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變壓器骨架中文名骨架，又名變壓器骨架或變壓器線架，英文統(tǒng)稱為Bobbin，是變壓器的主體結(jié)構(gòu)組成部分。電子變壓器在當(dāng)今社會(huì)被廣泛的使用，對(duì)應(yīng)的主體也必不可少，所以骨架有著無可取代的作用!
一、骨架作用
骨架在變壓器中的作用主要有以下幾點(diǎn)：
1 、為變壓器中的銅線提供纏繞的空間，
2、固定變壓器中的磁芯。
3 、骨架中的線槽為變壓器生產(chǎn)繞線時(shí)提供過線的路徑。
4 、骨架中的金屬針腳為變壓器之銅線纏繞的支柱;經(jīng)過焊錫后與PCB板相連接，在變壓器工作時(shí)起到導(dǎo)電的作用。
5、骨架中的凸點(diǎn)、凹點(diǎn)或倒角，可決定變壓器使用時(shí)放置方向或針腳順序。
6、 骨架底部的擋墻，可使變壓器與PCB板產(chǎn)生固定的作用;為焊錫時(shí)產(chǎn)生的錫堆與PCB板，和磁芯與PCB板，提供一定距離空間;隔離磁芯與錫堆，避免發(fā)生耐壓不良。
7、 骨架中的凸點(diǎn)、凹點(diǎn)或倒角，可決定變壓器使用時(shí)放置方向或針腳順序。
二、變壓器骨架分類
骨架一般按變壓器所使用的磁芯(或鐵芯)型號(hào)進(jìn)行分類，有EI、EE、EF、EPC、ER、RM、PQ、UU等型號(hào)，而每個(gè)型號(hào)又可按磁芯(或鐵芯)大小進(jìn)行區(qū)分，如EE5、EE8、EE13、EE19等大小不一的型號(hào)。骨架按形狀分為：立式和臥式兩種;按變壓器的工作頻率又分為高頻骨架和低頻骨架兩種，這里所講的頻率，并不是指使用的次數(shù)，而是指變壓器在工作時(shí)周期性變化的次數(shù)，單位是赫茲(Hz)，簡(jiǎn)稱赫，也常用千赫(kHz)或兆赫(MHz)或GHz做單位;按骨架的針腳使用性質(zhì)，又分為直插式骨架(DIP)和貼片式骨架(SMD)兩種。
正是由于骨架有這么多的特征，其形狀可謂千變?nèi)f化。就同一款骨架來講，例如EE-13直插電木的骨架，具體到這么細(xì)的一個(gè)分類以后，其維柏骨架就達(dá)36款之多。有的是擋墻高度不一樣，有的是繞線槽尺寸不同，即使是最重要最關(guān)鍵的尺寸PIN距和排距，也都不一樣。這樣，給骨架的供求雙方都造成了許多的困難。尺寸稍微相差一點(diǎn)點(diǎn)，現(xiàn)有的模具就不能使用。簡(jiǎn)單一點(diǎn)的要配合新開模具的某一部分，復(fù)雜點(diǎn)的整套模具都得重開。極大的提高了變壓器的制作成本，在業(yè)界，因?yàn)檎也坏竭m合的模具，而導(dǎo)致變壓器廠沒辦法接單的情況屢屢出現(xiàn)。許多變壓器廠的朋友都有一個(gè)共識(shí)，在所有的變壓器的組成材料中，骨架是最不好找的。對(duì)于骨架廠的來講，自己開發(fā)了許多套模具，因?yàn)闆]有訂單擺在架子上閑置，卻不知道有的變壓器廠因找不到這種產(chǎn)品的模具而放棄了到手的訂單。
三、骨架產(chǎn)品模具設(shè)計(jì)與制造
產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及模具設(shè)計(jì)制造
該過程一般按客戶(變壓器生產(chǎn)商)要求設(shè)計(jì)骨架的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，多為客戶設(shè)計(jì)骨架，由骨架生產(chǎn)商按設(shè)計(jì)好的骨架直接開模。但也有少數(shù)情況是客戶提供樣品或簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)圖，由骨架生產(chǎn)商配合完成前期的設(shè)計(jì)工作。骨架在設(shè)計(jì)時(shí)，需注意以下細(xì)節(jié)問題，以減少在生產(chǎn)時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生的一些不良。
