华为终端工装类夹具设计规范.docx

密级：内部公开DKBA 2980-2012.3DKBAH技术有限公司内部技术规范DKBA 2980-2012.3终端工装类夹具设计规范2013年1月10日发布 2013年1月10日实施H技术有限公司H Technologies Co., Ltd.版权所有 侵权必究All rights resered修订声明Reision declaration本规范拟制与解释部门：产品工程工艺部本规范的相关系列规范或文件：相关国际规范或文件一致性：其它规范或文件：相关规范或文件的相互关系：规范号主要起草部门专家主要评审部门专家修订情况DKBA 2980-2012.3终端产品工程工艺部肖剑 00134722李延豪 00203582易斌 00202252终端供应链制造工程部：周保清 00128602终端研发管理部叶青松 00112495刘颉 00146600郭钜添 00137595终端供应链制造工程部：胡荣峰 0064591贾琪 0042581终端供应链制造管理部：邱冰山 0056516第一版，无升级更改信息。DKBA 6086-2012.0终端产品工程与验证部李延豪 00203582易斌 00202252吴勇 00213611制造SBG工装设计部初春宇 00046666张云巧 00189727包荣谋 00187286制造SBG 工装设计部符达安 00051701终端产品工程与验证部成英华 00128360肖剑 00134722刘颉 00146600郭钜添 00137595罗荣 00164401终端供应链制造工程部：胡荣峰 0064591贾琪 0042581终端供应链制造管理部：邱冰山 0056516TQC夏兴华66537第二版修改夹具定位设计修改材质要求修改TP压合夹具设计增加压合设备要求修改夹具验收规范修改TP点胶保压夹具设计修改热熔夹具设计增加TP居中装配夹具设计规范增加TP&天线压合夹具的防RCV/SPK漏装设计要求增加FPC贴合夹具设计规范增加RCV/摄像头组装定位夹具设计规范增加TP/电池组装定位夹具设计增加摄像头FPC预折弯夹具设计规范终端产品工程与验证部易斌 00202252吴勇 00213611制造SBG工装设计部初春宇 00046666制造SBG 工装设计部符达安 00051701包荣谋 00187286终端产品工程与验证部成英华 00128360肖剑 00134722刘颉 00146600郭钜添 00137595罗荣 00164401曾斌 00183115吕静 0017334李延豪 00203582终端供应链制造工程部：胡荣峰 0064591贾琪 0042581终端供应链制造管理部：邱冰山 0056516TQC夏兴华66537钱涌 49724第2.1版修改锁螺钉夹具设计修改压天线&TP夹具设计修改摄像头预折弯夹具设计修改组装夹具验收规范新增TP拆卸夹具设计新增吸笔和同轴线装配工具设计目 录Table of Contents 终端工装类夹具设计规范11工装类夹具通用设计原则101.1工装夹具设计要素：101.2工装夹具设计制作的精度101.3夹具可加工性111.4夹具的强度要求111.5夹具防静电要求和环保要求111.6组装防呆设计要求111.7夹具的可操作性、安全性111.8零件夹紧要求121.9工件易放置、易拆卸121.10防刮伤要求122工装夹具设计规范132.1常用夹具材料132.2材料加工精度132.3夹具表面处理142.4夹具定位设计142.5紧固件设计152.6电气部分设计152.7夹具Logo153终端手机产品常用夹具设计标准173.1锁螺钉夹具173.2TP压合夹具193.3天线压合夹具：233.4TP泡棉贴合夹具253.5热熔夹具273.6TP点胶定位夹具313.7TP点胶预压夹具323.8TP点胶保压夹具343.9支撑定位夹具363.10RCV/摄像头组装定位夹具373.11电池组装定位夹具383.12摄像头FPC预折弯夹具383.13TP拆卸夹具403.14吸笔&同轴线装配工具424终端MBB与接入融合产品常用夹具设计标准444.1锁螺钉治具444.2热熔夹具444.3贴装夹具444.4TP压合夹具454.5TP居中装配夹具454.6TP居中装配夹具455工装夹具验收及维护规范485.1工装夹具验收规范485.2夹具维护规范505.3夹具使用寿命516图纸优先级说明51表目录表格 