连接器的位置度和平面度

1、12目 錄一提高認識達成統一二公差基礎知識三位置度的定義標注及測量 四平面度的定義設計檢測及制程分析3一提高認識達成統一 在連接器中位置度平面度既是重點又是難點。目前就位置度與平面度D/T存在以下問題 1.工程部的產品工程師對位置度和平面度理解不夠透彻標注時部分標注不合理無法指導品保員（包括FAI）正確測量尺寸 2.品保部的品保員（包括FAI）對位置度和平面度理解不深入部分標注看不懂無法初步判定圖面正誤測量方法有多種無法判定其正誤并選取最優方法。 現制作此報告希望能有助于提高大家對位置度與平面度的認識。BACK4二公差基礎知識(一) 公差實際尺寸相對理論尺寸的允許變化範圍。當用實際尺寸減去理論

2、尺寸時如果所得差值在公差允許範圍之內則該尺寸合格。例如30.000.05如果實際測得尺寸為30.03則30.03-30.00=0.03在-0.050.05範圍之內故該尺寸合格。公差定義是公差標注和測量的依據。 小知識概念是判斷和推理的基礎和出發點。 5二公差基礎知識(二)基准為計算或參考的目的設定一實體上的點線平面柱軸等是精確的根據它們工件上其他形狀的位置和几何關系才得以確立。基准表面基准形體都是用以建立基准的真實工件表面或形體故它們仍有著表面或形體不精密的地方。符號-A-小經驗基准就像是物理上的參照物。6二公差基礎知識基准符號形位公差符號的放置1尺寸的下面7二公差基礎知識基准符號形位公差符號

3、的放置2形體的延長線3尺寸的延長線尺寸線的延長線形體的延長線8二公差基礎知識(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（位置度對稱度同心度）定向公差（傾斜度平行度垂直度）跳動公差（圓跳動全跳動）9二公差基礎知識（四）公差帶限制实际要素变动的区域。公差帶采用圖解的方式形象地描述公差。（五）公差原则定義尺寸公差與形位公差的關系 1.独立原则图样上给定的形位公差与尺寸公差无关分别满足功能要求的公差原则。此原则是形位公差与尺寸公差相互关系的基本原则。10二公差基礎知識2.相关原则 2-1.最大实体原则测量时取被测要素的最大实体的公

4、差原则如下图所示左图为尺寸标注右图为实际测量时的取值11二公差基礎知識2-2.最小实体原则测量时取被测要素的最小实体的公差原则12二公差基礎知識 2-3.包容原则使实际要素處處位于理想形状的包容面之内的公差原则。应用包容原则时其形位公差数值随着实际形体尺寸的变化而变化。 以0.6 B-T-B CONN W/POST 40P(M)的孔规设计为例其端子公差如下所示13二公差基礎知識 由端子的尺寸公差和位置度公差可知端子允许的变动范围是以其理论位置为中心对称的0.32的包容面之内因此设计孔规时公差如下设计14二公差基礎知識15二公差基礎知識其公差带图如下所示16二公差基礎知識 当尺寸公差为-0.02

5、即尺寸为0.28时其位置度公差是0.04而当其尺寸公差为0.02即尺寸为0.32时其位置度公差是0。总之该孔的实际轮廓总是位于以理论位置为中心对称的0.32的包容面之内。 BACK17三位置度的定義標注及測量(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的范圍即一形體的軸線或中心平面的實際位置相對理論位置的允許變動范圍。 定義軸線或中心曲面的意義在于避開形體尺寸的影響。18三位置度的標注與測量（二）位置度的三要素 1.基准 2.理論位置值 3.位置度公差值 不同的產品其結構不同位置度的標注方式也會有所不同但”萬變不離其宗”只要抓住了位置度的這三個要素任何位置度的標注都迎刃而解。19三位

