Размещено на http://www.allbest.ru/

58

Размещено на http://www.allbest.ru/

Организация работы и разработки Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники

Содержание

• Введение
• 1 Организационная структура БГУИР и кафедры ЭТТ
• 1.1 История БГУИР
• 1.2 Структура университета
• 1.3 История кафедры ЭТТ
• 1.4 Структура кафедры
• 2 Конструкторские разработки БГУИР
• 3 Базовые ТП изготовления деталей из пластмасс
• 3.1 Общие положения
• 3.2 Способы изготовления деталей из пластмасс
• 3.3 Обработка резанием заготовок из пластмасс
• 3.4 Технологические требования, предъявляемые к конструкциям деталей из пластмасс
• 4 Действующие нормативно-технические документы
• 4.1 Оформление текстовых документов
• 4.2 Общие правила оформления технологических документов
• 4.2.1. Правила выполнения основных конструкторских документов
• 4.2.2 Указание технических требований и технической характеристики
• 4.2.3 Схемы
• 4.2.4 Спецификация
• 5Атомно-эмиссионный спектральный анализ
• 5.1 Эмиссионный анализ. Общие положения
• 5.2 Атомно-эмиссионная спектроскопия. Общие полжения
• 5.3 Основы теории спектрального анализа
• 5.3.1 Качественный анализ
• 5.3.2 Количественный анализ
• 5.3.3 Полуколичественный метод анализа
• 5.4 Анализатор лазерный элементного состава веществ и материалов LEA-S500
• 5.4.1 Назначение
• 5.4.2 Технические характеристики
• 5.4.2.1 Спектральные и оптические характеристики
• 5.4.2.2 Функциональные характеристики
• 5.4.2.3 Тип и характеристики системы возбуждения атомных эмиссионных спектров
• 5.4.2.4 Общие характеристики
• 5.4.3 Принцип действия
• 5.4.3.1 Лазер
• 5.4.3.2 Формирование плазмы
• 5.4.3.3 Спектрограф
• 5.4.3.4 Детектор - цифровая камера
• 5.4.3.5 Программно-аппаратный комплекс отображения, архивирования спектров и результатов анализа
• 5.4.4 Перечень возможных неисправностей
• Заключение
• Списокиспользованных источников

Введение

Практика проходила в Белорусском государственном университете информатики и радиоэлектроники на кафедре ЭТТ.

Целью производственной практики являлось приобретение практических навыков работы, применение на практике теоретических знаний, полученных в процессе обучения, ознакомление с реальной работой соответствующих подразделений предприятия.

В соответствии с индивидуальным заданием в ходе практики было необходимо:

- изучить организационную структуру предприятия, взаимосвязь проектно-конструкторских и технологических подразделений;

- изучить современные конструкторские разработки сборочных единиц и деталей электронно-оптической техники (ИЭОТ);

- изучить базовые ТП изготовления деталей и сборочных единиц ИЭОТ;

- изучить действующие на предприятии нормативно-технические документы (ГОСТы, ОСТы, СТБ и т.д.);

- изучить (разработать или модернизировать) конструкцию и ТП сборки сборочной единицы ИЭОТ.

1. Организационная структура БГУИР и кафедры ЭТТ

1.1 История БГУИР

50-е годы ХХ столетия отмечены интенсивным развитием радиотехнической промышленности. В Беларуси строятся заводы по производству телевизоров, радиоприемников, средств автоматизации, вычислительной техники и другой аппаратуры для нужд народного хозяйства. Учитывая, что радиотехническая промышленность развивалась более быстрыми темпами, чем наука и подготовка кадров для нее, правительством страны было принято решение создать самостоятельное высшее учебное заведение - Минский радиотехнический институт (МРТИ).

Постановлением Совета Министров БССР N 78 от 27 февраля 1964 года 15 марта 1964 года был открыт Минский радиотехнический институт. МРТИ начинался с двух факультетов дневного обучения - радиотехнического и факультета автоматики и вычислительной техники, а также общетехнического факультета в составе двух отделений - вечернего и заочного.

В 1975 году МРТИ был признан лучшим вузом во Всесоюзном смотре внедрения достижений науки и техники в народном хозяйство, в 1976 году стал победителем Всесоюзного общественного смотра использования изобретений с вручением диплома ВЦСПС, в 1978 году присуждено 1-е место и переходящее Красное Знамя Министерства высшего и среднего специального образования СССР и ЦК профсоюза работников просвещения, высшей школы и научных учреждений за успехи в работе.

К середине 80-х годов в институте функционировало уже пять факультетов дневного обучения, которые объединяли 33 кафедры, работало 670 преподавателей, среди которых 40 профессоров и около 250 доцентов, кандидатов наук, обучалось 8500 студентов всех форм обучения.

Постановлением Совета Министров Республики Беларусь N 786 от 16 ноября 1993 года Минский радиотехнический институт преобразован в Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники (БГУИР).

К 2000 году в университете функционировали 8 факультетов, 35 кафедр, профессорско-преподавательский состав насчитывал 702 человека: 56 профессоров и 317 доцентов.

В 2010 году структуру университета уже входят 10 факультетов; 41 кафедра; Институт информационных технологий; научно-исследовательская часть, включающая 36 научно-исследовательских лабораторий, 14 исследовательских групп, 2 центра коллективного пользования и научно-производственный центр промышленной энергетики и автоматизации.

1.2 Структура университета

БГУИР сегодня - это крупный учебно-научно-инновационный комплекс, в структуру которого входят 10 факультетов. Учебный процесс обеспечивают 40 кафедр.

Структурные подразделения университета: Институт повышения квалификации и переподготовки руководящих работников и специалистов по информационным технологиям и радиоэлектронике (Институт информационных технологий); научно-исследовательская часть; учебно-методическое управление; управление подготовки научных кадров высшей квалификации; управление воспитательной работы с молодежью; управление международного сотрудничества; центр информатизации и инновационных разработок; библиотека; студенческий городок; бухгалтерия; отдел кадров; отдел документационного обеспечения; юридический отдел;режимно-секретный отдел; отдел охраны труда; сектор гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций; службы экономики, капитального строительства и материально-технического снабжения; службы эксплуатации и ремонта зданий; спортивно-оздоровительный центр; ОСП «Комбинат питания»; ОСП «Молодежный центр», бизнес-икубатор.