1常用夹具材料性质13表格 2 常用夹具材料及加工精度13表格 3常用夹具材料表面处理14表格 4锁螺钉夹具设计要求表18表格 5 TP压合夹具零组件设计要求表20表格 6 压合机选用21表格 7 终端标准气压机规格参数23表格 8 天线压合夹具零组件要求24表格 9 4边定位方式TP泡棉贴合夹具零组件设计要求表27表格 10 销钉+真空吸定位方式TP泡棉贴合夹具零组件设计要求表27表格 11热熔夹具零组件设计要求30表格 12TP点胶夹具零组件设计要求32表格 13TP点胶预压夹具零组件设计要求34表格 14TP点胶保压夹具零组件设计要求36表格 15摄像头预折弯夹具零组件设计要求39表格 16 TP拆卸夹具零组件设计要求42表格 17 TP居中装配夹具零组件设计要求47表格 18 工装夹具验收Checklist50表格 14夹具点检、保养周期51图目录图表 1 夹具外轮廓定位方式14图表 2锁螺钉夹具装配图17图表 3锁螺钉夹具爆炸图17图表 4 TP压合夹具装配图19图表 5 TP压合夹具爆炸图20图表 6 终端32型标准气压机22图表 7 终端63型标准气压机22图表 8 天线压合夹具组装图23图表 9天线压合夹具爆炸图24图表 10 TP贴合夹具装配图25图表 11 TP贴合夹具爆炸图26图表 12热熔夹具装配图28图表 13热熔夹具爆炸图28图表 12顶部热熔夹具装配图29图表 13侧面热熔夹具装配图29图表 16TP点胶定位夹具装配图31图表 17TP点胶夹具爆炸图31图表18 TP点胶预压夹具32图表19 TP点胶预压夹具爆炸图33图表 20TP点胶保压夹具装配图34图表 21 TP点胶保压夹具爆炸图35图表 22 支撑定位夹具装配图36图表 23 RCV组装定位夹具装配图37图表 24 TP组装定位夹具装配图38图表 25 摄像头预折弯夹具装配图39图表 26 TP拆卸夹具装配图40图表 27 TP拆卸夹具爆炸图41图表 28 吸笔装配图42图表 29 同轴线装配工具43图表 30数据卡锁螺钉夹具44图表 31 dome手动贴合夹具45图表 32 大尺寸的dome贴合夹具45图表 33 TP居中装配夹具装配图46图表 34 TP居中装配夹具爆炸图46终端工装类夹具设计规范范围Scope:本标准主要适合于H公司终端公司产品工装夹具的设计制作。简介Brief introduction：本标准规定了H公司终端公司研发和生产的工装夹具结构方案、材料、工艺、精度等技术要求，并规定了夹具的制作标准和相关文档资料在实际实用中，如出现对标准理解不一致或标准中未涉及缺陷定义的情况，由研发DFX、供应链、供应商三方商讨定义解决。本文仅对工装类夹具的设计、制作、验收、使用和维护等方面作出要求。关键词Key words工装 夹具 工件 ESD EHS术语和定义Term&Definition：缩略语Abbreiations英文全名Full spelling中文解释Chinese explanation（机构）自由度degree of freedom of mechanism机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目（亦即为了使机构的位置得以确定，必须给定的独立的坐标的数目防呆Poka-yoke（Fool-proofing）一种预防矫正的行为约束手段，运用避免产生错误的限制方法，让操作者不需要花费注意力、也不需要经验与专业知识即可直觉无误完成正确的操作。