1、在骨架設(shè)計(jì)前期，設(shè)計(jì)人員需清楚了解骨架在客戶處的使用情況。包括客戶的變壓器成品要求，如外形尺寸等;變壓器生產(chǎn)工藝及各工藝的生產(chǎn)條件，如焊錫溫度、焊錫時(shí)間、烘烤溫度、繞線方式等;與該款骨架配合之磁芯型號(hào)、尺寸等?？傊羌茉诳蛻舳耸褂脮r(shí)的注意事項(xiàng)，務(wù)必了解清楚，才能更好的開展接下來的設(shè)計(jì)工作。
2、在骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)依據(jù)客戶提供的圖面或樣品，加上自己的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，盡量以3D進(jìn)行模型設(shè)計(jì)，避免2D建圖和修改的缺陷，然后逐步進(jìn)行修改，以至最終定案。如果是客戶設(shè)計(jì)不合理，應(yīng)該主動(dòng)提出與客戶技術(shù)人員共同重新確認(rèn)骨架結(jié)構(gòu)。骨架在設(shè)計(jì)時(shí)，需注意以下幾方面：
1. 原材料需符合客戶的制程和要求，一定要按材質(zhì)的特性進(jìn)行骨架設(shè)計(jì)。一般參照黃卡進(jìn)行骨架壁厚的確認(rèn);同時(shí)參照黃卡顯示的溫度，與客戶制程的烘烤及焊錫溫度作對(duì)比，是否滿足客戶之工藝條件。如GE的N300X原料之RTI Elec溫度為105度，客戶烘烤溫度為130度，顯然這款原料是不符合客戶工藝條件的。
2.金屬針腳，能順利通過或平帖客戶端的PCB板，一般使用鍍錫銅包鋼線的針腳較多。針對(duì)客戶有特殊要求針腳有更好的導(dǎo)電性的情況時(shí)，需考慮用銅質(zhì)等導(dǎo)電性較好的材料。
3.RoHS、無鹵無磷、SVHC等環(huán)保要求越來越急迫，選材的同時(shí)需滿足這些要求。
4.需符合變壓器型號(hào)要求，外形尺寸需小于變壓器成品尺寸。
5.芯孔需配合磁芯中柱尺寸，一般比磁芯的上限公差要大;固定磁芯的葉片一般比磁芯的內(nèi)徑下限公差要小。這樣設(shè)計(jì)的目的在于，為方便后續(xù)的磨損修模。帖片類骨架為配合客戶的自動(dòng)繞線作業(yè)中的松緊恰當(dāng)要求(繞線過程中配合較松會(huì)使骨架脫落，緊了則操作員很難插入或拔出)，芯孔與繞線治具的配合公差則應(yīng)控制在 0.05左右。
6.過線槽為銅線的拐線路徑，同時(shí)為避免生產(chǎn)中出現(xiàn)破損、插針裂腳、夾砂等異常情況，所以過線槽的寬度需終合考慮：銅線的直徑、針孔邊緣壁厚、毛邊處理砂粒大小。一般情況下，過線槽適合做大，這樣可以避免夾砂，也方便客戶過銅線，但過線槽做大后，剩余的針孔邊緣壁厚便會(huì)偏小，插針生產(chǎn)時(shí)容易出現(xiàn)裂腳。
7.針孔不宜太深，針孔底部的壁厚需保證在0.5mm以上，避免插針時(shí)出現(xiàn)插裂或插穿孔的不良。
8.需做R角過渡，除增加強(qiáng)度防止破損外，還可改善生產(chǎn)時(shí)的一些問題。特別是過線槽邊緣，可防止把銅線外層的絕緣漆包膜刮傷;芯孔邊緣可方便磁芯插入;繞線管四周可增加葉片的強(qiáng)度等。
9.需設(shè)計(jì)插針防反向結(jié)構(gòu)，以凸點(diǎn)效果最佳，這樣可以在跑道對(duì)應(yīng)的方向增加凹槽與凸點(diǎn)對(duì)應(yīng)，避免產(chǎn)品放反而導(dǎo)致的腳位錯(cuò)。
10.擋墻較高或葉片較大的骨架，需設(shè)計(jì)脫模斜度，方便生產(chǎn)時(shí)脫模。