В университете функционируют: профсоюзный комитет сотрудников; студенческий профсоюзный комитет; Совет ветеранов; первичная организация с правами районного комитета Белорусского республиканского союза молодежи; первичная организация РОО «Белая Русь»; международное общественное объединение выпускников и попечителей МРТИ-БГУИР.

1.3 История кафедры ЭТТ

Кафедра технологии радиоэлектронной аппаратуры, впоследствии переименованная в кафедру электронной техники и технологии (ЭТТ) была образована в 1974 году.

С 1974 г. кафедра стала выпускающей по специальности “Конструирование и производство радиоаппаратуры”, в 1982 г. была введена специализация“Технология микроэлектронной аппаратуры”, а с 1984 - “Микропроцессорное оборудование в технологии радиоаппаратостроения”. С 1989 г. кафедра начала подготовку инженеров по специальности “Электронное машиностроение”, которое модернизировано в специальность «Электронно-оптическое аппаратостроение», а затем - в «Электронно-оптические системы и технологии». В 1992 г. была открыта специализация “Медицинская электронная техника”, которая в 1998 г. была преобразована в специальность “Медицинская электроника”.

В настоящее время кафедра является выпускающей по специальностям "Проектирование и производство РЭС", "Электронно-оптические системы и технологии”, "Медицинская электроника", "Электронные вычислительные средства", "Вычислительные машины, системы и сети", "Метрология, стандартизация и сертификация", "Экономика и управление на предприятии", “Моделирование и компьютерное проектирование РЭС”.

1.4 Структура кафедры

Зав. Кафедрой - академик НАН Республики Беларусь, заслуженный деятель науки и техники Республики Беларусь, д.т.н., проф. Достанко А.П.

Штатный состав включает 69 человек, в том числе преподавательский состав - 20 чел; из которых профессоров - 4; доцентов - 10; ассистентов - 6; научных сотрудников - 13; аспирантов - 12; инженерно-технических работников - 14.

Научная работа на кафедре осуществляется в рамках научно-исследовательского комплекса (НИК), в состав которого входят следующие лаборатории:

НИЛ 1 - Ионно-лучевой и СВЧ плазменный синтез тонкопленочных структур;

НИЛ 2 - Функциональные пленочные покрытия;

НИЛ 3 - Диагностика твердотельных структур и ионноплазменных сред;

НИЛ 4 - Модификация поверхности твердых тел в электромагнитных полях.

2. Конструкторские разработки БГУИР

В соответствии с перспективными планами развития кафедры с целью реализации научно-исследовательского принципа обучения преподавателями, учебно-вспомогательным персоналом, аспирантами, студентами и соискателями из промышленности на кафедре постоянно и целенаправленно проводилась большая работа по развитию материальной базы учебных лабораторий. Создан комплекс технологических и диагностических лабораторий, оснащенных компьютеризированным оборудованием высокого уровня, современными методиками контроля и управления параметрами технологических сред, измерения свойств изготавливаемых изделий, макетами, мультимедийными средствами, что позволяет студентам изучить базовые технологические процессы производства изделий микроэлектронной техники.

Лаборатории кафедры ЭТТ оснащены сложным и прецизионным технологическим и контрольно-измерительным оборудованием, стендами для настройки и регулировки РЭС, приборами медицинской электроники, средствами вычислительной техники, техническими средствами обучения, средствами аудио- и видеотехники.

Развитию студенческой науки и улучшению качества подготовки молодых специалистов способствуют организация учебно-научно-производственных объединений БГУИР-НПО «Интеграл», БГУИР-МПО ВТ, а также научно-исследовательских лабораторий двойного подчинения. В этих структурных подразделениях студенты не только знакомятся и изучают современную производственную и исследовательскую базу предприятий, но и выполняют реальную производственную работу и исследования, необходимые для предприятий. Кроме того, ведущие специалисты предприятий читают лекции для студентов, знакомят с перспективами развития отрасли и конкретного предприятия, подбирают среди студентов талантливых ребят и готовят их для работы на этом предприятии.

Кафедра является головным использованием ряда научно-технических программ Диагностика, медицинская техника и оборудование, Пучковые взаимодействия. Принимает участие в выполнении республиканских программ Технология и Новые материалы и инженерия поверхностей, международной программы ScienceforPeace.

На кафедре создан дисплейный класс, укомплектованный ПЭВМ, типа Pentium в котором выполняются лабораторные и практические занятия, курсовое и дипломное проектирование. Все 12 лабораторий оснащены персональными ЭВМ для учебных целей.

В лаборатории ионно-плазменных процессов формирования тонких пленок проводятся работы в области исследования и разработки устройств и технологий ионно-плазменного формирования тонкопленочных слоев для оптики, микро-, оптоэлектроники и износостойких, защитно-декоративных тонкопленочных структур.Разработка ионных источников для процессов ионно-лучевого распыления, двойного ионно-лучевого распыления, ионно-асситированного нанесения слоев (IBAD). Разработка магнетронных распылительных систем и несбалансированных магнетронных распылительных систем, в том числе для процессов магнетронного распыления при пониженном давлении. Разработка процессов ионно-плазменного нанесения отражающих структур с высокой стойкостью параметров.

В лаборатории разработан ряд ионно-лучевых и ионно-плазменных устройств для технологии формирования тонких пленок: двухлучевые ионные источники, распыляющие ионные источники, ионные источники для ионно-ассистированного нанесения слоев, магнетронные распылительные системы (МРС) и несбалансированные магнетронные распылительные системы (НМРС). Разработанные ионно-плазменные устройства имеют простую конструкцию, просты в применении и нечувствительны к загрязнению. Это позволяет использовать данные устройства, как для исследований, так и в промышленности.