夹具JIG我司通常把测试用的夹具称为夹具，组装用的夹具称为工装。在此统称为夹具。夹具指在生产制造、维修过程中用来固定加工对象，如终端单板、整机、组件等，使之占有正确的位置，以接受组装、检测、加载、维修的装置。如测试夹具、加载夹具、维修夹具、焊接夹具、检验夹具、打螺钉夹具等。夹具通常由定位元件（确定被加工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置 、连接元件，如探针，射频线以及夹具体（夹具底座）等组成。EHS管理体系EHSEHS管理体系是环境管理体系(EMS)和职业健康安全管理体系(OHSMS)两体系的整合。环境、职业健康安全管理体系，简称EHS管理体系，EHS是环境 Enironment、健康Health、安全Safety的缩写。 1 工装类夹具通用设计原则1.1 工装夹具设计要素：1、 足够的定位和尺寸精度2、 良好的可加工性3、 足够的强度和刚度、耐磨损度4、 满足防静电要求（ESD）和环保要求（RoHS）5、 组装防呆要求6、 操作、调节的灵活性、安全性7、 工件夹紧的可靠性8、 工件易放置、易拆卸9、 防刮伤要求1.2 工装夹具设计制作的精度1.2.1 夹具的制作精度：& 根据夹具元件的功用及装配要求不同，可将夹具零件分为四类：第一类是直接与工件/产品接触，并确定工件的位置和形状，主要包括定位块，定位销等元件；第二类是各种导向件，此类元件虽然不和定位工件直接接触，但它确定第一类元件的位置；第三类属于内部结构互相配合的夹具元件，如传动元件、扣合件；第四类是不影响工件位置，也不与其他元件相互配合，如夹具的底座、保护罩& 对以上四类零件的加工精度要求是：12341.2.2 夹具装配基准原则：& 夹具装配基准应该是夹具上一个独立的基准表面、轴或线，其他元件的位置只对此表面或线进行调整和修配；& 尽量选用加工精度高的表面或线作为装配基准1.2.3 夹具定位原则：& 自由物体在空间直角坐标系当中有六个自由度，及X，Y，Z三个轴向的平移自由度和三个绕轴的转动自由度。& 工件的六个自由度均被限制的定位叫做完全定位，被限制的自由度小于六个的为不完全定位，在保证定位精度的前提下限制的自由度应尽可能少& 在选用两个或过多的方式限制一个自由度的情况称为过定位，夹具过定位容易导致夹紧时工件的变形或偏移，影响工件定位精度，是不合理的设计。& XY方向如果是不规则轮廓优先用肋定位1.3 夹具可加工性& 夹具的整体构成减少特殊定制零件，应尽量采用各种标准件和通用件；& 减少特殊加工工艺和不必要的辅助元件，加快夹具制作速度和降低费用；& 各种专用零件和部件形状应该容易制造和测量，装配和调试方便；& 夹具设计便于夹具零件更换、维护，对于易损耗、易失效零件，采用独立装配设计，便于夹具零件更换、维护，节省夹具维护成本；& 夹具的各元件原材料成本合理、易于常规加工方式实现（优先选择线切割、机械加工工艺,减少如电火花、冲压、开模等工艺）1.4 夹具的强度要求& 夹具上与工件接触配合的定位元件要有足够强度，应力集中的位置选用高刚性材料，保证螺纹、铆接、粘接部分有足够的配合长度或面积；& 频繁摩擦、重要配合部分零件要求采用高表面硬度的材质（如不锈钢），必要情况下增加热处理提升表面硬度，或增加润滑剂，减少配合件之间的磨损；& 夹具表面不可存在生锈等腐蚀情况；1.5 夹具防静电要求和环保要求& 一级静电防护区域要求（一般夹具防静电要求以此为准）：表面电阻Rs：1 x 106Rs 1 x 109, 摩擦电压100V& 二级静电防护区域要求：表面电阻Rs： 1 x 104Rs1 x 1011,ESD 摩擦电压500V;对夹具材料要求按照一级静电防护区域要求材料需符合RoHS环保要求，铅（Pb）、镉（Cd)、汞(Hg)、六价铬（Cr+6）、多溴联苯（PBBs)、多溴联苯醚（PBDEs)不超出规定的含量1.6 组装防呆设计要求& 工件放置在夹具内的方向和位置要有唯一性：1、销钉防呆：3个销钉防呆或直径不一样的两个销钉防呆2、外形防呆：外形设计不对称防呆（例如方形设计成缺角）3、标识防呆：夹具外观上设计文字和图形标识，文字及图形标识需简单易理解；1.7 夹具的可操作性、安全性1.7.1 可操作性要求：1.