11.骨架有配套的蓋子(Cover)時(shí)，應(yīng)該注意與蓋子的配合部位的尺寸。
12.帖片式骨架繞線管中間的葉片，應(yīng)該設(shè)計(jì)相應(yīng)的掛鉤，防止繞線時(shí)銅線不到位的情況;葉片上還應(yīng)該設(shè)計(jì)缺口，以便繞線針順利通過。
13.進(jìn)料口處最好設(shè)計(jì)凹陷的缺口，視骨架大小而定，一般凹陷的缺口深0.5-1.0mm。這樣可以避免因撥料時(shí)的殘留原料影響產(chǎn)品的外形尺寸。如果無法設(shè)計(jì)缺口，在增加磨進(jìn)料口的治具，以符合尺寸要求。
14.壁厚較厚的塑膠骨架，應(yīng)在塑膠多的地方設(shè)計(jì)凹陷的缺口，盡量保證壁厚均勻，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的縮水現(xiàn)象。
3、變壓器骨架模具設(shè)計(jì)和制造。
1.客戶只是試樣而開發(fā)的樣品，模具一般可設(shè)計(jì)一穴或兩穴和使用共用模架，以打樣生產(chǎn)為目的即可，客戶特別要求小批量生產(chǎn)的，可對(duì)模具進(jìn)行熱處理或選較好的鋼材。
2.批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)時(shí)可將產(chǎn)品以整條直線排列，以便模具型腔、流道、排氣槽的加工。
3.前模、后模及滑塊相互配合的部位，應(yīng)該設(shè)計(jì)配合斜度，避免直接相碰而發(fā)生模具損壞。
4.型腔較深部位(如底部凸點(diǎn)或擋墻)，應(yīng)該設(shè)計(jì)脫模斜度和排氣孔，以便成型時(shí)排氣順暢而減少少料的發(fā)生。
5.模具鑲件規(guī)格盡量通用和易于更換清理，以便及時(shí)更換和維修。
4、樣品檢測(cè)和承認(rèn)階段。工程或業(yè)務(wù)在送樣時(shí)，須對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試和把關(guān)：
1.產(chǎn)品尺寸，其中尤以客戶要求的重要部位、壁厚作為管控的重點(diǎn)。
2.強(qiáng)度測(cè)試，一般骨架可達(dá)到3Kgf，對(duì)于結(jié)構(gòu)比較單薄或產(chǎn)品較小時(shí)，強(qiáng)度相對(duì)較小。
3.耐電壓測(cè)試，通過高壓測(cè)試(如3.5KV,2mA,60S的耐壓條件)，可在設(shè)計(jì)階段避免因選材、壁厚不合理而引發(fā)的耐壓不良。
4.焊錫測(cè)試，測(cè)試針腳上錫情況，以及經(jīng)瞬間(1-3S)高溫后本體的變形、起泡、粘錫渣情況。
5.產(chǎn)品平整度，測(cè)試與PCB板接觸的底部凸點(diǎn)或平面，是否有翹曲變形的狀況，一般業(yè)界以0.2mm max作為管控的標(biāo)準(zhǔn)，骨架越大，可對(duì)平整度尺寸進(jìn)行放寬。目前帖片式骨架之針腳平帖度管控最為嚴(yán)格，因?yàn)獒樐_平帖度是直接與PCB平帖相聯(lián)系的管控點(diǎn)。
6.客戶有要求對(duì)重要部位作CPK管控時(shí)，需增加CPK確認(rèn)。
7.客戶承認(rèn)產(chǎn)品后，應(yīng)保留送樣產(chǎn)品及客戶簽回的承認(rèn)書。
8.資料文件(產(chǎn)品規(guī)格圖、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)書、全檢指導(dǎo)書、包裝規(guī)范等)需發(fā)行至相關(guān)部門，以便后續(xù)量產(chǎn)時(shí)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的管控。
