裁切机构设计与应用(ds-card)

驅動棘輪
軸承
間接傳動心軸
端子蓋板
步進馬達
端子 可變更換軌道
撓性聯軸器
端子流向
間接連結法
惰輪 端子流向
驅動棘輪 直結法
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四.機構設計主要考量:
4-2. 汽缸出力計算:
a.裁切剪應力計算: 端子材料為鈹銅剪應力τ= 90kgf/mm² 端子材料為磷青銅剪應力τ= 60kgf/mm² 端子材料為黃銅剪應力τ= 40kgf/mm²
2-8.再延進單料帶on-line桌上型裁切機:(機構改善)
將料帶驅動由下改制為上方(因應不同之sprocket直徑),使端子端在一值線上送料
2-9.其他種類特殊用途裁端機……
三.常用類型裁切機介紹:
3-1. ONLINE裁端機
功能簡介﹕
該機型適合于端子切﹐ 1.機架藏于流線下方。 2.清換線快速﹐互換性 強。 3.二次加工工站可以完 成折彎﹐去PIN整形等 功能。 4.RELL架藏于機架下 方﹐減少換料勞動強度。
人機介面
料盤流道 被動棘輪 手動按鈕
二次加工 驅動棘輪 動力機架
切斷模組
成品流道
RELL架
三.常用類型裁切機介紹:
3-2. 前加工裁SHELL機
料盤
該機型適合于SHELL 裁切﹐由定長送料機 構送料再通過裁 SHELL模組裁切。該 機型清換線快速﹐互 換性強。
定長送料機構
裁SHELL模組
成品流道
浮料機構
b. Punch設計時,一般會遇到forming端子,需要考量逃 料之問題,所以會有所不同.
c. Punch在依固定之滑槽動作,一般間隙為 0.005 -0.008mm,安裝die為在Punch下壓後 緊靠後鎖緊,避免撞刀過切刀口干涉.
d. 端子插針方向分辨:有將刀口設計成斜刀 ,但容易因對刀問題過切刀口干涉問題發 生,不建議使用建議整齊收料機構設計 預防.
端子流入方向 端子承座
裁切連桿 承座table
四.機構設計主要考量:
4-1. 棘輪設計考量:
4-1-1. 棘輪齒型種類:以加工製造法約可分為三種
線割成型法
a.一體成型法:為車床與銑床加工(一般爲求耐磨耗以 skd11材料加工後經熱處理完成/KS多以vicking和 RAMAX材料加工無熱處理/ 或以S45C加工經氮化處理)
料帶步進馬達/sprocket帶動+切斷模組+缺料檢知+鉚釘檢知 +收放料架+料帶弧形整料
2-5.由引進之定長裁切機改制為(雙料帶線外落地型) (功能同上)(CPU socket端子) 2-6.雙料帶線外落地型裁切機主要為改裝自動整收料機構 2-7.再延進單料帶on-line桌上型裁切機:
料帶步進馬達/sprocket帶動+切斷模組+沖切機架+缺料檢知+鉚釘檢知 +收放料架+去pin模組
特點: 1. 改良動力傳送方式由伺服馬達藉由齒輪 減速直接傳動,改為減速機與時歸皮帶傳動 2. 裁切之連桿機構改為滑軌傳動,行程控制 較精準確實. 3. 提高轉速:端子送料與承座table之配合改 良, 目標轉速為1000rpm 效率提升為5倍,未 來對提速機構方面是否壽命強度可達到需 求,需進一步大量驗證. 4. 切斷模組機構與傳動之日內瓦機構未作 變更.
裁切機構設計與應用
目的:提供自動化開發人員對裁切機構設計要領.
目錄
一﹑裁切機之功能定義
二﹑裁切機之開發演進
三﹑常用類型裁切機介紹 四﹑機構設計主要考量 五﹑結論
審核 : 張峰課長
單 位: DS-CARD AUTO 報告人 : 劉春海 日 期: 12/11’2008
一.裁切機之功能定義:
功能與原由:
ΦA
ΦB
ΦD
ΦC
H
自動插針機用100齒棘輪
E
四.機構設計主要考量:
4-1-3. 棘輪傳動機構設計
a.直結法:
棘輪為換料常更換之零件,容易磨耗馬達心軸(軟性鋼材),尤其以螺絲
固定安裝法更容易磨耗,建議在專用機型式使用
b.間接連結法:
棘輪固定安裝在間接傳動之心軸上(熱處理軸心),無磨耗問題，但須
注意軸承之間隙防止旋轉偏心,送料位置不準確
b.植pin法:為最早YDK引進之型式,共有3個零件組成 (1)pin為研磨而成,需控制長度與有效直線距離,加工 困難,否則驅動端子時有干涉過切問題,容易捲料卡 機,pin小固定困難(2)roller為車床與銑床加工而成 (一般採用S45C經氮化處理)(3)stopper,為固定pin之 stopper
1.端子自動餵放料機構:端子為Reel方式收料包裝,能自動 將Reel作放料與停止之緩衝,防止料帶拉壞。 2.端子二次加工機構:如端子有保護腳裁切.去pin裁 切.Sub-carrier裁切.成型折彎…等等(含廢料吸屑裝置) , 含裁切模組與動力機架。 3.料帶驅動拉送機構:為端子驅動動力來源 4.裁切機構 :將端子裁斷之機構,含裁切模組與動力機架。
Pin固定螺孔 pin