夹具设计需保证操作者有足够操作空间，并有良好的视野可观察到组装过程；2.夹具操作动作最少化、操作路径最短化、疲劳强度最小化；3.设计自动感应装置：如微动开关，光学感应元件等，提升自动化程度，减少手工操作；4.夹具整体设计上外观尽量均匀、对称，便于库存摆放1.7.2 安全性要求：1.夹具设计须充分考虑操作者在安放、操作、拿取过程中的避让空间，避免组装中受伤；2.夹具外观避免尖利特征设计，棱角处倒圆角，避免碰撞受伤3.对于气动/电控夹具设计双手启动按钮设置以防止误启动造成意外4.电控元件或电路用电控箱密闭（如电子阀、电路板等）5.对于传动类零件设计防护罩保护（如气缸、马达等）6.对于压合类治具，设计滑轨控制进出，避免直接在压头下作业7.增加安全标示（如标示人离位时断电源）1.8 零件夹紧要求1.8.1 零件夹紧：零件在工装中定位后不移动、不变形、不震动。对夹具夹紧机构设计要求：1.夹紧作用准确、处于夹紧状态时能保持自锁，保证夹紧定位的可靠；2.夹紧动作快速省力，夹紧时不损伤夹具表面或造成夹具变形3.夹紧件保证足够的刚性和强度1.8.2 为达成零件夹紧的可靠性，通常可以采用以下设计方式；1.设计零件与夹具的紧配合；2.通过真空泵产生空气吸力固定工件3.设计翻盖、滑动等结构，压紧工件1.9 工件易放置、易拆卸1.9.1 指零组件放置到夹具上能够快速定位夹紧、并且在完成装配后，能够以较为便捷快速的方式与夹具分离，同时不易造成损伤。对终端产品，通常要求零组件固定到夹具、以及从夹具中取出的时间不超过3秒。1.9.2 为达成夹具的易拆卸效果，通常可以有以下设计方式：1.夹具设计取手位（手指避让空间）；2.装夹部件利于开启；如采用磁铁、弹簧扣、氮气开关等标准元件3.设计气动元件，通过开关控制1.10 防刮伤要求1.10.1 为避免刮伤产品以符合产品外观检验要求，同时考虑夹具制作成本和寿命，针对不同的表面接触可选择不同的材料或粗糙度防刮伤1.对于高光电镀、抛光、烤高光漆等高光亮面定位防刮伤材料需用软硅胶（硬度50-60）或钢材抛光，粗糙度Ra0.05um2.对于普通烤漆、磨砂的表面接触防刮伤材料可用硬度80的软硅胶或表面粗糙度Ra0.05mm一般用塑钢,定位精度0.05mm一般用钢材抛光）3.对于咬花、PCB或者其他无严格防刮伤要求的接触材料用电木或铝合金即可，粗糙度Ra3.2um2 工装夹具设计规范2.1 常用夹具材料& 工装夹具及设备选用的材料须符合H公司公司的环保标准要求，根据生产数量及产品特点可选择以下几种类型材料：名称(俗称)规格/牌号密度表面电阻防静电电木PF2、A61.45g/cm31x 106Rs 1 x 109防静电赛钢POM1.45g/cm31x 106Rs 1 x 109铝合金7075、60612.69g/cm3Rs1x 104不锈钢SUS304SUS440C7.75g/cm3Rs1x 104中碳钢45#钢7.85g/cm3Rs1x 104黄铜C2680(H65)C2600(H70)C2700(H62)8.85g/cm3Rs1x 104铍铜C172008.85g/cm3Rs1x 104硅橡胶/密度可调1x 106Rs 1 x 109聚氨酯橡胶/1.45g/cm31x 106Rs 1 x 109亚克力板/1.2g/cm31x 106Rs3mm导向，加销钉防呆不锈钢淬火处理氮气弹簧管径12mm，杆径4mm,行程28.5mm力度约45N,要求寿命40万次统一安装在夹具右侧定制标准件表格 