9.骨架變更時(shí)，在圖面作好變更標(biāo)識(shí)，增加版本變更的詳細(xì)記錄;同時(shí)對(duì)變更前產(chǎn)品作出隔離處理，避免改模前和改模后的產(chǎn)品混料。
四、變壓器骨架產(chǎn)品生產(chǎn)
1、射出成型
該過程是將高溫狀態(tài)下的融熔電木原料、塑膠料通過射出成型機(jī)的壓力，噴射到骨架模具型腔中，經(jīng)過一定的成型和冷卻時(shí)間，經(jīng)由頂出系統(tǒng)使骨架脫離模具。該過程管控的重點(diǎn)為射出時(shí)的溫度、壓力，以及塑膠料中再生料的配比。射出溫度和壓力的變化，必定影響產(chǎn)品基本尺寸的變化、產(chǎn)品強(qiáng)度及特性的變化，以及毛邊的厚薄變化，毛邊厚薄狀況也會(huì)直接影響下一工序的運(yùn)作。該過程可由IPQC導(dǎo)入SPC對(duì)這一系列的變化進(jìn)行監(jiān)控，以便盡早發(fā)現(xiàn)變化之處，盡早作出相應(yīng)的調(diào)整，從而更加保證產(chǎn)品的質(zhì)量。對(duì)生產(chǎn)完畢的模具，需進(jìn)行及時(shí)的清理和保養(yǎng)，以延長(zhǎng)模具使用壽命，為企業(yè)帶來更多的效益。
另外，在環(huán)保要求日益嚴(yán)苛的今天，對(duì)塑膠原料(包括再生料、環(huán)保料、非環(huán)保料)的管控更為重要，如何避免非環(huán)保料對(duì)環(huán)保料的污染，將是后續(xù)加工企業(yè)考慮的重點(diǎn)。
1.企業(yè)不購(gòu)買或不生產(chǎn)非環(huán)保產(chǎn)品，當(dāng)然這是最有效的。
2.成型時(shí)的上料狀況詳細(xì)記錄，如上料的型號(hào)、批號(hào)、時(shí)間、數(shù)量等。
3.嚴(yán)格管理再生料，盛裝再生料盡量做到型號(hào)、批號(hào)與原包裝袋一致。
4.以原料的系列(如PA、PBT、PET等)或型號(hào)區(qū)分粉碎機(jī)和混料機(jī)，避免因機(jī)臺(tái)內(nèi)未清理干凈而發(fā)生相互污染的現(xiàn)象。
5.減少或不使用外購(gòu)的未經(jīng)環(huán)保檢測(cè)合格的脫模劑、潤(rùn)滑油等。
6.盡量使用本色原料生產(chǎn)，避免使用色母。佛山利達(dá)玩具廠的環(huán)保案例相信大家都很熟悉了，罰款都被罰倒閉了。
2、毛邊處理
該過程主要針對(duì)電木類骨架，為順利排出成型過程中所產(chǎn)生的氣體，我們需在模具上增加排氣槽，融熔的原料在高壓的作用下填滿了排氣槽，所以我們需要通過特定的制程，運(yùn)用毛邊處理機(jī)對(duì)毛邊進(jìn)行處理。在毛邊的管控中，我們需要測(cè)量產(chǎn)品的尺寸，以判定是否因毛邊厚而影響骨架的尺寸;另外一般以毛邊是否透光來判定是否能處理干凈。
在毛邊處理過程中，我們應(yīng)該根椐產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特性，如過線槽大小，產(chǎn)品葉片強(qiáng)度，來選擇砂料的大小。否則會(huì)造成砂?？ㄔ谶^線槽阻礙銅線，或卡在針孔中影響下一插針的工序。插針后盡量不要再進(jìn)行毛邊處理，否則會(huì)影響針腳的垂直度。
針對(duì)塑膠類的產(chǎn)品，只有通過手工處理。SMD類的電木產(chǎn)品，可先經(jīng)過隧道式毛邊機(jī)處理過，再用人工處理掉粘附在端子上的毛邊。
3、插針
