FDB机种结构设计分析实验汇总报告Word文档下载推荐.docx

1、1.8*2mm逆轉墊片無溝槽3.5mm FDB目前為有溝槽將設變取消溝槽3430142400兩段式干涉, 軸向壓合&周向抱死（干涉量小於5mmFDB）34302165001.2*2mm無扣環/ TAB.1 FDB結構/材料差異比較表 二, FDB機種在量產中所遇到的問題以及相關驗證實驗 FDB機種從導入至今, 與結構有關的不良問題進行對應匯總, 參考TAB.2. 由量產問題統計,與結構有關的問題可以歸結為三個, 即: 1. 銅套蓋脫落/高出;2. 摩擦聲不良（含3.5mmFDB縮孔）; 3. 因不當重工導致軸心與扣環結合力不足, 在客戶端出現扇葉脫出卡死. 該問題主要原因在於沒有嚴格執行正確的

2、重工流程, 破壞了相關的重要材料-扣環, 造成與軸心結合強度下降, 不能吸收外來的衝擊力.軸心結構量產問題1. 銅套蓋脫落/高出; 2. 不當重工導致軸心與扣環結合力不足, 扇葉脫出; 3. 摩擦聲1. 銅套蓋脫落/高出 2. 摩擦聲（含縮孔） TAB.2 FDB機種結構與量產問題點對應表 1. 對銅套蓋脫落/高出的驗證實驗與分析 幾乎所有FDB機種都曾經發生過這種不良, 其中尤以5mm FDB機種AT系列為甚. 異常現象: 流線至異音站發現有摩擦聲, 拆開後發現是銅套蓋高出或者脫落（銅套蓋與銅套側壁規格高度0.08mm）全檢中也發現有銅套蓋高出或脫落. 原因分析:序號相關材料尺寸重要配合尺寸

3、（UNIT:mm）銅套蓋（UNIT:銅套（UNIT:1上端外徑4.04+/-0.01上端孔徑4.01+0.01/-0.00過盈量0.010.042下端外徑3.98+/-0.01下段孔徑3.96+0/-0.013上段長度0.34+/-0.02端口C角C0.05實際配合長度0.190.234頂部至台階高1.281.32底部台階到頂部6.456.53FDB與銅套軸向幹涉實際長度0.06 銅套蓋與銅套之間為緊配方式結合, 銅套蓋高出/脫落主要與軸向以及徑向干涉量以及受力狀況有關, 銅套蓋高出/脫落的直接原因是銅套蓋軸向受力, 附圖FIG.4是該機種的設計LAYOUT, 可能產生軸向力的位置有三處: 銅

4、套蓋與銅套上段干涉位置-該位置的軸向力產生主要與壓合過程中銅套與銅套蓋結合面處材料流動有關; 銅套蓋與銅套下段干涉處-該處因為圓角, 以及壓合中首先產生軸向翻翹變形有關; 銅套蓋與FDB軸向干涉位置軸向干涉,直接產生軸向推出力. FIG.4 AT8銅套蓋受力圖 TAB.3 AT8重要配合尺寸 依據已有實驗結果, 可知導致銅套蓋高出/脫落的主要原因有三個: 銅套蓋與銅套軸向干涉量不足&軸向受力&壓合銅套蓋製程不良. 為增加銅套蓋與銅套軸向干涉量, 設變改善銅套蓋, 將銅套蓋上段與銅套軸向干涉長度增加到0.65mm, 新舊銅套蓋結合力對比實驗數據參考TAB.4.新銅套蓋結合力（kg）舊銅套蓋結合力

5、（kg）16.5104.315.3113.115.4124.816.3134.4515.7142.8613.2155.4716814.8174.5914.5182.7AVG.15.24.0SIGMA1.00.9 TAB.4 AT8新舊銅套蓋結合力對比實驗數據 銅套蓋軸向受力主要來源于底部墊片,並與軸向干涉量直接相關. 表現于墊片壓縮反彈而產生彈力. 墊片的彈性係數對該力大小有著決定影響, 墊片原來材質為MYLAR, 變更後為NYLON66, 兩種墊片彈性實驗數據參考TAB.5.MYLARNO.實驗項目數據第一次壓力（kgf）第二次墊片壓縮後厚度（mm）3950.254024010.243994

6、114100.234124094224210.224234204334340.214314304294444430.24414394404564550.194464454650.184534524744730.174644544800.164754764674894870.154974950.14493491485486差值102940.1198929085K（kgf/mm）890.91863.64795.45NYLON38238438538738338938839138639639039439839739240340540640440740841328270.093129305.56333.

