随着电子产业的蓬勃发展,PCB板(printed circuit board)作为电子产品的基础元件,它在电子产品中的地位越来越重要。PCB六轴数控钻床是用来加工PCB板的专业机床,其性能直接关系到PCB板的加工质量。随着PCB板向高精度、高密度、多层次、孔径小发展,对PCB六轴数控钻床提出了更加严格的要求,对比国内外PCB六轴数控钻床的发展,我国的PCB六轴数控钻床还存在着很大的差距。因此,对PCB六轴数控钻床进行深入研究具有重要的意义。直线电机是一种新型的驱动方式,它在传递力时不需要转换装置,并且具有精度高、无磨损、无离心力的特点,广泛运用到PCB数控钻床中。论文对由直线电机驱动的PCB六轴数控钻床进行深入研究,采用“设计—力学性能分析—优化设计—可靠性分析”进行结构设计与分析,Y轴部件作为PCB数控钻床重要的部件之一,它的性能影响着钻床的整体性能。(1)在Y轴部件的设计过程中借鉴绿色设计思想,结合模块化设计方法,利用CAD/CAM技术,对Y轴的主要部件进行结构设计和虚拟装配,并制定了相应的装配工艺,在设计中着重对工作台和夹持定位装置进行了设计和分析。(2)工作台是Y轴最重要的部件之一,若能使工作台质量更轻、刚度更高,就能提高Y轴部件的整体性能。论文提出多孔结构的思路,在保证工作台刚度的同时,降低质量。由于多孔结构形状、尺寸与排布形式的多样性,在力学性能分析中,仅选用四类减振孔板(正三角形、正四边形、正六边形、圆形)的工作台进行力学性能分析。结果显示工作台的变形主要集中在直线电机安装位置处。综合考虑实际加工情况,选用正六边形减振孔板结构的工作台进行优化设计。(3)工作台的微小变形与振动,都会影响其精度,在力学性能分析结果的基础上,论文运用Workbench对正六边形减振孔板工作台进行参数优化。参数优化后的工作台质量更轻、刚度更高,加工制造方便可靠,成本低。将多孔结构运用到工作台中更能提高其综合性能。(4)为了提高Y轴部件的可靠性,提高加工质量,延长使用寿命,对Y轴部件进行了失效因素分析,得到了可靠性计算公式。PCB六轴数控钻床Y轴部件结构优化设计和力学性能分析,找出了Y轴部件的薄弱环节及工作台最易变形位置,为改善Y轴部件结构提供了依据。将多孔结构运用于工作台设计,有效改善工作台的性能,改善了PCB六轴数控钻床整体性能,提高了机床的加工精度和加工效率。