【固定夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)6100字（論文）】

固定夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)TOC\o"1-3"\h\u第1章引言 第1章引言在機(jī)械制造過(guò)程中，為了提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，經(jīng)常借助工藝設(shè)備，將工件快速準(zhǔn)確地固定在機(jī)床上，進(jìn)行切削、檢查、裝配、焊接等工序。完成了它是工藝系統(tǒng)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中.裝置通常由定位元件（確定裝置中零件的正確位置）、夾緊裝置、導(dǎo)向工具（確定刀具與工件之間的相對(duì)位置或?qū)蚬ぞ叩姆较颍┙M成，分離器（用于在一次安裝過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行多個(gè)工作場(chǎng)所的處理，包括旋轉(zhuǎn)分離器和線性移動(dòng)分離器）、連接元件和端子（緊固件）等。各種產(chǎn)品的加工和運(yùn)輸與制造業(yè)中機(jī)床夾具、半導(dǎo)體工業(yè)中的可靠性驗(yàn)證儀器和各種非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的專用夾具等夾具的使用密不可分。良好的夾具不僅大大提高了工作效率，節(jié)省了時(shí)間和人力成本，而且大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。精心設(shè)計(jì)的夾具對(duì)生產(chǎn)、測(cè)試或運(yùn)輸都很重要。但現(xiàn)有的用于測(cè)試電路板的固定夾具,對(duì)電路板進(jìn)行固定夾緊時(shí),操作過(guò)于繁雜，浪費(fèi)時(shí)間降低效率,而導(dǎo)致實(shí)用性得不到提升,且當(dāng)不同規(guī)格的電路板需使用另外的固定設(shè)備來(lái)進(jìn)行固定工作，從而導(dǎo)致使用性得不到提升的問(wèn)題,為此我們提出-種用于測(cè)試電路板的固定夾具。夾具通常由定位元件（確定工件在裝置中的正確位置）、夾緊裝置、刀具調(diào)整導(dǎo)向元件（確定刀具和工件之間的相對(duì)位置或引導(dǎo)刀具方向）組成，分度裝置（使工件能夠在一個(gè)裝置中完成多工位的加工，包括旋轉(zhuǎn)分度裝置和直線移動(dòng)分度裝置）、連接器和裝置（緊固座）等。各種產(chǎn)品的加工和運(yùn)輸離不開(kāi)裝置的使用，例如加工行業(yè)的機(jī)床夾具、半導(dǎo)體行業(yè)的可靠性測(cè)試儀以及各種非標(biāo)準(zhǔn)連接設(shè)備的專用夾具。一個(gè)好的夾具不僅可以大大提高工作效率，節(jié)省時(shí)間成本和人力成本，而且可以大大提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。設(shè)計(jì)良好的設(shè)備對(duì)于生產(chǎn)、測(cè)試或運(yùn)輸具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。第2章設(shè)計(jì)原理隨著先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)和高端產(chǎn)品的出現(xiàn)，電子產(chǎn)品變得越來(lái)越小、越來(lái)越復(fù)雜，印刷電路板趨向于多層、高功能、高密度，這對(duì)PCB測(cè)試提出了更高的要求。