治具
關(guān)注創(chuàng)建者：楊曉木 創(chuàng)建時(shí)間：2019-09-28
治具的視頻教程
Ansys 結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析-模態(tài)/掃頻/隨機(jī)振動(dòng)/響應(yīng)譜/瞬態(tài)
包含模態(tài)分析 ，自由模態(tài)，固有頻率，振型，發(fā)動(dòng)機(jī)零部件避免共振；掃頻/諧響應(yīng)/頻響分析，動(dòng)剛度計(jì)算，振動(dòng)臺(tái)模擬，阻尼，分貝db，掃描速度db/oct介紹；振動(dòng)應(yīng)力分析，疲勞強(qiáng)度分析；隨機(jī)振動(dòng)PSD，振動(dòng)臺(tái)治具/夾具評(píng)估；響應(yīng)譜分析，單點(diǎn)/多點(diǎn)響應(yīng)譜，地震譜分析; 瞬態(tài)分析，各種非線性考慮，時(shí)間歷程等。
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治具的實(shí)例教程
因此，除了復(fù)雜幾何造型與快速?gòu)?fù)制之外還有許多好處，例如許多治具與工具使用網(wǎng)格支架或稱拓樸(Topology)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，如圖1，MIM工藝便可以精確復(fù)制并得到設(shè)計(jì)的形狀，可以避免傳統(tǒng)機(jī)械加工的大量材料切削、鑄造砂模坍塌與灌注不全的缺陷，省下后續(xù)加工時(shí)間與材料的浪費(fèi)。再者，利用同一模具可以直接更換不同強(qiáng)度的材料，增加設(shè)計(jì)上的彈性，因此MIM工藝在近年來(lái)逐漸被廣大的治具與工具制造業(yè)所接受。
圖1：MIM制作的治具與工具，如本圖最右上有如網(wǎng)格狀的產(chǎn)品，便是采用減重與強(qiáng)度兼具的拓樸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之MIM治具
常見(jiàn)的MIM治具與工具設(shè)計(jì)
玩具拆解工具
如圖2所示，Dr. Q因?yàn)榻?jīng)常接觸德國(guó)品牌 Playmobil玩具人偶并成為它的粉絲（Fans，迷戀的追捧者），此玩具人偶如果能夠經(jīng)由頭部的拆解，便可以自由地更換包含頭、手臂、身體、中心支架以及腳，進(jìn)行變更與重新組合增添樂(lè)趣。在過(guò)去并沒(méi)有適當(dāng)?shù)墓ぞ撸虼薉r. Q便采用MIM工藝設(shè)計(jì)了這個(gè)「拔頭器」，用來(lái)拆解其頭部。這便是一種利用MIM工藝設(shè)計(jì)日常生活使用工具的范例。
圖2：Dr. Q利用MIM工藝自己設(shè)計(jì)的玩偶拔頭器
夾緊治具
圖3便屬于一種夾緊治具，作為智能手機(jī)的最終制程──膠合固化的夾緊功能，眾所周知由于智能手機(jī)玻璃面板是一片平面或曲面的光滑玻璃，在玻璃的光滑表面無(wú)法有任何的緊固機(jī)構(gòu)能夠與其結(jié)合，因此利用高科技的透明光學(xué)膠作為大面積貼合成為唯一的辦法來(lái)固化玻璃面板，這些膠的固化時(shí)間必須超過(guò)12小時(shí)，因此設(shè)計(jì)金屬治具作為緊固智能手機(jī)膠合后的作業(yè)成為必要的工具。這些治具本身有許多網(wǎng)格孔洞，除了可以減輕治具的重量之外，在結(jié)構(gòu)上需要很多定位與螺絲孔、觀察孔甚至需要穿透UV（紫外光線），足夠的厚度提供高強(qiáng)度以防止溫度變化導(dǎo)致的變形。
展開(kāi) 顯示器的反光板較其他光學(xué)鏡片體型來(lái)得龐大和沉重，成型難度高，在最后一道制程蒸鍍時(shí)，治具在此就顯得相對(duì)重要。如何確保治具能發(fā)揮最大功能保護(hù)制品，減少蒸鍍時(shí)的不良率將是本案例的目標(biāo)。日芯科技團(tuán)隊(duì)在模具設(shè)計(jì)前期即透過(guò)Moldex3D協(xié)助檢視及改善問(wèn)題，確保治具的平整度，將變形量能降到最低，提升成型效率，降低模具成本及未來(lái)量產(chǎn)時(shí)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
