壓入機構種類認識及選用(NXPowerLite)

1、Confidential教材編號教材編號: E1301322: E1301322Confidential 課程對象：自動化職系相關人員 上課時間：共2Hr 課程特色：圖文式教學 壓入機構是在自動化設計與產(chǎn)品組裝製造過程中最常用的一種機構形式,了解各種機構的應用及準確與合理的運用,是每個自動化機構設計工程師必備的基本技能.前 言Confidential課 程 目 標 本課程的目標;通過介紹使機械工程師系統(tǒng)的學習,了解並掌握各種壓入機構的特點,並能夠合理的應用,減少設計失誤. 在本次課程中，你將學習到壓入機構簡介設計應用范例介紹Confidential壓入機構種類認識&應用簡介一 基礎知識

2、介紹二.壓入機構種類介紹三. 設計注意要點 四. 實際應用范例五. 機構設計小結目目 錄錄Confidential定義定義: : 通過機構的運動通過機構的運動, ,將兩個或多個零件進行組配到特定將兩個或多個零件進行組配到特定的位置所使用的裝置的位置所使用的裝置, ,稱為壓入機構稱為壓入機構. .分類分類: :壓入方式壓入方式: A)A)端子壓入端子壓入: :分為分為 壓端子壓端子Carry ; Carry ; 壓端子肩部壓端子肩部. . B)B)其它零件壓入其它零件壓入:Shell,Spacer:Shell,SpacerNutNutHookHook等等.壓入壓入機構動力源機構動力源 汽缸汽缸/

3、 /馬達馬達氣壓氣壓, ,電壓規(guī)格電壓規(guī)格46kgf/cm46kgf/cmAC 220VAC 220V一. 基礎知識介紹Confidential壓入前壓入前壓入后壓入后1.1 功能功能把端子或其它零件壓入到Housing指定深度底板壓力缸壓力缸固定板滑動板導套導柱定位承座行程限位塊壓入刀Housing被壓零件 基本結構基本結構 1.2工作原理工作原理:壓力缸通過出力機構推動滑動板,向前運動至行程限位塊,完成產(chǎn)品的壓入.一. 壓入機簡介Confidential機架機架結構結構 特點特點: 1. 汽缸上下運動汽缸上下運動,實現(xiàn)壓實現(xiàn)壓入動作入動作.1.1.立式壓入機構立式壓入機構-標準模架標準模架

4、2. 該機構適用性廣該機構適用性廣.- 機架與模仁可分開機架與模仁可分開,模架可通用模架可通用.3. 採用導柱採用導柱/導套定位導套定位,精度高精度高.應用應用: 人工線生產(chǎn)人工線生產(chǎn), 新產(chǎn)品開發(fā)新產(chǎn)品開發(fā)送樣送樣.4. 開發(fā)周期短開發(fā)周期短,投入成本低投入成本低.此機構簡便可靠此機構簡便可靠, ,大量應用在各種需要壓入的工站大量應用在各種需要壓入的工站模仁模仁二.壓入機構種類介紹Confidential結構結構 特點特點: 1. 汽缸水平運動汽缸水平運動,實現(xiàn)壓入動作實現(xiàn)壓入動作.2.2.水平壓入機構水平壓入機構應用應用: 1.零件需增加輔助定位的場零件需增加輔助定位的場 合合.(如圖示如

5、圖示1) 2.精度要求低的場合精度要求低的場合(如圖示如圖示2)如圖示如圖示2如圖示如圖示12.結構簡單結構簡單,加工成本低加工成本低.3.非標結構非標結構,設計時間較長設計時間較長.二.壓入機構種類介紹此機構簡易此機構簡易 現(xiàn)基本用作生產(chǎn)附具及用于快速製樣現(xiàn)基本用作生產(chǎn)附具及用于快速製樣. .Confidential結構結構 特點特點: 1. 結構形式多樣結構形式多樣.3.3.增力壓入機構增力壓入機構應用應用: 需要輸出力量需要輸出力量 較大的場合較大的場合. 2.採用增力機構實現(xiàn)增力效果採用增力機構實現(xiàn)增力效果.a.連桿增力結構連桿增力結構b.斜鍥增力結構斜鍥增力結構c.增壓缸方式增壓缸方

