玻璃与前框压合治具的设计分析
目录
引言 1
一、压合治具的设计依据 2
（一）压合治具的功能及要求 2
（二）压合治具的设计总述 3
二、压合治具的定位底座的设计 3
（一）前框的特点及定位底座的材料选择 3
（二）定位底座的尺寸规格确定 5
（三）定位底座治具的建模分析 5
三、电气控制部分的设计 10
（一）下压块的选择与压合控制 10
（二）电气的综合运用 14
（三）治具防呆的设计 16
总结 18
参考文献 19
谢辞 20
引言
随着时代的进步和科技的发展，我国的工业发展也正在走向全面化、科技化，尤其改革开放以来，中国的工业发展和先进的制造业已经为全世界所认可，许多工业产品的产量在世界上名列前茅，电冰箱、电视机、显示器等的产量更是傲居世界首位，我国工业技术水品有了很大的提高，已初步形成了门类齐全的工业体系。
治具，这是一个在工业领域常被用到的辅助工具，在工业时代前就已被广泛使用，包括机械治具、木工治具、焊接治具、珠宝治具、以及其他领域。某些类型的治具也称为“模具”或“辅具”，其主要目的是为重复性和准确的重复某部分的重制，因此治具着重在工作和导引工具。
在进入自动化和数控系统机器后，治具也被越来越多的设计成能够自动化控制，其科技含量也越来越高，要求设计人员不但有机械方面的知识，同时也要有电控方面的知识。
一、压合治具的设计依据
（一）压合治具的功能及要求
玻璃与前框压合治具的设计，旨在完美的协助显示器的组装，显示器的前框与玻璃需压合后与机台进行组合，一个完整的治具设计需经过方案检讨设计图纸 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
采购报价厂商选定下订单治具制作治具验收治具入库。
然而在这一过程中，企业往往对产品有严格的规格要求：
1、玻璃与前框的压合受力是否均匀
2、玻璃与前框的周边间隙
3、压合时间的控制
4、产品刮伤磨损的控制
为了能提高压合后的质量与产量，我们需要设计一款压合治具来协助作业人员生产。因此，此款压合治具需满足如下特点：
1、符合产品尺寸等各方面要求
2、操作简单，易懂易学
3、便于维护保养维修
4、设计成本合理
5、安全性高
治具进行设计时需要考虑能够准确有效的把工件固定，在轮番生产时一旦改变程序，在其相关的设备上能便于调整改善，另外在不使用时的存放保管场所与涉及到治具外周形状尺寸的关系都需要考虑到。
在设计治具时应该考虑到以下几点：
1、了解产品设计图上的设计数据，应该在产品的制造结构中能符合所要求的性能和精度。
2、应使工件在机构上便于组装、拆卸，容易进行加工作业。
3、在结构上应具有足够的刚性，便于运输管理。
4、应让操作人员感觉到作业安全性和可靠性都高的构造、形状。
5、应是具有经济性的构造。
6、应尽量考虑模治具构成部件的标准化。
治具在设计上应保证八大原则：
1、保证品质要求
2、提升作业效率
3、保证作业安全性
4、加工设备选择最方便
5、成本最优
6、材质使用正确
7、加工图纸正确性
8、治具方便管理
治具的设计要遵循的原则：1、不要求功能多，但要求操作方便，这是治具设计的首要原则 2、能够达到加工要求 3、治具配件呢的互换性要好 4、制作成本的考量。
（二）压合治具的设计总述
由于治具涉及到的知识很多，产品的精密程度也不可忽视，于是便需要在制作治具时规划出一份详细的设计方案。
治具设计方案如图1-1所示。
图1-1 治具设计方案图
二、压合治具的放前框底座的设计
（一）前框的特点及定位底座的材料选择
1、前框材料的分析
前框的材料是市面上最常用的酚醛塑料(简写PF)， 酚醛塑料是世界上最早实现工业化生产的塑料，至今已有80年的历史。PF塑料在我国热固性塑料中占第一位，随着改性PF塑料的发展及成型加工工艺上的改革，PF塑料已进入工程塑料的行列，扩大了应用领域。苯酚与甲醛的混合物在浓盐酸或浓氨水的催化下沸水浴加热，即可生成酚醛树脂。在酸性条件下生成的是热塑性酚醛树脂，在碱性条件下生成的是热固性酚醛树脂。
这种材料的前框的耐热性和抗磨损性极好，因此被广泛的用于部分前框的制作上。
