Дифузний випромінювач змінної яскравості

Під технологічністю конструкції складальної одиниці розуміють її властивість, що дозволяє провести виготовлення даного виробу найбільш швидко, просто, з застосуванням найбільш простих, економічних й прогресивних методів виготовлення та складання. Технологічність конструкції та її окремих елементів необхідно розглядати як функції масштабу випуску на даний виріб, рівня серійності в умовах визначеного виробництва з врахуванням його особливостей.

Показник уніфікації конструкції визначається коефіцієнтом уніфікації

(9.2.1)

де N_y, n_y - число уніфікованих складальних одиниць та деталей в аналізуємій конструкції ;N, n - число всіх складальних одиниць в виробі та всіх деталей в ньому. Таким чином маємо:

Так як К_y=0,25..0,5то вважають, що технологічність виробу задовільна.

Коефіцієнт уніфікації складальних одиниць у виробі

(9.2.2)

Так як , то технологічність виробу висока

Коефіцієнт уніфікації деталей виробу

(9.2.3)

В нашому випадку К_y=0,3..0,6 - технологічність незадовільна.

Показник складності конструкції визначається коефіцієнтом складності конструкції, враховуючи рівень умовного розподілу всієї конструкції виробу на окремі елементи - складальні одиниці в виробі N та число всіх деталей n у виробі

(9.2.4)



К_СБ < 0,4 - технологічність виробу задовільна.

По результатах розрахунків показників уніфікації та складності конструкції можна зробити висновок що технологічність виробу задовільна.

9.2.3 Побудова схеми складального складу

На основі аналізу конструкторської документації створюється схема складального складу. На рис.2.1 приведена схема складального складу первинного Вузла ДВЗЯ. Схема складального складу використовується для аналізу і синтезу приладу та процесу складання. Під аналізом варто розуміти міру розчленовування приладу в процесі зборки. Під синтезом приладу і складального процесу розуміється прийняття правил побудови приладу з його елементами і складальним процесом з його операціями і їхніми частинами.

Деталі і складальні одиниці в схемі виконуються у виді прямокутників, розділених на 3 частині. У першій частині прямокутника проставляються номер позиції деталі відповідно до специфікації, у другий - її найменування, у третій - кількість деталей даного найменування. На схемі складального складу можуть бути зазначені джерела надходження елементів, терміни готовності різних операцій складання і приладу в цілому. Схему можна використовувати як диспетчерський документ, за яким зручно стежити за процесом виробництва і вживати заходів, якщо готовність тих чи інших елементів не відповідає графіку. У той самий час схема складального складу не дає представлення про послідовність складання і спосіб забезпечення з'єднань.

Схема складального складу - відправний документ для вірного проектування технологічної схеми складання і всього технологічного процесу складання.



Рис.9.1 - Схема складального складу ПВ ДВЗЯ

9.2.4 Розробка технологічної схеми складання

Послідовність складання, способи забезпечення з'єднань, періодичність і зміст процесу регулювання, іспитів і контролю визначає технологічна схема складання. На рис.2.2 приведена технологічна схема складання вузла оптичного блоку. Деталі і складальні одиниці в схемі виконуються у виді прямокутників, розділених на три частини. У першій частині прямокутника проставляється номер позиції деталі відповідно до специфікації, у другий - її найменування, у третій - кількість деталей даного найменування, що використовуються при складанні в цьому переході.

Верхня горизонтальна лінія - є загальне складання виробу, вертикальні лінії та інші нижні горизонтальні - вузлові складання. Кожне складання розглядається по відповідній лінії зліва направо, куди знизу подаються в відповідні вузли збірні елементи більш низького порядку, а зверху - стандартні та нормалізовані деталі і матеріали, запис основних необхідних методів отримання з'єднань, місця необхідного контролю ходу складального процесу.

Основні деталі і складальні одиниці зображуються на схемі ліворуч від лінії зборки по ходу його складання. Також ліворуч від лінії складання по його напрямку на виносних лініях роблять технологічні написи, обумовлені в технологічних вимогах на складання, і додаткові технологічні деталі, що застосовуються при зборці складальної одиниці і приладу в цілому.

Схема складання сприяє аналізу конструкції приладу, дозволяє вносити такі зміни в конструкцію приладу, які спрощують технологічний процес. Технологічна схема складання є основним документом, що фіксує технологічний процес складання.