4锁螺钉夹具设计要求表3.2 TP压合夹具3.2.1 夹具结构方案TP压合夹具主要由上压板、压头、导向轴+衬套、定位底座和支撑底座（有RCV防漏装防反装功能）组成，不允许双工位设计（即不允许一个夹具定位两个产品）指示灯蜂鸣器图表 4 TP压合夹具装配图导向柱微动开关压头TP组件定位底座上压板支撑底座图表 5 TP压合夹具爆炸图3.2.2 零组件设计要求： 考虑共用，上压板、导向轴+衬套、支撑底座、尺寸标准化，防反装漏装电路也可共用，设计压合夹具只需设计压头和定位底座即可 零组件图示设计要求材料/加工规格上压板尺寸标准化189.5*100.5*10mm两端安装台阶厚度4.9+0.05mm装两个伸缩弹性柱力度小于2N，防止压合后压头将TP粘起7075铝合金硬化阳极处理压头厚度10mm外形尺寸比TP单边小0.3mm压头主要压合四周有背胶的区域但单边最小宽度至少3mm，其余中间部分无需压合，开槽深1mm避让底部平面度0.03mm压接面的表面粗糙度Ra3.2m防静电聚氨酯硬度70度导柱+衬套 导柱用于夹具安装的对位导向两导向轴直径大小不同分别为6mm、8mm以防呆选MISUMI标准件定位底座与产品配合间隙0.2+0.02mm尺寸标准化为150*100*15mm单工位设计，只允许定位1个产品不允许支撑TP AA有效显示区域（避让高度间隙1mm）主要支撑受力区域底部及产品边框尽可能多支撑，不允许过支撑或少支撑，支撑高度精度+0.02mm支撑A壳后的TP平面度小于0.03mm取手位长度设定为15mm表面粗糙度Ra1.6m防静电赛钢支撑底座尺寸标准化189.5*100.5*15mm两端安装台阶厚度4.9+0.05mm两个衬套、1个微动开关、1个蜂鸣器、2个指示灯以及1个控制电路板装于底板，要有防RCV漏装&反装功能 7075铝合金阳极处理表格 5 TP压合夹具零组件设计要求表3.2.3 RCV防漏装/反装要求： 原理： RCV的两个触点与电路相连，通过气压机压合后触发微动开关控制此电路的通断来判定是否漏装/反装 1、若RCV漏装/反装则峰鸣器报警且亮红灯 2、若RCV安装正确则亮绿灯 防漏装反装设计要求1. 2个与RCV相连的连接棒需用实心的铜柱，与RCV弹片的干涉量设计为0.3+0.1mm2. 通过RCV的电流小于5mA；3. 夹具底座中镶入USB母头（与夹具绝缘），夹具用2m长的USB线+插头供电，与USB母头连接4. RCV位置对应的底座支撑需要足够，防止产品受压力变形压坏RCV 3.2.4 TP压合设备要求：压合机规格：H公司终端产品要求使用两种标准压合设备：按照缸径大小分为32型标准气压机（气缸为32mm缸径双出力气缸）及63型标准气压机（气缸为63mm缸径气缸）；TP输入压力：TP需求的输入压力需要根据TP双面胶的面积、双面胶单位面积上激活压力进行计算得出压力需求，具体产品之间有差异，以SOP为准；TP实际的输入压力需根据气缸缸径大小、气缸负载率进行计算，再根据TP可承受的压力综合考量设定压合机压力值压合机选用：根据SOP指定压力值，按照下表选择所需气缸缸径的压合机。压力范围低于33.74kgf33.74kgf-67.62kgf65.45kgf-130.9kgf气压机选择使用弹簧结构配合气压机实现；或压合夹具自带小型气缸32mm双出力气缸压合机63mm气缸压合机（超出此压力范围的，建议采用延长压合时间方式，不宜选用更大气缸）行程夹具自选100mm，预留可调位置表格 6 压合机选用1. 接头要求：每个气缸要求安装2个限出型节流调速阀。2. 平台尺寸设定：190mm*100mm （兼容7英寸以内产品）3. 上压板定位方式：全部使用推入式固定结构，设计规格参照H公司要求统一4. 夹具要求：上下模之间用双导向柱及轴套配合定位5. 调压阀要求：要求配置2点表组合（调压阀与油雾器组合）。