氣壓式端子壓接機結構設計【含CAD圖紙、三維模型、說明書】

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壓縮包內含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 摘要 壓著連接是端子連接器的連接或金屬導體末尾與相似的金屬器件連接的一種方式。端子壓著機是完成聘絲與端子冷焊接的機械，端子壓著機也屬于進行線束加工的最后一道工序。 氣壓式端子壓著機是將傳統(tǒng)的手動壓接鉗替換下來進行的改造設計，實現(xiàn)自動化裝配功能。主要可分為三個裝置：聘絲夾持切斷裝置；聘絲送進壓潰裝置；端子傳送抬起裝置。聘絲送進壓潰裝置的作用主要是對聘絲位置進行鎖定，并輸送；聘絲夾持切斷裝置的作用主要是將聘絲送進壓潰裝置輸送的聘絲進行切割；端子傳送抬起裝置的作用主要是將端子傳送到定點位置后抬起，使聘絲壓入，整個工作就完成了。 本次設計主要采用理論研究、計算、機械圖繪制和計算機輔助設計的方法。通過查閱相關文獻，了解端子壓著機的工作原理、動作過程、各部件所起的作用，特別是對輸送端子與定位裝置的機械結構和工作原理進行研究，提出設計思路和方案；進行相關的理論計算，確定送輸端子裝置和定位裝置主要零部件；采用CATIA表達出各裝置三維模型。完成零件和部件的設計，并且用AutoCAD表達出各個機械結構圖樣。 本次機構整體設計不占用多余的空間，整體符合緊湊的實際理念。設計的氣壓式端子壓著機解決了人工手動、產(chǎn)量和產(chǎn)品質量等問題，大大提高了工作效率，基本實現(xiàn)了自動化。 關鍵詞：端子；自動化；壓著連接；結構設計 ABSTRACT The crimp connection is a way of connecting the terminal connector or the end of the metal conductor to a similar metal device.The terminal crimping machine belongs to the last process of harness processing, and is also the machine that completes the cold welding of the wire and the terminal. Pneumatic terminal crimping machine is the traditional manual crimping pliers replaced by the transformation of the design, to achieve automatic assembly function.Mainly can be divided into three devices: wire clip holding device; wire into the crushing device; terminal transmission lifting device.The function of the wire feeding device is mainly to lock the position of the wire and convey it;The function of the wire holding and cutting device is to cut the wire to the crushing device,Terminal transmission lift device is the main function of the terminal to send to the fixed position after the lift, so that the hammer into the press, the whole work is completed. This design mainly uses theoretical research, calculation, mechanical drawing and computer aided design method.By consulting the relevant literature, we can understand the working principle of the terminal crimping machine, the action process, the role of each component, especially the mechanical structure and working principle of the conveying terminal and positioning device, and put forward the design idea and scheme;Carry out the relevant theoretical calculation, determine the main components of the transmission terminal and positioning device;The three-dimensional model of each device was expressed by CATIA.Complete the design of parts and components, and use AutoCAD to express the various mechanical structure patterns. The overall design