挑戰(zhàn)
產(chǎn)品平整度
降低開(kāi)發(fā)成本
解決方案
藉由Moldex3D的模擬輔助，日芯團(tuán)隊(duì)能快速地了解并評(píng)估模具設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品平坦度的影響。日芯團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用Moldex3D分析多組主、副流道設(shè)計(jì)、灌點(diǎn)位置及水路設(shè)計(jì)方案，從中獲得最佳設(shè)計(jì)組合。此外，日芯工程師也使用Moldex3D量測(cè)結(jié)點(diǎn)曲線精靈評(píng)估產(chǎn)品變形量，確保產(chǎn)品平整度。同時(shí)，Moldex3D模擬也能考慮材料對(duì)變形量的影響，優(yōu)化產(chǎn)品成型
效益
改善產(chǎn)品平整度近85%
減少昂貴的修模及設(shè)計(jì)變更成本
減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)間
案例研究
本案例之治具產(chǎn)品分為兩個(gè)組件：本體及上蓋(圖一)，二者體積差異極大，且必須共模成型。
圖一 本案例治具產(chǎn)品包括本體(左)與上蓋(右)兩個(gè)組件
決定治具設(shè)計(jì)后，日芯團(tuán)隊(duì)首先預(yù)測(cè)可行的模具結(jié)構(gòu)，包含兩版模及三版模的模型。分析包括各種流道及澆口設(shè)計(jì)(圖二)，并以量測(cè)節(jié)點(diǎn)來(lái)測(cè)量平坦度及收縮距離(圖三)。此分析目的是希望得到高效率的充填，以及可縮短周期、縮小產(chǎn)品變形的流動(dòng)路徑方案。
圖二 不同的流道與澆口設(shè)計(jì)
圖三 以量測(cè)節(jié)點(diǎn)來(lái)測(cè)量平坦度(左)及收縮距離(右)
根據(jù)平坦度及收縮距離結(jié)果，以及考慮上蓋和下蓋必須共模成型，因此澆口設(shè)計(jì)上必須保留足夠的空間給上蓋。最后選擇的流道設(shè)計(jì)如圖四所示。
圖四 最終決定的流道設(shè)計(jì)
接下來(lái)日芯團(tuán)隊(duì)希望決定適合的冷卻水路設(shè)計(jì)。
展開(kāi) 近期針對(duì)一個(gè)卡簧的安裝過(guò)程做了優(yōu)化，采用的優(yōu)化方法為將卡簧的最小收縮直徑變大，故其對(duì)應(yīng)的安裝治具臂厚由原來(lái)的1.30mm降低至0.60mm。
故需要驗(yàn)證治具推進(jìn)卡簧的過(guò)程中，能否承受卡簧收縮造成的外擴(kuò)力。
我們?cè)趦?yōu)化設(shè)計(jì)中得出插入力最大為126N，如圖所示。
摩擦系數(shù)設(shè)置為0.15，故推進(jìn)過(guò)程中最大的正向力為126/0.15,因其接觸面積為73.827mm^2,故也可算出其壓力為11.378Mpa。
我們有兩種方法模擬。1.軸對(duì)稱方式仿真；2.3D實(shí)體方式。
實(shí)際仿真結(jié)果表明兩者結(jié)果基本一致，3D實(shí)體方式的結(jié)果應(yīng)力會(huì)稍微大一點(diǎn)。
治具材料為45號(hào)鋼，彈性模量為210Gpa，泊松比0.31.
將正向力施加到中間部位產(chǎn)生的應(yīng)力最大，軸對(duì)稱方式結(jié)果為82.3Mpa，3D實(shí)體方式結(jié)果為90.1Mpa。遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于屈服強(qiáng)度，其變形也很小（0.00322mm).故0.60mm的臂厚沒(méi)有問(wèn)題。
采用軸對(duì)稱方式模擬卡簧在治具內(nèi)推進(jìn)的過(guò)程.
