多線切割機是半導體材料切割行業(yè)的主導設備,而多線切割機主軸系統(tǒng)的動力學特性對半導體晶片的加工質(zhì)量具有較大影響。其中主軸系統(tǒng)中的三角架作為支承主軸的載體,其動力學性能的優(yōu)劣直接影響主軸系統(tǒng)整體性能的好壞。使用Solid Works軟件建立了三角架模型,并通過ANSYS軟件進行靜力和模態(tài)分析,找出了三角架剛度的不足。通過對三角架連接梁的多目標優(yōu)化設計和對三角架前支承板的輕量化設計,最終在降低三角架質(zhì)量的同時,提高了其動靜態(tài)性能。

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【部分圖文】：

圖1多線切割機工作原理圖

在如今市場上，三主軸(即3個加工輥)結構的多線切割機應用最為廣泛。其工作原理如圖1所示，一根來自放線輥的金屬切割線，經(jīng)過一系列導向和張緊機構后纏繞在3個加工輥表面，形成等間距的密布切割線網(wǎng)，同時工作臺的上升將待切件推向切割線網(wǎng)，通過高速運動的切割線帶動附著在切割絲上的金剛砂刃口對....

圖2多線切割機主軸系統(tǒng)三維模型

多線切割機的主軸、軸承箱及其支承結構(三角架)等零部件構成一個多線切割機主軸系統(tǒng)，三維模型如圖2所示。其中三角架結構是保證主軸穩(wěn)定運行的關鍵結構，也是目前采用最多的多線切割機主軸系統(tǒng)支承方式。因此，要保障多線切割的加工質(zhì)量，對三角架動靜態(tài)性能需要較高的要求。在多線切割機工作過程中....

圖3三角架三維模型

依據(jù)某型號的多線切割機尺寸參數(shù)，使用SolidWorks建立的三角架模型如圖3所示。一些小特征對整體模型的動靜態(tài)特性影響較小，為了有限元建模分析的方便，對細小結構(如倒角、螺紋孔等)進行了合理的簡化[10]。根據(jù)三角架上各部分結構特征的不同，將三角架分為3部分:前支承板、后支承板....

圖4三角架靜力仿真云圖

進行靜力分析，三角架等效應力和變形云圖如圖4所示。最大變形位置在前支承板上，最大總體變形為0.053944mm。最大等效應力處位于連接梁上，最大應力為11.94MPa。根據(jù)《機械設計手冊》可知，三角架材料QT450的抗拉強度為450MPa，遠遠大于最大等效應力。主軸系統(tǒng)的....

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