6、置度的標注與測量（三）位置度公差帶 位置度公差帶是一以理論位置為中心對稱的區域。 從圖上可以看出一旦實際測得的尺寸超過0.05則該尺寸NG。20三位置度的標注與測量(四）位置度的標注與測量 4-1.0.6 B-T-B CONN W/POST(M) 40P位置度標注與測量21三位置度的標注與測量測量步驟一對端子進行編號22三位置度的標注與測量第一次置中歸零第二次置中歸零二找基准 1.方法一先测出左柱宽1.00然后第一次置中归零（测量右柱宽也一样）再测量其到右柱两边的距离14.2514.95进行第二次置中归零23三位置度的標注與測量2.方法二如圖測出尺寸L1L2L3的實際值則C/2=(a+b)/4

7、=(L3+L2-L1)/424三位置度的標注與測量三以中心線左边第二根端子为例测出实际尺寸D1(0.82)D2(1.02)根据位置度公差定义DE=abs(Da-Dt) =abs(D1+D2)/2-Dt)=abs(0.82+1.02)/2-0.90 =0.020.0525三位置度的標注與測量其中DE表示实际偏差(deviation) abs表示绝对值(absoluteness) Da表示实际位置尺寸 (actual dimension) Dt表示理论位置尺寸对于不同的端子它们的理论位置尺寸是不同的测量时测量者须自行计算(theoretical dimension)26三位置度的標注與測量注意位置

8、度沒有正負之分但有時為區別其方向公式中的D1D2Dt以基准為零線采用正負符號。 此外根据上面公式我们还可以推出另一种测量方法但我个人还是推荐采用上述方法因为下面这种方法多了一次置中归零置中归零不仅测量繁琐而且会增加测量误差。 27三位置度的標注與測量 從基准開始往待測端子移動理論位置值然后置中歸零最后再測量端子兩端的距離。 DE=abs(Da-Dt) =abs(D1+D2)/2-Dt) = abs(d1+ Dt) +( Dt-d2)/2-Dt) =abs(d1-d2)/2=abs(0.12-0.08)/2 =0.020.0528三位置度的標注與測量四制作位置度公差表 對于不同的產品其位置度不一

9、樣公差表也不一樣建議由產品工程師為產品專門設計一份位置度公差表。下面是0.6 B-T-B CONN W/POST（M） 40P的位置度公差表。 BACK29三位置度的標注與測量30三位置度的標注與測量4-2.IDE 44P位置度標注與測量IDE 44P端子在如圖方向上具有以下特點排數少（只有兩排）每排端子數量多（達22PIN）長度值為端子材厚值對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整體。下面以下排端子為例介紹其測量方法。31三位置度的標注與測量一测出角柱垂直方向上1.70的实际尺寸然后置中歸零二往下偏移理論位置值2.00然后归零32三位置度的標注與測量三分别找出位

10、置向上和向下偏离最大的端子测出其端子上下表面的距离并测出端子实际材厚值DE1=d1-T/2=0.15-0.20/2=0.05DE2=d2-T/2=0.17-0.20/2=0.07下排端子的位置度最大偏差为max（DE1DE2）=0.070.10BACK33三位置度的標注與測量4-3.MINI PCI 4.0H位置度的標注與測量 對于MINI PCI 4.0H存在著兩個位置度一個是端子錫腳的位置度此位置度以POST為基准用于控制端子錫腳與與PCB板的配合現其位置度公差0.18另一個是端子接觸區域的位置度此位置度以KEY為基准用于控制端子接觸區域與對插件的配合現其位置度公差0.3。對于第一個位置度

11、其標注方式已統一對于第二個位置度有如下兩種標注方式34三位置度的標注與測量第一種標注方式直接測量 采用這種方式測量時直接對124根端子接觸區域一一測量其位置度由于端子接觸區域是包在主體內部其測量繁瑣困難 。35三位置度的標注與測量第二種標注方式間接測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POST的位置度與端子錫腳相對POST的位置度相應地也就控制了端子接觸區域相對KEY的位置度且其測量誤差相對直接測量極其微小。建議采用此種標注方式。BACK36三位置度的標注與測量4-4.位置度的其它标注与测量 BACK37三位置度的標注與測量 此位置度的公差帶是以理論