Одним из направлений деятельности лаборатории является разработка, развитие и внедрение современных технологий нанесения тонких пленок различного функционального назначения. Далее представлен краткий обзор разработок:

Таблица 2.1

Двухлучевой ионный источник на основе ускорителя с анодным слоем	Назначение Двухлучевой ионный источник (ДИИ) на основе ускорителя с анодным слоем предназначен для формирования тонких пленок металлов, полупроводников и диэлектриков методом ионно-лучевого распыления и реактивного ионно-лучевого распыления. ДИИ также применяется для ионной очистки поверхности подложек активации поверхности. Область применения Ионно-лучевое распыление Реактивное ионно-лучевое распыление Двойное ионно-лучевое распыление Предварительная ионная очистка поверхности Ионно-ассистированное нанесение слоев Формирование переходного слоя (ionmixing) Ионное травление Характеристики ионного источника с мишенью 80 мм Распыляющая ступень: Анодное напряжение 450 - 6000 В Энергия ионов 300 - 2000 эВ Ток разряда до 300 мА Ток ионного пучка до 250 мA Рабочее давление 0.01 - 0.06 Па Расход газа до 40 мл/мин Рабочие газы Ar, O2, N2, CH4 и т.д. Скорость нанесения слоев до 0.8 нм/c Ассистирующая ступень: Анодное напряжение 450 - 3000 В (максимальное - 6000 В) Энергия ионов 300 - 1000 эВ (максимальная - 2000 эВ) Ток ионного пучка до 120 мA Рабочее давление 0.01 - 0.06 Па Расход газа до 30 мл/мин Рабочие газы Ar, O2, N2, CH4 и т.д.
Магнетронная распылительная система несбалансированного типа МАС-80	Назначение Предназначена для нанесения слоев металлов и соединений методами магнетронного и реактивного магнетронного распыления в условиях ионного ассистирования. Описание В магнетронной распылительной системе несбалансированного типа МАС-80 основная магнитная система формирует сбалансированную конфигурацию магнитного поля на поверхности мишени. Дополнительный соленоид используется для управления распределением магнитного поля в области мишень - подложка. Эта конфигурация позволяет управлять плотностью ионного тока на подложку, и также отношением ион/атом на поверхности конденсации путем изменения уровня несбалансированности магнетрона. Характеристики (мишень 80 мм): Напряжение разряда 300 - 600 В Ток разряда до 4.0 А; Рабочее давление 0.02 - 0.5 Па; Плотность тока подложки до 15 мA/cм2 Коэффициент несбалансированности (K) 1.0 - 8.0 Рабочие газы инертный или смесь инертного и реактивного (O2, N2, CxHy) газов Расход газа до 40 мл/мин; Размер мишени 80 мм* * По требованию заказчика размер мишени может быть изменен в диапазоне от 60 до 160 мм.
DC-RF исследовательская Магнетронная распылительная система	Назначение Предназначена для нанесения слоев диэлектриков и сегнетоэлектриков и им подобных соединений методами магнетронного, реактивного ВЧ, импульсного магнетронного распыления и распыления на постоянном токе. Описание В данной магнетронной распылительной системе используются мишени диаметром 36 мм. Использование мишеней такого размера позволяет минимизировать затраты на проведение научных исследований за счет стоимости распыляемых материалов, аппаратуры питания и использования малогабаритных вакуумных постов. Характеристики (мишень 36 мм): Напряжение разряда 300 - 600 В Ток разряда до 1.0 А; Рабочее давление 0.02 - 0.5 Па; Плотность тока подложки до 5 мA/cм2 Рабочие газы инертный или смесь инертного и реактивного (O2, N2, CxHy) газов Расход газа 60 мл/мин; Размер мишени 36 мм* * Размер мишени может быть увеличен 160 мм.

3 Базовые ТП изготовления деталей из пластмасс

3.1 Общие положения

В зависимости от числа компонентов пластмассы подразделяют на простые (однокомпонентные) и композиционные. Первые состоят из одного компонента - синтетической смолы, вторые - из нескольких составляющих, каждая из которых выполняет определенную роль. Смола является связующим и ее свойства во многом обуславливают физико-механические и технологические свойства пластмассы. Помимо связующего, содержание которого может составлять 30-70 %, в состав пластмасс входят:

- наполнители для повышения прочности, теплостойкости, уменьшения усадки и стоимости композиции (древесная мука, очесы хлопка, целлюлоза, бумага, графит, асбест, кварц, стекловолокно и стеклоткань и др.);

- пластификаторы (дибутилфталат, касторовое масло и др.), увеличивающие эластичность, текучесть, гибкость и уменьшающие хрупкость;

- катализаторы (известь, магнезия и др.), ускоряющие отвердение;

- стабилизаторы (ароматические амины, производные фенолов и др.) для замедления процессов деструкции полимерных макромолекул под действием внешних факторов;

- красители, смазывающие вещества и др.

При изготовлении газонаполненных пластмасс (поро- и пенопластов) в полимеры вводят газообразователи - вещества, которые при нагревании разлагаются с выделением газообразных продуктов.

К группе пластмасс низкой прочности относятся полиэтилены, фторопласты и др. Из полиэтилена изготавливают трубы, изоляторы, элементы гальванических ванн и т.п. Фторопласт имеет высокую химическую и теплостойкости, изоляционные свойства и морозоустойчивость.

Пластмассами средней прочности являются фенопласты, полистиролы, полиамиды и др. Термореактивные высокотехнологичные фенопласты широко применяют для изготовления электротехнических деталей. Полистирол, характеризующийся высокими диэлектрическими свойствами, служит для производства элементов радио- и электроаппаратуры. Благодаря сочетанию высоких механической прочности, износо-, коррозионной и химической стойкости полиамиды являются одним из важнейших конструкционных материалов. Изготовленные из капрона, капролона, полиамидных смол зубчатые колеса, подшипники скольжения и другие детали работают более плавно, бесшумно, имеют меньшую массу и стоимость по сравнению с металлическими аналогами.

