鉚工類論文

一種用于固定線路板的鉚接螺母新方法

【提要】結(jié)合工廠多種固定線路板方法的實(shí)際應(yīng)用,介紹一種新的防扭轉(zhuǎn)、防脫落效果更好的鉚接螺母新方法,這一方法也可在其它領(lǐng)域推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞鉚接螺母線路板固定工藝

在工業(yè)生產(chǎn)中,尤其在儀器儀表、機(jī)電、家電、自動(dòng)化行業(yè)中,線路板是普遍使用的,而線路板的安裝,目前大多數(shù)工廠采用如圖1a～圖1f所示的幾種安裝固定方法。這些都是采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式,有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

如圖1a,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,但安裝復(fù)雜,易松脫,基板面也不平齊,不能抗扭轉(zhuǎn)。

圖1b,安裝和結(jié)構(gòu)均簡(jiǎn)單,但需用專用焊接設(shè)備,成本高,碰焊工藝性也不好,還難以保證不松脫。

圖1c的安裝和結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單,但占用空間,易松脫,工藝復(fù)雜。

圖1d安裝容易,但其則結(jié)構(gòu)復(fù)雜,基板變形大,高度受到限制,工藝復(fù)雜,成本高。

圖1e結(jié)構(gòu)、安裝均簡(jiǎn)單,但也需用專用鉚接設(shè)備,成本高,且工藝復(fù)雜,易扭轉(zhuǎn)失效。

圖1f有結(jié)構(gòu)、安裝、工藝簡(jiǎn)單和成本低的優(yōu)點(diǎn),但易扭轉(zhuǎn)失效。

我廠作為儀器儀表生產(chǎn)的專業(yè)廠家,各類型產(chǎn)品都有各種線路板,且線路板的固定方法也良莠不齊,未能統(tǒng)一規(guī)范。隨著對(duì)儀表造型和外觀要求越來(lái)越高,線路板的固定也就要求齊正、可靠,且要求簡(jiǎn)便實(shí)用,成本低。為此,我們采用了一種新的線路板安裝固定方法。這種固定方法采用的鉚接螺母釘有2種,一種為通孔,另一種為盲孔,但均帶六角座(見(jiàn)圖2)。鉚接螺母固定后可與基板平齊,美觀整齊,如

圖2所示。

鉚接可在小型通用手動(dòng)壓力機(jī)上完成,也可在小型通用沖床上完成,鉚接螺母模具結(jié)構(gòu)與鉚接過(guò)程如

圖3所示。

圖3鉚接螺母模具結(jié)構(gòu)和鉚接過(guò)程這種鉚接新方法所使用的鉚接�？梢荒６嘤�(僅相應(yīng)配換下模塊與定位銷),成本低廉,模具總費(fèi)用約850元/套,鉚接螺母成本為0.08～0.20元/個(gè)。其適用范圍也很廣,在基板厚0.8～3mm、鉚接螺母規(guī)格M1～M6(mm)情況下均適宜使用。新的鉚接方法,有比較顯著的特點(diǎn):工藝簡(jiǎn)便實(shí)用,不需焊接,表面平齊,抗扭轉(zhuǎn),不變形,牢固可靠,成本低。在我單位的多個(gè)產(chǎn)品的面板及外殼上使用該方法固定線路板,可以滿足面板或外殼表面的平整光潔,可以進(jìn)行噴塑、噴漆或復(fù)蓋塑膠薄膜開(kāi)關(guān)。為檢驗(yàn)我廠采用的這種鉚接新方法的牢固性,我們做了打擊和扭轉(zhuǎn)試驗(yàn),

施力點(diǎn)位置F在最敏感處,見(jiàn)圖4所示。打擊試驗(yàn),采用鉗

工手錘以50N的力打擊鉚接螺母頭,連續(xù)打擊3次,試驗(yàn)結(jié)果顯示:螺母不脫落,但基板已彎曲變形。扭轉(zhuǎn)試驗(yàn),采用普通老虎鉗扭轉(zhuǎn)螺母頭,未能松動(dòng)。說(shuō)明這種方法的鉚接是牢固可靠的,有其它方法不可比擬的特點(diǎn)。這種方法也可以推廣應(yīng)用于各種產(chǎn)品中的線路板固定以及類似零件的固定連接。

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壓鉚連接成形原理在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘要:闡明壓鉚連接成形原理及其工藝過(guò)程,并以洗衣機(jī)鋁箱體壓鉚模具設(shè)

計(jì)為例,詳細(xì)闡述了壓鉚連接成形原

理在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,解決了點(diǎn)焊技術(shù)無(wú)法焊接的材料之間相互連接問(wèn)題.