6、式連桿連桿斜鍥斜鍥圖1增壓缸增壓缸圖2圖3二.壓入機構種類介紹Confidential端子壓入為例端子壓入為例.常見壓入方式有常見壓入方式有 A.壓壓Carry,直接壓入直接壓入Housing. B.壓壓Carry,夾緊端子后壓入夾緊端子后壓入Housing. C.壓肩部壓肩部,壓緊壓緊Housing后將端子后將端子直接壓入直接壓入. D.壓肩部與壓肩部與TAIL 將端子壓入。將端子壓入。三. 設計注意要點Confidential設計步驟設計步驟Stopper設計安全防呆設計壓入深度防呆設計壓力缸行程選定壓力缸型號規(guī)格選定壓入力計算壓入機設計壓力缸缸徑計算Confidential參數(shù)計算參數(shù)計

7、算:保証壓入深度必須有足夠大的壓入力壓入力的理論值F理論=nf則壓塊需要的壓入力為 F=（ F理論+Fr)K13.參數(shù)表參數(shù)表參數(shù)符號參數(shù)定義m0氣壓源壓力(kgf/cm)f單Pin干涉力(kgf)n壓入總Pin數(shù)(pcs)Fr反向阻力(kgf)K1安全系數(shù)(1.3)K2壓力缸效率(氣缸詳見SMC汽缸型錄)K3出力機構增力系數(shù)P壓力缸壓出力(kgf)1. 壓入力壓入力F的計算的計算:F理論理論=nfFPn. fFr壓力缸壓出力P F/K2/K32. 壓力缸缸徑的計算壓力缸缸徑的計算:壓力缸缸徑D =4Pm0*4F/K2/K3m0*Confidential4.行程行程Stopper的尺寸計算的尺

8、寸計算Stopper的尺寸H:參數(shù)表參數(shù)表 H= (h1+ h2+ h3) 0.005mm氣缸行程S:SC+5mm5.壓力缸行程計算壓力缸行程計算 保証壓入深度有足夠的壓入行程6. 6.壓力缸選型壓力缸選型H參數(shù)符號參數(shù)定義h1:定位承座的定位基準底面相對Stopper定位基準面的位置距離h2:產(chǎn)品壓入後的成品高度h3:滑動板相對壓入刀的位置距離S:汽缸行程C:壓入前，壓入刀相對被壓點的位置距離H:Stopper的高度尺寸 依據(jù)壓力缸缸徑D與壓入行程S選型 (注依SMC氣缸型錄選氣缸,增壓缸在上海友 業(yè)科技的壓力缸型錄中選取.SMC根據(jù)壓出力P,缸徑D,行程S選型，增壓缸根據(jù)壓出力P選型。）壓

9、入前壓入前Ch1h2h3壓入后壓入后CConfidential7. 壓入深度防呆設計壓入深度防呆設計:7.1設計時加裝壓力設計時加裝壓力Sensor。 當壓力小於4kgf/cm 時,機臺強制停機並警報7.2加裝精密位置感應加裝精密位置感應Sensor。 當壓塊與Stopper未接觸時, 機臺強制停機並警報8. 8.安全保護防呆設計安全保護防呆設計8.28.2機構裝置加防護擋板機構裝置加防護擋板8.3 雙鍵操作啟動雙鍵操作啟動8.18.1工件棱邊倒角工件棱邊倒角壓入機工作時，杜絕傷及到人壓入機工作時，杜絕傷及到人3.7.防呆設計防呆設計Confidential 端子壓入為例說明端子壓入為例說明:

10、 :Carry端子TailCarry孔中Carrypitch三. 設計注意要點 端子圖示端子圖示Confidential端子形態(tài)(圖示)端子結構特點使用壓入方式純落料式每PCS產(chǎn)品插1PINPitch較大料較厚0.15mm端子長度較短30mm帶Bellow壓Carry,夾緊tail后壓入HousingForming式帶V-Cut每PCS產(chǎn)品插多PINPitch較小帶輔助站腳端子長度較長30mm帶Bellow壓Carry,夾緊tail后壓入Housing端子形態(tài)及壓入方案端子形態(tài)及壓入方案-1:-1:三. 設計注意要點 Confidential端子形態(tài)端子特點壓入方式Forming式每PCS產(chǎn)品

11、插多PIN無V-CUT帶Bellow壓Carry,夾緊tail后壓入HousingForming式每PCS產(chǎn)品插多PINPitch較小斷子頭部帶復雜Forming無V-CUT帶Bellow壓端子頭部,夾緊tail后壓入HousingForming式每PCS產(chǎn)品插多PINPitch較小Tail帶復雜Forming無V-CUT帶Bellow壓肩部,夾緊tail后壓入Housing端子形態(tài)及壓入方案端子形態(tài)及壓入方案2:2:三. 設計注意要點 Confidential端子形態(tài)端子特點壓入方式Forming式Tail 90度折彎每PCS產(chǎn)品插多PIN無V-CUT帶Bellow壓肩部, 將Tail梳理好