7、33300.00 TAB.5兩種材質墊片彈性係數測試數據 由數據可以看出, NYLON66墊片彈性係數約為MYLAR墊片的1/3, 同時考慮到過軟墊片會影響FDB排氣性, 也不宜選擇過軟材質, 在經過耐NS3油&信賴性測試評估後, 對墊片材質進行了設變. 影響銅套蓋與銅套結合力的製程因素, 主要有: 1）壓合銅套蓋速度 2）壓頭是否為彈性壓頭 3）銅套蓋管控高度 為實現對製程參數的精準控制, 可以通過使用電子壓床壓合銅套蓋來輕鬆做到. 使用電子壓床與普通氣壓床生產的比對結果參考TAB.6.機種時間線別製程條件銅套蓋高出/脫落不良狀況統計KDB05205HC-6B249/15 9:00-11:4

8、0F10電子壓床+剛性壓頭+定行程模式;接近速度166mm/S, 壓合速度0.5mm/S暫停時間0.2S, 調機銅套蓋高度0.06, 0.07, 中間抽測0.06, 0.06;扭力180.180.400（有異常, 推測CAP沾膠）在流線中有少量舊銅套PILLOW混入（30PCS）, 有產線舊的不良品重新流線（ 彈性壓頭彈簧斷裂; 2多裝一個墊片;3銅套上端孔未倒C角;4銅套與銅套蓋干涉位置壁厚. 結論: 銅套蓋高出/脫落為涉及產品信賴性的重大品質問題, 通過設計改善&製程管控的方式可以使該問題得以解決; 同時值得慶幸是客戶端並沒有發生與之相關的客訴反饋, 這應當歸功於我們堅持異常解決以前全檢出

9、貨, 確保出貨品質的臨時對策. 2. 摩擦聲不良的驗證實驗與分析 摩擦聲不良在5mm FDB扣環機種以及3.5mm FDB機種中曾經發生過嚴重不良, 代表性的機種有AKITA（KDB0505HB-5K86, 5mm FDB扣環）M系列（3.5mm FDB）, 兩個機種摩擦不良發生的具體原因分析如下:2.1 AKITA（KDB0505HB-5K86）摩擦聲分析 該機種早期設計為扣環結構, 量產初期不良現象為動聽摩擦聲與靜聽摩擦聲, 不良率約1520%. 不良品有扇葉浮起現象, 為明顯的磁偏不足, 摩擦聲部分來源于軸心運轉中與扣環摩擦, 改善對策是修模扇葉拉高軸心, 加大磁偏, 修模改善後產線仍存

10、在510%的不良. 在觀察不良品軸心過程中發現軸心得兩處溝槽有嚴重的毛刺, 而且規格要求的R0.05角位置, 實物卻為利邊, 這樣就導致毛刺&利邊刮傷FDB, 並與FDB內壁摩擦導致不良. 不良軸心參考FIG.5. FIG.5 AKITA不良軸心照片 將此不良反映給軸心廠商（東莞金益成）, 回覆通過增加噴砂製程來去除毛刺, 但對於R0.05卻無法做到, 而且從後來提供的樣品確認, 利邊確無改善. 取消扣環的設計變更也給摩擦聲改善帶來契機, 產線試投500PCS取消溝槽的軸心與當天有溝槽軸心良率統計狀況參考TAB.8類別投入總數（PCS）轉動卡住声靜聽卡住声不良數量不良率40903107.58%

11、0.20% TAB.8 有無溝槽軸心摩擦聲不良率比對數據 小量試效果確認后, RD設變, 將軸心變更為無溝槽軸心, 設變完成後, 該機種摩擦聲不良率維持在2%以內, 生產順利, 未發生過類似異常.2.2 M系列（3.5mm FDB）摩擦聲不良（含縮孔不良）分析 M系列為最早使用3.5mm FDB的量產機種, 量產後摩擦聲不良就一直存在, 從已知的分析結果看, 其影響因素有三方面: 原材料, 結構設計, 製程條件. 原材料方面, 主要是通過比較3.5mm FDB早期工程模具品與量產模具品的動壓溝差異發現, 前者動壓溝品質較好, 溝紋清晰, 深度明顯深於後者,內孔表面光潔度較好; 而量產品動壓溝則