插針，也叫植PIN，其過程主要是使卷軸式的線材，先后經(jīng)過插針機(jī)的整線治具、打點(diǎn)治具、切斷刀模主要治具，同時(shí)產(chǎn)品由跑道，由送料桿將其送入底坐，底坐經(jīng)由插針機(jī)裝置往上運(yùn)動(dòng)與切斷刀模配合，被切斷后的針腳此時(shí)將被插入產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的針孔中。該過程可以通過調(diào)整打點(diǎn)治具增加針腳的拉(推)力，調(diào)整切斷刀模滿足客戶針腳長(zhǎng)度的需要。在整個(gè)過程中如果某一細(xì)節(jié)出現(xiàn)問題，將會(huì)產(chǎn)生一系列的品質(zhì)問題，如針彎(未被整直，呈弧形)、針刮傷露銅、打點(diǎn)外露、拉(推)不足、腳長(zhǎng)變化、少針、破損、裂痕或裂腳等，所以插針整個(gè)工序也是相當(dāng)?shù)闹匾?。?duì)于L型針的插針過程，需在底坐兩側(cè)增加翹平的治具，由氣缸帶動(dòng)進(jìn)行工作即可;對(duì)于U型針的插針過程，除按L型針工藝以外，還需在底座后段增加壓平治具進(jìn)行壓平，確保成型后的U型針腳的平帖度。對(duì)于塑膠產(chǎn)品的插針，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)需在側(cè)面增加逃氣孔，和針孔底部連通。防止在插針焊錫后產(chǎn)生針下掉或完全掉腳的不良現(xiàn)象。
五、品質(zhì)檢查
除在開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行品質(zhì)驗(yàn)證，生產(chǎn)階段對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行首件和巡回檢查外，最終的全數(shù)檢驗(yàn)也是加強(qiáng)品質(zhì)的重要一環(huán)。電木類骨架屬于易碎產(chǎn)品，在生產(chǎn)時(shí)的每個(gè)環(huán)節(jié)都能產(chǎn)生破損異常，如毛邊處理時(shí)的碰撞、插針時(shí)的碰撞、產(chǎn)品中轉(zhuǎn)時(shí)的碰撞等。所以很有必要進(jìn)行全數(shù)的檢查，這樣才能將不良品篩選出，確保送到客戶處的產(chǎn)品都為良品，提升公司的品質(zhì)形象。在最終檢驗(yàn)時(shí)，最好安排經(jīng)驗(yàn)豐富的老員工進(jìn)行操作，針對(duì)每一款產(chǎn)品，單獨(dú)作成全檢指導(dǎo)書后懸掛于全檢現(xiàn)象，由全檢員按指導(dǎo)書要求進(jìn)行挑選。挑選時(shí)盡量以較慢的速度，確保每顆產(chǎn)品的每個(gè)部分都能確認(rèn)一遍。
以上的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)制造、生產(chǎn)階段相互聯(lián)系，每個(gè)工藝都會(huì)影響到整個(gè)變壓器骨架生產(chǎn)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)直接影響到模具的設(shè)計(jì)制造，按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)無法設(shè)計(jì)制作模具等;當(dāng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理時(shí)，模具制造好后在射出成型時(shí)會(huì)帶來間接的影響，如膠體過厚而產(chǎn)生縮水、結(jié)構(gòu)單薄而易碎等設(shè)計(jì)不合理帶來的問題;插針時(shí)因針孔邊緣膠體較薄而產(chǎn)生裂腳不良。所以在整個(gè)骨架的設(shè)計(jì)和制造過程中，設(shè)計(jì)是非常重要的一環(huán)，好的設(shè)計(jì)會(huì)為后續(xù)生產(chǎn)帶來很多不必要的修模動(dòng)作以及較高的品質(zhì)不良而引發(fā)的產(chǎn)品報(bào)廢。
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