Высокопрочными являются стеклопластики и композиты на полимерной матрице - материалы, состоящие из наполнителя (стеклоткани, сетки, волокна, ленты и т.п. из металлической микропроволоки, карбидов, углерода) и связующего (эпоксидные, кремнийорганические, фенолформальдегидные смолы). В процессе изготовления деталей технологически совмещаются формообразование и получение самого материала. Для получения высоконагруженных деталей небольших размеров применяют термореактивные пресс-материалы АГ-4С, АГ-4В и др. Широко применяются также термопласты армированные стекловолокном, которое повышает их прочность и теплостойкость в 3-4 раза. Точность деталей из этих материалов обеспечивается низким коэффициентом теплового расширения и малой усадкой.

Основными технологическими свойствами пластмасс являются:

1. Текучесть - способность материала заполнять форму. Она зависит от вида и содержания в материале смолы, наполнителя, пластификатора, смазочного материала, конструкции пресс-формы, технологических режимов и др. факторов. Для термопластов за показатель текучести принимают индекс расплава - количество материала, выдавливаемого через сопло специального экструзера в единицу времени при определенной температуре и давлении.

2. Усадка - абсолютное или относительное уменьшение размеров детали по сравнению с размерами полости пресс-формы. Зависит от физико-химических свойств связующего, количества и природы наполнителя, содержания в нем влаги и летучих веществ, температуры переработки и др. Усадку необходимо учитывать при проектировании пресс-форм.

3. Скорость отвердения (полимеризации) - продолжительность перехода реактопласта из вязкотекучего состояния в состояние полной полимеризации. Этот параметр зависит от свойств связующего и температуры переработки. При низкой скорости отвердения увеличивается время выдержки материала в пресс-форме и снижается производительность процесса. Ее повышение может вызвать преждевременную полимеризацию и отдельные участки пресс-формы не будут заполнены.

4. Термостабильность - время, в течение которого термопласт выдерживает определенную температуру без разложения. Для материалов с низкой термостабильностью необходимо предусматривать меры, предотвращающие их разложение в процессе переработки (например, увеличивать сечение литников).

В зависимости от физического состояния полимерных материалов, их технологических свойств и других факторов основными способами изготовления деталей из пластмасс являются:

- переработка в вязкотекучем состоянии (прессование, литье под давлением, выдавливанием и т.п.);

- переработка в высокоэластичном состоянии (штамповка и различные методы формовки);

- формообразование жидких полимеров;

- переработка в твердом состоянии резанием и разделительной штамповкой;

- соединение сваркой, склеиванием и другие методы переработки.

3.2 Способы изготовления деталей из пластмасс

В большинстве случаев детали изготовляют из пластмасс, находящихся в вязкотекучем состоянии, способами прессования, литья, выдавливания.

Прямое (компрессионное) прессование -- один из основных способов получения деталей из реактопластов. В полость матрицы пресс-формы 8 (рис.3.1а) загружают предварительно таблетированный или порошкообразный материал 2. При замыкании пресс-формы под действием силы пресса пуансон 1 создает давление на прессуемый материал (рис.3.1б). Под действием этого давления и теплоты от нагретой пресс-формы материал размягчается и заполняет формообразующую полость пресс-формы. После определенной выдержки пресс-форма раскрывается и с помощью выталкивателя 5 (рис.3.1в) из нее извлекается готовая деталь 4.

Рис.3.1 Технологическая схема прямого (компрессионного) прессования

Полимеризация (отвердение) сопровождается выделением летучих составляющих полимеров и паров влаги. Для удаления газов в процессе прессования выполняют подпрессовку - пресс после определенной выдержки переключают на обратный ход, пуансон поднимают на 5-10 мм и выдерживают в таком положении 2-3 с. После этого пресс-форма снова закрывается.

Температура и давление прессования зависят от вида перерабатываемого материала, формы и размеров изготовляемой детали. Время выдержки под прессом определяют скорость отвердения и толщина прессуемой детали. Для большинства термореактивных материалов время выдержки выбирают из расчета 0,5-2 мин на 1 мм толщины стенки. Технологическое время может быть сокращено вследствие предварительного подогрева материала в специальных шкафах. Давление зависит от текучести пресс-материала, скорости отвердения, толщины прессуемых деталей и других факторов.Удельные давление для различных пластмасс изменяются в пределах от 10 до 40 МН/м² (МПа).

Нагрев пресс-форм осуществляют обычно электрическим нагревателем. Для загрузки в полость пресс-формы определенного количества прессматериала используют объемную дозировку или дозировку по массе.Применяют также поштучную дозировку (загружают определенное число таблеток). Прессование выполняют на гидравлических прессах. При выпуске большого числа деталей используют прессы, работающие по автоматическому циклу.

Прямым прессованием получают детали средней сложности и небольших габаритных размеров из термореактивных материалов с порошкообразным и волокнистым наполнителями.

Литьевое прессование отличается от прямого тем, что прессуемый термореактивный материал загружают не в полость пресс-формы, а в специальную загрузочную камеру 2 (рис.3.2). Под действием теплоты от пресс-формы прессуемый материал превращается в вязкотекучее состояние и под давлением со стороны пуансона 1 выжимается из загрузочной камеры 2 в полости матрицы пресс-формы через специальное отверстие в литниковой плите 3. После отвердения пресс-форму разъединяют, и готовые детали 4 извлекают из матрицы 5.



Рис.3.2 Технологическая схема литьевого прессования

Литьевое прессование позволяет получать детали сложной формы с глубокими отверстиями, в том числе резьбовыми. При литьевом прессовании отпадает необходимость в подпрессовках, т.к. образующиеся газы могут выходить в зазор между литниковой плитой и матрицей.

Недостатком литьевого прессования является повышенный расход прессматериала, так как в загрузочной камере и литниковых каналах остается часть необратимого пресс-материала. Кроме того, пресс-формы для литьевого прессования сложнее по конструкции и дороже пресс-форм для прямого прессования.

Для прессования деталей применяют одно- и многогнездные пресс-формы. Многогнездные пресс-формы применяют для получения деталей простой формы и небольших габаритных размеров.