常用的測(cè)試方法主要有：固態(tài)測(cè)試、自動(dòng)光學(xué)測(cè)試、飛針測(cè)試等。使用專用針床測(cè)試設(shè)備與電路板上元件之間的接觸，并向電路板的每個(gè)節(jié)點(diǎn)施加一個(gè)小電壓，以檢查電路是否接通和斷開(kāi)，以及元件是否正確安裝。由于需要為印刷電路板設(shè)計(jì)專用針床固定夾具，該測(cè)試方法適用于大規(guī)模生產(chǎn)中印刷電路板的在線測(cè)試。測(cè)試儀和自動(dòng)測(cè)試儀可以測(cè)試組裝好的電路板的性能，并在安裝了元件的電路板組裝過(guò)程中發(fā)現(xiàn)制造缺陷。測(cè)試儀通過(guò)將剛性、細(xì)長(zhǎng)和彈性探針與PCB上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)接觸進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試儀的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程包括緊固設(shè)計(jì)、探頭選擇、鉆孔、鉆孔精度測(cè)試、組裝、針安裝、纏繞、調(diào)試等。軌道鋼輪安裝裝置相對(duì)于軌道軌道中心線左右對(duì)稱布置，由安裝鋼緩沖板、軌道和螺栓三部分組成。基本設(shè)計(jì)原則如下：（1）原則1。鋼制抵板由普通70mm厚的鋼材通過(guò)銑床制成。鋼輪接觸端的接觸片表面半徑由車(chē)輪直徑?jīng)Q定。錨端為垂直面，底部為臺(tái)階式，靠近錨端的部分向上錯(cuò)開(kāi)。在鋼對(duì)接板的錨端背面鉆一個(gè)水平螺栓孔，在中間鉆一個(gè)垂直螺栓孔。螺紋布置在垂直螺栓孔中。鋼軌由厚鋼板制成，加工成L形。頂部設(shè)有螺栓孔?？孜慌c鋼對(duì)接板錨端橫向螺栓孔一致，底部卡入鋼軌L形。（2）原則2。鋼制抵板與鋼軌水平接觸，與軌道輪圓弧接觸。鋼制止動(dòng)板和導(dǎo)軌用鉆孔安裝螺釘固定。鋼墊板和鋼軌在軌道輪的水平方向上通過(guò)鋼軌張力、垂直螺釘和軌道輪壓力的聯(lián)合作用產(chǎn)生的垂直和水平摩擦力固定。2.1固定夾具設(shè)計(jì)測(cè)試固定夾具的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)試速度快，批量測(cè)試成本低。缺點(diǎn)是測(cè)試儀生產(chǎn)周期長(zhǎng)，生產(chǎn)成本高。因此，在設(shè)計(jì)固定設(shè)備時(shí)，應(yīng)考慮測(cè)試成本的控制。制造高密度測(cè)試固定夾具的成本與普通固定夾具的成本非常不同。2.1.1固定夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)PCB的規(guī)格和復(fù)雜性直接影響測(cè)試儀的整體結(jié)構(gòu)?；赑CB設(shè)計(jì)優(yōu)化以降低測(cè)試成本，我們可以開(kāi)始降低制造成本，縮短生產(chǎn)周期。當(dāng)固定夾具的底座、空氣支架、手柄、計(jì)數(shù)器等部件標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化后，可以大大縮短生產(chǎn)周期，保證夾具質(zhì)量的穩(wěn)定性。