關(guān)鍵詞:壓鉚;原理;模具

由于鋁箱體洗衣機(jī)具有許多優(yōu)點(diǎn),市場(chǎng)需求量大,因此越來(lái)越受到生產(chǎn)廠家的重視.洗衣機(jī)箱體通常采用易焊接的薄板金屬構(gòu)件,利用點(diǎn)焊技術(shù)將構(gòu)件焊接起來(lái).由于點(diǎn)焊技術(shù)不能將鋁合金構(gòu)件焊接在一起,滿足不了流水線式的大規(guī)模生產(chǎn),而且質(zhì)量不穩(wěn)定,美觀性差.因此,為了適應(yīng)洗衣機(jī)生產(chǎn)線的要求,必須對(duì)洗衣機(jī)鋁箱體采用一種全新的生產(chǎn)方式,該生產(chǎn)方式要能適應(yīng)大批量、高質(zhì)量的要求.為此,本文運(yùn)用了模具“壓鉚連接成形”技術(shù)(即沖壓連接圓點(diǎn)技術(shù)),開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的模具設(shè)備,解決了洗衣機(jī)生產(chǎn)中鋁箱體相互連接的問(wèn)題.1壓鉚連接成形原理及工藝過(guò)程分析壓鉚連接成形技術(shù)是利用沖壓和鉚接的原理,通過(guò)模具技術(shù)在具有塑性變形的板件之間(例如金屬板件)擠壓成形出連接圓點(diǎn)的一種物理連接技術(shù).擠壓成形出的連接圓點(diǎn)幾乎不損傷材料的本征特具有極好的動(dòng)態(tài)連接疲勞強(qiáng)度;易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、規(guī)�；�的產(chǎn);易于進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量控制;勞動(dòng)強(qiáng)度低;環(huán)保無(wú)污染等特性.壓鉚連接成形技術(shù)的核心是在板料上擠壓出合適的圓點(diǎn),以使上、下部板料連接在一起.壓鉚連接成形圓點(diǎn)的工藝過(guò)程可分為初期壓入、初期成形、塑形成型和保壓4個(gè)階段.1.1板料初期壓入階段

如圖1所示,板料初期壓入階段從凸模1接觸上

.

部板料開(kāi)始,到推桿5到達(dá)死點(diǎn)

為止.這一過(guò)程,上部板料在凸模1擠壓力的作用下材料產(chǎn)生彎曲變形,并且局部發(fā)生塑性變形.在這一階段,上、下部板料主要以彈性變形為主,并伴有少量塑性變形[1].

1.2壓鉚連接圓點(diǎn)初期成形階段

壓鉚連接圓點(diǎn)初期成形階段從推桿5到達(dá)死點(diǎn)開(kāi)始,至下部板料與推桿5頂面完全接觸并形成上部輪廓為止(見(jiàn)圖2壓鉚連接圓點(diǎn)初期成形階段).在這一過(guò)程中,從開(kāi)始到結(jié)束,隨著凸模1的下行,上、下部板料受到推桿5頂面、凹模4側(cè)面上部和凸模1底面及其圓錐面的約束,在彈性變形和塑性變形的共同作用下,形成上部輪廓.在壓鉚連接圓點(diǎn)初期成形階段,上、下板料的上部頸部圓角處組織由于受到凸模1和凹模4、推桿5的擠壓,晶格被壓縮,組織被強(qiáng)化.同時(shí),在凹模4和推5形成的環(huán)形凹槽處,由于對(duì)材料無(wú)約束,材料可以自由伸縮,有助于圓點(diǎn)初步成形,并為壓鉚連接圓點(diǎn)塑性成形階段的材料變形留下空間.

板料初期壓入階段、壓鉚連接圓點(diǎn)初期成形階段和普通沖壓相似,不同之處是在壓鉚連接圓點(diǎn)初期形成階段必須形成壓鉚連接圓點(diǎn)的上部輪廓.1.3壓鉚連接圓點(diǎn)塑性成型階段