Форма и размеры прессуемых деталей зависят от формообразующих деталей пресс-формы, к точности и качеству поверхностей которых предъявляют высокие требования. Формообразующие детали пресс-форм изготовляют из высоколегированных или инструментальных сталей с последующей закалкой до высокой твердости. Для повышения износостойкости и улучшения внешнего вида прессуемых деталей формообразующие пресс-формы полируют и хромируют.

Литье под давлением является высокопроизводительным и эффективным способом массового производства деталей из термопластов. Перерабатываемый материал из загрузочного бункера 8 (рис.3.3) подается дозатором 9 в рабочий цилиндр 6 с электронагревателем 4. При движении поршня 7 определенная доза материала поступает в зону обогрева, а расплавленный материал через сопло 3 и литниковый канал -- в полость пресс-формы 7, в которой формируется изготовляемая деталь 2. В рабочем (нагревательном) цилиндре на пути потока расплава установлен рассекатель 5, который заставляет расплав протекать тонким слоем у стенок цилиндра. Это ускоряет прогрев и обеспечивает более равномерную температуру расплава. При движении поршня в исходное положение очередная порция материала с помощью дозатора 9 попадает в рабочий цилиндр. Для предотвращения нагревания выше 50-70 °С в процессе литья пресс-форма охлаждается проточной водой. После затвердевания материала пресс-форма размыкается, и готовая деталь с помощью выталкивателей извлекается из нее. Широко применяют также литьевые машины с червячной пластикацией материала.

Рис.3. Технологическая схема литья под давлением

Литьем под давлением получают детали сложной конфигурации с различными толщинами стенок, ребрами жесткости, резьбами и т. д. Применяют литейные машины, позволяющие механизировать и автоматизировать процесс получения пластмассовых деталей. Производительность литья в 20-40 раз выше производительности прессования, поэтому литье под давлением является одним из основных способов переработки пластических масс в детали. Качество отливаемых деталей зависит от температур пресс-формы и расплава, давления, продолжительности выдержки под давлением и т. д. При безлитниковом литье под давлением применяют литники специальной конструкции с диаметром отверстия 0,8-1,5 мм и высотой канала 0,8--1,2 мм. В процессе выталкивания готовой детали происходит ее отрыв в месте “точечного” литника. В отдельных конструкциях пресс-форм после окончания литья литник автоматически отводится, и литниковая система отделяется от готовой детали. Полная автоматизация безлитникового литья резко повышает производительность процесса получения деталей. Литьем под давлением получают также детали из отдельных термореактивных материалов (с хорошей вязкотекучестью). Центробежное литье применяют для получения крупногабаритных и толстостенных деталей (кольца, шкивы, зубчатые колеса и т. п.). Центробежные силы прижимают залитый в форму полимерный материал к внутренней поверхности формы. После затвердевания готовую деталь извлекают из формы и заливают новую порцию расплавленного металла. Выдавливание (или экструзия) отличается от других способов переработки термопластов непрерывностью, высокой производительностью и тем, что на одном и том же оборудовании можно получить разнообразные детали (рис.3.4). Выдавливание осуществляют на специальных червячных машинах-автоматах. Перерабатываемый термопластичный материал в виде порошка или гранул из бункера 1 (рис.3.4а) попадает в рабочий цилиндр 3, где захватывается вращающимся червяком 2. Червяк, имеющий нарезку с изменяющимися шагом и глубиной, продвигает материал, перемешивает его и уплотняет. В результате передачи теплоты от нагревательного элемента 4 и выделения теплоты при трении частиц материала друг о друга и о стенки цилиндра перерабатываемый материал переходит в вязкотекучее состояние и непрерывно выдавливается через калиброванное отверстие головки 6. Расплавленный материал проходит через радиальные канавки оправки 5. Оправку применяют для получения отверстия при выдавливании труб.



Рис.3.4 Непрерывное выдавливание (экструзия): а - схема установки;

б - профили получаемых деталей

Непрерывным выдавливанием можно получить детали различного профиля (рис.3.4б). При получении пленок из термопластичных мягких материалов (полиэтилена, полипропилена и др.) используют способ раздува. Расплавленный материал продавливают через кольцевую щель насадной головки и получают заготовку в виде трубы, которую сжатым воздухом раздувают до тех пор, пока ее диаметр не достигнет требуемого значения. После охлаждения пленку подают на намоточное приспособление и сматывают в рулон. Способ раздува позволяет получить пленку толщиной до 40 мкм. Для получения листового материала используют щелевые головки шириной до 1600 мм. Выходящее из щелевого отверстия полотно проходит через валки гладильного и тянущего устройства. Здесь же происходит предварительное охлаждение листа, окончательное охлаждение -- на рольгангах. Готовую продукцию сматывают в рулоны или режут на листы определенных размеров с помощью специальных ножниц.

Для нанесения защитных покрытий из полимерных материалов через насадную головку пропускают проволоку или кабель. Размеры и профиль выдавливаемых деталей определяются конструкцией насадной головки и оправки. В зависимости от типа перерабатываемого термопласта и геометрической формы выдавливаемых профилей применяют машины с одним или двумя червяками. Червяки могут быть одно- или многозаходные, с постоянным шагом или переменным, с постоянной глубиной нарезки или изменяющейся. В машинах с частотой вращения червяка до 1000 мин-¹ материал расплавляется только вследствие трения частиц порошка между собой, трения о стенки цилиндра и червяка.

Детали для широкого потребления (тара, емкости и т. д.) из термопластичных материалов изготовляют различными способами формования (раздув сжатым воздухом, ротационное литье, литье под низким давлением и т. д.). Используют высокопроизводительное и автоматизированное технологическое оборудование.

3.3 Обработка резанием заготовок из пластмасс

В отдельных случаях экономически целесообразно изготовлять пластмассовые детали обработкой резанием. В качестве заготовок в этом случае используют листы, трубы, прутки, профили различного сечения, Иногда возникает необходимость в дополнительной обработке заготовок, полученных литьем, прессованием и другими методами формообразования. В зависимости от способа воздействия на заготовку, используемых оборудования и инструмента применяют разделительную штамповку и обработку резанием.