前框模型如图2-1所示。
图2-1 产品前框
2、前框的结构分析
前框的长为140mm，宽160mm，其玻璃的尺寸仅为120x80mm，根据其特点，治具的制作必须考虑到产品受压时的稳定，前框上的6个定位柱的位置可用以与治具形成配合，在治具的相应位置设计定位孔可有效的解决产品在治具上的滑动，以便更好的、简单的操作。
3、定位底座的材料选择
由于治具要经过产品无数次的摩擦，故而需要选择合适的材料来做治具的定位座，综合考虑可靠性和价格因素，选择碳素钢作为本次设计的材料。图2-2为各型号碳素钢的对比：
图2-2 各型号碳素钢对比表
根据上表信息，选择牌号为ZG230-450的材料作为治具底座的材料，原因如下：
1、价格较合金钢更为低廉
2、抗拉强度较高
3、受温度影响小，不易变形
4、焊接性良好
（二）定位底座的尺寸规格确定
底座定位治具的外形设计为和产品前框形状吻合的长方形特征，其长度为152mm，宽度为114mm，高6mm，这样尺寸设计的目的是为了能够更好的满足产品的尺寸要求，长度上两边均比前框尺寸多6mm，且以两条定位边固定前框，以保证前框不会左右移动，宽度上的尺寸却小于前框，则是考虑到前框的放置与拿取的方便，治具的总体高度设为6mm，主要是根据到前框的高度为6mm，保证前框在受压过程中不会与底座间产生挤压和摩擦，确保产品质量。
考虑到治具在使用过程中，治具边角会对作业人员造成划伤，故而将治具的四角进行倒圆角，在特征中使用“圆角”达到这一目的。
以上步骤完成后，底盘的模型就出来了，接着需要在底盘上绘制凸台，绘制凸台的作用主要是用来卡前框，起到定位的作用。此时，之前的基准面已经不能够再次被利用了，需要新建一个基准面，该基准面的作用是用来绘制凸台的草图，所以该基准面需绘制在拉伸底盘之上。
凸台的作用是用来卡住前框，防止其移动，凸台的形状为迎合前框而设计，根据前框的特点，凸台的总长度设计为112mm，宽度为84mm，高度为6mm，设计为以上尺寸便足以保证，前框能够得到准确的定位。
引言 1
一、压合治具的设计依据 2
（一）压合治具的功能及要求 2
（二）压合治具的设计总述 3
二、压合治具的定位底座的设计 3
（一）前框的特点及定位底座的材料选择 3
（二）定位底座的尺寸规格确定 5
（三）定位底座治具的建模分析 5
三、电气控制部分的设计 10
（一）下压块的选择与压合控制 10
（二）电气的综合运用 14
（三）治具防呆的设计 16
总结 18
参考文献 19
谢辞 20
引言
随着时代的进步和科技的发展，我国的工业发展也正在走向全面化、科技化，尤其改革开放以来，中国的工业发展和先进的制造业已经为全世界所认可，许多工业产品的产量在世界上名列前茅，电冰箱、电视机、显示器等的产量更是傲居世界首位，我国工业技术水品有了很大的提高，已初步形成了门类齐全的工业体系。
治具，这是一个在工业领域常被用到的辅助工具，在工业时代前就已被广泛使用，包括机械治具、木工治具、焊接治具、珠宝治具、以及其他领域。某些类型的治具也称为“模具”或“辅具”，其主要目的是为重复性和准确的重复某部分的重制，因此治具着重在工作和导引工具。
在进入自动化和数控系统机器后，治具也被越来越多的设计成能够自动化控制，其科技含量也越来越高，要求设计人员不但有机械方面的知识，同时也要有电控方面的知识。
一、压合治具的设计依据
（一）压合治具的功能及要求
玻璃与前框压合治具的设计，旨在完美的协助显示器的组装，显示器的前框与玻璃需压合后与机台进行组合，一个完整的治具设计需经过方案检讨设计图纸 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
采购报价厂商选定下订单治具制作治具验收治具入库。
然而在这一过程中，企业往往对产品有严格的规格要求：
1、玻璃与前框的压合受力是否均匀
2、玻璃与前框的周边间隙
3、压合时间的控制
4、产品刮伤磨损的控制
为了能提高压合后的质量与产量，我们需要设计一款压合治具来协助作业人员生产。因此，此款压合治具需满足如下特点：
1、符合产品尺寸等各方面要求
2、操作简单，易懂易学
