氣浮支承引線鍵合定位平臺設(shè)計”作為本次本科畢業(yè)論文的課題，既有較大的學(xué)術(shù)價值，又有廣闊的應(yīng)用前景。 二、 本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢 由于平臺進(jìn)行高加速度、高精度、快速往復(fù)小行程運動，并在很短的時間內(nèi)達(dá)到高精度定位，要求機(jī)械結(jié) 構(gòu)簡單、易于控制、剛度大、慣性小、阻尼低、制造精密。涉及到的研究內(nèi)容包括機(jī)構(gòu)形式、支撐方式、新型材料、設(shè)計方法、精密加工技術(shù)，運動學(xué)、動力學(xué)分析及簡單有效的運動控制算法等方面。隨著速度、加速度和工作頻率的進(jìn)一步提高，摩擦力對平臺性能的影響越來越顯著。其微米級行程僅適用于一些細(xì)微裝配或操作任務(wù)。但磁懸浮軸承制造成本高，是一個非線性局部穩(wěn)定系統(tǒng)，易發(fā)生懸浮磁場和線性驅(qū)動磁場間的相互影響。氣浮軸承除不具有上述缺點外，還具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕便和設(shè)計靈活等優(yōu)點。因此，近年來，氣浮高性能定位平臺的目前 C 芯片在 各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，對封裝工藝的質(zhì)量及檢測技術(shù)提出了更高的要求，如何實現(xiàn)復(fù)雜封裝的工藝穩(wěn)定、質(zhì)量保證和協(xié)同控制變得越來越重要。 國外對引線鍵合工藝涉及的大量參數(shù)和精密機(jī)構(gòu)的控制問題已有較為深入的研究，并且已經(jīng)在參數(shù)敏感度和重要性的排列方面有了共識。引線鍵合技術(shù)，作為 片封裝的關(guān)鍵技術(shù)之一，是用金屬絲將 通常采用熱壓鍵合、熱超聲鍵合和超聲鍵合三種鍵合工藝方法。在自動引線鍵合技術(shù)中，鍵合絲尾長度、鍵合變形不當(dāng)、鍵合位置不當(dāng)?shù)痊F(xiàn)象 均可經(jīng)調(diào)整溫度、壓力、超聲功率和時間等參數(shù)、換劈刀等方法進(jìn)行糾正。 我國 裝研究起步較晚，其中的關(guān)鍵技術(shù)掌握不足，缺乏工藝的數(shù)據(jù)積累，加之國外的技術(shù)封鎖，有必要深入研究各種封裝工藝，掌握其間的關(guān)鍵技術(shù)，自主研發(fā)高水平封裝設(shè)備。研究非常活躍。引線鍵合（ 術(shù)，又稱球楔鍵合技術(shù)，在 裝中是應(yīng)用最廣泛的鍵合方法。要求鍵合設(shè)備具有比以往更高的精度、速度、可靠性。為了達(dá)到上述要求，需要從驅(qū)動電機(jī)選擇，平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計和合適的控制方法等角度進(jìn)行研究。比如，為了使系統(tǒng)能夠在高速度和加速度條件下 穩(wěn)定運行，需要開發(fā)出一類魯棒性很強的控制器。而為了減小系統(tǒng)運行的摩擦力以及摩擦力的不均勻，對定位平臺氣浮技術(shù)的研究也具有重要的理需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 論和實踐意義。 三、 主要研究內(nèi)容 (1)參閱相關(guān)資料，了解氣體潤滑技術(shù)以及引線鍵合定位平臺的工作原理及其發(fā)展 ： (2) 完成原理方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)方案設(shè)計，確定實施方案； (3) 對引線鍵合定位平臺 X、 (4)對引線鍵合定位平臺驅(qū)動裝置、傳動裝置、供氣裝置、測量等裝置進(jìn)行設(shè)計； (5)完成裝配圖和零件圖。 指導(dǎo)教師意見及建議： 該生自進(jìn)入課題以來，能夠積極主動地和指導(dǎo)老師聯(lián)系，調(diào)研和查閱相關(guān)資料，態(tài)度端正；對題目有了一定初步理解，初步設(shè)計了出了一定的方案規(guī)劃；但后面還有很多工作和內(nèi)容要做，需抓緊時間。同意開題。 