Рис.9.2 - Технологічна схема складання ПВ ДВЗЯ

9.3 Розрахунок точності складальних робіт

Точність виконання складальних робіт має визначальне значення для формування точності виготовлених приладів.

До приладів пред'являються визначені вимоги щодо точності показань чи до вихідних показань при заданих умовах експлуатації. При цьому повинна забезпечуватися надійність роботи і потрібний термін служби. Усі ці вимоги забезпечуються правильним і обґрунтованим вибором принципової схеми приладу і його конструкції, а також технологією виготовлення деталей і складання приладу. Однієї з основних вимог технологічності конструкції приладу при виконанні зборки в серійному виробництві є взаємозамінність складальних одиниць і деталей.

У процесі виготовлення приладів неминучі погрішності у виготовленні деталей. Тому вихідні параметри складальних одиниць відрізняються від номінальних значень. З огляду на вплив на вихідні параметри складальних одиниць або прилад - це означає зробити розрахунок геометричної точності і розрахунок приладу на фізичну взаємозамінність.

Перша оцінює точність спряження елементів у кінематичних ланцюгах приладу і відповідає за точність дотримання зазорів, натягів, взаємного розміщення поверхонь або осей окремих елементів складання. В основі другої лежить точність вихідного фізичного параметра: механічних, фізичних і інших величин.

Потрібна точність складання (геометрична точність) може забезпечуватися різними методами в залежності від необхідності точності і програми випуску. У приладобудуванні застосовують два методи забезпечення точності:

- метод повної взаємозамінності;

- метод неповної взаємозамінності.

Розрахунок геометричної точності зводиться до розрахунку розмірного ланцюга. Перед розрахунком ланцюга іде складання конструктивної схеми виробу (рис.2.3) і його складових частин по складальних кресленнях, по яких збирається розмірний ланцюг. За ГОСТ 16319-80 розрізняють пряму і зворотну задачу розрахунку розмірного ланцюга.

Для рішення прямої задачі по допуску і замикаючому ланцюгу (розміру) необхідно визначити допуски і відхилення на усі ланки, що складають розмірний ланцюг.

Найбільш типовим у технологічній практиці є рішення зворотної задачі. У цьому випадку визначається розмір значення, що замикає по відомих розмірах розмірний ланцюг (рис.2. 4).

У процесі виробництва приладів неминучі погрішності у виготовленні деталей і складальних одиниць, тому вихідні параметри складальних одиниць і приладів відрізняються від номінальних значень. В таблиці 2.2 наведені номінальні значення складальних ланок розмірного ланцюга та їх допустимі відхилення.

Рис. 9.3 - Ескіз первинного вузла ДВЗЯ

1- вал направляючий; 2- корпус діафрагми; 3-корпус освітлювача, 4-кріплення; 5-кришка, 6-півсфера верхня,7- півсфера нижня; 8-пластина; 9-верхня півсфера вторинної сфери, 10-ущільнювач; 11-гвинт М1х2 ГОСТ 1491-80; 12- гвинт М1х3 ГОСТ 1491-80; 13- гвинт М1х4 ГОСТ 1491-801; 14- гвинт М1.6х6 ГОСТ 17475-80; 15- гвинт М1х4 ГОСТ 17475-80, 16- двигун кроковий, 17-дріт, 18-лампа галогенна, 19- патрон GY 6.5

Таблиця 9.2

Номінальні значення складальних ланок розмірного ланцюга та їх допустимі відхилення.

Ланка	Номінальний розмір	Припустиме відхилення
l1	2	0,01
l2	5	-0,03
l3	2	-0,01
l4	1.4	-0,006
l5	2	-0,01
l6	5.4	0,034

Розв'яжемо обернену задачу, яка зводиться до знаходження номінального розміру та допуску замикаючої ланки. У цьому розмірному ланцюзі ланка L₂ та L₆, збільшуючі, а L₁, L_3, L₄,L₅, зменшуючі.

Так як всі ланки розмірного ланцюга паралельні, то номінальні розміри замикаючої ланки:

мм.

