Конструирование и технология изготовления генератора "воющего" шума
Краткое описание принципиальной схемы и назначения устройства. Выбор элементной базы и конструирование устройства генератора "воющего" шума. Конструирование печатного узла и деталей (корпуса). Технология проектирования, изготовления, сборки и монтажа.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 19.09.2010 |
Размер файла | 2,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное агентство по образованию РФ
Рязанский государственный радиотехнический университет
Кафедра ТРЭА
Пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине «Конструирование узлов и проектирование технологических процессов»
на тему: Конструирование и технология изготовления генератора «воющего» шума
Выполнил: ст. гр. 549
Кулебякина Н.Ю.
Проверил:
Сускин В.В.
Рязань 2009
Федеральное агентство по образованию РФ
Рязанский государственный радиотехнический университет
Кафедра ТРЭА
Задание
на курсовой проект по дисциплине
«Конструирование узлов и проектирование технологических процессов»
студенту Кулебякиной Н.Ю. группы 549
1. Тема проекта: Конструирование и технология изготовления генератора «воющего» шума.
2. Срок сдачи законченного проекта: 15 ноября 2009 г.
3. Исходные данные.
3.1. Схема электрическая принципиальная генератора «воющего» шума.
3.2. Условия эксплуатации
Устройство должно сохранять работоспособность при:
- температуре окружающей среды от плюс 1 до плюс 40°С;
- атмосферном давлении (84-107)кПа, (630-800) мм рт.ст.;
- относительной влажности воздуха (45-80)%;
- вибрационных нагрузках, соответствующих лабораторным условиям
эксплуатации.
3.3. Класс точности третий.
4. Требования по надежности устройства.
4.1. Средняя наработка на отказ не менее 5000ч.
5. Производство устройства.
Годовой объем выпуска-100 000.
6. Выполнить
6.1. Расчет конструкции, надежности, теплового режима, вибропрочности устройства и его элементов.
6.2. Конструкцию устройства.
6.3. Маршрутную технологию изготовления печатного узла.
6.4. Комплект конструкторской документации.
Дата выдачи задания 10.09.2009
Срок выполнения работы 15.11.2009
Подпись руководителя Сускин В.В.
Подпись студента Кулебякина Н.Ю.
СОДЕРЖАНИЕ
1 Введение
1.1 Краткое описание принципиальной схемы и назначения устройства
2 Конструирование устройства
2.1 Выбор элементной базы и технологии изготовления, сборки и монтажа
2.1.1 Выбор электрорадиоэлементов
2.1.2 Выбор технологии изготовления, сборки и монтажа
2.2 Конструирование печатного узла
2.2.1 Расчет конструкции печатной платы
2.2.2 Создание библиотеки компонентов
2.2.3 Формирование схемы электрической принципиальной
2.2.4 Компоновка печатного узла
2.3 Конструирование деталей (корпуса)
3 Технология изготовления сборки и монтажа
3.1 Анализ конструкции на технологичность
3.2 Проектирование конструкции технологической оснастки
3.2.1 Штамп
3.2.2 Прессформа
3.3 Разработка технологического процесса изготовления, сборки и монтажа
3.4 Инженерные расчеты
3.4.1 Расчет надежности
3.4.2 Расчет теплового режима
3.4.3 Расчёт механической прочности
Заключение
Библиографический список
1 ВВЕДЕНИЕ
В мире сейчас существует огромное количество самых разных устройств, так называемого шумового воздействия. Данный генератор «воющего» шума находит свое применение в:
· медицине, в качестве кнопки вызова медицинского персонала;
· быту, как переносной звонок, предупреждающий о появлении гостей на дачном участке;
· в качестве игрового устройства;
· в каждом из видов электронных средств, где имеется система, устройство или элемент, выполняющие одну и ту же функцию: обеспечение сигнала оповещения.
В настоящее время существует большое количество как отечественных, так и зарубежных аналогов данного устройства. В данном курсовом проекте разрабатывается генератор «воющего» шума, чьи преимущества состоят в следующем:
· генератор прост в обращении, что делает его доступным для детей и людей пожилого возраста;
· прибор имеет автономный источник питания и не зависит от сети;
· легкое изменение параметров звучания;
· благодаря применению защелок, возможна быстрая сборка устройства и замена источника питания, не требующие дополнительных приспособлений;
· удобен для транспортировки.
С целью повышения конкурентоспособности данного изделия возникает необходимость в повышении технологичности, снижении себестоимости, а так же уменьшении габаритных размеров.
Учитывая серийный тип производства, с точки зрения экономичности, основная часть элементарной базы устройства следует представить в DIP-исполнении, что позволит использовать для регулировки и настройки прибора достаточно простое оборудование и увеличить ремонтопригодность изделия.
Использование современных комплектующих позволяет повысить надежность, снизить габариты и массу разрабатываемого устройства.
В данном курсовом проекте выполняется следующее:
1. Выбор элементной базы и технологии изготовления, сборки и монтажа.
2. Расчет конструкции печатной платы и компоновки печатного узла.
3. Расчёт конструкции генератора на технологичность и разрабатывается технологическая схема сборки печатного узла блока.
4. Производятся расчёты теплового режима конструкции, вибропрочности, надёжности.
5. Проектирование конструкции технологической оснастки.
Приводится разработанная конструкторская документация на изделие, чертежи печатных плат, электрической схемы, описание технологического процесса сборки печатного узла.
1.1 Краткое описание принципиальной схемы и назначения устройства
Разрабатываемое в данном проекте самовозбуждающееся устройство предназначено для генерации шумового воздействия, переключающегося с определенной частотой. При помощи переменных резисторов, выведенных на корпус, можно изменять параметры звучания. Включение осуществляется кнопкой PBS-10B.
Генератор должен быть конструктивно законченным изделием, соответствующим следующим эксплуатационным требованиям:
- температура окружающей среды от плюс 1 до плюс 40°С;
- атмосферное давление (84-107)кПа, (630-800) мм рт.ст.;
- относительная влажность воздуха (45-80)%;
- вибрационные нагрузки, соответствующие лабораторным условиям
эксплуатации.
Требования по надежности: средняя наработка на отказ не менее 5000 часов.
С целью снижения затрат времени и средств на разработку устройства, технологическую подготовку производства, изготовление, эксплуатацию и ремонт, генератор должен соответствовать требованиям технологичности.
2 КОНСТРУИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВА
В настоящее время возрастает сложность РЭА, перед конструкторами встают новые задачи. Именно от конструкции РЭА в значительной степени зависит качество и эффективность использования аппаратуры, ее надежность и функциональные возможности, стоимость производства и эксплуатации.