簽字 ： 年 月 日 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 教研室審核意見： 簽字 ： 年 月 日 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 （論文）中期檢查表 題 目 基于氣浮支承引線鍵合定位平臺設(shè)計 學(xué)生姓名 趙魁 學(xué) 號 08102080222 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計制造及 其自動化 指導(dǎo)教師 盧志偉 檢查時間 2012 級 08級機(jī)械 2班 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 進(jìn) 展 情 況 通過 對 基于氣浮支承引線鍵合定位平臺設(shè)計 的相關(guān)資料的學(xué)習(xí)，以及對整個設(shè)計的了解，現(xiàn)基本完成以下設(shè)計工作： 1 參閱相關(guān)資料，了解氣體潤滑技術(shù)以及引線鍵合定位平臺的工作原理及其發(fā)展，并查閱和收集相關(guān)資料 。 完成 氣浮支承引線鍵合定位平臺 原理方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 與分析。 2 對引線鍵合定位平臺 X、 Y 兩運動導(dǎo)軌的相互運動方式進(jìn)行設(shè)計 3 完成 氣浮支承引線鍵合定位平臺 原理方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 與分析 。 下一步設(shè)計工作內(nèi)容是設(shè)計以及相關(guān)零件的設(shè)計以及相關(guān)零件圖的繪制。 對引線鍵合定位平臺驅(qū)動裝置、傳動裝置、供氣裝置、測量等裝置進(jìn)行設(shè)計 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 指 導(dǎo) 教 師 意 見 常聯(lián)系； 成 進(jìn)度要求完成相關(guān)設(shè)計； 計內(nèi)容 和技術(shù)路線； 綜上所述，同意按照設(shè)計進(jìn)度進(jìn)行后續(xù)工作。 簽字 ： 年 月 日 教研室意見 簽字 ： 年 月 日 西安文理學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計 （ 論文 ）指導(dǎo)教師 評分表 學(xué)生姓名 趙魁 學(xué) 號 08102080222 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動 化 班 級 08 機(jī)械 2 班 畢業(yè) 設(shè)計 （ 論文 ）題目 基于氣浮支承引線鍵合定位平臺設(shè)計 設(shè)計 （ 論文 ）起止時間 2012 年 1 月 10 日 至 2012 年 5 月 11 日 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 指導(dǎo)教師評語： 建議成績： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 西安文理學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計 （ 論文 ）評閱教師評分表 學(xué)生姓名 趙魁 學(xué) 號 08102080222 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動 化 班 級 08機(jī)械 2班 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 基于氣浮支承引線鍵合定位平臺設(shè)計 設(shè)計（論文）起止時間 2012 年 1 月 10 日至 2012 年 5 月 11 日 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 評閱教師評語： 建議成績： 評閱教師簽名： 年 月 日 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯記錄 