Знайдемо допуск замикаючої ланки у випадку повної взаємозамінності:

Координати середини поля допуску замикаючої ланки:

Верхнє та нижнє відхилення розміру замикаючої ланки:

Таким чином, у випадку повної взаємозамінності замикаюча ланка L_зам дорівнює:

9.4 Розробка технологічного процесу виготовлення оптичної деталі

9.4.1 Визначення типу виробництва

Тип виробництва по ГОСТ 3.1107-84 характеризується коефіцієнтом закріплення операцій К_з.о., який є відношенням всіх різноманітних технологічних операцій, що виконуються на одному робочому місці:

(9.4.1)

де - сумарне число різноманітних операцій;Р_м - явочне число робочих місць, на яких виконуються дані операції.

Тип виробництва - серійне, =25. Серійне виробництво характеризується:

1. Число операцій більше ніж робочих місць (тобто на кожному робочому місці виконується кілька операцій).

2. Використання як універсального так і нормованого устаткування, інструмента, що ріже і вимірює; робочу силу як високої так низької кваліфікаціїї.

3. Заготовки виготовляють литтям у кокіль, під тиском гарячим та холодним штампуванням, при цьому технологічний процес розробляють докладно, а нормування частково розраховують.

9.4.2 Розрахунок припусків

Вибір оптимальних припусків має велике техніко-економічне значення при проектуванні технологічних процесів, так як завищення припусків зводить до перевитрат матеріалів, інструментів, збільшення трудомісткості і собівартості виготовлення деталей. Занижені припуски збільшують матеріальний брак, потребують підвищеної точності установки заготівок на пристосуваннях тощо.

Припуск z_t на товщину по осі заготівки лінз та пластин встановлюють від верхньої межі допуску на розмір готової деталі. Величину z_t, яка лежить в межах від 1,8 до 8,0 мм. призначають в залежності від діаметра D_o круглих або найбільшої сторони некруглих пластин:

мм. (9.4.2)

мм

Допуск z_dна діаметр встановлюють від номінального розміру готової деталі - від 1,5 до 12 мм. Призначають z_dтак само, як і допуск на товщину по осі, в залежності від діаметра деталі. При товщині краю більше 0,3 мм:

мм(9.4.3)

мм

Допуски на радіуси кривизни R_з сферичних поверхонь пресованих заготівок розраховуватись не будуть, так як деталь не буде мати сферичних поверхонь.

Номінальні розміри заготовок - товщину, діаметр, довжину, ширину - визначають з врахуванням відповідного номінального розміру готової деталі, поля допуску на даний розмір заготовок, виготовлених методом пресування.



9.4.3 Розробка ескізу заготовки

Ескіз заготовки виконується згідно з розрахованими допусками на товщину, діаметр і радіус кривизни. Ескіз заготовки та креслення деталі приведенні в додатку 2.1.

9.4.4 Складання схеми маршруту технологічного процесу

Одним з основних етапів при проектуванні технологічного процесу є розробка схеми маршруту, який являє собою перелік операцій в порядку їхнього виконання. При встановленні послідовності операцій необхідно керуватися наступними загальними принципами:

· операції, що передують, не повинні ускладнювати виконання наступних операцій і в наступних операціях точність обробки повинна зростати;

· при точній обробці розбивка процесу на операції диктується режимами обробки, при чому час, що витрачається на виконання кожної операції, повинен бути рівним чи кратним;

· операції, на яких можливий брак, виконується операція контролю.

Маршрутний технологічний процес оформлюється в маршрутні карти згідно ГОСТ 3.1105-74. Операції позначаються римськими цифрами, переходи - арабськими цифрами, установи - прописними літерами української абетки. Автоматизовані операції позначаються арабськими цифрами. На рис.2.5 Нижче наведено схему маршруту технологічного процесу виготовлення оптичної деталі - сфітлофільтра.

9.4.5 Проектування операційних карт технологічного процесу виготовлення оптичної деталі

Операційна технологічна карта являє собою детальну розробку кожної технологічної операції, з урахуванням її елементів згідно технологічної схеми складу. Операційний технологічний процес подається у вигляді послідовності переходів, потім записується об'єкт роботи (базова деталь чи деталь, яка була раніше приєднана до базової деталі). Операційний технологічний процес виготовлення сфітлофільтра наведений в операційній карті у додатку 2.2.

Схема маршруту технологічного процесу виготовлення сфітлофільтра

Наведена в додатку 2.3.