測(cè)試固定夾具的重量也是設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的一個(gè)重要因素。如果功能得到實(shí)現(xiàn)，重量應(yīng)該最小化。因此，該固定夾具的主體結(jié)構(gòu)可以是鋁合金底座，不僅重量輕，而且外觀美觀。引腳定位通常用于測(cè)試固定夾具和測(cè)試儀、PCB和測(cè)試固定夾具之間，以便于快速定位和拆卸固定夾具和PCB。2.1.2測(cè)試探針的選用在線測(cè)試的針床固定夾具上的測(cè)試探針配有彈簧，電路的每個(gè)編程信號(hào)在電路板上都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)測(cè)試點(diǎn)。測(cè)試夾具探針與PCB上焊盤(pán)測(cè)試點(diǎn)的位置相匹配。當(dāng)測(cè)試固定夾具與PCB對(duì)齊時(shí)，可以通過(guò)將探針連接到焊盤(pán)測(cè)試點(diǎn)來(lái)完成測(cè)試。探頭直徑和SMT引腳的連接點(diǎn)必須不小于9。SMT引腳和元件測(cè)試墊夾緊點(diǎn)處的探頭直徑不得小于0.5mm。一般測(cè)試探頭的規(guī)格為0.5mm、0.75mm、1mm、1.25mm、2.25mm等。探頭類(lèi)型包括尖頭、平頭、邊緣頭、圓頭、冠頭等形狀?？筛鶕?jù)襯墊的類(lèi)型和尺寸選擇合適的探針。探頭的選擇對(duì)測(cè)試固定夾具的成本和質(zhì)量有很大影響。探頭的質(zhì)量主要體現(xiàn)在套管的材質(zhì)、涂層、彈簧、直徑精度和制造工藝上。通常，當(dāng)測(cè)試固定夾具使用頻繁且測(cè)試要求較高時(shí)，可以選擇質(zhì)量較好的探頭；否則，可以選擇普通探頭，以降低測(cè)試固定夾具的成本。2.1.3固定夾具板材的選用常用的測(cè)試固定夾具板材有防靜電膠板、有機(jī)玻璃板、高密度環(huán)氧樹(shù)脂板等，問(wèn)題是鉆頭孔徑大，但用于透明板鉆孔時(shí)不易折斷。高密度環(huán)氧樹(shù)脂板相對(duì)昂貴，但鉆頭不易折斷，具有良好的剛性和韌性。在加工過(guò)程中，環(huán)氧樹(shù)脂板不會(huì)膨脹或收縮，鉆孔精度高。如果鉆孔不準(zhǔn)確，探針套筒與孔之間的距離會(huì)很大，并會(huì)發(fā)生震動(dòng)；此外，探頭孔的直徑較小，孔的數(shù)量較大。因此，探頭板應(yīng)采用高密度環(huán)氧樹(shù)脂板，支撐板和蓋板可選用低成本的有機(jī)玻璃板和防靜電膠粘板。2.1.4壓柱位置和數(shù)量的選擇如果有很多探針，PCB表面會(huì)產(chǎn)生不平衡的壓力，導(dǎo)致PCB變形。嚴(yán)重情況下，探頭無(wú)法接觸被測(cè)表面，導(dǎo)致誤報(bào)。因此，測(cè)試固定夾具帶有壓力柱、密封件、彈簧等。用于緩沖壓力，防止電路板變形。壓力柱位置和數(shù)量的選擇非常重要。如果位置不合適，壓柱會(huì)與PCB組件發(fā)生碰撞；過(guò)多或過(guò)少都會(huì)導(dǎo)致電路板在測(cè)試過(guò)程中變形，因此應(yīng)根據(jù)電路板的復(fù)雜程度正確選擇。立柱壓孔位置精度不高，可采用普通立鉆加工。首先，將鉆孔分配卡附在蓋板上，用外槍定位，然后在臺(tái)鉆上鉆孔，這樣可以減少打標(biāo)過(guò)程，有效縮短生產(chǎn)時(shí)間。2.2測(cè)試固定夾具的制作測(cè)試固定夾具的制作過(guò)程分為采點(diǎn)布針、鉆孔、裝針、繞線、測(cè)試五個(gè)步驟。