共面度和平面度

1、目 錄一提高認(rèn)識(shí)達(dá)成統(tǒng)一二公差基礎(chǔ)知識(shí)三位置度的定義標(biāo)注及測(cè)量 四平面度的定義設(shè)計(jì)檢測(cè)及制程分析一提高認(rèn)識(shí)達(dá)成統(tǒng)一在連接器中位置度平面度既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)。目前D/T工程部品保部以及臺(tái)北就位置度平面度的標(biāo)注與測(cè)量尚未達(dá)成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。以客戶圖為例從8月9日至8月29日D/T與臺(tái)北來回發(fā)了十多次電子郵件其中討論的一個(gè)重點(diǎn)就是位置度的標(biāo)注。在總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上現(xiàn)制作此報(bào)告希望能有助于提高大家對(duì)位置度平面度的理解。二公差基礎(chǔ)知識(shí)(一) 公差實(shí)際尺寸相對(duì)理論尺寸的允許變化范圍。當(dāng)用實(shí)際尺寸減去理論尺寸時(shí)如果所得差值在公差允許范圍之內(nèi)則該尺寸合格。例如±如果實(shí)際測(cè)得尺寸為則在范圍之內(nèi)故該尺寸合格。

2、公差定義是公差標(biāo)注和測(cè)量的依據(jù)。 小知識(shí)概念是判斷和推理的基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn)。 基準(zhǔn)符號(hào)形位公差符號(hào)的放置1尺寸的下面基準(zhǔn)符號(hào)形位公差符號(hào)的放置2形體的延長(zhǎng)線3尺寸的延長(zhǎng)線尺寸線的延長(zhǎng)線形體的延長(zhǎng)線(三）公差的分類1尺寸公差控制形體大小2形狀公差包括直線度平面度圓度圓柱度線輪廓度曲面輪廓度3位置公差包括定位公差（位置度對(duì)稱度同心度）定向公差（傾斜度平行度垂直度）跳動(dòng)公差（圓跳動(dòng)全跳動(dòng)）（四）公差帶限制實(shí)際要素變動(dòng)的區(qū)域。公差帶采用圖解的方式形象地描述公差。（五）公差原則定義尺寸公差與形位公差的關(guān)系 1.獨(dú)立原則圖樣上給定的形位公差與尺寸公差無關(guān)分別滿足功能要求的公差原則。此原則是形位公差與尺寸公差相

3、互關(guān)系的基本原則。2.相關(guān)原則 2-1.最大實(shí)體原則測(cè)量時(shí)取被測(cè)要素的最大實(shí)體的公差原則如下圖所示左圖為尺寸標(biāo)注右圖為實(shí)際測(cè)量時(shí)的取值2-2.最小實(shí)體原則測(cè)量時(shí)取被測(cè)要素的最小實(shí)體的公差原則2-3.包容原則使實(shí)際要素處處位于理想形狀的包容面之內(nèi)的公差原則。應(yīng)用包容原則時(shí)其形位公差數(shù)值隨著實(shí)際形體尺寸的變化而變化。 以0.6 B-T-B CONN W/POST 40P(M)的孔規(guī)設(shè)計(jì)為例其端子公差如下所示由端子的尺寸公差和位置度公差可知端子允許的變動(dòng)范圍是以其理論位置為中心對(duì)稱的的包容面之內(nèi)因此設(shè)計(jì)孔規(guī)時(shí)公差如下設(shè)計(jì)其公差帶圖如下所示當(dāng)尺寸公差為即尺寸為時(shí)其位置度公差是而當(dāng)其尺寸公差為即尺寸為時(shí)

4、其位置度公差是0。總之該孔的實(shí)際輪廓總是位于以理論位置為中心對(duì)稱的的包容面之內(nèi)。 三位置度的定義標(biāo)注及測(cè)量(一）位置度定義一形體的軸線或中心平面允許自真位置變動(dòng)的范圍即一形體的軸線或中心平面的實(shí)際位置相對(duì)理論位置的允許變動(dòng)范圍。 定義軸線或中心曲面的意義在于避開形體尺寸的影響。（二）位置度的三要素 1.基準(zhǔn) 2.理論位置值 3.位置度公差值 不同的產(chǎn)品其結(jié)構(gòu)不同位置度的標(biāo)注方式也會(huì)有所不同但”萬變不離其宗”只要抓住了位置度的這三個(gè)要素任何位置度的標(biāo)注都迎刃而解（三）位置度公差帶 位置度公差帶是一以理論位置為中心對(duì)稱的區(qū)域(四）位置度的標(biāo)注與測(cè)量 4- B-T-B CONN W/POST(M)

