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COB芯片高速离心固定治具核心设计目标

谢小姐    2025-09-05 02:41:43    32次浏览

1. 治具核心设计目标

高刚性 & 高强度:必须能承受高速旋转产生的巨大离心力而不发生形变或断裂。

的动平衡:这是关键的一点。任何微小的不平衡在高速下都会产生剧烈振动,轻则导致离心失败,重则损坏离心机甚至引发安全事故。

定位与可靠固定:必须将COB PCB板牢牢固定,防止其在离心力作用下移位、弹出或损坏。

材料兼容性与洁净度:材料不能产生粉尘、析出化学物质,以免污染COB产品。通常需采用铝合金、不锈钢或高性能工程塑料。

高通量与易用性:设计应便于操作员快速、准确地取放产品,提高生产效率。

安全性:必须有防呆设计和失效保护(如防松脱机制)。

2. 关键设计考虑因素

离心机参数:首先必须明确离心机的型号、转速(RPM)、离心力(×g)、转子类型(水平转子还是角转子?)、转子的尺寸和承载能力。

COB产品规格:PCB板的尺寸、厚度、形状、重量以及每批次需要离心的数量。

固定方式:

夹紧式:使用弹簧压片、螺丝压条等方式从顶部压住PCB。这是常用且可靠的方式。

卡槽式:治具上开有的卡槽,PCB插入其中,依靠侧壁和底部在离心力方向上提供支撑。对尺寸精度要求极高。

组合式:结合以上两种方式,提供稳固的固定。

材料选择:

主体材料:7075航空铝合金(强度高、重量轻、易于做动平衡加工),其次是6061铝合金。对于腐蚀性环境,可选316不锈钢,但重量较大。

压紧部件:可使用弹簧钢压片、尼龙螺丝等,避免划伤PCB。

动平衡实现:

治具设计需尽可能对称。

加工完成后,必须在动平衡机上进行校准。通过在不平衡点去重(钻孔)或配重(加平衡螺丝/配重块)的方式达到高标准(通常要求达到G2.5或更高等级)。

3. 治具设计方案示例(用于水平转子)

设计名称:多层可调式COB离心治具

结构组成:

治具底座:

采用整体式7075铝合金铣削而成。

底部有与离心机转子连接的快换接口(例如,可适配的螺栓孔或卡扣结构)。

底座上设计有多个平行的T型槽或安装孔位,用于固定立柱。

立柱与层板:

立柱:多根高强度不锈钢立柱,垂直固定在底座上,作为整个框架的支撑。

层板:若干层铝合金层板(可根据产品高度调整数量),通过精密轴承或衬套套在立柱上。层板之间由间隔柱分隔开,保证足够的空间。

锁紧机构:每层层板都有锁紧螺丝(如蝶形螺丝),可在高度调整后锁死在立柱上,防止高速时晃动。

产品固定模块(核心):

每个产品位是一个独立的单元,安装在层板上。

底部定位:一个与COB PCB外形匹配的仿形托架,用于承托PCB。托架边缘有微小凸起,防止PCB水平移动。

顶部压紧:一个弹簧加载的压杆或带扭簧的压片。操作员只需轻轻抬起压杆,放入PCB,松开后压杆在弹簧力作用下自动压住PCB边缘(无元件和线路的区域)。离心力越大,压得越紧。

材料:压杆与PCB接触部分使用PEEK或尼龙等非金属耐磨材料,防止压伤焊盘或线路。

动平衡配置:

治具在出厂前已完成整体动平衡校准。

底座上预留有配重螺纹孔,如果在放入产品后(尤其是非满负载时)需要微调平衡,可以在指定位置安装不同重量的配重螺丝。

安全设计:

防呆设计:压杆只有完全压下才能启动离心机的安全锁逻辑(可通过微动开关与离心机联锁)。

透明保护罩:治具可配备一个轻质透明的PC或PMMA罩子,万一有零件碎裂可将其 containment 在治具内部。

4. 使用流程建议

检查:使用前检查治具各部件有无松动或损伤,特别是压紧机构。

加载:将COB板放入仿形托架中,确保压紧装置压覆在安全区域。

平衡:对称地放置产品。如果无法放满,必须在对称位置放置配重块(与产品重量相当)以保持平衡。

安装:将整个治具平稳、牢固地安装到离心机转子上。

运行:关闭离心机盖,设置参数(转速、时间),启动。

卸载:离心结束后,待转子完全停止,再打开机盖,取出治具和产品。

5. 总结

设计一个的COB高速离心固定治具是一个系统性的工程问题,需要综合考量机械工程、材料学和动力学。

关键的三点是:

安全的固定,防止产品飞脱。

极高精度的动平衡,确保运行平稳。

兼容性与洁净度,不能引入任何污染或损伤。

建议与专业的治具设计制造商或有精密机械加工能力的团队合作,将您的具体需求(离心机型号、产品图纸、工艺参数)与他们沟通,共同完成设计和动平衡测试,以确保万无一失。

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