Основными операциями разделительной штамповки при изготовлении деталей из листовых материалов являются вырубка, пробивка, резка. Операции разделительной штамповки выполняют с подогревом заготовки или без него. На поверхности среза при штамповке возможно образование трещин и сколов. Для предотвращения этих дефектов применяют двухступенчатые пуансоны. С помощью пуансона меньшего диаметра получают предварительное отверстие. Основной (калибрующий) большого диаметра пуансон окончательно формирует отверстие. В качестве оборудования используют механические и гидравлические прессы.

Обработку резанием применяют в качестве отделочной операции после предварительного формообразования или как самостоятельный способ изготовления деталей из поделочных материалов.

Характерной особенностью прессования, литья и других способов получения пластмассовых деталей является значительное колебание усадки при затвердевании материала. Это снижает точность получаемых деталей. Для достижения заданной точности применяют дополнительную обработку резанием. Ее используют, кроме того, для удаления литниковых систем, заусенцев. Однако при механической обработке нарушается поверхностная смоляная пленка. Это приводит к снижению химической стойкости и повышению влагопоглощения пластмассовых деталей, поэтому обработку резанием следует применять только в необходимых случаях.

Особенности строения и физико-механические свойства пластмасс существенно влияют на технологию их обработки, конструкцию режущего инструмента и приспособлений. Пластмассы имеют более низкие механические характеристики, чем металлы. Эту особенность можно было бы использовать для повышения скорости резания, однако низкая теплопроводность пластмасс приводит к концентрации теплоты, образующейся в зоне резания. В результате этого происходит интенсивный нагрев режущего инструмента, размягчение и оплавление термопластов, обугливание или прижог реактопластов в зоне резания. При обработке деталей из термопластов максимальная температура процесса не должна превышать 60-120 °С, деталей из реактопластов -- 120-160 °С.

Образующаяся теплота при обработке пластмасс отводится в основном через инструмент.

Стойкость режущего инструмента различна в зависимости от типа материала обрабатываемой заготовки. Незначительный износ можно наблюдать при обработке заготовок из термопластов без наполнителей. При обработке заготовок из термореактивных материалов, особенно со стеклянными и другими подобными наполнителями, стойкость режущего инструмента значительно снижается. Заготовки из термопластов (органического стекла, полистирола, фторопласта и т. д.) можно обрабатывать режущими инструментами из углеродистых и быстрорежущих сталей. Материалы с высокотвердыми наполнителями обрабатывают инструментами, оснащенными твердым сплавом, алмазом, эльбором.

При обработке термореактивных материалов со слоистыми и волокнистыми наполнителями охлаждающие жидкости не применяют, так как возможно набухание поверхностей материалов. Стружкообразование при обработке термореактивных пластмасс характеризуется силами резания, меньшими, чем силы резания при обработке заготовок из металлов. Образующая при обработке термореактивных пластмасс элементная стружка плохо сходит с передней поверхности инструмента, поэтому у канавок для отвода стружки увеличивают объем, и их полируют во избежание прилипания стружки. Режущий инструмент характеризуется большими значениями переднего и заднего углов. Для обработки пластмассовых заготовок используют специальное или универсальное металлорежущее оборудование.

3.4 Технологические требования, предъявляемые к конструкциям деталей из пластмасс

При конструировании деталей из пластмасс необходимо учитывать особенности технологического процесса, физико-механические и технологические свойства перерабатываемых материалов. Следует всегда стремиться к упрощению конструкции детали как по технологическим, эксплуатационным, так и экономическим соображениям. Чем проще конструкция детали, тем дешевле оснастка, выше производительность труда, ниже себестоимость, выше качество и точность получаемых деталей. Габаритные размеры деталей определяют мощность оборудования (пресса, литьевой машины и т. д.). Оптимальная толщина стенок 0,5-2,0 мм для деталей из термопластов и 2-6 мм -- для деталей из реактопластов. Изготовление деталей сопровождается большой усадкой. В конструкциях не допускается значительная разность толщин стенок (рис.21.6), так как она вызывает коробление деталей и образование трещин. Отношение толщин стенок не должно превышать 1:3. Минимальные радиусы сопряжении для деталей, полученных прессованием, составляют 1-2 и 0,5-1 мм для деталей, полученных литьем под давлением.

Рис.3.5 Конструкции деталей из пластмасс: а - технологичных;

б - нетехнологичных

В пластмассовых деталях отверстия получают соответствующими стержнями в пресс-формах. Наличие стержней является основной причиной появления напряжений в деталях, так как они затрудняют свободную усадку материала. Отверстия лучше располагать не в сплошных массивах (рис.3.5 а), а в специальных бобышках с тонкими стенками (рис.3.5 б). Ребра увеличивают жесткость и прочность конструкций, позволяют уменьшить сечения отдельных элементов детали, снизить напряжения в местах сопряжения стенок различного сечения. Для малогабаритных деталей ребрами жесткости могут быть выступы или впадины.

Правильная конструкция опорной поверхности повышает жесткость всей конструкции, особенно в случае крупных корпусных деталей. Для этого сплошные опорные поверхности необходимо заменять поверхностями с выступающими буртиками. Необходимо предусматривать технологические уклоны в конструкциях деталей, получаемых прессованием и литьем под давлением для облегчения извлечения их из пресс-формы. Детали с боковыми выступами следует конструировать так, чтобы обеспечить их свободное извлечение из пресс-формы и не изготовлять сложных разборных пресс-форм.

Литьем под давлением и прессованием можно получать в деталях резьбу, не требующую дальнейшей обработки. Минимально допустимый диаметр резьбы для деталей из термопластов и пресс-порошков равен 2,5 мм, для волокнистых материалов -- 4 мм.

Армирование значительно расширяет область применения пластмассовых деталей. Например, в электро- и радиопромышленности прессованием и литьем под давлением получают электрические разъемники, колодки, панели и т. д. Это позволяет резко (в 10-100 раз) сократить трудоемкость получения таких деталей по сравнению с трудоемкостью получения аналогичных конструкций, собранных из отдельных элементов.