3、便于维护保养维修
4、设计成本合理
5、安全性高
治具进行设计时需要考虑能够准确有效的把工件固定，在轮番生产时一旦改变程序，在其相关的设备上能便于调整改善，另外在不使用时的存放保管场所与涉及到治具外周形状尺寸的关系都需要考虑到。
在设计治具时应该考虑到以下几点：
1、了解产品设计图上的设计数据，应该在产品的制造结构中能符合所要求的性能和精度。
2、应使工件在机构上便于组装、拆卸，容易进行加工作业。
3、在结构上应具有足够的刚性，便于运输管理。
4、应让操作人员感觉到作业安全性和可靠性都高的构造、形状。
5、应是具有经济性的构造。
6、应尽量考虑模治具构成部件的标准化。
治具在设计上应保证八大原则：
1、保证品质要求
2、提升作业效率
3、保证作业安全性
4、加工设备选择最方便
5、成本最优
6、材质使用正确
7、加工图纸正确性
8、治具方便管理
治具的设计要遵循的原则：1、不要求功能多，但要求操作方便，这是治具设计的首要原则 2、能够达到加工要求 3、治具配件呢的互换性要好 4、制作成本的考量。
（二）压合治具的设计总述
由于治具涉及到的知识很多，产品的精密程度也不可忽视，于是便需要在制作治具时规划出一份详细的设计方案。
治具设计方案如图1-1所示。
图1-1 治具设计方案图
二、压合治具的放前框底座的设计
（一）前框的特点及定位底座的材料选择
1、前框材料的分析
前框的材料是市面上最常用的酚醛塑料(简写PF)， 酚醛塑料是世界上最早实现工业化生产的塑料，至今已有80年的历史。PF塑料在我国热固性塑料中占第一位，随着改性PF塑料的发展及成型加工工艺上的改革，PF塑料已进入工程塑料的行列，扩大了应用领域。苯酚与甲醛的混合物在浓盐酸或浓氨水的催化下沸水浴加热，即可生成酚醛树脂。在酸性条件下生成的是热塑性酚醛树脂，在碱性条件下生成的是热固性酚醛树脂。
这种材料的前框的耐热性和抗磨损性极好，因此被广泛的用于部分前框的制作上。
前框模型如图2-1所示。
图2-1 产品前框
2、前框的结构分析
前框的长为140mm，宽160mm，其玻璃的尺寸仅为120x80mm，根据其特点，治具的制作必须考虑到产品受压时的稳定，前框上的6个定位柱的位置可用以与治具形成配合，在治具的相应位置设计定位孔可有效的解决产品在治具上的滑动，以便更好的、简单的操作。
3、定位底座的材料选择
由于治具要经过产品无数次的摩擦，故而需要选择合适的材料来做治具的定位座，综合考虑可靠性和价格因素，选择碳素钢作为本次设计的材料。图2-2为各型号碳素钢的对比：
图2-2 各型号碳素钢对比表
根据上表信息，选择牌号为ZG230-450的材料作为治具底座的材料，原因如下：
1、价格较合金钢更为低廉
2、抗拉强度较高
3、受温度影响小，不易变形
4、焊接性良好
（二）定位底座的尺寸规格确定
底座定位治具的外形设计为和产品前框形状吻合的长方形特征，其长度为152mm，宽度为114mm，高6mm，这样尺寸设计的目的是为了能够更好的满足产品的尺寸要求，长度上两边均比前框尺寸多6mm，且以两条定位边固定前框，以保证前框不会左右移动，宽度上的尺寸却小于前框，则是考虑到前框的放置与拿取的方便，治具的总体高度设为6mm，主要是根据到前框的高度为6mm，保证前框在受压过程中不会与底座间产生挤压和摩擦，确保产品质量。
考虑到治具在使用过程中，治具边角会对作业人员造成划伤，故而将治具的四角进行倒圆角，在特征中使用“圆角”达到这一目的。
以上步骤完成后，底盘的模型就出来了，接着需要在底盘上绘制凸台，绘制凸台的作用主要是用来卡前框，起到定位的作用。此时，之前的基准面已经不能够再次被利用了，需要新建一个基准面，该基准面的作用是用来绘制凸台的草图，所以该基准面需绘制在拉伸底盘之上。
凸台的作用是用来卡住前框，防止其移动，凸台的形状为迎合前框而设计，根据前框的特点，凸台的总长度设计为112mm，宽度为84mm，高度为6mm，设计为以上尺寸便足以保证，前框能够得到准确的定位。
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