Висновок до розділу 9:

У технологічній частині зроблений розрахунок основних показників технологічності, техніко-економічних показників, технологічних показників витрат матеріалів, показників уніфікації конструкції. Також проведений розрахунок виготовлення та складання оптичного блоку, показників точності складання, розроблена схема складального складу і технологічна схеми складання даного вузла, розраховані допуски на розміри заготівки оптичного компонента, а також розроблений маршрут технологічного процесу виготовлення світлофільтра.

За розрахунками був визначений тип виробництва світлофільтра - серійний.



ЗАГАЛЬНИЙ ВИСНОВОК

На протязі виконання дипломного проекту було науково обґрунтовано і розроблено оригінальний дифузний випромінювач змінної яскравості для використання в системах радіометричного калібрування прецизійних ЦВС. За рахунок великого числа первинних випромінювачів у вигляді інтегруючих сфер, зв'язаних з вторинною сферою через калібрувальні діафрагми змінного перерізу і винесення джерел випромінювання з вторинної сфери, яка безпосередньо формує вихідне яскравісне поле, вдалося підвищити максимальну яскравість вихідної апертури, зменшити її неоднорідність і розширити динамічний діапазон до значення 10⁵…10⁶без зменшення спектрального складу випромінювання.

Отримані аналітичні вирази, що описують енергетичні і метрологічні характеристики ДВЗЯ і дозволяють проектувати СРК із заданими параметрами. Встановлений обмін потоків випромінювання між первинними і вторинними сферами. Показано, що в результаті цього обміну вихідна яскравість підвищується на 10...15%.

В результаті енергетичного аналізу показано, що для поліпшення енергетичних характеристик ДВЗЯ в першу чергу необхідно збільшувати кількість первинних випромінювань(рекомендовані значення N₁=5...7), витримка відношення площі калібруючих діафрагм і площі вихідної апертури в межах 0.55...0.75 і застосовувати високовідбиваючі покриття на основі політетрафторотилена з коефіцієнтом відображення більше 0.99.

В результаті метрологічного аналізу ДВЗЯ встановлене, що найбільший вклад в погрішність установки вихідної яскравості вносять коливання відбиваючих властивостей покриттів інтегруючих сфер, нестабільності джерел випромінювання і зміни геометричних параметрів калібрувальних діафрагм і вихідної апертури. Отримані аналітичні вирази, що описують ці погрішності, і запропоновані конструктивні заходи по їх зменшенню до 0.1...0.2.

В цілому дипломний проект можна вважати успішним, так як вимоги технічного завдання задовільнені, робота виконана в повному обсязі, та отримані корисні результати, які послугують гарним ґрунтом для подальших розробок та досліджень.



ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Характеристики ГЛ [1]. - каталог

2. Вікіпедия, стаття про класифікацію ГЛ

3. Конспект ОЕП, Коваль С.Т., 2008

4. Каталог ламп КГМ

5. Михеенко Л.А., Боровицкий В.Н., «Излучатель переменной яркости на основе сопряженных интегрирующих сфер» // Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2006, №6, с. 61-64.

6. Міхєєнко Л.А., Гордієнко Ю.О., «Метрологічний аналіз дифузного випромінювача змінної яскравості на основі спряжених інтегруючих сфер» // Приладобудування та інформаційно-вимірювальна техніка, 2009, 5, с. 88-95.

7. Міхеєнко Л.А., Гордієнко Ю.О., «Дифузний випромінювач змінної яскравості на основі сполучених інтегруючих сфер» // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології, 2010, 1, с. 160 - 173.

8. Гуревич М.М., Фотометрия (Теория, методы и приборы). - Л.: Энергоатомиздат, 1984. - 184 с.

9. Конспект лекцій з конструювання ОЕП, Михеенко Л.А. 2007

10. Павлов С.П., Губонина З.И. Охрана труда в приборостроении: Учеб. для приборостроит. спец. Вузов / Под ред. А.Г. Алексаняна. Г.: Высш. шк., 1986. 215 с.

11. Методические указания к лабораторным работам «Исследование освещения» для студентов всех специальностей / Сост. Ю.К. Френзе, М.Я. Подколзин, Г.В.Сабарно, Н.И. Чаповский. Киев: КПИ, 1988. 48 с.

Размещено на Allbest.ru