5、40P位置度標(biāo)注與測(cè)量測(cè)量步驟一對(duì)端子進(jìn)行編號(hào)二找基準(zhǔn) 1.方法一先測(cè)出左柱寬然后第一次置中歸零（測(cè)量右柱寬也一樣）再測(cè)量其到右柱兩邊的距離進(jìn)行第二次置中歸零2.方法二如圖測(cè)出尺寸L1L2L3的實(shí)際值則C/2=(a+b)/4=(L3+L2-L1)/4三以中心線左邊第二根端子為例測(cè)出實(shí)際尺寸D1(0.82)D2(1.02)根據(jù)位置度公差定義DE=abs(Da-Dt) =abs(D1+D2)/2-Dt)=abs(0.82+1.02)/2-0.90其中DE表示實(shí)際偏差(deviation) abs表示絕對(duì)值(absoluteness) Da表示實(shí)際位置尺寸 (actual dimension) Dt

6、表示理論位置尺寸對(duì)于不同的端子它們的理論位置尺寸是不同的測(cè)量時(shí)測(cè)量者須自行計(jì)算(theoretical dimension)注意位置度沒有正負(fù)之分但有時(shí)為區(qū)別其方向公式中的D1D2Dt以基準(zhǔn)為零線采用正負(fù)符號(hào)。 此外根據(jù)上面公式我們還可以推出另一種測(cè)量方法但我個(gè)人還是推薦采用上述方法因?yàn)橄旅孢@種方法多了一次置中歸零置中歸零不僅測(cè)量繁瑣而且會(huì)增加測(cè)量誤差。 從基準(zhǔn)開始往待測(cè)端子移動(dòng)理論位置值然后置中歸零最后再測(cè)量端子兩端的距離。 DE=abs(Da-Dt) =abs(D1+D2)/2-Dt) = abs(d1+ Dt) +( Dt-d2)/2-Dt) =abs(d1-d2)/2=abs(0.12

7、-0.08)/2四制作位置度公差表 對(duì)于不同的產(chǎn)品其位置度不一樣公差表也不一樣建議由產(chǎn)品工程師為產(chǎn)品專門設(shè)計(jì)一份位置度公差表。下面是0.6 B-T-B CONN W/POST（M） 40P的位置度公差表。 4-2.IDE 44P位置度標(biāo)注與測(cè)量IDE 44P端子在如圖方向上具有以下特點(diǎn)排數(shù)少（只有兩排）每排端子數(shù)量多（達(dá)22PIN）長(zhǎng)度值為端子材厚值對(duì)于不同的端子其值差異極小因此我們可把上排端子和下排端子分別看成兩個(gè)整體。下面以下排端子為例介紹其測(cè)量方法一測(cè)出角柱垂直方向上的實(shí)際尺寸然后置中歸零二往下偏移理論位置值然后歸零三分別找出位置向上和向下偏離最大的端子測(cè)出其端子上下表面的距離并測(cè)出端子

8、實(shí)際材厚值下排端子的位置度最大偏差為max（DE1DE2）位置度的標(biāo)注與測(cè)量對(duì)于存在著兩個(gè)位置度一個(gè)是端子錫腳的位置度此位置度以POST為基準(zhǔn)用于控制端子錫腳與與PCB板的配合現(xiàn)其位置度公差另一個(gè)是端子接觸區(qū)域的位置度此位置度以KEY為基準(zhǔn)用于控制端子接觸區(qū)域與對(duì)插件的配合現(xiàn)其位置度公差。對(duì)于第一個(gè)位置度其標(biāo)注方式已統(tǒng)一對(duì)于第二個(gè)位置度有如下兩種標(biāo)注方式第一種標(biāo)注方式直接測(cè)量采用這種方式測(cè)量時(shí)直接對(duì)124根端子接觸區(qū)域一一測(cè)量其位置度由于端子接觸區(qū)域是包在主體內(nèi)部其測(cè)量繁瑣困難 。第二種標(biāo)注方式間接測(cè)量由于端子是下料成型且插在主體插槽中插槽控制了端子的平面度因此只須控制KEY相對(duì)POST的位置