Армирование позволяет также повысить точность и прочность пластмассовых деталей. Арматуру в виде винтов, гаек, штырей закрепляют с помощью кольцевых выточек, буртиков или канавок. Для предотвращения проворачивания на наружных поверхностях этих деталей выполняют рифления, насечку или плоские грани. Мелкую арматуру в виде пластинок (клеммы электрических разъемников) закрепляют с помощью боковых вырезов или отверстий.

4. Действующие нормативно-технические документы

В ходе производственной практики были рассмотрены виды и правила оформления конструкторской документации. Используемыенормативно-технические документы:

ГОСТ 3.1201-85, в котором рассмотрено правильное обозначение технологической документации.

ГОСТ 2.106--96 Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам.

ГОСТ 8.417--81 Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы физических величин.

ГОСТ 15.011--82 Система разработки и постановки продукции на производство. Порядок проведения патентных исследований.

ГОСТ 2.102-68, где перечислена номенклатура конструкторских документов.

ГОСТ 2.103-68, где установлены стадии разработки КД.

4.1 Оформление текстовых документов

Весьма важным видом технической документации являются текстовые документы. К ним относятся различные инструкции, технические условия и описания, документы ремонтные и эксплуатационные, пояснительные записки (ПЗ) и т.п. Общие правила оформления текстовых документов регламентированы ГОСТ 2.105-95. В соответствии с требованиями стандартов их выполняют по формам 5 и 5а. Основную надпись и дополнительные графы к ней выполняют по ГОСТ 2.104-68.

ПЗ как правило выполняется с применением печатающих и графических устройств вывода ЭВМ (ГОСТ 2.004-88 ЕСКД). Текст ПЗ печатается с количеством знаков в строке 60_75, с межстрочным интервалом, позволяющим разместить 40±3 строк на странице. При компьютерном наборе печать производится шрифтом 13_14 пунктов. Высота строчных букв, не имеющих выступающих элементов, должна быть не менее 2 мм. Разрешается использовать компьютерные возможности акцентирования внимания на определениях, важных особенностях, применяя шрифты разной гарнитуры, выделение с помощью рамок, разрядки, курсива, подчеркивания и пр.

Текст ПЗ можно излагать на русском или белорусском языках. Сокращение русских и белорусских слов и словосочетаний в записке - по СТБ 7.12 - 94. В тексте ПЗ, за исключением формул, таблиц и рисунков, не допускаетсяприменять:

_ математический знак минус (_) перед отрицательными значениями величин (следует писать слово “минус”);

_ знак “Ж” для обозначения диаметра (следует писать слово “диаметр”). В виде исключения, при указании размера диаметра на чертежах, помещенных в тексте документа, перед размерным числом следует писать знак “Ж”;

_ без числовых значений математические знаки, например > (больше), < (меньше), = (равно), і (больше или равно), Ј (меньше или равно), № (не равно), а также знаки № (номер), % (процент).

В ПЗ следует применять стандартизованные единицы физических величин, их наименования и обозначения в соответствии с ГОСТ 8.417-81.

Заголовкиследует писать с абзацного отступа с прописной буквы без точки в конце, не подчеркивая. Если заголовок состоит из двух предложений, их разделяют точкой. Перенос слов в заголовках не допускается.

Разделы должны иметь порядковые номера в пределах всей записки, обозначенные арабскими цифрами без точки и записанные с абзацного отступа. Подразделы должны иметь нумерацию в пределах каждого раздела. Номер подраздела состоит из номеров раздела и подраздела, разделенных точкой. В конце номера подраздела точки не ставится. Разделы, как и подразделы, могут состоять из одного или нескольких пунктов.

Страницы нумеруются арабскими цифрами в правом верхнем углу, начиная с титульного листа, соблюдая сквозную нумерацию по всему тексту записки (ГОСТ 2.105-95), либо в центре нижней части листа без точки (ГОСТ 7.32-2001). Номер страницы на титульном листе, аннотации и задании не ставится.

Оформление таблиц в ПЗ _ по ГОСТ 2.105-95.

На все таблицы должны быть даны ссылки в тексте ПЗ, при ссылке следует писать “таблица” с указанием ее номера.

Таблицу, в зависимости от ее размера, помещают под текстом, в котором впервые дана на нее ссылка, или на следующей странице, а при необходимости _ в приложении к записке.

Список использованных источников должен содержать перечень источников, использованных при выполнении курсового или дипломного проекта. Источники располагаются в порядке появления ссылок в тексте. Сведения об источниках должны даваться в соответствии с требованиями ГОСТ 7.1-84, ГОСТ 7.12-93, ГОСТ 7.4-95, СТБ 7.12-2001, ГОСТ 7.82-2001, ГОСТ 7.83-2001.

В ПЗ после аннотации помещают содержание, включающее номера и наименования разделов и подразделов с указанием номеров страниц.

Слово "Содержание" записывают в виде заголовка (симметрично тексту) прописными буквами. Наименования, включенные в содержание, записывают строчными буквами, начиная с прописной буквы.

4.2 Общие правила оформления технологических документов

Единая классификационная система обозначения изделий и их конструкторских документов устанавливается ГОСТ 2.201-80.

Конструкторские документы сохраняют присвоенное им обозначение независимо от того, в каких изделиях они применяются, причем эти обозначения записывают без сокращений и изменений, за исключением случаев, предусмотренных ГОСТ 2.113-75. Если конструкторский документ выполнен на нескольких листах, его обозначение должно быть указано на каждом листе.

Деталям, на которые не выпущены чертежи согласно ГОСТ 2.109-73, присваиваются самостоятельные обозначения по общим правилам.

Согласно ГОСТ 2.201-80 структура обозначения изделия и основного конструкторского документа должна быть следующей:

Четырехзначный буквенный код организации-разработчика назначается по кодификатору организаций-разработчиков.

Код классификационной характеристики присваивают изделию и конструкторскому документу в соответствии с классификатором ЕСКД.

Код характеристики документа расшифровывается следующим образом:

Порядковый регистрационный номер присваивают по классификационной характеристике от 001 до 999 в пределах кода организации-разработчика или организации, осуществляющей централизованное присвоение.

