用于传感器铆接安装的自动化加工装备研制

论文摘要

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。

论文目录

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