of the agency does not take up extra space, the overall compliance with the actual concept of compact.The design of the pneumatic terminal crimping machine to solve the manual manual, yield and product quality and other issues, greatly improving the efficiency, the basic realization of the automation. Key Words：Terminal; Automation; Crimping Connection; Institutional Design II 目 錄 摘要 Ι ABSTRACT II 1 緒論 1 1.1 端子壓著機概述 1 1.2 目前研究的概況和發(fā)展趨勢 2 1.3 全自動端子壓著機的特點 2 1.4 本設計工作內容 4 2 氣壓式端子壓著機總體設計方案 5 2.1 導線剝離器的結構設計 5 2.2 整體設計思路和結構簡圖 6 2.3 聘絲送進壓潰裝置設計 7 2.4 聘絲夾持切斷裝置設計 8 2.5 端子傳送抬起裝置設計 8 3 聘絲送進壓潰裝置設計 9 3.1 壓潰塊及導塊設計 9 3.2 聘絲送進壓潰裝置支撐設計 14 3.3 支承軸強度計算 18 4 聘絲夾持切斷裝置設計 21 4.1 夾持刀片及切斷刀片設計 21 4.2 聘絲夾持切斷裝置結構設計 21 5 端子傳送抬起裝置設計 26 5.1 端子應力設計分析 26 5.2 端子保持力 27 5.3 應力釋放 28 5.4 端子傳送抬起裝置結構設計 29 6 氣壓式端子壓著機總體設計 33 7 結論 35 參考文獻 36 致謝 37 附錄1：外文翻譯 38 附錄2：外文原文 45 V 壓縮包內含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 1 緒論 1.1 端子壓著機概述 氣壓式端子壓著機是將傳統(tǒng)的手動壓接鉗替換下來進行的智能裝配改造設計。壓著連接是端子連接器的連接或金屬導體末尾與相似的金屬器件連接的一種方式。端子壓著機是完成聘絲與端子冷焊接的機械，端子壓著機屬于進行線束加工的最后一道工序。端子壓著連接是由包裹導線的指定端子元件，并加一額外的力——壓著力作用下完成的，這一壓著力必須足以滿足端子和導線絕緣層變形的要求以及端子與導線在壓著區(qū)域進行冷焊接。端子及其剖視圖如圖1.1所示。 圖1.1 端子及其剖視圖 端子壓著機主要由三個部分組成：聘絲送進壓潰裝置；聘絲夾持切斷裝置；端子傳送抬起裝置。 端子壓著機主要分為半自動壓著機和全自動壓著機，除此之外另有種類繁多的手動壓接工具（如壓接鉗等），在裝備制造業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展過程中，全自動端子壓著機正在進一步取代半自動端子壓著機，成為市場上的主導產(chǎn)品?，F(xiàn)代化生產(chǎn)中自動化的改造應用越來越多，氣壓式端子壓著機一般來說主要分為四個部分：聘絲送進壓潰裝置；聘絲夾持切斷裝置；端子傳送抬起裝置；本體支架。通常采用振動盤將端子排序，通過氣動分配端子由電動或氣動將金屬絲與端子進行冷焊接形成成品。 1.2 目前研究的概況和發(fā)展趨勢 目前電子技術、信息技術和汽車制造業(yè)等產(chǎn)業(yè)都迅猛發(fā)展，市場對線束末端加工的質量要求越來越高，需求量也日益增大，半自動化生產(chǎn)的企業(yè)的質量要求越來越高，需求量也日益增大，半自動化生產(chǎn)方式已經(jīng)難以滿足市場的需求，眾多從事線束加工生產(chǎn)的企業(yè)，開始采用批量多品種的定制化生產(chǎn)方式，生產(chǎn)規(guī)模和品種規(guī)格不斷擴大。為適應這種柔性化生產(chǎn)制造的需求，20世紀80年代，日本，瑞士等相繼開始研發(fā)并很快推出CNC全自動連接壓著機械，如日本JAM株式會社的RAINBON和MINIC系列全自動端子壓著機，Kodera電子制作所的C系列全自動端子壓著機、瑞士Komdera公司的R系列全自動端子壓著機。JAM公司的MINIC V-H型全自動端子連接壓著機。我國的一些大型專業(yè)線束末端加工廠商都引進使用上述裝備。據(jù)業(yè)內人士分析提出，全自動端子連接壓著機正在逐步取代半自動端子連接壓著機在市場上的主導地位。 隨著新興應用領域的迅速擴大和電子信息領域的高速發(fā)展，特別是在我國加入世界貿易組織以后，國民經(jīng)濟各部門的新興應用和信息技術的廣泛開發(fā)使用，汽車制造業(yè)的崛起以及消費類電子產(chǎn)品的高速增長，計算機和通信等IT產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，各種端子壓接產(chǎn)品的需求將大幅度增加。因此，作為線束末尾加工的重要機械——端子壓著機的發(fā)展前景是十分廣闊的。 如今在國內市場有手動壓接鉗、氣動式端子壓著機、飛輪式端子壓著機、液壓式端子壓著機和全自動線束加工等機器。除全自動端子壓著機可以自動剝線外，絕大部分的端子壓著機都是對已經(jīng)剝好的線束進行壓接加工。手動、氣動式和液壓式端子壓著機僅僅能滿足日產(chǎn)量在幾千以下的小廠或個別個體需求,而飛輪式端子壓著機性能及其不穩(wěn)定，效率低、噪音大，全自動端子壓著機則能滿足那些大型線束加工企業(yè),并且性能穩(wěn)定、操作簡單、效率高、安全可靠,日產(chǎn)量在十到十二萬根左右,可滿足該群體的需求。 