展開(kāi) ▲昆山研華園區(qū)
研華工廠生產(chǎn)過(guò)程中需要大量使用非標(biāo)定制件——PCB定位治具。過(guò)去，這些治具主要采用委托外加工，并使用電木材質(zhì)，通過(guò)CNC加工的方式完成。然而，隨著時(shí)間的推移，在使用CNC外協(xié)過(guò)程中的問(wèn)題逐漸增多了起來(lái)。
首先，加工成本不斷推高——隨著上海經(jīng)濟(jì)輻射圈的逐步擴(kuò)大，昆山當(dāng)?shù)氐姆績(jī)r(jià)和物價(jià)水平不斷升高的同時(shí)，老的CNC操作人員不斷流失，而愿意從事CNC加工的年輕人在減少，導(dǎo)致近兩年CNC加工的費(fèi)用逐年增長(zhǎng)。
其次，委外生產(chǎn)的生產(chǎn)周期往往較長(zhǎng)，通常需要1-2周時(shí)間。當(dāng)面對(duì)需要快速響應(yīng)的客戶需求，往往無(wú)法及時(shí)響應(yīng)并影響交付計(jì)劃。
第三，靈活性受限，傳統(tǒng)的委外形式，一旦圖紙發(fā)出就很難更改，無(wú)法靈活應(yīng)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的迭代，遇到緊急且設(shè)計(jì)變更頻繁的需求，往往只能重新制作。
面對(duì)這些挑戰(zhàn)與困難，研華昆山工廠MPM栗經(jīng)理一直在尋找新的技術(shù)與方案進(jìn)行改善。一次與總部同事的技術(shù)交流時(shí)，談到了這個(gè)問(wèn)題，總部同事當(dāng)時(shí)就給他推薦了3D打印技術(shù)。
在橫向?qū)Ρ攘硕嗉?D打印設(shè)備之后，研華購(gòu)入了Raise3D Pro2 Plus的設(shè)備，對(duì)于當(dāng)時(shí)的這個(gè)決定，栗經(jīng)理還是比較滿意的：“當(dāng)時(shí)別人給我推薦的是另外一款國(guó)外的設(shè)備，我們前前后后做了多項(xiàng)調(diào)研，最后選擇了Raise3D Pro2 Plus。”
展開(kāi) 裝好一個(gè)分歧管夾后，并用限位撥片將其固定在工裝治具上，能有效減少尺寸變異量，方便加工，提升產(chǎn)品加工過(guò)程質(zhì)量（如圖6）。
圖6 管夾固定治具加限位撥片簡(jiǎn)圖
4 多功能治具選用
在治具線束工裝板圖繪制時(shí)，圖紙局部輔材（扎扣、管夾等）較多，致使該部位工裝治具密集，操作人員在線束整理過(guò)程中非常不便，考慮線束加工過(guò)程的便捷性，在治具較為密集位置，采用伸縮卡釘?shù)姆绞娇蓽p少某一區(qū)域治具的密集度，為操作人員預(yù)留出空間。
伸縮卡釘治具的在線束工裝板上需求孔徑與普通卡釘治具需求的孔徑差異較大，在工裝板圖繪制初期標(biāo)明各類卡釘需求鉆孔大小，同時(shí)標(biāo)明所使用的鉆頭型號(hào)，提升加工過(guò)程的便捷性（如圖7）
圖7 伸縮卡釘
5 總結(jié)
通過(guò)以上論述，結(jié)合實(shí)際加工實(shí)踐。線束加工線束工裝板直接影響產(chǎn)品加工的過(guò)程質(zhì)量，工裝板圖繪制的完善性、準(zhǔn)確性和使用的直觀性、便捷性均對(duì)產(chǎn)品的加工過(guò)程起著至關(guān)重要的影響。
工裝板上治具的使用情況依據(jù)客戶的特性而定，針對(duì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)變更頻次低，訂單量穩(wěn)定，線束中輔材（扎扣、管夾等）較多的產(chǎn)品，建議使用帶工裝治具的線束工裝板，可以使加工過(guò)程一致性好，產(chǎn)品加工質(zhì)量穩(wěn)定性高。
展開(kāi) 
治具的最新內(nèi)容
3、【通過(guò)工裝治具差消除驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的偏差和誤差】
我們可以在產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，增加工裝治具來(lái)消除驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的偏差和誤差。
例如上節(jié)中提到的焊接式連接的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，因?yàn)楹附狱c(diǎn)的位置定位容易出現(xiàn)偏差，我們可以在焊接工藝的環(huán)節(jié)增加彈性的焊接治具或自動(dòng)化裝置。
我們可以根據(jù)我們的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)定好一個(gè)絕對(duì)位置，然后給驅(qū)動(dòng)鈦絲一個(gè)動(dòng)態(tài)彈性的相對(duì)位置，接下來(lái)實(shí)施焊接工藝。
3、【焊接式連接的影響】
我們的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)如果采用的是焊接式的連接方式，財(cái)哥建議焊接時(shí)候增加對(duì)鈦絲的散熱裝置，一般采用銅、鋁等治具或裝置。