Конструирование - это процесс выбора и отражения в технических документах структуры, размеров и формы, материалов и внутренних связей проектируемого устройства. [11]
Конструирование РЭА зависит от большого количества факторов, основными из которых являются: функциональное назначение аппаратуры, объект установки, условия эксплуатации, эксплуатационные требования, производственно-технологические требования, экономические показатели.
2.1 Выбор элементной базы и технологии изготовления,
сборки и монтажа
2.1.1 Выбор электрорадиоэлементов
При анализе принципиальной электрической схемы весь перечень элементов можно разбить на две группы:
1.Элементы, жестко регламентированные схемой (указаны их уникальные индексы). Такие как, транзисторы 2N2222, 2N2646.
2. Элементы, регламентированные по основному параметру (указано соответствующее номинальное значение этой величины). Предоставляется возможность самому подобрать тип данного элемента.
Таким образом, при выборе элементной базы будем придерживаться того, что:
1. Компоненты должны обладать указанными в схеме характеристиками;
2. Номенклатура используемых типов корпусов должна быть по возможности сужена для повышения технологичности конструкции печатного узла.
Необходимо применять в первую очередь стандартные и унифицированные элементы, а также другие изделия массового или серийного производства. Стандартные элементы выбираются по данным официальных справочников.
Выбор ЭРЭ производится путем сопоставления технических условий на них с условиями применения элементов в изделии. При выборе элементов следует придерживаться предельных значений параметров окружающей среды. [17]
При предельных температурах не должны происходить необратимые изменения параметров элементов, а также сами материалы ЭРЭ не должны разрушаться. Выбор ЭРЭ зависит также от принятого вида монтажа. [30]
Кроме того, тенденция развития современного приборостроения в России показывает, что как в новых разработках, так и в серийном производстве все шире используются электронные компоненты (электрорадиоизделия и детали аппаратуры) зарубежных производителей. Объективными причинами такого явления послужили резкое сокращение объемов выпуска отечественных ЭРЭ, практическая остановка большинства их производителей, а также отсутствие в последние годы новых разработок элементной базы. Все это на фоне бурного прогресса мировой электронной индустрии привело к отставанию отечественных ЭРЭ от зарубежных на 10-15 лет как по техническому уровню, так и по технико-экономическим показателям. В результате ряд групп современных электрорадиоизделий отечественной промышленностью практически не выпускаются, а те ЭРЭ, что выпускаются, порой значительно дороже зарубежных аналогов. Так, например, зарубежные конденсаторы с оксидным диэлектриком примерно втрое дешевле отечественных аналогов при выигрыше в массогабаритных параметрах. [19]
Все вышеизложенное, а также фактическое разрешение с ноября 1997г. импортной комплектации отечественной аппаратуры специального назначения, дали серьезный импульс отечественным предприятиям на использование импортных ЭРЭ.
С учетом всего вышесказанного и руководствуясь схемой электрической принципиальной выберем следующие ЭРЭ:
1. В качестве постоянных резисторов выберем резисторы с корпусом С1-4 (R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10).
Таблица 1. Характеристики резистора С1-4 [27]
Номинальная мощность, Вт (при ) |
Диапазон номинальных сопротивлений |
Ряд промежуточных значений, допуск |
Диаметр, мм |
Длина, мм |
|
0,5 (70) |
10Ом… 10МОм |
Е24, Е48 +2; +5; + 10 |
5,5 |
13 |
2. Переменный резистор СП3-19 (R5, R6, R7).
Таблица 2. Характеристики резистора СП3-24 [3]
Номинальная мощность, Вт (при ) |
Диапазон номинальных сопротивлений |
Ряд промежуточных значений, допуск |
Функциональная характеристика |
Ширина, мм |
Длина, мм |
Высота, мм |
|
0,25 (40) |
680 Ом… 1 МОм |
Е6 +20; + 30 |
А |
14,5 |
56 |
18 |
3. Конденсатор с органическим диэлектриком К73-11 (С2).
Таблица 3. Характеристики конденсатора К73-11 [5]
Номинальное напряжение, В |
Диапазон номинальных емкостей, мкФ |
Ряд промежуточных емкостей, допуск |
Ширина, мм |
Длина, мм |
Высота, мм |
|
400 |
0,022…1 |
Е6 +5; +10; + 20 |
7…15 |
13…30 |
18 |
4. Полярный конденсатор К50-15 (С1).
Таблица 4. Характеристики полярного конденсатора К50-15 [7]
Номинальное напряжение, В |
Диапазон номинальных емкостей, мкФ |
Диаметр, мм |
Длина, мм |
Диаметр вывода, мм |
|
250 |
2,2 |
9,7 |
35 |
0,9 |
5. Импортный биполярный транзистор 2N2222 (VT3).
Отечественный аналог - КТ3117А.
Таблица 5. Характеристики биполярного транзистора 2N2222 [22]
Материал |
Проводимость |
Uкэmax, В |
Iкэmax, A |
Pк, Вт |
Fгр, МГц |
Масса, гр |
|
Кремний |
n-p-n |
75 |
0,8 |
0,5 |
250 |
0,5 |
6. Импортный полевой транзистор 2N2646 (VT1, VT2).
Таблица 6. Характеристики полевого транзистора 2N2646 [8]
Материал |
Проводимость |
Uкэmax, В |
Iкэmax, A |
Pк, Вт |
Fгр, МГц |
Масса, гр |
|
Кремний |
n-p-n |
75 |
0,5 |
0,5 |
50 |
0,5 |
Модель корпуса аналогична корпусу транзистора 2N2646.
7.Звукоизлучатель.
Выберем для нашей схемы модель ЗП-2.
Рисунок 7. Звукоизлучатель [1]
8.Выключатель.
Выберем кнопочный выключатель PBS-10B.
Рисунок 8. Выключатель [6]
2.1.2 Выбор технологии изготовления, сборки и монтажа
Увеличение плотности печатного монтажа, тенденция к автоматизации технологических процессов изготовления печатных плат, необходимость уменьшения трудоемкости и повышения процента выхода годных изделий существенно обострили вопрос технологичности и серийнопригодности печатных плат. При реализации схемотехнических решений минимально необходимые размеры элементов печатного монтажа и их взаимное расположение определяются в результате расчета электрической схемы.
При разработке функционального узла с печатным монтажом должны учитывать следующие требования:
- Максимальные размеры ПП имеют много ограничений. Это и габариты фотошаблонов, и возможности сверлильных станков;
- метод изготовления печатных плат определяет основные конструкционные, технико-экономические и эксплуатационные характеристики функционального узла, а также выбор материала основания и количество металлизированных слоев печатных плат;
- разработка и изготовление печатных плат с высокой плотностью монтажа связана с большими конструктивными и технологическими трудностями.