1.3 全自動端子壓著機的特點 全自動端子壓著機的自動化程度高，是可將線束的切割、剝線與端子壓著等三種主要的線束末尾加工工序集成在一體完成的機電一體化機器。功能較強的設備還包括在以上基礎上增加端部線芯扭線、浸錫、半剝等功能。全自動端子壓著機的結構一般由送料、剝線切割、端子壓著等三部分組成。與半自動端子壓著機相比，具有以下5個特點： 1．切、剝用刀大多為免維修通用可調型。切割和剝線長度可調節(jié)，可加工BX、BV、BLX、LJ、TMY、IV、BVV、玻璃纖維線等不同規(guī)格導線； 2．導線加工的線徑范圍大。一般從8號到32號均能使用； 3．傳動機構多采用無側隙齒輪傳動或同步帶傳動機構，也有的用電動汽缸驅動或是幾種機構混合而成，傳動精度高； 4．主軸滑塊組成可調節(jié)，端子壓著閉合高度也可調節(jié)，可滿足不同規(guī)格端子的壓著要求； 5．生產(chǎn)效率高，失效率低，外形美觀。 全自動端子壓著機械的主要技術可分為端子壓著技術、產(chǎn)能控制技術、精度保持技術和減噪抗震等技術。 全自動端子壓著機械的產(chǎn)能控制技術主要由傳統(tǒng)系統(tǒng)和動力系統(tǒng)共同決定。目前國內大部分全自動端子壓著機械的生產(chǎn)廠家采用凸輪式的傳動控制機構，該機構價格相對低廉，傳動較穩(wěn)定，但產(chǎn)能與國外先進設備相比還是有較大差距。我國自主生產(chǎn)的全自動端子壓著機械產(chǎn)能比較低，達到4000pcs/h，而國外相同類型的設備則能達到11000pcs/h，差距明顯。新型全自動端子壓著機如圖1.2所示。 圖1.2 全自動端子壓著機 由于氣動技術具有布局簡略、價格較低、無污染、工作可靠等一系列明顯優(yōu)點，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，氣動技術已經(jīng)越來越廣泛的被應用，成為機械裝備自動化的重要手段。 因為氣缸的摩擦力，氣體的可壓縮性，比例閥的非線性和體系參數(shù)易受外界環(huán)境影響等這些特點，在很大程度上加大了氣動位置控制系統(tǒng)的控制難度，很難滿足于工業(yè)上定位的高精度要求。氣動同時滿足了三個難以解決的問題，一、是定位問題，二、是進行冷焊接問題，第三、是價格問題。所以選擇氣動技術，使用PLC控制技術來控制SMC汽缸來完成整個操作，可實現(xiàn)全自動化的要求。 1.4 本設計工作內容 1.重點解決的問題 提出氣壓式端子壓著機總體設計方案；端子壓著機的聘絲送進壓潰裝置、夾持切斷裝置以及端子傳送抬起裝置機構設計，提出改進方案。 2.本設計擬開展研究的幾個主要方面 設計前期：了解導線剝離器工作原理并提出導線剝離器機構的設計方案，學習了解端子壓著機的工作原理、動作過程、各部件所起的作用，提出氣壓式端子壓著機的總體設計方案。 設計中期：分別完成聘絲送進壓潰裝置、聘絲夾持切斷裝置以及端子傳送抬起裝置的設計，進行關鍵零部件的設計和計算。完成所有二維及三維圖紙。 設計后期：整理所有前中期設計方案，開始編寫設計說明書，修改并完善圖紙。 2 氣壓式端子壓著機總體設計方案 2.1 導線剝離器的結構設計 導線剝離器的工作原理： 傳統(tǒng)剝線大多采用剝線鉗，而本設計使用的導線剝離器則采用機械剝離和熱剝離相結合的方法。剝線片由新型合金材料制成，且剝線片不能太鋒利，因為太鋒利容易破壞或者直接切斷導線。將導線的塑料層剝下之前，需要使其加熱到一定的溫度。加熱的溫度一定要嚴格控制可調，否則會燒壞導線，避免發(fā)生意外。 導線剝離器的要求： 剝線手柄的設計上要盡量與操作剝線鉗時相一致，這是為了操作方便、使工人快速適應，也可防止傷線。要求可以剝離常用的低溫塑料線和高溫塑料線，剝線片的熱電壓應可以設定和調節(jié)，目的是可剝離各種溫度下的導線絕緣層。剝線片的加熱電壓應嚴格控制在36V以下，目的是為了工人的安全。在滿足設計要求的前提下，為了考慮到降低成本，起加熱電壓作用的控制電路則采用開環(huán)的方式。 技術問題與分析： 1.必須側重考慮的是剝線片的硬度問題。不僅要考慮到剝線片受到外力的影響，必須具有一定的強度，還要考慮到溫度高時，剝線片會不會變形，則應選擇硬度高的材料作為剝線片材料。 2.功率由電流和電壓大小共同決定，在控制電流的輸出端，剝線片上的消耗功率可以確定，當剝線溫度確定之后。我們采用具有交流調壓作用的雙向可控硅。因為當電壓很小且阻值很小時，為了能有大的功率，只能選擇通過大的電流。 3.在設計輸出電路時，也要著重考慮。由于剝線片的電阻很小，且當電壓也很小時，只能滿足大電流的要求。 剝線分析: 在電裝生產(chǎn)中，常用的導線絕緣層主要是以聚四氟乙烯和聚氯乙烯材料制成的。經(jīng)試驗，可剝離聚四氟乙烯線絕緣層的溫度在620攝氏度時，可剝離聚氯乙烯導線絕緣層的溫度在260攝氏度。在設計導線剝離器過程中，根據(jù)剝離溫度和時間的關系，并通過溫度控制電路，我們設置一個溫度區(qū)間，既可以剝離低溫線，也可以剝離高溫線。這個溫度區(qū)間范圍是200到700攝氏度。 在5秒鐘內，從開始加熱到達到260攝氏度上下，高溫可達到620攝氏度上下。為了使導線絕緣層達到熔點的溫度，則在剝離絕緣層過程中，應該選擇合適的溫度。以免燒壞導線或達不到溫度要求而無法剝離。 可將導線剝離器的溫度分為5擋，為了滿足不同種導線的需要。具體是從開始加熱直至達到可剝離聚四氟乙烯高溫線的溫度分為5擋。此外為了縮短剝線時間，提高工作效率，也可將剝線片一直處于預熱狀態(tài)，以便在短時間內，溫度可達到剝離高溫線時的溫度。剝線溫度檔位表見表2-1。 