學(xué)生姓名 趙魁 學(xué) 號 08102080222 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計制造及其 自動化 答辯時間 辯地點 導(dǎo)教師 盧志偉 題 目 基于氣浮支承引線鍵合定位平臺設(shè)計 答辯小組 姓 名 職 稱 姓 名 職 稱 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 成 員 提問及回答情況記錄： 記錄人簽字： 年 月 日 答辯成績： 答辯小組組長簽名： 年 月 日 畢業(yè)論文成績 答辯委員會 認(rèn)定成績 畢業(yè)論文等級 系（院）答辯委員會意見 ： 負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日 注： 1、 畢業(yè) 論文 成績 =指導(dǎo)教師成績 40%評閱教師成績 20%答辯成績 40%； 2、 答辯委員會認(rèn)定成績是根據(jù) 該生畢業(yè)設(shè)計期間的表現(xiàn)及該專業(yè)整體論文情況的綜合評定成績。 3、論文等級分優(yōu)秀（ 90 分）、良好（ 8089 分）、中等（ 7079 分）、 及格 （ 6069 分） 、 不及格（ 60 分）。 基于氣浮支承引線鍵合定位平臺設(shè)計 摘要 ： 為滿足新一代芯片封裝設(shè)備對定位平臺性能的要求，本文旨在研究設(shè)計一種全新的高推重比直接驅(qū)動氣浮定位平臺及其相應(yīng)的位置伺服控制系統(tǒng)。通過協(xié)調(diào)機(jī)電系統(tǒng)的多影響參數(shù)，使平臺在高加速度運動后，快速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。實現(xiàn)概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、仿真實驗以及系統(tǒng)的綜合性能評估，提供面向芯片封裝的高加速度高精需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 度 定位平臺的單元級和原型級設(shè)計方法及關(guān)鍵技術(shù)的解決方案。 為了減小定位系統(tǒng)的摩擦力及其擾動，設(shè)計了一種基于氣浮導(dǎo)軌支撐的兩自由度高速精密定位平臺。 該平臺采用了新型的氣浮解耦機(jī)構(gòu)，使音圈電機(jī)置于固定支座上，有效地減小了定位平臺的運動慣量。探討了節(jié)流孔直徑和導(dǎo)軌間隙對平臺承載能力和靜剛度的影響規(guī)律，得到一組優(yōu)化參數(shù)；在此基礎(chǔ)上對平臺的運動穩(wěn)定性進(jìn)行深入分析，該平臺在給定的初始條件下可快速趨于穩(wěn)定，為該類氣浮定位平臺的設(shè)計提供了一定的理論基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞 : 氣浮支承 芯片封裝 引線鍵合 定位平臺 on 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 In to of of is to a is by by of be in of is to of In to of it a An is to on is of is At of On of of is in be to of of 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 目錄 第一章 緒論 . 1 題背景 . 1 題的目的與意義 . 1 課題主要討論問題 . 2 關(guān)研究情況 . 2 械部分相關(guān)研究情況 . 2 浮部分相關(guān)研究情況 . 3 第二章 定位平臺總體方案設(shè)計 . 5 位平臺機(jī)械部分方案確定 . 5 定方案思想 . 5 案對比分析與確定 . 6 氣靜壓導(dǎo)軌的方案設(shè)計 . 7 定 方案思想 . 7 案對比分析與確定 . 9 第三章 定位平臺氣浮導(dǎo)軌的設(shè)計 . 10 軸氣浮導(dǎo)軌的設(shè)計 . 10 氣靜壓導(dǎo)軌的工作原理及特點 . 