9、度與端子錫腳相對(duì)POST的位置度相應(yīng)地也就控制了端子接觸區(qū)域相對(duì)KEY的位置度且其測(cè)量誤差相對(duì)直接測(cè)量極其微小。建議采用此種標(biāo)注方式。4-4.位置度的其它標(biāo)注與測(cè)量 此位置度的公差帶是以理論位置為中心的直徑為的圓。對(duì)于每根端子測(cè)出其水平位置度Th和垂直位置度Tv后須再驗(yàn)證其是否滿足公式Th²+Tv²0.15²。(一）平面度的定義 曲面輪廓度一表面允許作單向的或雙向的輪廓均勻變移的區(qū)域。平面度其實(shí)是曲面輪廓度的一種特例。在連接器設(shè)計(jì)中我們將端子TAB(或LATCH)的表面看成一整體由于其要求相對(duì)PCB的表面在之內(nèi)的平行區(qū)域之內(nèi)故平時(shí)我們將此三者的曲面輪廓度叫做平面度

10、。(二）平面度設(shè)計(jì)（1）成品設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)成品平面度時(shí)除了要將其輪廓變化范圍限制在的公差帶范圍之內(nèi)外還須限制該公差帶的傾斜角度。在連接器設(shè)計(jì)中通過限制該公差帶的位置來限制其傾斜角度一般將其限制在范圍之內(nèi)。下面的設(shè)計(jì)要求。2）零件設(shè)計(jì)要求 分析成品的總平面度時(shí)可將其分為兩個(gè)平面度一個(gè)是端子的平面度另一個(gè)是TAB(或LATCH)的平面度。為保證成品的平面度對(duì)于不同的連接器由于其結(jié)構(gòu)不同對(duì)其零件制造組裝的要求也會(huì)有所不同。以為例其端子下料成型插在塑料里面端子的平面度取決于塑料的平面度因此要求塑料的平面度在之內(nèi)對(duì)于LATCH當(dāng)治具壓入時(shí)由于錫腳是主要受力點(diǎn)LATCH將如圖方向傾斜為此設(shè)計(jì)時(shí)LATCH的

11、錫腳采用負(fù)公差。(三）平面度的檢測(cè)（1）平面度檢測(cè)治具使用方法 對(duì)于SMT型連接器必須將其平面度嚴(yán)格控制在之內(nèi)。由于利用投影機(jī)測(cè)量平面度繁瑣為提高生產(chǎn)效率專門設(shè)計(jì)制作了平面度檢測(cè)治具。利用此治具檢測(cè)成品當(dāng)平面板推進(jìn)和退出時(shí)若成品被帶動(dòng)則此成品的平面度NG。下面以MINI PCI為例具體介紹其使用方法。1. 利用平面板2將成品推至最左邊然后輕輕退出若成品通過LOWER CONTACT被拉出則此成品NG 2. 利用平面板1輕輕推動(dòng)成品直至其頂邊將成品頂平然后輕輕退出若成品通過UPPER CONTACT或LATCH被拉出則此成品NG 3. 輕輕推進(jìn)平面板1若成品通過UPPER CONTACT或LAT

12、CH被推動(dòng)則此成品NG 4.利用平面板1將成品推至最右邊然后退出推動(dòng)平面板2直至其頂邊將成品頂平然后退出最后輕輕推進(jìn)平面板2若成品通過LOWER CONTACT被推動(dòng)則此成品NG。(2）平面度的測(cè)量基準(zhǔn)如上圖所示測(cè)量平面度時(shí)以P1P2P3等不同平面為基準(zhǔn)則所測(cè)得的平面度值顯然也不同。在這些基準(zhǔn)面中只有以最終放置面或配合面為基準(zhǔn)所測(cè)得的平面度才是被測(cè)面的有效平面度值。方法一將成品放在平行板上在臥式投影機(jī)上測(cè)量測(cè)量端子LATCH(或TAB)的最大平面度值（當(dāng)有臥式投影機(jī)時(shí)推薦采用此種方法） 方法二將成品放在立式投影機(jī)下找出所有端子LATCH(或TAB)最高的兩者然后以其為基準(zhǔn)測(cè)量其最低點(diǎn)所測(cè)得的值即為平面度值。利用此方法不僅測(cè)量麻煩而且由于成品的傾斜測(cè)量時(shí)往往會(huì)看到兩排端子位置明顯偏離。 （四）平面度的制程分析 在制樣過程中應(yīng)結(jié)合平面度檢測(cè)治具和臥式投影機(jī)進(jìn)行分析。下面以為例介紹其檢測(cè)及分析過程。 （1）用平面度檢測(cè)治具先檢測(cè)插上端子但未插LATCH時(shí)的半成品發(fā)現(xiàn)其可通過