表2.1 各檔剝線溫度 檔 1 2 3 4 5 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 高 溫°C 溫度°C 230 260 290 620 650 150 190 230 260 290 650 為了檢驗設計的導線剝離器是否合理，我們將對下圖中不同種類型的導線進行試驗： 圖2.1 導線選取圖 分別取上述四種導線進行試驗，分幾次剝下其導線絕緣層，通過仔細觀察，發(fā)現(xiàn)并沒有傷線或者斷線的情況。我們所選用的夾持刀片和切斷刀片將在后面的內容中設計選取。夾持刀片與切斷刀片相對應，導線的絕緣層由夾持刀片的刀刃切入后并劃開，然后切斷刀片對聘絲進行切割。 2.2 整體設計思路與機構簡圖 聘絲夾持切斷裝置，導線由中間引入線軸引入，導線的絕緣層由夾持刀片的刀刃切入后并劃開，然后切斷刀片對聘絲進行切割。直線導軌在旁邊來調整高度，末端位置可以由調節(jié)螺釘來調整,進而去調節(jié)聘絲的長度，夾持的松緊度也可由調節(jié)螺釘調節(jié)。 聘絲送進壓潰裝置，當聘絲來到這個位置的時候，一個固定壓潰塊是不動的，一個固定壓潰塊將聘絲壓緊等下一部分端子抬起裝置抬起完成這個工作。高度由一個調整塊調整，這樣聘絲的長度也就調整了，適用于不同的壓接工作；位置、長度由汽缸調整。 端子傳送抬起裝置的底部有直線導軌的SMC汽缸輔助，可以控制裝置的位置；調整抬起終點的位置可以控制壓入端子的深度；旁邊的緩沖器可以有效減少機器的磨損，壓入的聘絲也不會彎曲。整體裝置機構簡圖如圖2.2所示。 圖2.2 氣壓式端子壓著機簡圖 2.3 聘絲送進壓潰裝置設計 整個機器運行的第一部分是聘絲送進壓潰裝置，在這部分的設計中，將確定這個裝置的空間結構以及底部連接板的定位，其中將涉及大量定位板、連接板的尺寸確定。 由于聘絲送進壓潰裝置處于最上邊，而連接從底部開始，所以從底部開始設計尺寸。 聘絲送進壓潰裝置涉及到大量零部件，所以需要查閱設計手冊，全觀的布局使得整個機構緊湊，從而節(jié)省使用面積。 此部分裝置中心軸是線軸，線軸連接著導向槽，為了固定，使用了中間板，底板，壓塊，鎖緊塊等零部件。聘絲的壓緊力，可以由底部壓潰塊具有的調節(jié)螺釘，來調節(jié)其大小。 2.4 聘絲夾持與切斷裝置設計 聘絲送進壓潰裝置的下方連接著聘絲夾持切斷裝置,負責對聘絲進行切割,設計理念是通過一個汽缸建立一個氣缸滑道,切斷刀片連接在滑道臺上,通過橫向的活動對聘絲進行切割。 夾持切斷裝置通過連接板與聘絲送進壓潰裝置連在一起，架在上面。這個設計不占用多余的空間，整體符合緊湊的設計理念。 聘絲夾持切斷裝置對聘絲的切割是通過汽缸進行橫向移動來實現(xiàn)的。裝置中間兩個調節(jié)螺釘，一個是終點位置調節(jié)螺釘，一個是夾持力的調節(jié)螺釘，可以通過調節(jié)螺釘來調整末端位置,進而調節(jié)聘絲的長度，根據(jù)不同的聘絲改變夾持力度。 2.5 端子傳送抬起裝置 端子傳送抬起裝置最底端有個氣動滑道可以左右來回移動，可以平移整個抬起裝置，裝置在最左邊的時候由機械手放上端子，然后通過滑道來到指定位置（有調節(jié)塊可以調整所停止的位置），然后頂端的小汽缸進行抬起使得端子抬升聘絲壓入端子，整個工作行程就完成了。 端子傳送抬起裝置下方裝配有一個SMC汽缸推動整個裝置，裝置到最右邊由機械手裝上端子座，然后推到指定位置，擋鐵座在終點位置，擋鐵座上有調節(jié)塊，對終點的位置進行調節(jié)，與上方聘絲送進壓潰裝置底端對準進行抬起，完成最后一步工序。 3 聘絲送進壓潰裝置設計 3.1 壓潰塊及導塊設計 聘絲送進壓潰裝置結構相對簡單，聘絲由滾輪滾動傳送，聘絲位置由導塊鎖定，以此來作為聘絲輸送的通道。 聘絲送進壓潰裝置的重點是壓潰部分，壓潰部分由一個固定壓潰塊和一個活動壓潰塊構成，材質為45鋼，壓潰塊尺寸如圖3.1所示。 圖3.1 活動壓潰塊 因為活動壓潰塊處于機構的中下部，運行起來很難施展力，所以使用壓板，壓板與兩個連接壓板連接，上部又與推板連接，使用前推的力來壓緊下方，固定軸連接兩塊壓接板，材質均選用45鋼。尺寸如圖3.2，3.3，3.4，3.5所示。 圖3.2 連接壓板 圖3.3 固定軸 圖3.4 推板 圖3.5 壓板 本設計端子為四針端子，所以在這個標準下設計導塊，經(jīng)查找機械設計手冊，由于該機構需在這里使用三個長短不一樣的導向塊，但是除了長度之外，三個導向塊均是一樣的，這里介紹其中一個導向塊，材質選用45鋼，尺寸如圖3.6所示。 圖3.6 導向塊 定位板連接板裝載于主體支架上,作用是推板導向塊等零件的固定和連接定位,材料選用45鋼,尺寸如圖3.7所示。 圖3.7 定位板 3.2 聘絲送進壓潰裝置支撐設計 聘絲送進壓潰裝置是單獨的結構，與下部裝置完全分離，則需設計一個支撐裝置來使聘絲送進壓潰裝置懸浮。 支撐板是為了保證聘絲送進壓潰裝置正常進行空間作業(yè)，支撐板與支承軸連接，與固定壓潰塊在另一頂端連接，根據(jù)裝置上部結構的定位標準，支撐板的尺寸如圖，固定壓潰塊用螺孔M6來連接，支承軸用兩個打孔連接，用螺栓固定上部，材質選用45鋼。尺寸如圖3.8所示。 圖3.8 支撐板 支撐板下部連接著支承軸,支承軸又與支承座連接,支承座再與底板連接,底板的設計需要根據(jù)端子傳送抬起裝置來確定,則支承軸和支承座的尺寸如圖所示3.9，3.10所示，材質選用45鋼。 圖3.9 支承軸 圖3.10 支撐座 聘絲送進壓潰裝置如圖3.11所示。 圖3.11 聘絲送進壓潰裝置 3.3 支承軸強度計算 圖3.12 支承軸水平面內的支反力 支承軸水平面內的支反力： （3.1） 圖3.13 支承軸垂直面內的支反力 支承軸垂直面內的支反力： （3.2） （3.3） 分別畫圖支承軸垂直面和水平面的彎矩圖并求出其大?。? 