10 氣靜壓導(dǎo)軌氣墊的設(shè)計計算 . 10 Y 軸氣浮軸承的設(shè)計 . 13 第四章 定位平臺傳動部分的設(shè)計 . 14 位平臺擬采用的研究方案、研究方法或措施 . 14 位平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 14 位平臺 X 軸滾珠絲杠型號的確定 . 14 位平臺 X 軸滾珠絲杠校核 . 16 位平臺 X 軸電機(jī)的確定 . 18 位平臺 Y 軸滾珠絲杠型號的確定 . 22 第五章 其他輔助零件的選擇設(shè)計 . 23 位平臺軸承的選擇 . 23 位平臺聯(lián)軸器的選擇 . 23 第六章 檢測元件的選擇 . 24 第七章 結(jié)論 . 25 參考文獻(xiàn) . 26 致謝 . 28 附錄 . 29 附錄一：外文文獻(xiàn) . 29 附錄二：外文文獻(xiàn)翻譯 . 33 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 頁 第一章 緒論 題 背景 世界 近幾年高新科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展， 業(yè)是當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高速增長點，也是我國國民經(jīng)濟(jì)中最具活力的行業(yè)。目前，隨著我國“中國芯”產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快，我國 片封裝業(yè)作為芯片產(chǎn)業(yè)的重要環(huán) 節(jié)，一直追隨者 發(fā)展而發(fā)展。在 裝中引線鍵合是芯片焊接的最主要形式。引線鍵合（ 一種利用熱、壓力、超生波能量將半導(dǎo)體芯片引腳與電子封裝外殼 I 著技術(shù)的進(jìn)步和相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，高加速度高精度定位平臺是引線鍵合機(jī)的核心部件，決定鍵合的速度和質(zhì)量，進(jìn)而影響芯片的成本與可靠性。隨著芯片集成度的不斷增大，管教數(shù)量迅速增多，引線間距日益減小，定位平臺的性能已經(jīng)成為引線鍵合工藝的發(fā)展瓶頸。由于空氣的粘性低，不易發(fā)生爬行，振動也好，熱 穩(wěn)定性好；使用壽命是半永久性的，與液體靜壓導(dǎo)軌相比，它不污染環(huán)境。由于具有這些特點，載荷變動小的超精密加工機(jī)床和測量機(jī)以及精密機(jī)器一般都采用氣浮靜壓支承。因此：“基于氣浮支承引線鍵合定位平臺設(shè)計”既有較大的學(xué)術(shù)價值，又有廣闊的市場前景。 題的目的與意義 近年來，隨著微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展電子產(chǎn)品正迅速朝著便攜式、小型化發(fā)向發(fā)展， 別是引線鍵合技術(shù)提出了特別高的要求：（ 1）單位體積信息的提高（高密度化）；（ 2）單位時間處理 速度的提高（高速化）。因此 性能化、多引線和細(xì)間距化方向發(fā)展，高速、高精度的需求日益緊迫。為進(jìn)一步提高質(zhì)量和生產(chǎn)效率，對該類裝備的運動精度和運動速度、加速度等性能提出了更高的要求，也體現(xiàn)了該類裝備向高速、高精度發(fā)展的趨勢。這就要求集成電路的引線鍵合技術(shù)不但發(fā)展和改良，需要發(fā)展新的引線鍵合定位平臺來促進(jìn)封裝業(yè)的發(fā)展。 因此，發(fā)展具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的引線鍵合定位平臺設(shè)備的核心技術(shù)，開展基于新的驅(qū)動方式、機(jī)構(gòu)形式和控制方法的新型高速、高精度定位系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究，是 造裝備中的重要研究內(nèi)容之一，對促進(jìn) 造技術(shù)的發(fā)展而加快我國 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 頁 課題主要討論問題 本課題的主要內(nèi)容是設(shè)計定位平臺 X、 位平臺計過程可分為總體方案設(shè)計，完成原理方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)方案設(shè)計，確定實施方案；對引線鍵合定位平臺 X、 引線鍵合定位平臺的氣浮導(dǎo)軌進(jìn)行設(shè)計；對引線鍵合定位平臺驅(qū)動裝置、傳動裝置、供氣裝置、測量等裝置進(jìn)行設(shè)計。