12、壓緊Housing再將端子壓入Forming式Tail Z字形折彎每PCS產(chǎn)品插多PIN無V-CUT帶Bellow壓肩部與Tail 壓緊Housing后再將端子壓入.端子形態(tài)及壓入方案端子形態(tài)及壓入方案-3:-3:三. 設計注意要點 Confidential壓壓Carry,Carry,直接壓入直接壓入HousingHousing特點Housing與定位承座微間隙配合 壓入刀開壓入槽（防止壓歪）直 接壓Carry一次可壓多PCS產(chǎn)品 多個端子料號優(yōu)點效率高品質(zhì)穩(wěn)定機構簡單缺點適用范圍有一定局限性 要求端子料較厚（T 0.2mm) 端子總長較短(AF,故所選汽缸缸徑要D=78mm則汽缸型錄選缸徑為

13、80mm三. 設計注意要點 Confidential汽缸行程計算汽缸行程計算 為了方便操作考量到產(chǎn)品取放及調(diào)機空間要汽缸的行程選取往往要大于產(chǎn)品的實際壓入行程定義端子實際壓入行程H汽缸行程L 汽缸行程選取 立式壓入時(考量產(chǎn)品取放空間)LH+30mm 臥式壓入時(考量產(chǎn)品取放空間) LH+45mm三. 設計注意要點 Confidential行程限位塊的設計行程限位塊的設計1.原則原則限位塊固定,使用不可以螺絲來代替,以防壓入深度隨時可調(diào)而存在品質(zhì)隱患2.位置設計位置設計限位塊限位塊一般為對稱布置,以確保壓入刀壓至定位後無偏斜或扭轉.3.限位塊尺寸限位塊尺寸以合模壓死后的尺寸H設計,調(diào)機時以修模

14、的方式調(diào)整H（如下圖所示）H壓入完成后的位置狀態(tài)壓入完成后的位置狀態(tài)壓入刀行程限位塊定位承座被壓零件Houseing三. 設計注意要點 Confidential壓入失效模式匯總壓入失效模式匯總三. 設計注意要點 Confidential 1. 端子肩部壓至貼平塑膠，端子肩部壓至貼平塑膠， 2.端子端子TAIL面壓至貼平塑膠面壓至貼平塑膠, 3.端子頭部落入塑膠勾槽內(nèi)端子頭部落入塑膠勾槽內(nèi)端子端子(CARRY未畫出未畫出)壓入塑膠壓入塑膠全貌全貌治具要求治具要求：213其他工藝要求其他工藝要求: : 產(chǎn)品取放簡便產(chǎn)品取放簡便, , 定位穩(wěn)定定位穩(wěn)定, , 不能壓傷塑膠和端子。不能壓傷塑膠和端子。

15、四.實際應用范例: USB2.0端子壓入治具Confidential使用標準模架使用標準模架,分上模部分和下模部分分上模部分和下模部分治具結構：治具結構：舌 片治具外治具外觀觀下模結下模結構構產(chǎn) 品導 套底 板塑膠擋片下模座四.實際應用范例: USB2.0端子壓入治具Confidential端子壓頭上模結構上模結構TAIL壓頭CARRY導引上模壓板塑膠壓頭導柱頂板限位塊上模座四.實際應用范例: USB2.0端子壓入治具治具結構：治具結構：Confidential治具動作時序：治具動作時序：導柱進入導套並穩(wěn)定定位塑膠壓頭壓緊塑膠CARRY導引限制住端子端子壓頭/TAIL壓頭開始壓入限位塊壓至下模

16、座平面端子壓頭/TAIL壓頭離開塑膠CARRY導引離開端子塑膠壓頭離開塑膠導柱離開導套四.實際應用范例: USB2.0端子壓入治具Confidential結構設計結構設計: : 產(chǎn)品定位產(chǎn)品定位：端子在壓入前後：端子在壓入前後,塑膠主體的塑膠主體的6個自由度須做限制個自由度須做限制.塑膠定位塑膠定位限制並調(diào)整Y方向的位置限制塑膠X方向的移動配合塑膠壓頭限制塑膠Z方向的竄動四.實際應用范例: USB2.0端子壓入治具Confidential Carry導引導引：工藝性結構：工藝性結構, 用于用于TAIL偏長的端偏長的端子子,可以糾正端子相對於塑膠槽的偏斜可以糾正端子相對於塑膠槽的偏斜.CARRY