2.2.1采點(diǎn)布針測(cè)試點(diǎn)的位置和數(shù)量直接影響測(cè)試儀的制造質(zhì)量。CADCAM軟件很容易忽略和選擇多個(gè)點(diǎn)。目前，它們大多使用特殊的檢查點(diǎn)采集軟件來(lái)確保檢查點(diǎn)的可靠性和準(zhǔn)確性。2.2.2鉆孔大多數(shù)PCB需要數(shù)百個(gè)測(cè)試點(diǎn)。在整個(gè)制造過(guò)程中，鉆孔和檢查鉆孔精度尤為關(guān)鍵。出現(xiàn)密集孔洞時(shí)，偏差、缺失或不正確的孔洞可能導(dǎo)致高密度環(huán)氧樹(shù)脂板返工或報(bào)廢。通常探頭孔直徑一般為φ0.5.2.25mm，探頭板厚12mm，支撐板厚5mm，鉆孔難度較大。（1）首先確保鉆井?dāng)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。通常，使用特殊的測(cè)試采樣軟件選擇測(cè)試點(diǎn)，使用AutoCAD軟件檢查所選測(cè)試點(diǎn)與PCB相比有無(wú)漏選、多選和重疊孔。（2）選擇加工機(jī)床。您可以選擇專用加工機(jī)床來(lái)測(cè)試固定夾具和普通數(shù)控機(jī)床。專用機(jī)床價(jià)格昂貴，但效率高，能滿足批量生產(chǎn)的要求。普通數(shù)控機(jī)床的價(jià)格遠(yuǎn)低于專用機(jī)床，普通數(shù)控機(jī)床應(yīng)用廣泛，可以滿足多種產(chǎn)品的加工要求。在選擇普通數(shù)控機(jī)床時(shí)，應(yīng)考慮最大加工尺寸、主軸轉(zhuǎn)速、加工精度、冷卻方式等。探針的孔徑通常根據(jù)探針的速度設(shè)置為12000厘米。（3）選擇鉆頭。選用專用硬質(zhì)合金鉆頭對(duì)測(cè)試固定夾具板材進(jìn)行加工和檢測(cè)，并用彈簧鉗將其夾緊在機(jī)床主軸上?？墒褂门c探頭長(zhǎng)度和寬度相同的4mm厚有機(jī)玻璃板進(jìn)行樣品處理，并根據(jù)PCB檢查偏差和錯(cuò)誤孔，以及時(shí)糾正處理操作。（4）對(duì)于直徑小于1mm的小孔，可在鉆孔前用中心鉆預(yù)鉆中心孔；然后穿兩三次。2.2.3裝針、繞線和測(cè)試探頭堅(jiān)硬、薄且有彈性，有多種規(guī)格。一旦安裝不當(dāng)或變形，探頭就會(huì)報(bào)廢。要分類(lèi)裝針，必須使用專用裝針工具，并且必須逐步執(zhí)行第一個(gè)小針的原則。為確保針座與板面之間的距離，必須使用專用工具。進(jìn)針?biāo)俣缺仨毧?，操作必須精?xì)。安裝完所有探頭后，檢查是否缺少安裝和偏差。如果出現(xiàn)偏差，必須拔出探針，并用拔針工具重新安裝。測(cè)試固定夾具的繞線可以在自動(dòng)繞線機(jī)上完成，也可以手動(dòng)完成。如果是手動(dòng)卷繞，必須準(zhǔn)備卷繞槍、剝皮鉗等工具。繞線時(shí)，必須嚴(yán)格按照接線圖連接，插頭必須清潔牢固。金屬線頭不得暴露在外，以防止與其他探針接觸導(dǎo)致短路。測(cè)試通常在自動(dòng)測(cè)試儀上進(jìn)行，測(cè)試固定夾具通過(guò)probe板背面的插頭連接到測(cè)試系統(tǒng)。此步驟通常通過(guò)氣動(dòng)方式執(zhí)行。能夠準(zhǔn)確檢測(cè)安裝在電路板上的元件的漏裝、錯(cuò)裝、參數(shù)值偏差、電路板開(kāi)路短路、焊點(diǎn)連續(xù)焊接等故障，并發(fā)回故障位置。第3章設(shè)計(jì)內(nèi)容3.1要解決的主要技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型包含一一種夾板固定鋼制抵板。