12、位置為中心的直徑為0.30的圓。對于每根端子測出其水平位置度Th和垂直位置度Tv后須再驗証其是否滿足公式Th+Tv0.15。BACK38四平面度的定義設計檢測及制程分析(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域。平面度其實是曲面輪廓度的一種特例。在連接器設計中我們將端子TAB(或LATCH)的表面看成一整體由于其要求相對PCB的表面在0.1mm之內的平行區域之內故平時我們將此三者的曲面輪廓度叫做平面度。39四平面度的定義設計檢測及制程分析(二）平面度設計（1）成品設計要求 設計成品平面度時除了要將其輪廓變化范圍限制在0.10mm的公差帶范圍之內外還須限制該公差帶

13、的傾斜角度。在連接器設計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0.20范圍之內。下面MINI PCI 4.0H的設計要求。40四平面度的定義設計檢測及制程分析41四平面度的定義設計檢測及制程分析（2）零件設計要求 分析成品的總平面度時可將其分為兩個平面度一個是端子的平面度另一個是TAB(或LATCH)的平面度。為保証成品的平面度對于不同的連接器由于其結構不同對其零件制造組裝的要求也會有所不同。以MINI PCI 4.0H為例其端子下料成型插在塑膠里面端子的平面度取決于塑膠的平面度因此要求塑膠的平面度在0.05之內。 42四平面度的定義設計檢測及制程分析 對于LATCH當治具壓入

14、時由于錫腳是主要受力點LATCH將如圖方向傾斜為此設計時LATCH的錫腳采用負公差。43四平面度的定義設計檢測及制程分析44四平面度的定義設計檢測及制程分析(三）平面度的檢測（1）平面度檢測治具使用方法 對于SMT型連接器必須將其平面度嚴格控制在0.1之內。由于利用投影機測量平面度繁瑣為提高生產效率專門設計制作了平面度檢測治具。利用此治具檢測成品當平面板推進和退出時若成品被帶動則此成品的平面度NG。下面以MINI PCI為例具體介紹其使用方法。45四平面度的定義設計檢測及制程分析 1. 利用平面板2將成品推至最左邊然后輕輕退出輕輕退出若成品通過LOWER CONTACT被拉出則此成品NG 2.

15、 利用平面板1輕輕推動成品直至其頂邊將成品頂平然后輕輕退出輕輕退出若成品通過UPPER CONTACT或LATCH被拉出則此成品NG 3. 輕輕推進輕輕推進平面板1若成品通過UPPER CONTACT或LATCH被推動則此成品NG 4.利用平面板1將成品推至最右邊然后退出推動平面板2直至其頂邊將成品頂平然后退出最后輕輕輕輕推進推進平面板2若成品通過LOWER CONTACT被推動則此成品NG。46四平面度的定義設計檢測及制程分析平面板1平面板247四平面度的定義設計檢測及制程分析(2）平面度的測量基准 如上圖所示測量平面度時以P1P2P3等不同平面為基准則所測得的平面度值顯然也不同。在這些基准

16、面中只有以最終放置面或配合面為基准所測得的平面度才是被測面的有效平面度值。48四平面度的定義設計檢測及制程分析方法一將成品放在平行板上在臥式投影機上測量測量端子LATCH(或TAB)的最大平面度值（當有臥式投影機時推荐采用此種方法） 49四平面度的定義設計檢測及制程分析方法二將成品放在立式投影機下找出所有端子LATCH(或TAB)最高的兩者然后以其為基准測量其最低點所測得的值即為平面度值。利用此方法不僅測量麻煩而且由于成品的傾斜測量時往往會看到兩排端子位置明顯偏離。 50四平面度的定義設計檢測及制程分析（四）平面度的制程分析 在制樣過程中應結合平面度檢測治具和臥式投影機進行分析。下面以MINI PCI 4.0H為例介紹其檢測及分析過程。 （1）用平面度檢測治具先檢測插上端子但未插LATCH