6. 控制方式：PLC，预留传感器接口7. 安全送料结构：气动送进送出(直径15mm无杆气缸，180mm)8. 开放式压合机设计（无气动送料），必须增加光栅感应器，保证设备安全性终端主要使用如下两种气压机：急停按钮压合气压显示表工作台进给气压显示表上压板操作按钮压合气压调压阀工作台进给气压调压阀上压板 图表 6 终端32型标准气压机急停按钮操作按钮工作台进给气压显示表上压板压合气压显示表压合气压调压阀工作台进给气压调压阀上压板 图表 7 终端63型标准气压机表1 终端标准气压机规格参数ITEM32型标准气压机63型标准气压机整机规格350MM235MM546MM（高）400 MM *330 MM *470 MM (高)工作平台180MM100MM180MM100MM工作气缸32mm双出力气缸，100mm行程32mm缸径气缸，100mm行程允许气流量00.8Mpa00.8Mpa压合高度95MM-135MM可调120mm不可调压合时间0-99秒可调0-99秒可调表格 7 终端标准气压机规格参数3.3 天线压合夹具：3.3.1 夹具结构方案天线压合夹具主要由上压板、压头、导向轴+衬套、定位底座和支撑底座（有SPK防漏装防反装功能）组成，不允许双工位设计（即不允许一个夹具定位两个产品）上压板、导向轴+衬套、支撑底座（包括防漏装功能）设计与压合夹具设计一样，可以共用，只有压头和定位底座不同，后续设计天线压合夹具只需要申购压头和定位底座即可防SPK漏装/反装原理和TP压合夹具一样图表 8 天线压合夹具组装图支撑底座导向轴+衬套定位底座&套筒产品天线压头&挡块上压板 图表 9天线压合夹具爆炸图3.3.2 零组件设计要求上压板、导向轴+衬套、支撑底座参考TP压合夹具设计要求零组件图示设计要求& 材料/加工规格天线压头&挡块保证和产品天线部分完全贴合侧面压合硅胶的侧面厚度至少3mm,但不能干涉到产品侧面压合硅胶需加挡块防张开，挡块尽可能多的挡到硅胶但不允许干涉到产品，需避让热熔柱压头为5060度硅胶挡块用防静电电木定位底座以电池框精定位，配合间隙0.2+0.02mm, B壳四边辅助定位导向，配合间隙0.3+0.03mm尺寸标准化为150*100*15mm受压力位置的底部需要支撑天线馈点需要用聚氨酯支撑压紧防静电赛钢表格 8 天线压合夹具零组件要求3.3.3 SPK防漏装/反装要求： 原理：SPK的两个触点与电路相连，通过气压机压合后触发微动开关控制此电路的通断来判定是否漏装/反装 1、若SPK漏装/反装则峰鸣器报警且亮红灯 2、若SPK安装正确则亮绿灯 防漏装反装设计要求1. 通过SPK的电流小于5mA；2. 夹具底座中镶入USB母头（与夹具绝缘），夹具用2m长的USB线+插头供电，与USB母头连接3. 与SPK相连的连接棒需用实心的铜柱，与SPK弹片的干涉量设计为0.3mm4. SPK位置对应的底座支撑需要足够，防止过压压坏弹片备注：天线压合设备要求同TP压合设备要求一样3.4 TP泡棉贴合夹具3.4.1 夹具结构方案& 按照泡棉来料定位方式不同而分为如下两种定位方式TP泡棉贴合夹具 销钉+真空吸定位方案 4边定位方案图表 10 TP贴合夹具装配图产品支撑底座定位底座产品4边定位方案弹性导向柱可伸缩销钉定位底座销钉+真空吸定位方案图表 11 TP贴合夹具爆炸图3.4.2 4边定位方式TP泡棉贴合夹具零组件设计要求零组件图示设计要求材料/加工规格定位底座厚度：15mm泡棉与定位底座配合间隙设计为0.1+0.02mmTP组件与定位底座配合间隙设计为0.1+0.02mm黑色防静电赛钢弹性导向柱包含4套套筒、导向柱、弹簧限位使定位泡棉沉槽深为2+0.2mm选用标准件支撑底座支撑面与泡棉仿形设计单边比泡棉尺寸小0.1mm铝合金7075阳极处理表格 9 4边定位方式TP泡棉贴合夹具零组件设计要求表3.4.3 销钉+真空吸定位方式TP泡棉