其中對引線鍵合定位平臺 X、 型、校核，電機(jī)型號的選型。對引線鍵合定位平臺的氣浮導(dǎo)軌進(jìn)行設(shè)計中關(guān)鍵的是進(jìn)行氣浮墊片的設(shè)計。最后完成其他零件的設(shè)計，完成裝配圖及零件的的繪制，保證定位平臺的精度和質(zhì)量，調(diào)整方便、簡捷。 關(guān)研究情況 械部分相關(guān)研究情況 人針對芯片制造設(shè)備設(shè)計出了一種新型磁懸浮超精密工作臺，消除了導(dǎo)軌的摩擦和磨損，使工作臺在 X、 Y 方向能滿足 定位精度。 力于用新型的氣浮平臺代替?zhèn)鹘y(tǒng)接觸式軸承 重量、體積和成本基本不變的情況下，獲得更高的運動速度和定位精度。 于無摩擦驅(qū)動的概念，制造了靜壓空氣軸承支撐的伺服電機(jī)。 人設(shè)計的氣浮精密定位平臺，加速度達(dá)到 12g，定位精度 用空氣軸承支撐的新型 動平發(fā)展具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的引線鍵合定位平臺設(shè)備的核心技術(shù)，開展基于新的驅(qū)動方式、機(jī)構(gòu)形式和控制方法的新型高速、高精度定位系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究。 隨著技術(shù)的進(jìn)步和相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，應(yīng)用到秒引線鍵合機(jī)上的定位平臺經(jīng)歷了一系列的變化。最初采用的是旋轉(zhuǎn)電機(jī)加滾珠絲杠驅(qū)動的串聯(lián)機(jī)構(gòu)形形式，如日本合速度僅為 5線 秒。到上世紀(jì)九十年代，直線電機(jī)憑借其卓越性能代替了旋轉(zhuǎn)電機(jī)開始廣泛的應(yīng)用到芯片封裝設(shè)備上，如美國 K 028 引線鍵合機(jī)，其定位平臺采用廣義并聯(lián)機(jī)構(gòu)，平臺由線性導(dǎo)軌支撐， 合速度可達(dá)到 11線秒。 司生產(chǎn)的 合速度達(dá)到 16 線秒。采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)和直線電機(jī)混合驅(qū)動，空氣軸承和線性導(dǎo)軌支撐平臺，經(jīng)過特殊設(shè)計，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)建的質(zhì)心在其旋轉(zhuǎn)軸線上，實現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的質(zhì)心驅(qū)動，消除了質(zhì)心慣性力的影響。瑞士 100的引線 鍵合機(jī)，最大鍵合速度為 17 線秒，實驗室可以達(dá)到 25線秒，是目前世界最高水平。隨著新型電機(jī)的不斷出現(xiàn)，音圈電機(jī)、超音速電機(jī)和平面電機(jī)在微電子裝備方面的應(yīng)用越來越受到人們的重視，天津大學(xué)馮曉梅等人研制出由音圈電機(jī)驅(qū)動的新型高精密定位平臺，其最大加速度可以達(dá)到15g。 人研制出的新型 臺，采用超音速直線電機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單緊湊。作效率有了突破性的進(jìn)西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁 展，達(dá)到了當(dāng)前流行速度的近兩倍。長春光學(xué)精密機(jī)械與物理所王延風(fēng)等臺 。