印制板电连接器孔针弯曲成形机理及折弯装置研究

摘要

电连接器作为电子基础元件之一，可以实现电器终端间连接与分离、信号与能量传输等功能，广泛应用于航空、电子、机械和国防等众多领域。微矩形电连接器种类繁多，其中弯插印制板式电连接器应用最广，该电连接器中孔针在冷弯成形过程中，容易出现失稳褶皱、回弹角度大等缺陷，对连接性能和使用寿命产生很大影响。本课题针对印制板电连接器孔针的冷弯成形技术进行了研究，探讨了冷弯过程中不同参数对回弹以及残余应力分布规律的影响，并创新设计了一套孔针折弯装置，最后通过实验验证了模具结构的合理性。本文研究内容如下：
　　（1）研究印制板电连接器孔针的弯曲成形机理及成形缺陷形式，构建了分段非线性孔针本构关系模型，针对孔针弯曲受力状态，建立了力学平衡方程，分析了孔针弯曲成形时的应力应变状态，并推导出了孔针回弹量的近似计算公式，且对影响弯曲回弹的主要因素进行了分析。
　　（2）基于ABAQUS有限元分析软件，建立了孔针弯曲成形回弹的有限元模型，采用单因素法分析了孔针的几何参数和工艺参数对孔针弯曲回弹的影响规律。随着弯曲角度的增大，孔针的回弹角增大，但回弹半径反而减小；随着相对弯曲半径R/D、定位块与孔针间的摩擦系数1和模具间的间隙Z的增大，孔针的回弹角和回弹半径均增大；折弯块转速和折弯块与孔针间的摩擦系数2对孔针的回弹角和回弹半径基本无影响。
　　（3）对孔针的弯曲回弹控制方法进行了研究，针对孔针弯曲成形的特点，提出了有效的回弹控制的方法即模具型面控制法，然后通过模具型面迭代式回弹补偿方法对孔针弯曲成形的基础模型的弯曲角度和弯曲半径进行了计算。
　　（4）对孔针进行了工艺性分析，并确定了折弯方案。根据各参数对孔针回弹的影响规律，创新设计了印制板电连接器孔针的折弯装置，对其主要零部件的设计进行了分析，并对弯曲力及模具结构尺寸进行了计算，最后试制模具并通过孔针的折弯实验验证了模具设计的合理性。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2孔针弯曲成形原理及成形性研究

1.3弯曲回弹的国内外研究现状

1.4研究目的及意义

1.5本文研究的主要内容

第二章 孔针弯曲成形的理论基础

2.1引言

2.2孔针受力分析的理论基础

2.3孔针受力分析

2.4孔针弯曲成形回弹分析

2.5本章小结

第三章 孔针弯曲回弹的数值模拟过程

3.1引言

3.2有限元软件ABAQUS简介

3.3孔针弯曲成形模型的建立

3.4孔针弯曲后卸载回弹模型的建立

3.5孔针弯曲回弹的计算方法

3.6 本章小结

第四章 数值模拟结果分析

4.1引言

4.2孔针弯曲成形残余应力的分析

4.3几何参数对弯曲回弹的影响

4.4工艺参数对弯曲回弹的影响

4.5各参数对孔针弯曲回弹的影响比较

4.6本章小结

第五章 孔针折弯装置的设计

5.1引言

5.2模具型面回弹补偿

5.3印制板电连接器孔针折弯装置的设计

5.4模具的制造及产品实现情况

5.5本章小结

第六章 总结展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文和专利