17、導引導引四.實際應用范例: USB2.0端子壓入治具結構設計結構設計: :Confidential 端子壓頭：端子壓頭： 1. 齒頭部側邊倒圓齒頭部側邊倒圓,避免擦傷端子側壁避免擦傷端子側壁,亦可保證端子壓入深度穩(wěn)定亦可保證端子壓入深度穩(wěn)定. 2. 齒側面與端子保留一定間隙齒側面與端子保留一定間隙(具體視產(chǎn)品定位精度及端子插入力而定具體視產(chǎn)品定位精度及端子插入力而定) 3. 齒根部倒圓齒根部倒圓,增加齒的強度增加齒的強度端子壓頭端子壓頭123四.實際應用范例: USB2.0端子壓入治具結構設計結構設計: :Confidential Tail壓頭壓頭： 1. 齒側面與塑膠保留一定間隙齒側面與塑膠

18、保留一定間隙(視產(chǎn)品定位精度而定視產(chǎn)品定位精度而定) 2. 齒根部高於塑膠面齒根部高於塑膠面TAIL壓頭壓頭12四.實際應用范例: USB2.0端子壓入治具結構設計結構設計: :Confidential 舌舌 片片：端子在壓入過程中：端子在壓入過程中,利用斜面將端子頭部推入塑膠槽利用斜面將端子頭部推入塑膠槽.預插狀態(tài)預插狀態(tài)端子不接觸舌片將端子頭部推入塑膠槽壓定位狀態(tài)壓定位狀態(tài)四.實際應用范例: USB2.0端子壓入治具結構設計結構設計: :Confidential上模：上模： 1.各個壓頭及導柱均鑲入上模座各個壓頭及導柱均鑲入上模座 2.側面用螺栓鎖緊側面用螺栓鎖緊,確保無鬆動確保無鬆動 3

19、.端子壓頭做防呆倒角端子壓頭做防呆倒角.四.實際應用范例: USB2.0端子壓入治具組裝設計組裝設計: :Confidential下模：下模： 1. 舌片是產(chǎn)品定位的基準舌片是產(chǎn)品定位的基準,鑲入底板後不鬆動鑲入底板後不鬆動 2. 塑膠擋片可在滑槽內(nèi)做小量滑動塑膠擋片可在滑槽內(nèi)做小量滑動,以調(diào)整塑膠的位置以調(diào)整塑膠的位置.四.實際應用范例: USB2.0端子壓入治具組裝設計組裝設計: :Confidential以端子壓頭為例：以端子壓頭為例： 1. 工作部份的厚度為工作部份的厚度為1.5mm,後半部加強至後半部加強至3.0mm,避免產(chǎn)品擺放異常時壓頭折斷避免產(chǎn)品擺放異常時壓頭折斷. 2. 壓頭

20、的長度須依壓入深度計算壓頭的長度須依壓入深度計算.寬度確定的前提是不干涉塑膠寬度確定的前提是不干涉塑膠,同時考慮齒強度同時考慮齒強度. 3. 齒間隙設計齒間隙設計1.10mm,允許產(chǎn)品左右偏斜允許產(chǎn)品左右偏斜0.05mm (端子寬度端子寬度1.00mm). 4. 齒長度儘量小以保證強度齒長度儘量小以保證強度,能避開端子面即可能避開端子面即可. 5. 齒頭部倒圓齒頭部倒圓R0.05mm,以避免刮擦端子側面產(chǎn)生金屬細絲以避免刮擦端子側面產(chǎn)生金屬細絲.(此結構可能導致壓齒與端此結構可能導致壓齒與端子肩部接觸面很小子肩部接觸面很小,目前僅在端子與塑膠干涉不大於目前僅在端子與塑膠干涉不大於0.05mm的場合使用的場合使用) 6. 材質(zhì)選用材質(zhì)選用SKD11,整體淬火至整體淬火至HRC60.四.實際應用范例: USB2.0端子壓入治具零件設計零件設計: :Confidential四.實際應用范例: USB2.0端子壓入治具零件設計零件設計: :端子壓頭圖面端子壓頭圖面(第三視角第三視角)Confidential