種新型高速加速度氣浮平臺，其工作空間 6060速度超過 10g，分辨率低于 100 浮部分相關(guān)研究情況 由于空氣的粘性低，不易發(fā)生爬行，振動也好，熱穩(wěn)定性好；使用壽命是半永久性的，與液體靜壓導(dǎo)軌相比，它不污染環(huán)境。由于具有這些特點，載荷變動小的超精密加工機(jī)床和測量機(jī)以及精密機(jī)器一般都采用氣浮靜壓支承。 空氣軸承以清潔干燥的空氣作為潤滑介質(zhì)，具有精度高、無摩擦、無磨損、清潔、無污染、壽命長、免維護(hù)、低發(fā)熱、結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活、耐高 /低溫和原子輻射等特點，廣泛應(yīng)用于三坐標(biāo)測量機(jī)，高速旋轉(zhuǎn) 機(jī)械工具 (如高速磨頭、高速離心分離器、陀螺儀表 )、原子反應(yīng)堆致冷壓縮機(jī)、電子計算機(jī)記憶裝置、微電子制造及醫(yī)療設(shè)備中。由于采用了空氣軸承支撐，系統(tǒng)無摩擦 (或極低摩擦 )，消除了接觸式軸承摩擦力的不利影響，使得產(chǎn)品性能得到了極大的提高。但空氣軸承無標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品供選取，其性能受節(jié)流形式等諸多因素影響，因此，設(shè)計性能優(yōu)越的空氣軸承并不容易，需要豐富經(jīng)驗和大量理論知識。 較了小孔和多孔材料節(jié)流靜壓空氣軸承性能的特點，指出適當(dāng)增加節(jié)流孔的個數(shù)，可以使兩種軸承的性能比較接近。 過實驗和真分析了小孔節(jié)流式靜壓空氣軸承的氣體流量特性。 人提出了確定空氣軸承線性和非線性剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)的方法。 出空氣軸承內(nèi)氣體壓力分布的理論模型過于簡單，所提出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法能更好地預(yù)測軸承內(nèi)氣體壓力分布和承載能力。 人用實驗的方法研究供氣壓力和節(jié)流孔直徑對矩形靜壓空氣軸承性能的影響。 人通過數(shù)值計算、分析和實驗的方法分析空氣靜壓止推軸承的穩(wěn)定性，指出非線性方法的分析結(jié)果與實驗更接近，與線性方法相比可 靠性更高。 究了小孔節(jié)流式旋轉(zhuǎn)軸承的氣錘現(xiàn)象。 究了靜壓空氣軸承的入口處的低壓特性，對經(jīng)驗公式提出了修正方法。 究了空氣軸承表面和節(jié)流孔的制造公差、分布對承載能力和剛度的影響，確定出使承載能力和剛度變化在 10%以內(nèi)的制造公差。 為克服空氣軸承剛度低、承載能力差等弱點， 人制造了多節(jié)流孔空氣軸承。 人設(shè)計了微槽軸承，即平面軸承具有淺圓形槽。 用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展成果設(shè)計了矩形靜壓空氣軸承，軸承上具 有 X 形勾槽。 究了雙向雙排小孔節(jié)流式靜壓矩形空氣軸承在受到側(cè)向力時的動態(tài)特性。 述了具有納米級定位精度的靜壓空氣軸承的設(shè)計，討論了影響靜壓空氣軸承性能的主要參數(shù)和制造公差。 膜間隙小于 1 m，剛度可達(dá)到 1N/一般靜壓空氣軸承的 10 倍。 出混合節(jié)流式矩形空氣靜壓止推軸承容易獲得較高西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 頁 的剛度，從理論和實驗兩方面研究了具有混合節(jié)流器的靜壓矩形雙面 止推軸承的剛度特性。 近年來，以石墨等多孔材料為節(jié)流器的靜壓空氣軸承被成功應(yīng)用。實際軸承設(shè)計中，需要減小多孔材料的厚度來縮小軸承的體積，但會導(dǎo)致強度降低，特別是當(dāng)多孔材料的半徑較大時，由于材料的變形，空氣很難完全通過多孔材料介質(zhì)。為此， 多孔材料空氣軸承中采用兩種供氣方法 (圓環(huán)勾槽和小孔供氣 )，以免軸承表面發(fā)生變形，通過理論和實驗方法得到了這種軸承的靜態(tài)和動態(tài)性能。 用多孔材料作為節(jié)流器制成了幾何形狀復(fù)雜的靜壓空氣軸承，例如球軸承或空氣 靜壓絲杠。 