圖3.14 垂直面彎矩圖 圖3.15 水平面彎矩圖 ` （3.4） 則求其合成彎矩： （3.5） 危險界面截面多為承受最大彎距和扭矩的截面，通常只需對該截面進行校核。則有： （3.6） 因為支承軸材料為45鋼，所以支承軸安全。 4 聘絲夾持切斷裝置設計 4.1 夾持刀片及切斷刀片設計 夾持刀片在夾持板上固定,汽缸推動使得切斷刀對聘絲進行切割,終點位置由調節(jié)螺釘調節(jié),調節(jié)螺釘還可對夾持松緊度進行調節(jié)。 為了將聘絲切斷,由于聘絲的材料大部分為磷青銅所以刀片材質選用45鋼,則刀片硬度就會滿足要求,不會因為切割聘絲而發(fā)生刀刃卷曲,夾持刀片與切斷刀片的尺寸如圖4.1，4.2所示。導線剝離器中的夾持刀片和切斷刀片同樣選取這種規(guī)格。 圖4.1 夾持刀片 圖4.2 切斷刀片 4.2 聘絲夾持切斷裝置結構設計 夾持刀片與夾持板連接,切斷刀片在定位板上固定,定位板連接到推塊上,推塊與汽缸連接,整個行進過程是汽缸移動從而推動滑塊,然后連接在定位板上的切斷刀片對聘絲進行切割，末端位置可以通過調節(jié)螺釘來調整,進而調節(jié)聘絲的長度。定位板、夾持板及推塊尺寸如圖4.3，4.4，4.5所示，選用材料為45鋼。 圖4.3 定位板 圖4.4 夾持板 圖4.5 推塊 聘絲夾持切斷裝置如圖4.6所示。 圖4.6 聘絲夾持切斷裝置 5 端子傳送抬起裝置設計 5.1 端子應力設計分析 端子傳送抬起裝置設計，首先要對端子進行應力分析,選擇適用力,進而調節(jié)設計所需大小。 端子應力的設計要素為： （5.1） （5.2） 其中F代表理論正向應力，代表理論最大應力。 d:位移量（mm） E:彈性系數(shù)（110Gpa） :最大應力（Mpa） F:N（98N） 最大應力小于材料強度（680-780MPa for C5210EH） 有限元分析（FEA）所得最大應力中包含應力集中效應，所以一般會大于公稱應力，因此應將應力集中效應排除。 連接器小型化的趨向，高應力設計的趨向，使端子最大應力已超過材料所能承受強度，所以重要環(huán)節(jié)是如何在臨界應力下設計端子。 應以理論應力值為出發(fā)點去設計臨界應力[18]，需要考慮的內容包括：不可恢復變形量，理論應力，載荷。 經(jīng)查資料所得,臨界最大應力如表5.1所示。 表5.1臨界最大應力 位移（mm） 最大應力（MPa） 永久變形量 Cycle No. 理論值 FEA 理論值/材料強度（mm） 0.2 187 414 0.4 0 >10000 0.3 336 659 0.6 0.02 >10000 0.4 483 943 0.8 0.03 >10000 0.5 631 1230 1.0 0.06 >10000 0.6 780 1462 1.2 0.10 7000 0.7 951 1729 1.4 0.17 6000 0.8 1075 1989 1.6 0.21 0.9 1224 2257 1.8 0.28 1500 1.0 1374 2513 2.0 0.33 5.2 端子保持力 保持力的設計必須非常準確，在高應力基礎及連接器小型化的趨向下。 保持力不足，有兩項缺點： （1）端子容易脫落。 （2）正向力太小，容易使電器接觸反應出問題。 保持力太大，有兩項缺點： （1）加大殼體內應力，容易導致殼體變形。 （2）加大端子插入力，容易導致端子變形。 保持力的設計參數(shù)有：端子卡榫的設計，干涉量的設計以及塑料類型的選擇， SMT類型的連接器必須使用塑料材料且耐高溫，比如：PI，PTFE，PCT，PVC等。 端子卡榫的設計： （1）一般可分為單邊和雙邊兩種 （2）每一邊又可分為單層，雙層或三層。 干涉量通常設計在40-130之間。 單邊干涉 雙邊干涉 保持力的設計準則： 1. 塑料材料的保持力差異性很大，同一種卡榫及干涉量的設計，不同的塑料，保持力會有0.5N以上的差別。 2. 一般而言：PI的保持力大于PTFE，PCT則介于兩者之間，但同樣是PTFE，不同廠牌間的差異性非常大，有將近300N的差異。 3. 當干涉量小于40時，保持力會出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，而干涉量大于130時，保持力則不會再增加，所示在設計干涉量時，最好介于40-130之間，保持力將有規(guī)律的增加。 4. 凸點平面長度越長，則保持力越大，有著很大的關系 5. 單邊卡榫的保持力較雙邊大。 6. 可以忽略的是單凸點和雙凸點的保持力的差別。 7. 保持力和端子薄厚有關系，端子越厚，保持力越大。 8. 保持力與凸點前的倒角沒關系。 9. 端子保持力和接觸面積大小有著很大的關系，且成正比。 5.3 應力釋放 應力釋放：是指物體由于受到應力、溫度等條件長時間影響下，釋放自身能量而正向力降低的現(xiàn)象。 溫度越高，受力時間越長，應力釋放的越大。 一般規(guī)定應力是放在3000hr以上仍然能維持70%以上的力量才合乎設計原則。 根據(jù)以上的規(guī)定，可提出一簡單的設計原則：70℃以下可使用C260（黃銅），70-105℃可使用C510,C521（磷青銅），105℃以上則須使用C705,BeCu，TiCu等較貴的材料。 5.4 端子傳送抬起裝置機構設計 端子傳送抬起裝置的頂端是胎具，機械手將端子座放置在該位置，最下方是有直線導軌的SMC汽缸輔助，可以平移整個傳送抬起裝置，到指定位置抬起，終端位置配有擋鐵座和終端位置調節(jié)螺絲。 抬起支柱部分由于垂直，使用筋板來增強固定力，直線導軌上方由滑臺板支撐來固定機構。各部分零件尺寸如圖5.1，5.2，5.3，5.4所示,選用材料為45鋼。 圖5.1 胎具 圖5.2 筋板 圖5.3 擋鐵座 圖5.4 滑臺板 端子傳送抬起裝置如圖5.5所示。 