Габариты печатной платы определяются количеством ЭРЭ, установленных на ней, и их установочными размерами. [17]
При разработке конструкции печатной платы необходимо учитывать следующие требования:
- печатные платы следует выполнять по возможности прямоугольной формы;
- основной шаг координатной сетки 2.5 мм, дополнительные 1.25 и 0.625 мм.
В целях для лучшего теплоотвода применим конструкцию односторонней печатной платы с металлизацией отверстий. В сторону выбора односторонней печатной платы говорит и то, что максимальную площадь занимают переменные резисторы, динамик и выключатель, которые должны выводиться на корпус устройства, т. е. располагаться на одной стороне ПП. Односторонние ПП обеспечивают самую высокую точность выполнения проводящего рисунка и совмещения его с отверстиями и при этом являются наиболее дешевым классом печатных плат. Для повышения прочности крепления элементов выберем одностороннюю ПП с металлизацией отверстий.
Метод изготовления печатной платы выбран на основании ОСТ 4.ГО054.043 и ОСТ 4.ГО054.058. Односторонние печатные платы изготавливаются комбинированным позитивным методом, основанным на применении одностороннего фольгированного диэлектрика. Этот метод сочетает в себе субтрактивный и аддитивный методы, т.е. основан как на операции нанесения проводящего слоя, так и на операции травления излишней металлизации. Металлизацию отверстий проводят электрохимическим методом, а проводящий рисунок схемы получают травлением меди с пробельных мест.
Печатные платы третьего класса - наиболее распространенные, поскольку, с одной стороны, обеспечивают достаточно высокую плотность трассировки и монтажа, а с другой - для их производства достаточно рядового, хотя и специализированного, оборудования.
В качестве вида пайки выберем пайку двойной волной припоя. Данный метод применяется для пайки дип-элементов и чип-корпусов, изготовленных по толстопленочной технологии.
Рисунок 9. Схема пайки двойной волной припоя
Первая волна обладает узкой направленностью с высоким зивихрением, высокой скоростью струи и сопла, исключает появление газовых полостей. Вторая волна устраняет перемычки припоя, созданные первичной волной.
2.2 Конструирование печатного узла
При конструктивной компоновке изделия необходимо придерживаться следующих рекомендаций:
1. Элементы схемы должны располагаться таким образом, чтобы электрические связи между ними были наиболее короткими;
2. Для исключения наводок цепей переменного напряжения на цепи выпрямленного напряжения эти цепи следует прокладывать в отдельных жгутах. Жгуты должны быть разнесены друг от друга. С этой целью трансформатор и дроссель следует располагать так, чтобы оси их катушек были взаимно перпендикулярны. Трансформаторы и дроссели должны быть по возможности удалены от усилительных элементов;
3. Тяжёлые элементы должны быть установлены ближе к точкам крепления шасси;
4. Элементы схемы должны располагаться так, чтобы полупроводниковые приборы, а также конденсаторы не подогревались другими элементами, выделяющими тепло;
5. Все элементы должны быть установлены так, чтобы была обеспечена возможность их замены без демонтажа других деталей. [24]
2.2.1 Расчет конструкции печатной платы
Выберем в качестве материала печатной платы фольгированный стеклотекстолит FR-4 со следующими характеристиками:
-толщина материала 1 мм;
-толщина фольги 0,035мм.
Согласно классу точности 3 (ГОСТ 23751-86), отношение номинального значения диаметра наименьшего из металлизированных отверстий к толщине печатной платы равно 0,33:
По ГОСТ 10317-79 минимальный допустимый диаметр металлизированного отверстия равен 0,4мм.
Применение металлизированных КП обосновано тем, что их можно использовать в качестве переходных отверстий.
При расчете диаметра металлизированного отверстия следует предусматривать гарантированный зазор (не менее 0,1 мм) для заполнения металлизированного отверстия расплавленным припоем.
d = ds + |?| + 0,1 (2.1)
d - диаметр отверстия;
ds - диаметр или диагональ вывода;
|?| - модуль (абсолютное значение) нижнего значения допуска на отверстие. Согласно ГОСТ 23751-86, для отверстий с металлизацией и оплавлением диаметром до 1,0 мм включительно, величина |?| принимается равной 0,13мм; для отверстий большего диаметра |?| брать равным 0,15мм.
Наименьший номинальный диаметр D контактной площадки (согласно ГОСТ 23751-86) рассчитывают по формуле:
D=(d+?dв.о)+2b+?tв.о+2?dтр+(Td2+TD2+?tп.о2) (2.2)
Где:
d - диаметр отверстия;
b -- гарантийный поясок ( b=0.1)
?dв.о-- верхнее предельное отклонение диаметра отверстия ( при d?1мм ?dв.о =0 ; при d>1мм ?dв.о =0,05мм);
?tв.о -- верхнее предельное отклонение диаметра контактной площадки ( с мегалитическим покрытием ?tв.о =0,1);
?dтр -- значение подтравливания диэлектрика в отверстии (для ДПП ?dтр=0);
?tп.о-- нижнее предельное отклонение диаметра контактной площадки ( с мегалитическим покрытием
?tв.о =-0,1);
Td -- Значение позиционного допуска расположения осей отверстий (При размер печатной платы по большей стороне, до 180мм включительно Td=0,03);
TD -- Значение позиционного допуска расположения центров контактных площадок (При размер печатной платы по большей стороне, до 180мм включительно TD =0,15);
Таким образом для отверстий диаметром меньше 1мм включительно имеем:
D=(d+0)+2*0.1+0.1+2*0 +(0.032+0.152+0.12)=d+0.333 (2.3)
Для отверстий, диаметром большим 0,1мм имеем:
D=(d+0,05)+2*0.1+0.1+2*0+(0.032+0.152+0.12)=d+0.383 (2.4)
При использовании элементов с 2 осевыми выводами необходимо учитывать требования ГОСТ 10317-79- расстояние между выводами должно быть кратно 1,25 мм. Минимально возможное расстояние между выводами регламентирует ГОСТ 29137-91:
Рисунок 10. Расстояние между выводами
ly = L + 2l0 + 2R + d (2.5)
Согласно ГОСТ 29137-91 резисторы, конденсаторы и диоды в цилиндрических корпусах с двумя осевыми выводами разрешается устанавливать вертикально.
Рисунок 11. Вертикальное размещение элемента
При этом минимальное расстояние между выводами определяется по формуле:
(2.6)
Таблица 7. Установочные размеры для вертикально размещенных элементов
Шифр позиции ИЭТ |
Диаметр корпуса D, мм |
Установочный размер ly, мм |
|
0401 |
До 3,0 включительно |
2,5 |
|
0402 |
3,0..5,5 |
3,75 |
|
0403 |
5,5..8 |
5,0 |
Примем шаг трассировки для данного печатного узла равным 1,25 мм.
