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用于传感器铆接安装的自动化加工装备研制

作　者: 唐清
导　师: 刘桂雄；罗小勇
学　校: 华南理工大学
专　业: 机械工程
关键词: 铆接封装有限元分析冲压间隙螺杆传动
分类号: U468.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 29次
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内容摘要

随着汽车的日益普及化,汽车产品零件需求量日益增大,汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源,是汽车电子控制系统的关键部分。应用场合不同,需要不同的安装、固定、封装方式,但都存在铆接封装的问题,在生产过程中由于铆接问题导致产品一致性、稳定性差,外观达不到客户要求,人工铆接效率低下,人力不足,难以适应大批量生产的要求,并且传感器铆接用的铆钉较小,市场上的铆钉机难以达到要求。良好的铆接封装工艺对传感器技术的发展有这重要的作用,先进的工艺的采用,需要先进的工装设备来保证。本文根据传感器封装铆接要求,设计优化制造一套自动铆接装备,装备可以自动控制,提高铆接封装工艺。论文主要工作：①针对目前传感器铆压封装工艺的重要性和缺陷,提出设计自动铆钉机的必要性和主要方案。②对金属塑性成形进行了系统的力学分析,主要解决铆接过程中的压力行程变化问题。运用有限元分析软件Deform对冲压过程进行了有限元模拟仿真,重点研究了冲压间隙对模具及板料成形性能的影响,在此基础上对模具的参数进行了优化选择,取得了良好的效果。③根据模拟结果对铆接装置采用压缩气缸作为动力源。铆接部分采用上下合模挤压的方式,通过Deform模拟来设计铆接间隙。自动送料机构采用步进电机作为动力,螺杆传动作为传动机构的设计。④ATmega16单片机发出控制脉冲来控制电机的正反转和加减速,协调控制气缸的冲回行程达到铆压封装效果。⑤根据设计方案进行铆钉机的试制和试验。本文的研究表明采用有限元分析的方法减短了设计周期,降低了设计成本。本文开发的设备达到了预期设计目标要求。该设备主要技术特点是作业过程能够完全符合工艺要求,作业劳动强度低,有良好的操作性能,成本低,无污染,极大的改善传感器铆接封装工艺。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-17
  1.1 问题的提出及意义  11
  1.2 相关研究内容的国内外研究进展  11-14
    1.2.1 封装铆接装备技术中工装对准技术研究进展  11-12
    1.2.2 铆接安装压力平衡控制技术的研究状况  12-14
  1.3 铆钉机的总体方案  14-15
  1.4 本文主要研究内容  15-17
第二章铆接过程理论建模与仿真分析  17-32
  2.1 引言  17
  2.2 压铆过程阶段的划分  17
  2.3 空心铆钉铆接力理论公式的推导  17-22
    2.3.1 铆压过程的划分  17-18
    2.3.2 力学模型的建立  18-22
  2.4 DEFORM模拟铆压过程  22-27
    2.4.1 DEFORM简单介绍  22-23
    2.4.2 DEFORM求解过程  23-24
    2.4.3 DEFORM-2D前处理  24-27
  2.5 数值模拟结果  27-31
  2.6 小结  31-32
第三章铆钉机机械结构设计  32-54
  3.1 引言  32
  3.2 动力机构设计  32-38
    3.2.1 气缸的作用原理  32-37
    3.2.2 气缸的选用原则  37-38
    3.2.3 气缸的参数选择  38
  3.3 铆合部分设计  38-40
    3.3.1 铆压部分组成  39
    3.3.2 铆合模具的设计  39
    3.3.3 模具材料的选择  39-40
    3.3.4 冲头的分类  40
  3.4 模具参数优化选择  40-43
    3.4.1 冲裁间隙对冲裁过程的影响  40-42
    3.4.2 模具冲裁间隙参数的优化选择  42-43
  3.5 自动送料机构  43-50
    3.5.1 送料机构工作原理及组成  44
    3.5.2 传动螺杆的设计和分析  44-48
    3.5.3 螺母的设计与校核  48-50
  3.6 电机的选择  50-52
    3.6.1 步进电机惯性负载的计算  50-51
    3.6.2 步进电机的最高工作频率  51-52
  3.7 小结  52-54
第四章铆钉机电气控制设计  54-64
  4.1 引言  54
  4.2 控制系统作用原理  54-55
  4.3 控制系统设计  55-60
    4.3.1 步进电机的驱动  55
    4.3.2 步进电机驱动电路设计  55-57
    4.3.3 电磁阀的驱动  57-58
    4.3.4 整体控制电路设计  58-60
  4.4 控制程序的编写  60-63
  4.5 小结  63-64
第五章铆接设备试制实验  64-68
  5.1 引言  64
  5.2 铆接设备方案论证与试制效果  64-66
    5.2.1 铆接设备装配图  64
    5.2.2 铆接设备运用情况  64-66
  5.3 样机试制出现的问题及改进措施  66-67
  5.4 小结  67-68
结论和展望  68-70
参考文献  70-74
攻读硕士学位期间成果  74-75
致谢  75-76
附件  76

用于传感器铆接安装的自动化加工装备研制

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