圖5.5 端子傳送抬起裝置 6 氣壓式端子壓著機總體連接設計 聘絲送進壓潰裝置處于最上邊，由支撐裝置使其懸浮，具體是支撐板下部連接著支承軸,支承軸又與支承座連接,支承座再與底板連接。 聘絲夾持切斷裝置連接在聘絲送進壓潰裝置的下方通過連接板與聘絲送進裝置連在一起，架在上面，這個設計不占用多余空間，整體也符合緊湊的實際理念。 端子傳送抬起裝置處于整個裝置的最下邊，通過氣缸支架與上方的送進壓潰裝置連接，下方與底板連接，裝置最底端有個氣動滑道可以左右來回移動，可以平移整個傳送抬起裝置。 氣壓式端子壓著機整體效果圖如圖6.1所示。 圖6.1 氣壓式端子壓著機 7 結論 氣壓式端子壓著機是將傳統(tǒng)的手動壓接鉗替換下來進行的改造設計，實現(xiàn)自動化裝配功能。主要分為三個裝置：聘絲送進壓潰裝置；聘絲夾持切斷裝置；端子傳送抬起裝置。聘絲送進壓潰裝置的作用主要是對聘絲位置進行鎖定，并輸送；聘絲夾持切斷裝置的作用主要是將聘絲送進壓潰裝置輸送的聘絲進行切割；端子傳送抬起裝置的作用主要是將端子傳送到定點位置后抬起，使聘絲壓入，整個工作行程就完成了。本次機構整體設計不占用多余的空間，整體符合緊湊的實際理念。 設計中對端子的應力以及保持力進行了分析，端子壓接所需要力的大小可在分析中得出，然后根據(jù)得到力的大小來設置汽缸力度，調整擋鐵坐上調節(jié)塊的位置，滿足定位要求。則聘絲插入端子的位置不會達不到要求。 本次設計中使用了SMC汽缸輔助，可使端子傳送抬起裝置平移，導軌槽對聘絲進行定位，壓潰塊、夾持刀片、切斷刀片各司其職，對端子壓接的過程都起了十分重要的作用。為了順應時代的發(fā)展，自動化的實現(xiàn)，設計的氣壓式端子壓著機解決了人工手動、產(chǎn)量和產(chǎn)品質量等問題，大大提高了工作效率。 參考文獻 [1]刁文軍. 機械制造及自動化的現(xiàn)狀及發(fā)展方向淺析[J]. 硅谷, 2013(7):1-1. [2]馬俠. 論我國機械自動化的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 橡塑技術與裝備, 2016(4):26-27. [3]黃宗籌. 端子連接壓著機械現(xiàn)狀概述[J]. 機械工程師, 2004(8):12-14. [4]翟鐵鎖. 導線絕緣層剝離器的研制[J]. 航天制造技術, 1999(1):44-46. [5]代君利. 連接器:縱橫連接 景氣上升[J]. 中國電子商情:基礎電子, 2008(Z1):46-47. [6]楊奮為. 電連接器的共性技術研究[J]. 機電元件, 2011, 31(3):38-42. [7]王曉偉.新型全自動雙端端子壓著設備優(yōu)化設計及性能研究[D].華南理工大學工程碩士學位論文,2012. [8]鄧吉勇,洪偉.端子壓接技術及實際應用分析[J].中國高新技術企業(yè),2016(18),36－38. [9]濮良貴,紀名剛.機械設計(第8版)[M].北京.高等教育出版社,2006:198,373 [10]張有忱,張莉彥,張美麟.機械創(chuàng)新設計[M].北京,清華大學出版社,2011. [11]高志,黃純穎等.機械創(chuàng)新設計[M]. 北京,清華大學出版社,2010. [12]成大先.機械設計手冊[M].北京，化學工業(yè)出版社,2016. [13]關慧貞.機械制造裝備設計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2015. [14]黃玉美.機械制造裝備設計[M]. 北京：高等教育出版社，2008. [15]張建民.機電一體化系統(tǒng)設計[M]. 北京，高等教育出版社,2014. [16]戴夫德斯謝蒂,理查德A科爾克.機電一體化系統(tǒng)設計[M].北京，機械工業(yè)出版社,2016. [17]海伯勒格雷戈爾等.機電一體化圖表手冊[M].長沙,湖南科學技術出版社,2014. [18]孫繼旭. 汽車電線束及連接器設計中的關鍵技術和制造中的質量控制方法[D]. 四川大學, 2005. [19]Jae-Yoo Yoo, Tae-Sik Park, Seong-Hwan Kim,etc.Speed Estimation of an IM using Kalman Filter Algorithm at ultra-low speed region[C].Electric Machines and Drives Conference Record,1997. [20]S.Yang, S.Ke. Performance evaluation of a velocity observer for accurate velocity estimation of servo motor drives[J].IEEE Transactions on Industry Applications, vol.36, no.1, 2000. 致 謝 時光匆匆流逝，轉眼間，四年的大學生活馬上就要結束了，寫完這篇文章，畢業(yè)設計的進程也步入了尾聲。心中充滿著對大學生活的留戀與不舍。 本設計是在賈衛(wèi)平老師的認真指導下完成的，從開始的選題，到設計過程中每一步的進行，都離不開老師悉心的指導。賈衛(wèi)平老師淵博的專業(yè)知識，豐富的工作經(jīng)驗以及嚴謹?shù)慕虒W方式對我有著深遠的影響，并為我提供了許多專業(yè)資料。雖然設計過程中出現(xiàn)了很多難題，但在老師耐心細致的講解下，難題都迎刃而解，設計任務也圓滿完成。在此，對賈老師說一聲：謝謝您，老師！ 