1. Резистор С1-4 (R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10).
ds=0.6
|?|=0.13
d=0.6+0.13+0.1=0,83
Согласно ГОСТ 10317-79, d=0,9мм
Используя формулу (2) получим D=0,9+0.333=1.233
Таким образом, D=1.3 мм.
Установим данный резистор вертикально:
Установочный размер возьмем из таблицы 1; для d=5,5 мм
=3,75 мм.
2. Резистор СП3-24 (R5, R6, R7).
ds=1.3
|?|=0.15
d=1.3+0.15+0.1=1.55
Согласно ГОСТ 10317-79, d=1,6мм
Используя формулу (3) получим D=1,6+0.383=1.983
Таким образом D=2 мм
Выводы элемента не формуются.
3. Конденсатор К73-11 (С2).
ds=0.8
|?|=0.15
d=0.8+0.15+0.1=1,05
Согласно ГОСТ 10317-79, d=1,1мм
Используя формулу (3) получим D=1,1+0.383=1.483
Таким образом D=1.5 мм
ly = L + 2l0 + 2R + d
ly =20+2*0,5+2*1+0,8=23,8
Учитывая требование, ГОСТ 10317-79 примем расстояние между выводами (а соответственно и центрами отверстий КП) равным 25 мм.
4. Конденсатор К50-15 (С1).
ds=0.9
|?|=0.15
d=0.9+0.15+0.1=1,15
Согласно ГОСТ 10317-79, d=1,2мм
Используя формулу (3) получим D=1,2+0.383=1.583
Таким образом D=1.6 мм
ly = L + 2l0 + 2R + d
ly =35+2*0,5+2*1+0,9=38,9
Учитывая требование, ГОСТ 10317-79 примем расстояние между выводами (а соответственно и центрами отверстий КП) равным 40 мм.
5. Транзисторы 2N2222, 2N2646 .
ds=0.5
|?|=0.13
d=0.5+0.13+0.1=0.73
Согласно ГОСТ 10317-79, d=0,8мм
Используя формулу (2) получим D=0.8+0.333=1.133
Таким образом D=1.2 мм
Выводы элемента не формуются.
6. Звукоизлучатель ЗП-2.
ds=1.2
|?|=0.15
d=1.2+0.15+0.1=1.45
Согласно ГОСТ 10317-79, d=1,5мм
Используя формулу (3) получим D=1,5+0.383=1.883
Таким образом D=1,9 мм
Выводы элемента не формуются.
7. Выключатель PBS1-10B.
ds=0.9
|?|=0.15
d=0.9+0.15+0.1=1,15
Согласно ГОСТ 10317-79, d=1,2мм
Используя формулу (3) получим D=1,2+0.383=1.583
Таким образом D=1.6 мм
Выводы элемента не формуются.
Расчет ширины проводников и зазоров
Приближенный анализ электрической схемы позволяет отнести её к слаботочным и низковольтным цепям. Таким образом, ширина печатных проводников и зазоров выбираются минимальными для данного класса точности, то есть 0,25мм.
Расчет площади платы
Рассчитаем площади, занимаемые элементами печатного узла:
Суммарная площадь, занимаемая элементами печатного узла:
Рассчитаем площадь платы, выбрав коэффициент использования 1,5:
Согласно действующему ГОСТ 10317-79 при длине стороны печатной платы до 100мм размеры каждой стороны должны быть кратны 2,5мм. В целях наиболее рационального использования площади платы выполним её в виде прямоугольника. Ближайшее значение площади, удовлетворяющее требованиям стандарта, равно 5044 мм2. Это соответствует размерам платы 63 х 80 мм2.
Очевидно, что изготовить печатный узел такого размера невозможно. Это объясняется тем, что площадь, занимаемая переходными отверстиями и контактными площадками, не учитывается при расчете коэффициента использования. При малых размерах платы она будет составлять значительную долю площади всей платы. Также для комфортной настройки громкости при помощи переменных резисторов расположим их на удобном расстоянии друг от друга.
Таким образом, мы вынуждены увеличить размеры печатной платы. При этом коэффициент использования будет меньше требуемого в задании.
Опытным путем был установлено, что минимальный размер платы, при котором возможно создать данный печатный узел, равен 88 х 102 мм2. Ко-эффициент использования при этом равен:
2.2.2 Создание библиотеки компонентов
При создании библиотеки компонентов печатного узла необходимо:
1.При помощи редактора Symbol Editor создать условное обозначение компонента согласно ГОСТ 2.728- 74, ГОСТ 2.730- 73. Установить атрибуты {RefDes}, {Type}, {Value} (для однозначной идентификации элемента на последующей электрической схеме) и точку привязки, относительно которой будет вращаться изображение на схеме. Проверить правильность создания условного обозначения (командой Utils/Validate).
Рисунок 12. Условное обозначение элемента С1-4 с атрибутами
2.При помощи редактора Pattern Editor создать посадочное место под компонент с учетом геометрических размеров корпуса и контактных площадок. Установить атрибуты {RefDes}, {Type}, {Value} (для однозначной идентификации элемента на последующей схеме компоновки печатного узла) и точку привязки. При необходимости указать точку нанесения клея. Проверить правильность создания посадочного места (командой Utils/Validate).
Рисунок 13. Посадочное место под элемент С1-4 с атрибутами
3. В менеджере библиотек Library Executive произвести соединение посадочного места с условным обозначением путём задания соответствия между контактными площадками первого и контактами второго с указанием их типов. Проверить правильность создания компонента (командой Utils/Validate).
Рисунок 14. Таблица соответствия для элемента С1-4
Согласование символов остальных компонентов с их посадочными местами и создание дополнительной текстовой информации, то есть упаковка компонента в корпус, представлены на рисунках 15-21.
Рисунок 15. Компонент СР3-24
Рисунок 16. Компонент К73-11
Рисунок 17. Компонент К50-15
Рисунок 18. Компонент 2N2222
Рисунок 19. Компонент 2N2646
Рисунок 20. Компонент PBS1-10B
Рисунок 21. Компонент ZP2
В результате проделанной работы получается файл *.lib, содержащий всю необходимую информацию об элементной базе печатного узла (рисунок 20).