人用有限元方法預(yù)測表面完全由多孔材料組成的空氣軸承的性能。 尼大、固有頻率高等特點，用于高速鉆孔工具。馬明建等人采用有限元理論分析了靜壓空氣軸承的壓力場，并討論了空氣軸承壓力場邊界條件的處理方法。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁 第 二 章 定位平臺總體方案設(shè)計 位平臺機(jī)械部分方案確定 定方案思想 方案一： 傳動：滾珠絲杠螺母副 支撐 ：雙推 滑動導(dǎo)軌 伺服電機(jī)：步進(jìn)電動機(jī) 優(yōu)點： 采用滾珠絲杠螺母副，可實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動與直線運動相互轉(zhuǎn)換，在具有螺旋槽的絲杠螺母中裝有滾珠作為中間傳動元件，以減少摩擦。優(yōu)點是摩擦系數(shù)小，傳動效率高，靈敏度高，傳動平穩(wěn)，不易產(chǎn)生滑行，傳動精度和定位精度高；磨損小，使用壽命長，精度保持性好。雙推 缺點： 滾珠絲杠螺母副的不足在于制造工藝復(fù)雜，成本高，不能自鎖，故需附加制動裝置。 方案二 ： 傳動：同步帶傳動 支撐：滑動導(dǎo)軌 伺服電機(jī)：直流無刷電機(jī) 優(yōu)點： 同步帶傳動無相對滑動 ，傳動比準(zhǔn)確，傳動精度高，齒形帶的強度高，厚度小、重量輕，故可用于高速傳動；傳動比恒定，同步帶無需特別漲緊，因而作用于軸和軸承等上的載荷小，傳動效率高。 缺點： 同步帶工作時候有溫度要求，安裝精度要求較高，中心間距要求較高，有時候需要張緊，安裝麻煩。無刷直流電機(jī)啟動時有震動，控制器要求高，價格高。 方案三 ： 傳動：齒輪齒條 支撐：直線導(dǎo)軌 伺服電機(jī)：直流無刷電機(jī) 優(yōu)點： 齒輪齒條傳動功率大，精度高，穩(wěn)定性好，響應(yīng)速度快。無刷直流電機(jī)啟動時西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6 頁 有震動，控制器要求高，價格高。雙線導(dǎo)軌穩(wěn)定。 缺點 ： 齒輪齒條無自鎖 ，需要外加自鎖機(jī)構(gòu)。噪音大，磨損較快。 案對比分析與確定 綜合課程設(shè)計要求，精度為 大載荷是 500N，相比同步帶和齒輪齒條傳動，滾珠絲杠傳動更符合精度要求，因為絲杠傳的動的精度可以達(dá)到 同步帶傳動時會產(chǎn)生彈性變形，具有一定的蠕變性。齒輪齒條傳動精度和滾軸絲杠精度相當(dāng)，但是安裝較麻煩，安裝精度要求高。 步進(jìn)電動機(jī)和直流無刷電機(jī)相比，步進(jìn)電動機(jī)控制簡單，啟動穩(wěn)定，而直流無刷電機(jī)控制要求高，成本高，畢業(yè)設(shè)計要求精度未達(dá)到微米級別，空載轉(zhuǎn)速要求為1m/此 采用低檔的步進(jìn)電動機(jī)就能滿足要求。 綜合以上分析，決定選擇第一種方案。步進(jìn)電動機(jī)提供動力，滾軸絲杠傳遞動力。 圖 位平臺結(jié)構(gòu) 此數(shù)控工作臺主要由步進(jìn)電機(jī)、絲杠螺母副、滾動導(dǎo)軌副、工作臺、軸承座、端蓋、軸承、聯(lián)軸套、鍵、墊圈等組成。（具體見裝配圖） 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7 頁 氣靜壓導(dǎo)軌的方案設(shè)計 定方案思想 空氣 靜壓導(dǎo)軌，根據(jù)工作臺的移動量，載荷量和精度要求的不同，一般采用 下圖所示的結(jié)構(gòu)形式 （ a） 圖 式平面導(dǎo)軌 圖 式圓柱導(dǎo)軌 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 8 頁 圖 量封閉式 導(dǎo)軌 閉式平面型 閉式圓柱型 重量封閉式導(dǎo)軌 方案一：閉式平面導(dǎo)軌 優(yōu)點：這種形式的的導(dǎo)軌因工作臺移動時導(dǎo)軌面僅產(chǎn)生 很小的撓度，可以獲得高精度、高剛度、承載能力大，適合于超精加工設(shè)備和測量一起的長導(dǎo)軌。 方案二：閉式圓導(dǎo)軌 優(yōu)點：這種形式導(dǎo)軌的導(dǎo)向零件少，結(jié)構(gòu)簡單。 缺點：零件的精度完全取決于加工