鋼墊板防止履帶輪移動(dòng)，履帶扣件可有效防止履帶輪水平移動(dòng)。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，制造安裝方便，定位準(zhǔn)確，緊固方便可靠，免維護(hù)。3.2技術(shù)方案本次設(shè)計(jì)的技術(shù)方案為：軌道車(chē)輪限位裝置，該限位裝置相對(duì)于軌道中心線對(duì)稱布置，分為三部分：扣件鋼墊板、鋼軌和螺栓扣件鋼墊板與軌道車(chē)輪的接觸面為圓弧形，軌道上端用螺栓牢固地夾在鋼軌上，鋼緩沖板通過(guò)螺栓固定在鋼軌上，鋼軌與鋼緩沖板形成垂直方向，以可靠地抵抗履帶輪，履帶輪水平移動(dòng)。鋼支柱為實(shí)心軌道形狀的特殊縱斷面，通過(guò)螺栓與軌道軌道水平可靠固定。鋼軌兩側(cè)與鋼軌的接觸面用固定螺釘固定在鋼軌上，兩側(cè)的鋼墊板和豎軌牢固地固定在車(chē)輪上，形成一個(gè)整體。為了進(jìn)一步擴(kuò)大電路板固定夾具的應(yīng)用范圍，例如，通過(guò)分析比較該裝置現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)方案，可以同時(shí)固定多個(gè)物體或長(zhǎng)物體，最終形成一個(gè)新的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案：電路板固定夾具的設(shè)計(jì)方案，它可以調(diào)節(jié)高度。高度可調(diào)電路板固定夾具由底座、夾緊裝置和提升裝置組成，如下所示：夾緊裝置：夾緊裝置包括開(kāi)口環(huán)形夾緊框架。所述開(kāi)口兩側(cè)的夾持架上設(shè)有舌片。兩個(gè)舌片位于夾緊環(huán)外，并平行排列。兩個(gè)舌頭都有通孔。兩個(gè)通孔同時(shí)穿過(guò)同一第一個(gè)螺栓的螺釘。第一螺栓的螺紋連接到第一螺母，兩個(gè)舌片夾在第一螺母和第一螺栓的螺母之間。（2）升降裝置：起重裝置包括連接座和立柱，連接座包括側(cè)板和平底板，側(cè)板牢固地連接在底板和夾緊環(huán)的外環(huán)表面之間，底板上設(shè)有通孔，通孔穿過(guò)第二個(gè)螺栓的螺釘，第二螺栓的螺紋連接到第二螺母，底板夾在第二螺母的螺母和第二螺栓的螺母之間，立柱固定在底座上，立柱的上表面設(shè)有螺孔，第二螺栓的螺釘旋入螺孔中。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述夾緊裝置包括用于固定多個(gè)物體或同時(shí)固定較長(zhǎng)物體的多個(gè)物體。連接座的側(cè)板上設(shè)有兩個(gè)部件，第二個(gè)螺栓的螺母位于兩個(gè)側(cè)板之間。底座設(shè)有各種安裝孔，用于固定底座。3.3設(shè)計(jì)特征軌道上設(shè)有1套固定夾具。鋼制抵板壓住葉輪。該附件防止鋼制抵板水平移動(dòng)，以防止葉輪水平移動(dòng)。鋼支柱為實(shí)心軌道形狀的特殊縱斷面，通過(guò)螺栓與軌道軌道水平可靠固定。鋼軌兩側(cè)與鋼軌的接觸面用固定螺釘固定在鋼軌上，兩側(cè)的鋼墊板和豎軌牢固地固定在車(chē)輪上，形成一個(gè)整體。3.4具體實(shí)施方式鋼軌鋼輪在兩側(cè)固定夾具的作用下，能有效避免鋼輪的移動(dòng)，達(dá)到將鋼輪固定在鋼軌上的目的。鋼墊板前端的圓形接觸面半徑根據(jù)軌道車(chē)輪確定，鋼墊板的螺栓孔直徑和尺寸以及前端和錨定端的長(zhǎng)度根據(jù)軌道車(chē)輪的沖擊載荷確定。