Рисунок 22. Библиотека компонентов
2.2.3 Формирование схемы электрической принципиальной
Формирование принципиальной электрической схемы производится в редакторе Schematic. Процесс создания схемы можно разделить на несколько этапов:
1.Настройка среды редактора:
-установка формата рабочей области А4;
-установка миллиметрового шага сетки, кратного 2,5 (согласно ЕСКД);
-установка кириллического шрифта в качестве стандартного;
-установка ширины линий;
-создание шаблона штампа (согласно ЕСКД) в виде *.ttl-файла и его подключение к документу;
-подключение ранее созданной библиотеки компонентов;
2.Непосредственное создание схемы:
-размещение надписей, обозначений компонентов в рабочей области графического редактора и объединение выводов проводниками;
-редактирование положения элементов и надписей на схеме;
3.Проверка схемы средствами редактора (командой Utils/ERC..).
Результатом проделанной работы является *.sch-файл схемы электрической принципиальной, а также *.erc-файл протокола ошибок (см. Приложения). [9]
Текст протокола ошибок:
D:\Курсач\Shema.erc:
ERC Report Options:
Single Node Nets: On
No Node Nets: On
Electrical Rules: On
Unconnected Pins: On
Unconnected Wires: On
Bus/Net Rules: On
Component Rules: On
Net Connectivity Rules: On
Hierarchy Rules: On
ERC Errors:
SINGLE NODE NETS:
0 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
NO NODE NETS:
0 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
ELECTRICAL RULES:
Warning 1 -- Net NET00000 has no input pins
Warning 2 -- Net NET00000 has no output pins
Warning 3 -- Net NET00001 has no input pins
Warning 4 -- Net NET00001 has no output pins
Warning 5 -- Net NET00005 has no input pins
Warning 6 -- Net NET00005 has no output pins
Warning 7 -- Net NET00003 has no input pins
Warning 8 -- Net NET00003 has no output pins
Warning 9 -- Net NET00013 has no input pins
Warning 10 -- Net NET00013 has no output pins
Warning 11 -- Net NET00004 has no input pins
Warning 12 -- Net NET00004 has no output pins
Warning 13 -- Net NET00007 has no input pins
Warning 14 -- Net NET00007 has no output pins
Warning 15 -- Net NET00008 has no input pins
Warning 16 -- Net NET00008 has no output pins
Warning 17 -- Net NET00009 has no input pins
Warning 18 -- Net NET00009 has no output pins
Warning 19 -- Net NET00010 has no input pins
Warning 20 -- Net NET00010 has no output pins
Warning 21 -- Net NET00006 has no input pins
Warning 22 -- Net NET00006 has no output pins
Warning 23 -- Net NET00018 has no input pins
Warning 24 -- Net NET00018 has no output pins
Warning 25 -- Net NET00019 has no input pins
Warning 26 -- Net NET00019 has no output pins
26 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
UNCONNECTED PINS:
0 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
UNCONNECTED WIRES:
0 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
BUS/NET RULES:
0 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
COMPONENT RULES:
0 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
NET CONNECTIVITY RULES:
0 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
HIERARCHY RULES:
Hierarchy is simple.
Hierarchy is resolved.
0 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
ERC Summary:
Single Node:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
No Node:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Electrical:
Errors: 0
Warnings: 26
Ignored Errors: 0
Unconnected Pin:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Unconnected Wire:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Bus/Net:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Component:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Net Connectivity:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Hierarchy:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Согласно протоколу, принципиальная электрическая схема выполнена правильно и мы в праве перейти к компоновке печатного узла.
2.2.4 Компоновка печатного узла
Перед непосредственной компоновкой создадим архивную библиотеку компонентов (командой Library/Archive library..)и список соединений (командой Utils/Generate Netlist..) в редакторе Schematic. Таким образом, мы освобождаем себя от необходимости ручного соединения компонентов в редакторе PCB.
Фрагмент списка соединений, касающийся непосредственно связи выводов компонентов:
(net "NET00000"
(node "R1" "1")
(node "VT1" "1")
)
(net "NET00001"
(node "R3" "2")
(node "VT1" "2")
)
(net "NET00005"
(node "R7" "2")
(node "R8" "2")
)
(net "NET00003"
(node "R5" "1")
(node "R9" "1")
)
(net "NET00013"
(node "VT3" "3")
(node "VT2" "1")
(node "R4" "1")
)
(net "NET00004"
(node "R7" "1")
(node "R7" "3")
(node "C1" "1")
(node "R9" "2")
(node "VT1" "3")
)
(net "NET00007"
(node "R10" "2")
(node "R6" "1")
)
(net "NET00008"
(node "R10" "1")
(node "C2" "2")
(node "VT2" "3")
(node "R8" "1")
)
(net "NET00009"
(node "R2" "2")
(node "VT2" "2")
)
(net "NET00010"
(node "U2" "1")
(node "U1" "1")
(node "R6" "2")
(node "R6" "3")
(node "R5" "2")
(node "R5" "3")
(node "R1" "2")
(node "R2" "1")
)
(net "NET00006"
(node "U2" "2")
(node "VT3" "2")
)
(net "NET00018"
(node "U1" "2")
(node "A" "1")
)
(net "NET00019"
(node "VT3" "1")
(node "C2" "1")
(node "C1" "2")
(node "R3" "1")
(node "R4" "2")
(node "A" "2")
Протокол ошибок создания архивной библиотеки:
Archive Library Log
Errors:
Total error messages: 0
Information:
Component 2N2646 copied from library D:\КУРСАЧ\NATALIA.LIB to library D:\Курсач\A
rhiv.lib.
Component C1-4 copied from library D:\КУРСАЧ\NATALIA.LIB to library D:\Курсач\Ar
hiv.lib.
Component CP3-24 copied from library D:\КУРСАЧ\NATALIA.LIB to library D:\Курсач\A
rhiv.lib.
Component 2N2222 copied from library D:\КУРСАЧ\NATALIA.LIB to library D:\Курсач\A
rhiv.lib.
Component K50-15 copied from library D:\КУРСАЧ\NATALIA.LIB to library D:\Курсач\A
rhiv.lib.
Component PBS1-10B copied from library D:\КУРСАЧ\NATALIA.LIB to library D:\Курсач\
Arhiv.lib.
Component ZP2 copied from library D:\КУРСАЧ\NATALIA.LIB to library D:\Курсач\Arh
iv.lib.
Component K73-11 copied from library D:\КУРСАЧ\NATALIA.LIB to library D:\Курсач\A
rhiv.lib.
Total informational messages: 8
Графический редактор P-CAD РСВ предназначен для разработки и конструирования узлов. Он позволяет задавать размеры ПП, ширину проводников и величину индивидуальных зазоров для разных проводников, размеры контактных площадок и диаметры переходных отверстий, экранные слои. Редактор позволяет выполнять маркировку элементов, их размещение, упаковку схемы на плату, ручную и полуавтоматическую трассировку проводников и формировать управляющие файлы для технологического оборудования.
