划片机是半导体行业中芯片生产后道工序的一种专用数控加工仪器,其中,划片机Y轴作为机床加工运行的关键部件,它的机械性能是影响机床加工精度和产品质量的重要因素。随着划片机向高速化、高精度化方向的发展,对其Y轴的刚度及稳定性等都有了更高的要求。所以,对划片机Y轴的静、动、热态特性进行研究,提高其稳定性以达到改善划片机切割精度的目的显得尤为重要。本文以某型号划片机Y轴系统为研究对象,针对其在强度和精度上的要求,结合理论计算和有限元分析方法,主要完成以下研究工作:(1)静态特性分析。根据实际情况进行合理简化后,完成划片机Y轴部件有限元模型的建立。采用ANSYS Workbench软件对不同工况下(即Z轴和主轴等Z向承重相对于Y轴的不同位置以及不同切削力)划片机Y轴进行静力学分析,得到Y轴的变形和应力应变情况,以判断结构的静刚度是否满足设计要求。(2)动态特性分析。通过模态分析获得划片机Y轴的前6阶固有频率和振型,并以此为基础,设定合适的频率范围对Y轴进行谐响应分析,得到结构在实际工作状态下的响应,以判断设计部件的薄弱环节所在,为避免共振和提高机床加工精度具有重要意义。同时,在满足结构刚度、强度的条件下对Y轴基座进行轻量化设计,并进行模态验证。(3)导轨滑块及滚珠丝杠的热特性分析。分别对Y轴导轨滑块及滚珠丝杠系统的有限元模型进行热分析,获得各自的温度场分布,在后续的热-结构耦合分析中作为热载荷进行施加,从而分别得出导轨滑块及滚珠丝杠系统的热变形情况。最后,通过对影响各自热变形的主要因素进行了分析,以此为理论依据,为改善结构的热态特性提出了 一些切实有效的方案,有利于提高机床的加工精度。本文通过对划片机Y轴进行静力学、模态、谐响应及热-结构耦合等分析,分别得出其静态、动态和热态特性,为改善Y轴刚度及稳定性以提高划片机精度提供了一种比较合理可行的解决思路。对提高产品质量、降低生产成本与增加企业效益具有十分重要的意义。