4.2.1 Правила выполнения основных конструкторских документов

Чертеж общего вида.Чертеж общего вида (по ГОСТ 2.119-73) должен давать сведении о конструкции, взаимодействии составных частей, эксплуатационно-технической характеристике проектируемого изделия и пояснять принцип его работы.

На чертеже общего вида должны быть:

а)изображены виды, разрезы и сечения изделия, нанесены надписиитекстоваячасть,необходимыедляпониманияконструктивногоустройства изделия;

б)указанынаименования(есливозможно,то иобозначения)составных частей изделия, для которых объясняется принцип работы, приводятся технические характеристики, указывается материал, количество, и тех составных частей изделия (например, органов управления), с помощью которых описывается принцип работы изделия;

в) приведены необходимые размеры и, если требуется, схема (например, кинематическая) изделия, техническая характеристика и технические требования.

Чертеж выполняется с максимальными упрощениями, предусмотренными ГОСТ 2.109-73 и другими стандартами.

Чертеж общего вида следует оформлять в соответствии с правилами, установленными для разработки рабочих чертежей (в отношении расположения номеров позиций, подписей, текста технических требований).

Габаритный чертеж.Габаритный чертеж следует выполнять с максимальными упрощениями, но так, чтобы были видны крайние положения перемещающихся, выдвигаемых или откладываемых частей, рычагов, кареток, крышек на петлях и т.п.

Число видов должно быть минимальным, но достаточным, чтобы дать представление о внешних очертаниях изделия и его выступающих элементах.

На габаритном чертеже должны быть нанесены габаритные установочные и присоединительные размеры, определяющие положение

выступающих частей, без указания того, что все эти размеры справочные. Установочные и присоединительные размеры, необходимые для увязки с другими изделиями, должны быть с предельными отклонениями.

Сборочный чертеж.Сборочный чертеж изделия должен быть выполнен с необходимым количеством изображений (видов, разрезов, сечений и выносных элементов), дающих полное представление о габаритах, конструкции, назначении и связи составных частей, взаимодействии их в процессе работы.

Для полного удовлетворения этих требований согласно ГОСТ 2.102-68 необходимо выполнять, кроме сборочного чертежа, габаритный, монтажный и др. чертежи.

Сборочный чертеж изделия должен содержать:

а)изображение сборочной единицы;

б)размеры с указанием предельных отклонений (и другие параметрыи требования), которые проверяются при сборке;

в)сопряженные размеры с обозначением посадок (в местахустановки на валы и в корпус зубчатых и червячных колес, звездочек,шкивов, подшипников, крышек, втулок, муфт и т.д.);

г)основные размеры, характеризующие изделие и его основныесоставные части (например, для редуктора: межосевое расстояние сдопускаемыми отклонениями; направление линии, угла наклона и числозубьев; модули зубчатых и червячных зацеплений);

д)номера позиций составных частей, входящих в изделие;

е)основные технические характеристики изделия;

ж)габаритные, установочные и присоединительные размеры, а такженеобходимые справочные размеры;

з)технические требования к готовому изделию.

Чертежи деталей. Деталь должна быть изображена, как правило, в натуральную величину. В зависимости от ее размеров и сложности может быть выбран масштаб увеличения или уменьшения. Для выносных элементов следует использовать только масштаб увеличения. При выполнении чертежей деталей следует ограничиться минимальным количеством изображений (видов, разрезов, сечений). Правила оформления чертежей типовых деталей: зубчатых и червячных колес, червяков, звездочек, шкивов, валов приведены в соответствующих ГОСТах, ОСТах и т.д.

4.2.2 Указание технических требований и технической характеристики

Технические требования (ТТ) и техническую характеристику (ТХ) помещают на свободном поле чертежа над основной надписью в виде текстовой части. При недостатке места их продолжают слева от основной надписи. Текст записывают сверху вниз.

Пункты ТТ и ТХ должны иметь самостоятельную нумерацию. Каждый пункт записывают с новой строки, причем строки должны быть не длиннее 185 мм. При выполнении чертежа на двух листах и более ТТ и ТХ помещают только на первом листе.

ТТ на чертеже детали следует приводить в соответствии с ГОСТ 2.316-68. Заголовок "Технические требования" не пишут, если на чертеже помещены только технические требования.

4.2.3 Схемы

Схемы - конструкторские документы, на которых составные части изделия, их взаимное расположение и связи между ними изображены условно, - позволяют значительно быстрее (чем по чертежам) разобраться в принципе и последовательности действия элементов того или иного устройства. Виды, типы и общие требования к выполнению схем установлены ГОСТ 2.701-76.

Вид и тип схемы определяют ее наименование; например: схема электрическая монтажная. Шифр схемы, входящий в состав ее обозначения, состоит из буквы (вид) и цифры (тип) например: шифр схемы электрической принципиальной - ЭЗ.

Схемы выполняют без соблюдения масштаба на листах стандартного формата с основной надписью по форме 1. При этом действительное пространственное расположение составных частей изделия можно не учитывать. Элементы изделия изображают в виде условных графических обозначений, устанавливаемых соответствующими стандартами ЕСКД. Связь между ними показывают линиями связи, условно представляющими собой валы, муфты, трубопроводы, кабели и т.п.

Схемы следует выполнять компактно, но не за счет ухудшения ясности и удобства их чтения. Количество изломов и пересечений линий связи должно быть минимальным. Элементы, составляющие отдельное устройство, на схеме выделяют штрихпунктирными линиями с указанием наименований этого устройства.

Схемам присваивают обозначение соответствующего им изделия. После обозначения следует записывать шифр схемы. Наименование схемы указывают в основной надписи после наименования-изделия.

4.2.4 Спецификация

Спецификацию -- документ, определяющий состав изделия и всей конструкторской документации, относящейся к этому изделию, -- следует составлять на отдельных листах формата А4 на каждую сборочную единицу, комплекс и комплект. Заглавный лист оформляют по форме 1 с основной надписью по форме 2, а последующие листы - по форме 1а с основной надписью по форме 2а (ГОСТ 2.104-68).

В зависимости от состава специфицируемого изделия спецификация может состоять из разделов, которые следует располагать сверху вниз в такой последовательности: