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印刷电路板(PCB)产业市场规模的迅速扩大对PCB加工设备的生产效率和生产质量提出了更高的要求。面对高性能PCB数控钻铣床的客观市场需求,课题小组自行研发了EASY QUICK DM 40型PCB雕刻机。本文主要研究内容是PCB雕刻机机械系统的设计开发与性能优化。作为一种结构复杂且高度自动化的机电产品,它的设计对于运动性能、动力学性能、机械结构性能以及加工性能等方面都有着严格要求。为了保证PCB雕刻机的设计质量,缩短设计周期并有效降低设计成本,本文将虚拟样机及其仿真技术与传统经验理论设计相结合,利用三维工程设计软件Pro/Engineer、运动仿真软件ADAMS及ANSYS有限元分析软件对PCB雕刻机进行了虚拟设计和仿真分析,模拟了机构的实际运动状态并做了床身动态特性分析,验证了设计的合理性,进而优化了雕刻机的切削用量和结构重量。论文主要做了如下几方面工作:1.分析PCB数控钻铣技术市场需求与发展趋势,确定了PCB雕刻机的总体结构方案。2.利用Pro/E工程软件建立PCB雕刻机各零部件的3D模型,分析运动部件之间的相对关系,然后建立PCB雕刻机的整机装配体模型并进行干涉检验,合理制订装配顺序,制作并输出装配动画。3.分析PCB表面加工质量缺陷产生的原因。以0.2mm通用铣刀高速铣削过程为研究对象,建立了铣削力模型,研究铣削力的变化规律和切削用量的关系。通过铣削实验,验证了所建模型的正确性,分析了切削参数对PCB的表面质量的重要影响。4.在ADAMS中生成简化的样机模型,并进行运动学仿真分析,根据仿真结果对雕刻机做局部结构改进,优化机械性能,改善切削质量。5.建立PCB雕刻机床身有限元模型,运用ANSYS软件对其进行模态分析,描述了各阶频率下机身的振型,而后进行结构与切削参数优化。本文进行的研究与开发工作的成果全部体现在PCB板雕刻机样机中,测试结果表明,性能参数达到同类产品的国际先进水平。