1.Настройка среды редактора (схожа с настройкой среды редактора Schematic,поэтому остановимся на различиях):
-установка миллиметровых шагов сетки 2,5 (для последующего построения контуров платы) и 0,5 (для задания шага трассировки);
-подключение ранее созданной архивной библиотеки компонентов;
-подключение к документу списка соединений;
В результате в рабочей области появятся посадочные места компонентов, выводы которых соединены согласно принципиальной электрической схеме.
Рисунок 23. Результат подключения архивной библиотеки и списка соединений
2.Непосредственное создание схемы:
-создание контура платы в слое Board;
-создание монтажных отверстий на плоскости платы (аналогично контактным площадкам, но с заданием параметра Shape / Mounting Hole). Применим метод крепления платы в четырех точках, а диаметр монтажных отверстий зададим 1,2 мм, под винты с диаметром резьбы 1 мм.
3.Трассировка платы:
-задание правил трассировки (командой Options/Design Rules):
-минимальное расстояние между элементами шелкографии 0.0мм (команда Design\SilkscreenClearance);
- минимально допустимое расстояние между двумя отверстиями оставим по умолчанию 13.0 mil (команда Design\HoleToHoleClearance);
-минимально допустимое расстояние между краями печатного рисунка на верхней и нижней сторонах платы 0,25мм (команда Layer\Pad to Pad, Pad to Via, Pad to Line, Line to Via, Line to Line, Via to Via);
-ширина проводников платы равна минимально допустимой для класса точности 3, то есть 0,25мм (команда Line Options\Width);
-размеры переходных отверстий согласно п. 6 (команда Options\Via Style..);
-создание печатного рисунка платы:
Для автоматической трассировки используем автотрассировщика Quick Route, который позволяет разводить несложные печатные платы, содержащие небольшое количество компонентов. [9]
Рисунок 24. Результат трассировки
4. Проверка правильности трассировки печатной платы (командой Utils/DRC..).
Отчет о трассировке: P-CAD Design Rule Check Report
D:\Курсач\RПлата.drc:
DRC Report Options:
Net List Compare: Off
Clearance Violations: On
Text Violations: On
Net List Violations: On
Unrouted Nets: On
Unconnected Pins: On
Net Length Violations: On
Silk Violations: On
Copper Pour Violations: On
Plane Violations: On
Component Violations: On
Drill Violations: On
Test Point Violations: Off
DRC Errors:
NETLIST VIOLATIONS:
0 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
CLEARANCE VIOLATIONS:
0 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
UNROUTED NETS:
0 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
UNCONNECTED PINS:
0 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
Warning: Net length violation tests were not performed because
of missing MinNetLength, MaxNetLength, or MatchedLength rules.
NETLIST LENGTH VIOLATIONS:
0 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
WIDTH VIOLATIONS:
Warning: Width violation tests were not performed because
of missing Width rule.
0 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
COPPER POUR VIOLATIONS:
0 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
PLANE VIOLATIONS:
0 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
COMPONENT VIOLATIONS:
0 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
DRILL VIOLATIONS:
0 warning(s) detected.
0 error(s) detected.
DRC Summary:
Netlist:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Clearance:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Unrouted Nets:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Unconnected Pins:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Net Length:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Silk Screen:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Text:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Width:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Copper Pour:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Plane:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Component:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Drilling:
Errors: 0
Warnings: 0
Ignored Errors: 0
Согласно протоколу полученная конструкция печатного узла соответствует схеме электрической принципиальной и отвечает требованиям по классу точности 3. Таким образом, проделанную работу по её проектированию можно считать завершенной.
2.3 Конструирование деталей
(корпуса)
Для удобства применения генератора «воющего» шума, следует предусмотреть в конструкции его корпуса место для автономного источника питания. В качестве этого источника применим высоковольтную батарею HIGH VOLTAGE.
Высоковольтные батареи HIGH VOLTAGE включают в себя целый ряд элементов питания марганцево-цинковой системы с щелочным электролитом. Все батареи этой системы представляют собой набор элементов дисковой конструкции, собранных в металлический корпус. Такие батареи отличаются высоким напряжением от 6 до 15 вольт. Применяются для фототехники, электронных игр, зажигалок, охранных устройств, электронных и медицинских приборов. [29]
Устанавливаем размеры корпуса генератора «воющего шума» 130 х 96 х 21.
Корпус устройства будет изготавливаться из пластмассы.
Пластмассы - материалы на основе органических природных, синтетических или органических полимеров, из которых можно после нагрева и приложения давления формовать изделия сложной конфигурации. Использование пластмассы в качестве материала для корпуса устройства, прежде всего, связано с рядом их достоинств.
Важнейшие из них:
1. Низкая себестоимость изготавливаемых деталей;
2. Великолепные диэлектрические свойства;
3. Пластмассы имеют достаточную прочность;
4. Высокая технологичность переработки пластмасс;
5. Высокая химическая стойкость.
Для изготовления корпуса генератора «воющего» шума применим винипласт.
Характерные свойства: винипласт имеет высокую механическую прочность, стоек против воздействия почти всех минеральных кислот, щелочей и растворов солей. Недостатки: склонность к ползучести, набухаемость в воде, низкая ударная вязкость, малая теплостойкость, резкая зависимость свойств от температуры и большой коэффициент теплового расширения.
Области применения: из винипласта изготовляют трубы, детали арматуры, емкости для хранения химикатов. В машиностроении винипласт используется в качестве корпусных материалов в сложных конструкциях, изготовляемых методом сварки.
Способы переработки: экструзия, прокатывание, прессование, литьевое прессование, горячее формование полуфабрикатов давлением, литье под давлением, механическая обработка, сварка.
Корпус устройства будет состоять из двух частей: платформы корпуса, на которой размещается печатная плата устройства и батарея питания, и крышки корпуса.
Платформа корпуса и крышка крепятся между собой посредством защелок.
Учитывая небольшое кол-во элементов, генератор целесообразно выполнить на одной плате. Плата будет размещаться на платформе и крепиться защелками. Так как плата односторонняя, а нагрев элементов незначителен, то разместим ее прямо на корпусе.
На платформе имеется и отсек для элемента питания, клеммы для батареи приклеиваются клеем ВК-9 в специальных «карманах» этого отсека. Клеммы являются покупным изделием.
Чертежи печатных плат и корпуса приведены на чертежах в графическом материале.
3 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ, СБОРКИ И МОНТАЖА
3.1 Анализ конструкции на технологичность
Под технологичностью конструкций аппаратуры следует понимать совокупность свойств конструкции, проявляющихся в возможности оптимальных затрат труда, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовления, эксплуатации и ремонта. [11]
Условия изготовления или ремонта изделия определяются специализацией и организацией производства, применяемыми технологическими процессами и годовой программой.