我們的電烙鐵溫度一般是300°上下，手工焊接或自動(dòng)化點(diǎn)焊在端子頭部的時(shí)候，熱傳導(dǎo)可能會(huì)讓鈦絲根部產(chǎn)生較高的溫度，使得鈦絲發(fā)生局部熱處理定型的現(xiàn)象。
工裝基底：可搭配各類夾具、治具，作為流水線工裝定位基礎(chǔ)平臺(tái)。
四、裝配平臺(tái)和檢驗(yàn)平臺(tái)區(qū)別
裝配平臺(tái)側(cè)重承重、裝夾固定和重型裝配作業(yè)，臺(tái)面多開(kāi)設(shè) T 型槽，結(jié)構(gòu)剛性更強(qiáng)，承載力更大，精度以實(shí)用裝配標(biāo)準(zhǔn)為主。
檢驗(yàn)平臺(tái)主打高精度檢測(cè)、精和密劃線作業(yè)，臺(tái)面為光滑無(wú)槽平面，精度等級(jí)更高，整體更側(cè)重平面度精和準(zhǔn)度設(shè)計(jì)，無(wú)法承受長(zhǎng)期重型重壓與強(qiáng)和力裝夾。
核心優(yōu)勢(shì)：
氣動(dòng)柔順夾持：沃華慧通的微跌落設(shè)備采用氣動(dòng)治具，避免了金屬夾具對(duì)耳機(jī)外殼的劃傷，保證測(cè)試前樣品的“初始完美性”。
高頻率重復(fù)性：針對(duì)耳機(jī)需要進(jìn)行的“反復(fù)跌落”測(cè)試（如300次不間斷），設(shè)備能夠保證電機(jī)驅(qū)動(dòng)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行下的高度精度穩(wěn)定性，避免因機(jī)械疲勞導(dǎo)致測(cè)試高度偏離。
通過(guò)更換不同治具測(cè)試頭，配合三軸伺服機(jī)械手插補(bǔ)聯(lián)動(dòng)，再搭配氣缸及各類定制化治具，能夠?qū)崿F(xiàn)按壓、勾拉、推壓、旋擰等多種動(dòng)作，完美適配車窗開(kāi)關(guān)的按壓勾拉、組合開(kāi)關(guān)的多檔位調(diào)節(jié)、多功能方向盤按鍵的觸發(fā)等不同類型開(kāi)關(guān)的測(cè)試需求。
制造測(cè)試設(shè)備：電源電子開(kāi)關(guān)制造設(shè)備、電源電子開(kāi)關(guān)測(cè)試系統(tǒng)、電源測(cè)試治具、安規(guī)測(cè)試儀表、電磁兼容設(shè)備、灌膠設(shè)備、點(diǎn)膠設(shè)備、老化測(cè)試設(shè)備、電子負(fù)載等。監(jiān)控系統(tǒng)、輔助設(shè)計(jì)軟件、電源綜合解決方案、電源測(cè)試服務(wù)、安規(guī)認(rèn)證及其它電源管理相關(guān)軟件等,電源安裝工程及用具等。
感謝您對(duì)本屆展會(huì)的參會(huì)和支持，謹(jǐn)祝參展成功！
、變壓器測(cè)試儀器、變壓器/電感器繞線設(shè)備及絕緣線材等；
電源配套產(chǎn)品類：各類電源用元器件（二三極管/整流器、可控硅、IGBT/MOS管、電阻、電容等）、功率半導(dǎo)體、電容器、濾波器、示波器、保護(hù)器、PDU插座、電抗器、電源線、溫控器、繼電器、散熱器及風(fēng)扇、鋰電池、蓄電池、電源模塊盒體/機(jī)殼/機(jī)箱/機(jī)柜、連接線端子等；
電源制造設(shè)備及輔助材料類：電源/電池制造設(shè)備、電源/電池測(cè)試系統(tǒng)、電源測(cè)試治具
銅端子）、外殼（工程塑料PPS、PBT、高溫尼龍）、清洗劑等；
2、2、設(shè)備及配件：真空焊接爐、貼片機(jī)、固晶機(jī)、引線鍵合機(jī)、X-ray、推拉力測(cè)試機(jī)、等離子清洗設(shè)備、點(diǎn)膠機(jī)、絲網(wǎng)印刷機(jī)、超聲波掃描設(shè)備、動(dòng)靜態(tài)測(cè)試機(jī)、點(diǎn)/灌膠機(jī)、銀燒結(jié)設(shè)備、垂直固化爐、甲酸真空共晶爐、自動(dòng)封蓋設(shè)備、高速插針機(jī)、彎折設(shè)備、超聲波焊接機(jī)、視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備、推拉力測(cè)試機(jī)、高低溫沖擊設(shè)備、功率循環(huán)測(cè)試設(shè)備、打標(biāo)機(jī)、檢驗(yàn)平臺(tái)、治具等
總成可包括：
CNC 零件 + 緊固件組裝
金屬與塑料一體化結(jié)構(gòu)
機(jī)器人、自動(dòng)化、測(cè)試設(shè)備用子組件
高精度治具夾具
模塊化產(chǎn)品（噴涂、陽(yáng)極氧化、電鍍、激光打標(biāo)集成）
為什么組件總成如此重要？
1階段：將試片用夾具或治具水平固定住，將本生燈以與水平成 20±5 度移動(dòng)到試片下方，火焰內(nèi)焰的尖端接觸樣品底部中心點(diǎn)燃燒 5±0.5 秒后，移開(kāi)本生燈 5±0.5 秒，重復(fù)此動(dòng)作五次，在第五次燃燒后移開(kāi)并觀察記錄試片是否有破洞損壞。
