由于二极管管脚校直回弹角受到诸多因素的影响,所以要在理论上计算回弹角值是很困难的,通常按经验数据来选用。当弯曲半径较大时,不仅回弹角达到了较大数值,而且圆角半径也有变化,这时的回弹主要取决于材料的力学性能。二极管管脚在垂直于长度为 h 的端面方向上容易变形,所以这里计算的是在该方向上校直的回弹量。由于二极管在轨道上是竖直传输的,管脚插在轨道中间的沟槽中,二极管除管脚以外的部分位于轨道平面上,因此,轨道沟槽的宽度必须小于灯体的宽度。由图二所示:二极管灯体直径为 3.7mm,所以我们假设沟槽的宽度为 L=3mm。预剪后二极管管脚的长度 S=6mm。二极管在轨道槽中容许的最大弯曲角为 α=90度- arcos (L/2s)=6。由于管脚各截面转矩相同,管脚上点点中性层曲率半径均相同,所以该段弯曲管脚可以看成圆弧,圆心角θ=α=6 度,管脚端面宽度 b=1.2mm。
弯曲圆角半径为:
- ρ=180s/ θ3.14-b/2=7mm
- 式中 s 为弯曲段的弧长,经测量 s 为 0.8mm
回弹后管脚的弯曲半径和回弹角可按下式计算:
回弹后圆角半径:
ρ‘=ρ/[1+(3σs/E)(ρ/b)] (3-1)
简化系数 A=3σs/E
ρ′=ρ/[1+A(ρ/b)] (3-2)
回弹角数值:
Δα=(180-α)(ρ/ρ‘-1) (3-3)
式中 ρ′——回弹后圆角半径
ρ ——校直前圆角半径为 19 mm
α ——校直前弯曲角为 6
σs ——屈服强度
E——弹性模量
d——材料厚度
A——计算圆角半径的简化系数(查表得二极管管脚材料合金铝的简化系数 A 为 0.0021)
将已知条件代入(3-3)式得二极管管脚最大回弹角 =Δα1.2度
为了验证回弹量计算的数据,随机取十个二极管,由于回弹现象与夹紧力无关,可利用两个金属尺,对其进行校直,由角度测量仪测量各个二极管的校直后的回弹角。由于测量采用手动测量,存在一定误差。实验结果如下图所示:
标号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
弯角 | 7° | 11.2° | 8° | 9° | 6° | 8.5° | 10.5° | 10.5° | 11.5° | 11.5° |
回弹角 | 2° | 2.5° | 3.5° | 2.8° | 2° | 2° | 3.5° | 3.5° | 3° | 2.5° |
由此可知,实验数据中十枚二极管校直后回弹角的平均值为 73.2 ,基本与理论计算结果相符,校直装置对二极管管脚进行校直后,最大回弹角约为 2 ,二极管管脚末端由于回弹现象偏移距离为L=Δα/180度πS= 0.2 mm,能够达到校直管脚的要求。