12、模糊, 較淺, 內孔表面較為粗糙.結構設計方面, 該系列機種為無扣環,無墊片且使用有溝槽軸心機種, 組裝扇葉以及FDB在被銅套蓋壓合的過程中少了緩衝保護, 就易發生FDB縮孔和動壓溝破壞, 從而產生摩擦聲. 製程條件, 主要指壓合銅套蓋的速度,壓頭是否為彈性壓頭, 以及銅套蓋壓合的高度, 三者不當時即會導致FDB的縮孔和動壓溝紋的破壞, 產生摩擦聲不良. 量產中發現, 該系列中順時針（CW）運轉的機種摩擦聲不良率, 以及發生縮孔不良的狀況明顯少于逆時針（CCW）運轉的機種, 而兩者的差異僅有FDB放置的方向不同, 順時針運轉機種環形逃氣槽在上,與銅套蓋接觸面積較小因而可以吸收外來壓力產生較大變

13、形量; 而逆時針運轉機種環形淘氣槽在下, 上端與銅套蓋接觸面積較大, 下端逃氣槽與銅套底部接觸面積也較大, 導致受外力作用時易產生縮孔與動壓溝破壞.對該系列機種的改善, 主要針對增加墊片以及CW, CCW風扇FDB放置的變形改善來進行. 2.2.1 墊片對FDB機種摩擦聲的影響 由於M系列機種增加墊片的相關資料疏於整理導致資料丟失, 同時實驗結論與AKITA機種墊片實驗一致, 故可以借監AKITA有無墊片對摩擦聲影響的相關結果. 從打樣30PCS無墊片銅套驗證結果看, 無墊片的不良率為3.3%（1/30）, 不良品靜聽即有摩擦聲, 且另有7PCS有輕度尾音（尚屬允收）; 但是有墊片（量產正常結

14、構）摩擦聲不良在2%以內（無尾音不良發生）, 在無異常狀況時, 該機種總不良甚至可以做到1%以內. 量測FDB內孔真圓度, 有無墊片的圖片參考FIG.6, FIG.7 FIG.5 AKITA有墊片FDB真圓度（產線製程品, CAP高0.02MM） FIG.5 AKITA無墊片FDB真圓度（CAP高0.04MM） 由真圓度量測可以看出: 有墊片FDB動壓溝紋完整, 表面光潔;2 無墊片FDB在壓合中受到破壞, 動壓溝紋雖然完整, 但已經出現崩裂, 而且是動壓溝的上下兩段都被破壞; 有墊片結構下, 可以降低FDBD對銅套蓋壓合高度的敏感度. 2.2.2 FDB原材料對CCW機種摩擦聲與縮孔的影響

15、CCW機種因為FDB放置方向不同而造成較高的摩擦聲與縮孔的不良率, 改善的方法是導入CCW機種專用FDB, 即CCW FDB, 兩端逃氣槽形狀參考FIG.1, 目前CCW FDB已經導入量產, 未發現縮孔不良, 摩擦聲不良率也有較好改善, 不良率在3%左右.結論: FDB機種摩擦聲改善, 主要是通過設計變更實現. 通過該問題的分析與解決, 使我們對FDB的使用以及5mm/3.5mm FDB結構的優缺點有了更為深入的認識: 底部墊片對於FDB受壓具有一定保護作用; 軸心溝槽因為加工工藝的限制導致R0.05無法加工, 進而引發組裝后的摩擦干涉; 3.5mm FDB強度不及5mm FDB, 結構上沒

16、有墊片緩衝, 同時還存在原材料的其它不良, 是導致M系列量產不順利的主要原因.導致摩擦聲不良的其它原因: 點油量不足, 導致油膜無法形成; FDB方向放置錯誤, 造成油膜無法形成, 軸心與FDB摩擦, 且迅速惡化失效; 異物顆粒侵入.CONCLUSION FDB機種量產後, 以其獨特的優勢解決了NB FAN異音問題, 使得異音不良率為0成為可能, 但同時由於FDB使用與固定方式存在較高的要求, 所以也給RD的結構設計帶來考驗. 我司設計採用較為簡單易行的方式實現了FDB的定位, 大大降低了製程的難度,作業效率較高, 但FDB與銅套蓋的剛性接觸以及外力衝擊下的快速壓合, 也給產品品質帶來隱患. 儘管在FDB機種量產中遇到了諸多困難, 但RD直接與間接的參與, 以及RD與工廠端的良好互動, 為生產異常的快速改善提供了源源動力!Reported by: 李鴻波 Checked by：Approved by：