1. 治具核心設(shè)計(jì)目標(biāo)
高剛性 & 高強(qiáng)度:必須能承受高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的巨大離心力而不發(fā)生形變或斷裂。
的動(dòng)平衡:這是關(guān)鍵的一點(diǎn)。任何微小的不平衡在高速下都會(huì)產(chǎn)生劇烈振動(dòng),輕則導(dǎo)致離心失敗,重則損壞離心機(jī)甚至引發(fā)事故。
定位與可靠固定:必須將COB PCB板牢牢固定,防止其在離心力作用下移位、彈出或損壞。
材料兼容性與潔凈度:材料不能產(chǎn)生粉塵、析出化學(xué)物質(zhì),以免污染COB產(chǎn)品。通常需采用鋁合金、不銹鋼或高性能工程塑料。
高通量與易用性:設(shè)計(jì)應(yīng)便于操作員快速、準(zhǔn)確地取放產(chǎn)品,提高生產(chǎn)效率。
性:必須有防呆設(shè)計(jì)和失效保護(hù)(如防松脫機(jī)制)。
2. 關(guān)鍵設(shè)計(jì)考慮因素
離心機(jī)參數(shù):首先必須明確離心機(jī)的型號(hào)、轉(zhuǎn)速(RPM)、離心力(×g)、轉(zhuǎn)子類型(水平轉(zhuǎn)子還是角轉(zhuǎn)子?)、轉(zhuǎn)子的尺寸和承載能力。
COB產(chǎn)品規(guī)格:PCB板的尺寸、厚度、形狀、重量以及每批次需要離心的數(shù)量。
固定方式:
夾緊式:使用彈簧壓片、螺絲壓條等方式從頂部壓住PCB。這是常用且可靠的方式。
卡槽式:治具上開有的卡槽,PCB插入其中,依靠側(cè)壁和底部在離心力方向上提供支撐。對(duì)尺寸精度要求。
組合式:結(jié)合以上兩種方式,提供穩(wěn)固的固定。
材料選擇:
主體材料:7075航空鋁合金(強(qiáng)度高、重量輕、易于做動(dòng)平衡加工),其次是6061鋁合金。對(duì)于腐蝕性環(huán)境,可選316不銹鋼,但重量較大。
壓緊部件:可使用彈簧鋼壓片、尼龍螺絲等,避免劃傷PCB。
動(dòng)平衡實(shí)現(xiàn):
治具設(shè)計(jì)需盡可能對(duì)稱。
加工完成后,必須在動(dòng)平衡機(jī)上進(jìn)行校準(zhǔn)。通過在不平衡點(diǎn)去重(鉆孔)或配重(加平衡螺絲/配重塊)的方式達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)(通常要求達(dá)到G2.5或更高等級(jí))。
3. 治具設(shè)計(jì)方案示例(用于水平轉(zhuǎn)子)
設(shè)計(jì)名稱:多層可調(diào)式COB離心治具
結(jié)構(gòu)組成:
治具底座:
采用整體式7075鋁合金銑削而成。
底部有與離心機(jī)轉(zhuǎn)子連接的快換接口(例如,可適配的螺栓孔或卡扣結(jié)構(gòu))。
底座上設(shè)計(jì)有多個(gè)平行的T型槽或安裝孔位,用于固定立柱。
立柱與層板:
立柱:多根高強(qiáng)度不銹鋼立柱,垂直固定在底座上,作為整個(gè)框架的支撐。
層板:若干層鋁合金層板(可根據(jù)產(chǎn)品高度調(diào)整數(shù)量),通過精密軸承或襯套套在立柱上。層板之間由間隔柱分隔開,保證足夠的空間。
鎖緊機(jī)構(gòu):每層層板都有鎖緊螺絲(如蝶形螺絲),可在高度調(diào)整后鎖死在立柱上,防止高速時(shí)晃動(dòng)。
產(chǎn)品固定模塊(核心):
每個(gè)產(chǎn)品位是一個(gè)獨(dú)立的單元,安裝在層板上。
底部定位:一個(gè)與COB PCB外形匹配的仿形托架,用于承托PCB。托架邊緣有微小凸起,防止PCB水平移動(dòng)。
頂部壓緊:一個(gè)彈簧加載的壓桿或帶扭簧的壓片。操作員只需輕輕抬起壓桿,放入PCB,松開后壓桿在彈簧力作用下自動(dòng)壓住PCB邊緣(無元件和線路的區(qū)域)。離心力越大,壓得越緊。
材料:壓桿與PCB接觸部分使用PEEK或尼龍等非金屬耐磨材料,防止壓傷焊盤或線路。
動(dòng)平衡配置:
治具在出廠前已完成整體動(dòng)平衡校準(zhǔn)。
底座上預(yù)留有配重螺紋孔,如果在放入產(chǎn)品后(尤其是非滿負(fù)載時(shí))需要微調(diào)平衡,可以在指定位置安裝不同重量的配重螺絲。
設(shè)計(jì):
防呆設(shè)計(jì):壓桿只有完全壓下才能啟動(dòng)離心機(jī)的鎖邏輯(可通過微動(dòng)開關(guān)與離心機(jī)聯(lián)鎖)。
透明保護(hù)罩:治具可配備一個(gè)輕質(zhì)透明的PC或PMMA罩子,萬一有零件碎裂可將其 containment 在治具內(nèi)部。
4. 使用流程建議
檢查:使用前檢查治具各部件有無松動(dòng)或損傷,特別是壓緊機(jī)構(gòu)。
加載:將COB板放入仿形托架中,確保壓緊裝置壓覆在區(qū)域。
平衡:對(duì)稱地放置產(chǎn)品。如果無法放滿,必須在對(duì)稱位置放置配重塊(與產(chǎn)品重量相當(dāng))以保持平衡。
安裝:將整個(gè)治具平穩(wěn)、牢固地安裝到離心機(jī)轉(zhuǎn)子上。
運(yùn)行:關(guān)閉離心機(jī)蓋,設(shè)置參數(shù)(轉(zhuǎn)速、時(shí)間),啟動(dòng)。
卸載:離心結(jié)束后,待轉(zhuǎn)子完全停止,再打開機(jī)蓋,取出治具和產(chǎn)品。
5. 總結(jié)
設(shè)計(jì)一個(gè)的COB高速離心固定治具是一個(gè)系統(tǒng)性的工程問題,需要綜合考量機(jī)械工程、材料學(xué)和動(dòng)力學(xué)。
關(guān)鍵的三點(diǎn)是:
的固定,防止產(chǎn)品飛脫。
精度的動(dòng)平衡,確保運(yùn)行平穩(wěn)。
兼容性與潔凈度,不能引入任何污染或損傷。
建議與專業(yè)的治具設(shè)計(jì)制造商或有精密機(jī)械加工能力的團(tuán)隊(duì)合作,將您的具體需求(離心機(jī)型號(hào)、產(chǎn)品圖紙、工藝參數(shù))與他們溝通,共同完成設(shè)計(jì)和動(dòng)平衡測(cè)試,以確保萬無一失。