基于Solidworks铆钳弯臂优化设计的二次开发

1 前言

    商用车底盘的装配常常采用铆钉和螺栓联接，而铆钉铆接具有牢固可靠、成本低廉、效率高等特点，在生产中被广泛应用。铆钉的主要铆接设备是液压铆钉机，其中的关键工装就是铆钳弯臂。伴随着商用车底盘车架装配线的多品种柔性化生产，铆钳弯臂也需要不断改进优化，以适应生产的需要。

    作为一种三维计算机辅助设计软件通用性强，然而在生产实践中，在企业新产品设计过程中修改调整的工作量较大，需要针对企业的产品的特点来对软件进行相应的二次开发，以满足企业个性化T程设计的需要。

    本文以最常用的铆钳型号41J6-76的设计参数和方法，根据铆钳人工设计的步骤和方法，提出模块化的设计方案，以Visual Basic为编程语言和开发工具，对进行二次开发，研制出铆钳弯臂的计算机辅助设计系统。当需要其他规格的铆钳时，给定相应的变量参数，自动生成铆钳弯臂图纸，同时对铆钳的关键截面进行强度校核。可大大缩短设计周期，提高设计质量。

2 本系统主要优势

    一是根据铆钳设计的参数和方法，进行数据处理后，提出来模块化的设计方案。本文以模块化设计和参数化思想为指导，分析研究了机械传动装置设计与绘图中涉及到的主要参数选择、计算方法、数据处理等问题，提出了全面合理的程序化设计方案。即以Visual Basic为编程语言和开发工具，对进行二次开发，研制了铆钳弯臂的计算机辅助设计系统。

    二是本系统能为新铆钳设计者进行多种方案(比如多种尺寸规格)、多种目标的设计(比如多种铆接压力)，以及对铆头、铆头座等标准件进行配套选型。

    三是本系统程序还能对铆钳的关键截面进行强度校核。首先，根据现场需要，确定铆钳的开档，根据铆钉直径大小选择好配套油缸类型，计算好对应的铆接压力，根据一定的安全系数，计算出关键截面的大小。系统实际输入的参数有：铆钉直径、铆钳开档尺寸等参数，系统运行后，自动生成铆钳弯臂三维图纸。

3 关键截面的力学分析

3．1 铆钳体材料及安全系数

    采用材料40CrMnMo，可代用材料为40CrMn。制造方式：锻造。热处理方式为：表面碳氮共渗或喷丸处理。表面硬度：调质后HRC28-32，程序设计时采用安全系数S=1.3～1.5，根据多年实践经验，安全系数最小值可以取1.3。

3．2 铆钳弯臂的主要受力截面应力分析及计算

    如图l所示，铆钳弯臂截面A-A、B-B承受剪应力和弯矩，截面c-c承受轴向拉应力和弯矩，截而B-B的弯矩最大，便于操作及减轻重量，铆钳下部采用变截面设计。根据需要确定铆钳的开档尺寸a、b、铆钉直径D，计算铆接压力，计算三个关键截面的尺寸。