夾子的長(zhǎng)度、厚度和螺孔直徑根據(jù)軌道車(chē)輪負(fù)載確定，夾子的水平長(zhǎng)度根據(jù)軌道規(guī)格確定。通過(guò)鋼對(duì)接板錨端的橫向螺栓孔和卡子兩側(cè)的螺栓孔擰緊螺栓，將夾軌器底部的L形卡子夾緊，控制卡子的左右位移，大致固定卡子的垂直位移，提供夾具的水平接觸力，并提供夾具左右兩側(cè)的摩擦力；然后通過(guò)垂直螺栓孔設(shè)置螺栓緊固件，固定垂直位移。同時(shí)，增加夾具與軌道之間的垂直接觸力以提供摩擦力，并通過(guò)左右兩側(cè)的聯(lián)合作用和垂直摩擦力為夾具提供錨固力，以防止履帶輪向夾具側(cè)面移動(dòng)。根據(jù)上述電路板固定夾具的技術(shù)方案，圖1所示的結(jié)構(gòu)方案是優(yōu)選方案。1.底座2.固定孔3.連接座4.舌片5.第一螺母6.第一螺栓7.夾持箍8.第二螺栓9.第二螺母10.支柱圖1電路板固定夾具結(jié)構(gòu)示意圖電路板固定夾具的結(jié)構(gòu)方案包括三個(gè)部分：底座1、夾緊裝置和提升裝置。具體結(jié)構(gòu)和工作原理如下：（1）底座底座主要用于支撐，它不僅要承受安裝在上面的各種夾具、零件和工件的重量，還要切割、夾緊以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)。因此，地基必須足夠堅(jiān)固和堅(jiān)硬，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到基礎(chǔ)設(shè)施的制造能力和成本效益，以及操作、裝配和拆卸的方便。根據(jù)上述要求，PCB1安裝底座呈矩形平面形狀，四角為光孔2，用于連接制造過(guò)程中使用的設(shè)備。（2）夾緊裝置夾緊裝置有多種結(jié)構(gòu)形式，通常包括電源、中間傳動(dòng)裝置和夾緊元件。使用夾具時(shí)，在夾緊過(guò)程中，夾具不能從正確位置正確定位工件，并確保工件在裝置上的正確位置在加工過(guò)程中不會(huì)發(fā)生變化，不會(huì)造成夾具變形和工件壓力面損壞。采用于改良后的PCB安裝裝置的鉗位裝置包括開(kāi)口環(huán)鉗位框7，開(kāi)口兩側(cè)的鉗位框7分別設(shè)置板狀舌片4，雙舌片4排列在夾持環(huán)7的環(huán)外的平行，雙舌片4設(shè)有通孔第一伏特6的螺絲同時(shí)貫通兩個(gè)貫通孔，第一伏特6的螺絲與第一螺帽5嵌合，兩個(gè)舌片4被夾在第一螺帽5和第一螺釘6的螺母之間，有兩個(gè)鉗子裝置，在各鉗子裝置的底部設(shè)有升降裝置。（3）升降裝置升降裝置的主要作用是適應(yīng)各種加工裝置的安裝位置，包括連接體3和支架10，連接巢3由兩個(gè)側(cè)板和一個(gè)平面板組成，固定在夾具第七環(huán)表面之間的底板上，底板上有一個(gè)孔，貫穿第二螺栓螺釘8、第二螺栓螺母8位于兩個(gè)側(cè)板之間，第二螺栓8螺紋段連接第二螺母9、第二螺母螺母9和第二螺栓螺母8之間的夾緊底板、第二螺栓8、支柱10附著在基座1上，支柱10的上部向下放置有孔，而第二個(gè)螺栓8的螺紋則插入孔中.第4章結(jié)束語(yǔ)綜上所述，對(duì)于現(xiàn)有電路板固定夾具的缺點(diǎn)，通過(guò)分析其結(jié)構(gòu)方案，形成了一種新的電路板固定夾具設(shè)計(jì)方案和實(shí)施方案，該新的電路板固定夾具設(shè)計(jì)方案和實(shí)施方案在優(yōu)化后在夾具裝置的底部設(shè)置升降裝置，通過(guò)旋轉(zhuǎn)升降裝置的第二伏特來(lái)實(shí)現(xiàn)高度調(diào)整目的提高了該電路板固定夾具的適用范圍。通過(guò)