設計過程中，非常有幸能得到同組同學貼心的幫助，一個人的想法是渺小的，一組人的想法就可以產(chǎn)生許多化學反應了。在小組合作中，我們進行了大量的討論，互相指點迷津，在他們真誠的幫助下，使我的設計工作得以順利的進行下去，在此，向你們表示衷心的感謝。 最后，我要感謝我的父母，父母永遠是孩子堅強的后盾，也是我感情及生活上的依靠。是他們?yōu)槲姨峁┝松蠈W的條件，使我能夠順利完成學業(yè)。 大學生活的結束，意味著新的征程也要開始了，希望自己能夠不忘初心，不論在工作中還是生活中，都能堅持自己的理想。 - 45 - 附錄1：外文翻譯 M. Suk 46 D. Gillis 懸架的機械設計對動態(tài)加載過程的影響 收稿： 2003年7月2 /接受： 2004年2月24日/網(wǎng)上公布： 2005年8月3 _斯普林格2005年 摘要：設計一個加載/卸載系統(tǒng)中使用的硬盤驅動器，必要時需要注意，確保在裝載和卸載過程滑塊不會損害磁盤的表面。因為，在設計點的預負荷之間的負載圓頂和彎曲的一個小偏差可能會導致不良進程載入，造成一些滑塊/磁盤不利的接觸。在這項研究中，我們發(fā)現(xiàn)，如果預負載之間的負載圓頂和彎曲太低，滑塊的擺動可能會造成角落的滑塊接觸磁盤過多，使滑桿遠離磁盤幾微米。此外，滑塊可吸入下跌對磁盤造成了負載圓頂?shù)耐耆蛛x，導致柔性裝配負載失控。 這種分離的情況會發(fā)生當懸架仍然在坡道時，因此沒有施加預壓的滑塊立即分離。因此，滑塊在高于設計點的飛行高度飛行，直到負載圓頂和彎曲之間的差距為零。因此，對懸架的設計必須小心謹慎以便抑制滑塊振蕩，并確保負載圓頂不在負載過程中分離。 關鍵詞：機械設計；磁盤驅動器；加載 1導言 其中一項要求設計一個加載/卸載系統(tǒng)中使用的硬盤驅動器是確保在裝載和卸載過程滑塊不會損害碟片表面。因為這是難以避免滑塊/磁盤完全接觸，因為，該系統(tǒng)是為了盡量多的減少滑桿/磁盤接觸事件和接觸的后果的發(fā)生。滑塊/磁盤接觸發(fā)生接觸的可能性取決于加載速度，磁盤速度，滑塊的靜止狀態(tài)，空氣軸承粗糙度，滑塊幾何等。例如滑塊大曲率半徑的彎道可以消除磁盤損害，降低滑塊和磁盤表面之間的接觸應力（Suk and Gillis 1998） 。許多最近的研究認為，影響懸架與限制器和空氣軸承設計的穩(wěn)健性和裝卸過程有關（Bogy and Zeng 2000; Hua et al. 2001; Liu and Zhu 2001; Zeng and Bogy 2000） 。不過，這些研究主要集中在卸載的過程，因為這部分序列通常揭示有趣的動態(tài)過程的影響和負壓空氣軸設計。負壓區(qū)域空氣軸抗拒卸貨行動導致的潛在能量儲存在彎曲和懸掛裝備中.當滑塊終于脫離磁盤，勢能釋放，滑塊振蕩劇烈。另一方面，為合理的設計系統(tǒng)，加載過程并沒有表現(xiàn)出這樣的行為。因此，大多數(shù)國家都主要調查更重要的加載過程，粗略調查卸載進程。大多設計師的加載/卸載系統(tǒng)會發(fā)現(xiàn)，加載過程可以比卸載過程更麻煩。除了潛在地對磁盤造成的傷害，其他問題都可以在加載過程中遇到。例如，在某些情況下，滑塊可能永遠無法達到負荷的設計飛行高度，而是在飛行高度負荷的命令1流明（Suk et al. 2004）。 在本文中，我們顯示一個小偏差的機械設計的彎曲/懸掛裝配可以增加滑塊/磁盤接觸的概率，可能導致大量的磁盤接觸在單一負載周期內。具體來說，我們表明，懸掛系統(tǒng)，彎曲和負載圓頂之間的低預加載可能導致裝載的滑塊不受控制靜止和速度。相關問題這方面的設計可以很容易地確定通過測量在加載過程中的全身電容。 2描述的實驗 滑塊載入中動態(tài)進行了研究用激光多普勒測振儀（激光多普勒） ， 62千赫的幀速率的高速攝像頭，全身電容。實驗裝置包括一個標準的加載/卸載測試儀。電容計測量當滑塊裝上磁盤時滑塊和磁盤間的全身電容，一個類似于用在（Suk et al. 2004）。 滑塊裝上和卸下磁盤使用移動坡道，同時保持滑塊/懸架固定的外徑地區(qū)的磁盤。垂直運動的后緣的滑桿是用激光多普勒測量。所有的測試使用84毫米玻璃磁盤和負壓雪橇型滑塊與磁盤旋轉10 krpm進行。靜姿態(tài)角法（簡稱PSA ）的滑塊用于實驗是介于1和2。為了顯示在彎曲和負載圓頂之間的預加載缺乏效果，我們選擇兩個懸掛組件是基本相同，除預裝載。由于不同程度的預加載是難以衡量的，只有大量差異存在時才可核實。要做到這一點，我們掛載具有正常預加載的頭懸掛結構在坡道上。一個小的重量，這是足以造成負載穹頂脫離彎曲，然后附在彎曲。分離的數(shù)量是用一個適當?shù)奈恢肅CD相機測量的。類似的測量是為了具有低預加載的頭懸掛結構裝配所制定的 。圖2和圖3顯示的光學圖像的負載圓頂和彎曲采取相同的條件下分別為NP-HSA和LPHSA。更大的負載穹頂脫離彎曲是觀察LP-HSA和NP-HSA，確認LP-HSA比NPHSA的預加載低 。3結果與討論負壓滑塊滑塊負載到磁盤，然后按照跳動磁盤預期。在圖3的底部是相應全身電容測量，這表明在一個單一的跳轉電容此刻滑塊負載到磁盤。類似的測量LP-HSA的是顯示在圖5 。在這種情況下，將滑塊振蕩在裝載前到磁盤的情況不同，具有較高的預壓負載圓頂和彎曲。此外，滑蓋的垂直加載速度突然增加時，滑塊約為50流明遠離磁盤。 與此相關的突然增加，速度，電容測量顯示多個急劇轉變。繼過渡之后，電容不能達到的最高值為另一個1毫秒左右。這些意見表明一個問題，但很難確定確切的動態(tài)，由于低測量帶寬。更高分辨率的測量表明，滑塊接觸磁盤多次（圖6 ） ，注意，這完全行為不會發(fā)生，每個懸掛裝配，但每個都不同。圖6顯示同步測量全身電容和激光多普勒在裝載LP-HSA，已立即在完全加載到磁盤的表面。