在壓鉚連接圓點(diǎn)塑性成型階段,凸模1繼續(xù)下行,擠壓上、下部板料,直到凸模1到達(dá)死點(diǎn)為止(見(jiàn)圖3壓鉚連接圓點(diǎn)塑性成型階段).在這一過(guò)程中,由于凹模4和推桿5組成的環(huán)形凹槽對(duì)下部材料的圓角處無(wú)約束力,材料首先在擠壓力的作用下向環(huán)形凹槽處流動(dòng),填充環(huán)形凹槽.接著,當(dāng)環(huán)形凹槽處于充滿狀態(tài)時(shí),材料流向環(huán)形凹槽處的阻力逐步增大,使凹模側(cè)面的阻力變得相對(duì)較小,上部板料中的材料開(kāi)始同時(shí)擠向環(huán)形凹槽和下部板料的側(cè)面.在這一過(guò)程中,由于壓鉚連接圓點(diǎn)在初期成形階段形成了連接圓點(diǎn)的上部輪廓,使上部板料頸狀部位組織變薄和硬化,阻止了其材料沿“最小阻力”的方向向上流動(dòng),材料只能向“外”流動(dòng),從而形成“倒錐”,使上、下部板料相互“咬合”而連接在一起.當(dāng)凸模1到達(dá)死點(diǎn)時(shí),壓鉚連接圓點(diǎn)完全形成.圖

3壓鉚連接圓點(diǎn)塑形成型階段

Fig.3Thestepofrivet1.4保壓階段

在保壓階段,模具繼續(xù)保持一定時(shí)間的壓力,以使上、下部板料充分填充環(huán)形凹槽,并使壓鉚連接圓點(diǎn)完全定型,從而起到防止壓鉚連接圓點(diǎn)回彈的作用.保壓階段控制的好壞直接影響產(chǎn)品合格率的高低.2運(yùn)用壓鉚連接原理進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1模具運(yùn)行機(jī)理

下面以洗衣機(jī)鋁箱體為例,說(shuō)明壓鉚連接原理在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用.圖4所示的(壓鉚模具結(jié)構(gòu)分析)為洗衣機(jī)鋁箱體上、下部板料壓鉚連接時(shí),一個(gè)圓點(diǎn)的壓鉚模具結(jié)構(gòu)圖.將洗衣機(jī)鋁箱體上、下部板料重疊后放入模具,當(dāng)模具上、下模合模后,凸模3將上、下部板料同時(shí)壓入凹模5的型腔中,同時(shí)推桿6在箱體下部板料的壓迫下隨著往下退.隨著凸模3的繼續(xù)伸入及推桿6的逐漸下退,當(dāng)推桿6退到死點(diǎn)后,由于凸模仍在繼續(xù)向下伸入,在擠壓力的作用下,箱體上、下部板料壓鉚連接圓點(diǎn)的底部和周邊就開(kāi)始變化,并將底部和周邊變形后“多余”的材料向推桿6與凹模5預(yù)留的環(huán)形凹槽流動(dòng),與此同時(shí),上部板料也向下部板料的圓柱側(cè)面擠入,使兩種被鉚接的材料之間形成相互嵌套,產(chǎn)生如圖5(壓鉚成形圓點(diǎn)結(jié)構(gòu))所示的形狀,從而達(dá)到鉚接兩種材料的作用.壓鉚連接圓點(diǎn)形成后進(jìn)行一定時(shí)間的保壓,以保證圓點(diǎn)的質(zhì)量.開(kāi)模時(shí)壓料板4將壓鉚連接圓點(diǎn)從凸模3中推出,整個(gè)動(dòng)作全部完成.在實(shí)際生產(chǎn)中,為使上、下板料連接牢固及表面平整,壓鉚模具做了許多壓鉚連接圓點(diǎn)結(jié)構(gòu).模具采用多

96點(diǎn)連接,所有凸模、凹模必須完全一致,在沖壓成形過(guò)程中,所有凸模和凹模的行程必須相等,凸模和凹模必須同時(shí)接觸板料,使得作用于板料上的負(fù)荷分散,最大限度地控制折皺壓痕的產(chǎn)生,有效地提高了產(chǎn)品的表面質(zhì)量.

圖4壓鉚模具結(jié)構(gòu)分析

Fig.4Analysisofpressingrivetmould圖5壓鉚成形圓點(diǎn)結(jié)構(gòu)

Fig.5Thestructureofpressingrivetpoint2.2凸凹模參數(shù)設(shè)置

設(shè)下部板料壁厚為δ1,上部板料壁厚為δ2;凹模直徑為Φ1,凹模圓角半徑為r1,凹模深度為h1,環(huán)形凹槽開(kāi)口為b1;凸模直徑為Φ2(大端),凸模圓角半徑為r2,凸模高度為h2,凸模錐度為α2;則在進(jìn)行凸凹模設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下關(guān)系式:1)環(huán)形凹槽采用三角形結(jié)構(gòu),且δ1≤b1有利于材料在塑性成形時(shí)上、下板同時(shí)進(jìn)入環(huán)形凹槽.2)h1>(δ1+δ2),h2>h13)r2

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