Оценка технологичности конструкции изделия может быть качественной и количественной.
Количественная оценка технологичности конструкции выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требованиям технологичности конструкции. Количественная оценка рациональна только в зависимости от признаков, которые существенно влияют на технологичность рассматриваемой конструкции.
Целью такой оценки является обеспечение эффективной отработки аппаратуры на технологичность при снижении затрат времени и средств на ее разработку, технологическую подготовку производства, изготовление, эксплуатацию и ремонт.
Для оценки технологичности конструкций аппаратуры используются относительные частные показатели Кi и комплексный показатель Кк , рассчитываемый по средневзвешенному значению относительных частных показателей с учетом коэффициентов ці, характеризующих весовую значимость частных показателей, т. е. степень их влияния на трудоемкость изготовления изделия. [21]
Генератор «воющего» шума относится к электронным устройствам. Для электронных устройств по ОСТ 4Г0 091.219 ?76 применяются частные показатели технологичности, состав которых представлен в табл.8.
Таблица 8.Состав показателей технологичности для электронных блоков и узлов
Показатели технологичности |
Коэффициент значимости |
|
Коэффициент автоматизации и механизации монтажа |
= 1 |
|
Коэффициент механизации подготовки ЭРЭ |
= 0,75 |
|
Коэффициент повторяемости ЭРЭ |
= 0,31 |
|
Коэффициент применяемости ЭРЭ |
= 0,187 |
|
Коэффициент прогрессивности формообразования деталей |
= 0,11 |
Оценку технологичности будем производить в следующей последовательности:
Определим коэффициент автоматизации и механизации монтажа изделия:
, (3.1)
где НАМ - количество монтажных соединений, которые могут осуществляться механизированным или автоматизированным способом; НМ - общее количество монтажных соединений.
Так как все ЭРЭ стандартные, их монтаж можно осуществлять механизированным или автоматизированным способом.
.
Определим коэффициент механизации подготовки ЭРЭ к монтажу:
, (3.2)
где НМП ЭРЭ- количество ЭРЭ, подготовка которых к монтажу может осуществляться механизированным или автоматизированным способом.
.
Определим коэффициент применяемости ЭРЭ:
, (3.3)
где НТОР ЭРЭ=0 - число типов применяемых оригинальных ЭРЭ; НТ ЭРЭ=8 число применяемых типов ЭРЭ.
.
Определим коэффициент повторяемости ЭРЭ:
, (3.4)
где НТЭРЭ=8 - число применяемых типов ЭРЭ.
.
Коэффициент прогрессивности формообразования деталей:
, (3.5)
где DПР - количество деталей, заготовки которых или сами детали получены прогрессивными методами формообразования (штамповкой, прессованием, порошковой металлургией, литьём по выплавляемым моделям, под давлением и в кокиль, пайкой, сваркой, склеиванием, из профилированного материала); D - количество деталей, являющихся составными частями изделия. В данном случае такой деталью является плата, следовательно:
.
Основным показателем, используемым для оценки технологичности конструкции, является комплексный (интегральный) показатель, под которым понимается показатель технологичности конструкций, характеризующий несколько ее признаков. Комплексный показатель определяется на основе базовых показателей по формуле:
(3.6)
где показатель, определяемый по таблице базовых показателей соответствующего класса блоков; функция, нормирующая весовую значимость показателя в зависимости от его порядкового номера в таблице.
Таким образом, получим следующее значение комплексного показателя технологичности:
Вывод: Согласно требованиям к несущим конструкциям, коэффициент технологичности должен быть больше или равен 0,8, следовательно, конструкция устройства технологична. В случае необходимости повышения технологичности используется применение микросхем и микросборок, устройств механизированного или автоматизированного контроля и настройки.
3.2 Проектирование конструкции технологической оснастки
Технологическая оснастка - это комплекс приспособлений режущих и измерительных инструментов для изготовления определенного изделия.
Организация работ по обеспечению технологической оснасткой определяется стандартами ЕСТПП. [11]
Проектированием оснастки занимается КБ отдела главного технолога. Изготовление - инструментальный цех. Внедрение оснастки - цеховые технологические бюро и наладчики.
Номенклатура и количество оснастки определяется технологом при разработке тех. процесса.
Порядок разработки:
Технолог проводит поиск необходимой оснастки среди существующих. При отрицательном результате поиска технолог разрабатывает ТЗ на изготовление оснастки, которое должно содержать руководящую и справочную информацию, необходимую для проектирования оснастки (указания по технике безопасности, модель оборудования, обозначения деталей и изделия, геометрия и вид режущего инструмента и т.д.).
Чертежи оснастки размножаются и передаются в отдел инструментального производства, где разрабатывается технология на оснастку и осуществляется ее изготовление. [17]
3.2.1 Штамп
При сборке и монтаже печатного узла требуется гибка выводов дип-элементов. Для этой цели будем использовать гибочный штамп. Холодная штамповка - одна самых прогрессивных технологий получения заготовок, а в ряде случаев и готовых изделий машиностроения, приборостроения, радиоэлектронных и вычислительных средств. По данным приборостроительных и машиностроительных предприятий методами холодной штамповки изготавливается до 75% заготовок и деталей.
Характерными чертами процессов холодной штамповки, обеспечивающими её широкое распространение, являются:
- простота эксплуатации оборудования;
- возможность изготовления изделий из разнообразных материалов;
- высокая производительность труда;
- низкая квалификация рабочих;
- малая себестоимость изделий;
- возможность механизации и автоматизации процессов.
Для данного устройства в производстве отсутствует штамп для гибки выводов конденсатора К73-11 (С2). Диаметр выводов ds=0.8, радиус закругления выводов 1мм, а расстояние между выводами (а соответственно и центрами отверстий КП) равно 25 мм (смотреть пункт 2.2.1). [31]
Штампы, применяемые для гибки, отличаются большим разнообразием как в отношении выполняемых ими операций, так и по конструктивному оформлению, определяемому характером производства. В массовом производстве применяют сложные штампы, обладающие высокой стойкостью и средствами автоматического контроля параметров. В серийном - используются более простые конструкции и, соответственно, более дешевые в изготовлении. В мелкосерийном производстве находят применение наиболее простые и дешевые штампы.
По способу действия различают штампы простые, последовательные и совмещенные.
По количеству операций штампы могут быть одно- или многооперационными.