四.機構設計主要考量: 4-1-2. 棘輪設計 a.心軸直徑ΦA(傳動之連結)(1)用於裁端機以五相步進為 主Φ8mm(2)用於自動插針以二相步進為主Φ6.35mm(1/4”) b.壓料面直径ΦB= pilot hole pitch (mm)*50 (齒)/3.14159 c.齒高最大直徑ΦC = ΦB+2H(齒高) d.齒高H,建議最大不超過0.8mm e.爪齒有效直線距離T約為材料板厚 f.爪齒直徑ΦD 約小於pilot hole直徑0.08-0.10mm,以沖壓標 準化設計pilot hole直徑一般約設計在0.60-1.20mm g.爪齒前緣leadin形狀應為漸開線,防止齒與pilot hole干涉 h.當棘輪直徑大時,建議做逃重處置,但要考量強度問題. i.輪寬E,一般取3mm,配合爪齒直徑ΦD ,若爪齒已經超過 2mm時建議輪寬再適度放大 ,以使壓料有足夠面積. j.棘輪之安裝固定(1)螺絲固定(2)外圓緊縮式(3)鍵槽式 k.齒數設計一般以50居多,100齒for高速插針用,有最大直徑 之限制時一般以25齒為主(重點為整除步進之pulse400/500)
Punch
上模板(with Punch)
導柱 0.003-0.005mm (2)導套與壓料板及下模板
設計間隙孔比軸大約
0.05mm(以灌膠接合
Insert與壓料板間隙單邊0mm
,間隙越小結合強度越高)
壓料板(with Insert)
(3)定位基準孔:取公差大 0.003-0.005mm
Punch與Insert間隙單邊 0.003mm
三.常用類型裁端機介紹:
3-3. 打端子機構
1.利用打端子機構可設計一些專用 裁切機,特別是小pitch的端子. 2.結構緊湊,送料,裁切動作均用一個 汽缸完成. 3.易實現模組化,對不同Pitch,Pin孔 之端子,可通過更換送料,裁切模組, 達到共用.
結構模組化
三.常用類型裁端機介紹:
3-4. 整齊收料裁端機(用於DDR SO_DIMM改良)
一體成型法
心軸
棘爪片 壓料片
心軸stopper
植pin法
c.線割成型法:加工較容易,齒型容易一次加工成型,但 實際與端子pilot hole接觸僅有兩條尖銳直線,對薄型 材料驅動容易變形較不適用(建議板厚0.15mm以下),設 計可作成分體式,當棘爪磨耗或變更不同pitch棘爪時 很容易更換(圖示為分體式組成為:壓料輪x2/棘輪x2/ roller 心軸/定位pin)
forming端子(如4-5-1)
4-5-2.料盤與收紙帶皆有動力,收紙帶馬達一般選用為扭力馬達 成本較高,但使用最具彈性與廣泛,如紙盤包裝之料盤
(如4-5-2)
4-5-3.僅料盤有動力,收紙帶部分為間接傳動收紙(如4-5-3) 料盤驅動馬達 從動收紙帶機構 可省收紙帶馬達,整體機構與造價較便宜,最常用之機構
二.裁切機之開發演進:
2-1. 料帶汽缸帶動棘爪撥料與定位+收放料架+裁切模組: (MCA/EISA) 2-2.收放料架+裁切模(送料定位+沖切功能一體): (打端子機構) 2-3.料帶汽缸帶動棘爪撥料與定位+小沖床+裁切模: (PCMCIA開發引進) 2-4. YDK(橫濱電子)引進定長裁切機(單料帶線外落地型):
b.裁切力計算: F= τ *A(剪應力*裁切之截面積)
c.壓料力為裁切力60% d.減小裁切力之設計方法: (1)punch作成段差式
(2)斜刀裁切
四.機構設計主要考量:
4-3. 去pin模組設計:
Punch與Insert間隙單 邊0.003mm
Punch與上模板間 隙單邊0.005mm
Notes:(1)導柱與上模板孔徑間 隙 設計模板孔徑取大於
e.裁切刀具之材料一般選用SKD11 or ASP23
須硬化熱處理.
punch 端子流道
端子流向
holder
die
PUNCH DIE CONTACT
HOLDER
四.機構設計主要考量:
4-5. 收放料架機構設計:
4-5-1.料盤無動力,由收紙帶為驅動帶動料帶放料 端子容易因為受拉過緊壓縮變形,不建議使用,尤其是
4-5-1
4-5-2
4-5-3
五.結論:
5-1.相關KM參考資料:
裁切模設計
--ICS自動化 劉俊宏
沖模 BUSH 黏結方式改善對策
-- ICS沖壓 謝乾峰
新裁切機構設計_Visteon 3 way Center pin --趙登國
裁切機構設計與應用
--NB AUTO 馮祥峰
5-2. 裁切機構繁多, 主要還是要依據各產品之功能特性及製造型態來 設計.
Punch與Die間隙單邊0.006mm
Insert
Die與下模板間隙單邊0mm 0.30mm
模板
Lift
下模板(with Die&Lift)
DIE
Lift與下模板間隙單邊0.01mm
導柱與導套 定位基準孔
四.機構設計主要考量:
4-4. 裁切模組設計:
a. 裁切功能中punch & die不可缺少, holder有些設計 省略,但容易在裁切過程中,被切下肢端子有翻料跳 動問題,對端子容易撞歪之不利影響,所以具holder 之壓料裁切,端子較不易損傷,狀況較好.