電容測量表明一些振蕩約2毫秒之前的一個步驟樣跳轉得到遵守。請注意，在這些震蕩中滑塊平均高度在幾微米之間。 在這一高度，懸掛預（而不是預加載之間的柔性和負載圓頂）仍然是支持的坡道。在激光多普勒測量結果表明，滑塊實際接觸磁盤和彈跳上和從磁盤振蕩在相同的頻率，在測量與電容儀?；瑝K然后落定在加載的位置，但電容測量表明，該滑塊沒有完全達到了標稱飛行高度位置的電容測量略低于最后的值。另需4毫秒左右之前滑塊最后負荷充分達到名義飛行高度。令人驚訝的是，激光多普勒也是能夠衡量后者的進程。相應的手臂掛載安裝聲發(fā)射測量表明滑塊/磁盤聯(lián)絡圖。 4頂級激光多普勒測量負荷運動后緣的滑塊的系統(tǒng)之間的正常預負載圓頂和彎曲。底部全身電容測量，這顯示出急劇轉型滑塊負載到磁盤核查激光多普勒和電容測量滑塊磁盤接觸（圖7 ） 。稍有延誤，聲發(fā)射信號的原因是傳感器安裝在減震器點，這是遠離的位置，聯(lián)絡點。另一個例子是在加載過程中顯示圖8顯示了類似的行為。 隨后的反彈振蕩和緩慢的名義解決飛行高度還沒有報告過。原因是，觀察偏差是由于缺乏預之間的滑塊和負載圓頂。在裝載過程中，缺乏預結果振蕩滑塊看到的圖。這種振蕩的結果滑塊角落接觸磁盤多次當滑塊接近（在命令幾微米）的磁盤。然后，將滑塊更接近磁盤，負吸力量拉動滑塊對分離的磁盤負載圓頂從彎曲。在某些情況下，將滑塊還可以聯(lián)系實際的磁盤在此階段的進程，而加載/卸載選項仍然是滑動的坡道和滑塊的一小部分微米遠離磁盤（圖9 ） 。這種現(xiàn)象很容易看到使用高速攝像頭。一組拍攝 與一個高速攝像機LP-HSA的案件中顯示圖10。這清楚地表明負載穹頂脫離彎曲造成了部分負荷，同時在磁盤上的加載/卸載選項卡仍然在坡道。在這種情況下，我們無法捕捉滑塊/磁盤接觸，利用高速攝像頭。初期階段的測量顯示在圖5是相當重復的，即 初始振蕩可以看到每一次。然而，滑塊磁盤接觸是不完全重復的，因為這取決于許多其他參數(shù)，如垂直速度的磁盤在系統(tǒng)中裝載時和隨機激勵的制度，由于氣流和機械振動。吸力的力量，使滑塊跳轉對磁盤是由于負面壓力變壓吸附造成負面的滑塊相對于磁盤的表面。相對PSA通常是消極的，而懸掛的坡道上雖然絕對PSA可能是積極的。當懸架移動穿過坡道時，在裝載前相對PSA不斷變化最終達到絕對PSA價值。在時間的相對PSA是否定的，消極的壓力將嘗試拉滑塊對磁盤。如果總和彎曲剛度和預緊力之間的柔性和負載圓頂不到這種消極力量施加的滑塊，滑塊將走向磁盤的速度高于預期的速度分離彎曲的負載圓頂。此外，由于負載圓頂是分開彎曲，圖10中可以看出，沒有預裝的滑桿推動滑塊向著磁盤。隨著負載圓頂和彎曲之間的差距消失和預緊懸掛從坡道滑塊，滑塊終于被推到名義飛行高度所示的最后略有增加電容和降低高度所顯示的LDV測量 （圖4 ，5 ,7 ，8 ）。4摘要和結論最近文章加載/卸載主要處理過程，因為卸載的卸載動態(tài)負壓滑塊揭示了一個有趣的行為不同于加載過程。然而，更多注重細節(jié)是需要加載過程比卸載過程中，由于造成磁盤損害在前過程中比后過程中要大得多。在本文中，我們表明，一個小偏差在設計點的預負荷之間的穹頂和彎曲可能會導致不良載入進程造成大量滑塊/磁盤接觸。 我們發(fā)現(xiàn)，如果預負載之間的負載圓頂和彎曲太低，滑塊可以擺動和接觸磁盤多次即使滑塊是幾微米遠離磁盤。此外，我們表明，滑塊也可以從彎曲裝配推倒對磁盤完全分開的負載圓頂。這樣的結果是滑塊在磁盤上速度失控也可能導致硬盤損壞。 分離時懸架仍然在坡道上，因此沒有預裝以下的滑塊分離。這種缺乏預加載使滑塊飛行，飛行高度高，直到彎曲和負載圓頂之間的差距消失。因此，謹慎的設計懸掛組件必須確保負載圓頂和懸掛之間的彎曲剛度和預緊力將是很大的，足以承載負面壓力保持負載圓頂任何時候都依附在懸掛組件，以制止在裝載前滑塊振蕩。 參考文獻 [1]Bogy DB, Zeng QH (2000) Design and operating conditions for reliable load/unload systems. Tribol Int 33(5–6):357–366 [2]Hua W, Liu B, Sheng G, Li J (2001) Further studies of unload process with a 9D model. IEEE Trans Magn 37(4):1855–1858 [3]Liu B, Zhu LY (2001) Experimental study on head disk interaction in ramp loading process. IEEE Trans Magn 37(4):1809–1813 [4]Suk M, Gillis D (1998) Effect of slider burnish on disk damage during dynamic load/unload. ASME J Tribol 120(2):332–338 [5]Suk M, Ruiz O, Gillis D (2004) Load/unload systems with multiple flying heights (presented at the 2002 ASME/STLE international tribology conference, Cancu n, Mexico). ASME J Tribol 126(2):367–371 [6]Zeng QH, Bogy DB (2000) Effects of certain design parameters on load/unload performance. IEEE Trans Magn 36(1): 140–147 64 附錄2：外文原文