По способу подачи материала - с неподвижным или подвижным упором, с ловителями, с боковыми шаговыми ножами и т.д. [32]
При гибке выводов элементов размером D-?, где D-номинальный
размер детали, ? - отклонение данного размера, исполнительные размеры определяются по формулам:
для матрицы - DМ=(D-?)+дм; (3.7)
для пуансона - DП=(D-?-z)-п. (3.8)
Здесь: DМ и DП - сопрягаемые размеры соответственно матрицы и пуансона, мм;
ДМ и дП - отклонения размеров, мм;
z - номинальный (наименьший), мм.
Определим исполнительные размеры для матрицы:
Определим исполнительные размеры для пуансона:
Чертежи гибочного штампа приведены в приложении.
3.2.2 Прессформа
Корпус генератора «воющего» шума изготовлен из термореактивной пластмассы - винипласта. В настоящее время известно значительно число способов формирования пластмассовых изделий, которые применяют в зависимости от их конструкций, типа и размеров, технически требований, предъявляемых к использованию изделий. Наиболее распространенными являются:
- прессование;
- литье под давлением;
- формование.
Сущность всех этих способов обработки заключается в том, что исходное сырье подвергается обработке в специальных формах, которые называются пресс-формами, под давлением при соответствующем нагреве в процессе формирования формообразования или после него. Построение типового технологического процесса зависит от конструкций и назначения детали. При выборе операций и переходов решаются следующий вопросы:
1. Подбор и дозировка компонентов: полимер, стабилизатор, пластификатор, краситель, инициатор, парообразователь и др.;
2. Образование исходного материала (пластмассы): смешение; гранулирование; растворение и т.д.;
3. Изготовление изделия (переработка материала): прессование, литье под давлением, выдувание, напыление, окунание и т.д.;
4. Доработка изделия: декоративная отделка, термообработка, механическая обработка и т.д.
Выберем для изготовления нашего корпуса способ обработки в виде литья под давлением.
Литье под давлением
Применяется для изготовления сложных деталей из термопластических масс с большим количеством арматуры и сложной конфигурации. Оно производится на специальных машинах, которые называются инжекционными.
Рисунок 26. Литье пластмасс под давлением
В бункер (1) загружают гранулированную пластмассу, откуда через дозирующее устройство (2) гранулы в требуемом объеме для одного впрыска поступают в цилиндр (4) с нагревательным устройством (5).
Температура пластмассы в цилиндре повышается от начальной на входе до заданной технологическим режимом (185-280? С) на выходе. Пуансон (3) впрыскивает расплавленную пресс-массу в охлаждаемую водой пресс-форму (6) t=30-40?C при давлении 20 МПа.
Из-за того, что температура пресс-формы ниже температуры впрыснутой в нее пресс-массы отливка быстро охлаждается, и затвердевает, уменьшаясь в объеме.
В полости пресс-формы образуется незанятый объем, поэтому для заполнения всего объема, а также для сохранения впрыснутой пластмассы плунжером (3) поддерживается давление с учетом времени, определяющим отвердение отливки в пресс-форме.
После такой выдержки плунжер (3) отходит вправо и из загрузочного бункера (1) в цилиндр (4) поступает новая порция пресс-материала. Цикл повторяется.
После требуемой выдержки для охлаждения отлитой детали половинки формы раскрываются и деталь удаляется.
Весь цикл обработки производится автоматически. Поэтому данный способ изготовления пластмассовых изделий является одним из самых производительных. Удельное давление при литье термопластов в зависимости от марки материала применяется в пределах от 50 до 300 МН/м2. Изделие извлекается из формы после охлаждения до 40-60? С.
Выдержка изделия в форме не превышает 40-50 с.
Требуется две прессформы - для корпуса и крышки корпуса. Контур прессформ по форме напоминает контур деталей.
Подбор литьевых машин осуществляется по усилию смыкания пресс-форм и по массе получаемых деталей. Наиболее распространены литьевые машины немецкой фирмы DEMAG, где смыкание осуществляется усилием и кулачками.
Литьевые машины:
Д-125 предназначены для изготовления деталей весом до 240 гр;
Подобные документы
Выбор элементной базы и технологии изготовления, сборки и монтажа устройства для подачи акустических сигналов с определенной частотой сразу же после пропажи напряжения в сети. Поэлементный расчет и порядок проектирования конструкции данного устройства.
курсовая работа [4,0 M], добавлен 19.09.2010Назначение, технические описания и принцип действия устройства. Разработка структурной и принципиальной схем цифрового генератора шума, Выбор микросхемы и определение ее мощности. Расчет блока тактового генератора. Компоновка и разводка печатной платы.
курсовая работа [434,5 K], добавлен 22.03.2016Этапы проектирования датчика шума в виде субблока, разработка его принципиальной электрической схемы и принципы функционирования данного устройства. Выбор и обоснование элементной базы датчика. Расчет конструкции при действии вибрации, ее аттестация.
курсовая работа [150,3 K], добавлен 08.03.2010Общее понятие об интегральных микросхемах, их назначение и применение. Описание электрической принципиальной схемы логического устройства, выбор и обоснование элементной базы. Расчет тепловых процессов устройства, оценка помехоустойчивости и надежности.
курсовая работа [90,5 K], добавлен 06.12.2013Конструкция печатного узла. Технология его изготовления с максимальным использованием монтажа на поверхность, что позволит провести быстрый ремонт за счет замены неисправного блока на исправный. Чертежи схемы электрической принципиальной и печатной платы.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 08.02.2011Технические характеристики, описание конструкции и принцип действия (по схеме электрической принципиальной). Выбор элементной базы. Расчёт печатной платы, обоснование ее компоновки и трассировки. Технология сборки и монтажа устройства. Расчет надежности.
курсовая работа [56,7 K], добавлен 07.06.2010Описание структурной схемы генератора. Описание работы схемы электрической принципиальной блока. Выбор и обоснование элементной базы. Разработка конструкции печатной платы. Разработка конструкции датчика сетки частот. Описание конструкции генератора.
дипломная работа [287,2 K], добавлен 31.01.2012Описание принципиальной схемы устройства. Расчёт зависимости величины входного тока от величины двоично—десятичного кода. Технология изготовления печатной платы электрохимическим способом. Достоинства фоторезиста на основе поливинилового спирта.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 09.07.2015Построение выходного и предвыходного каскадов генератора развертки. Выбор элементной базы разрабатываемых узлов. Схема блока развертки. Синхронизация генератора кадров. Напряжения требуемой формы для работы устройства динамического сведения лучей.
курсовая работа [232,3 K], добавлен 30.08.2011Методика и основные этапы разработки печатного узла в пакете OrCAD, составление и анализ его принципиальной электрической схемы, выбор и обоснование элементной базы. Автоматизированная разработка схемы и ее моделирование, конструкции печатного узла.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 02.08.2009