Проектирование диагностического адаптера для автомобилей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

печатная плата монтаж

Внедрение новшеств в обычные и обыденные вещи было актуально во все времена, ведь именно за этим идёт весь технологический прогресс, который никогда не стоит на месте.

Чтобы поддержать дальнейшие тенденции развития, целью данного курсового проекта будет решение задач по диагностике автомобилей собственноручно и без помощи мастеров из центров и официальных сервисов по ремонту автомобилей, в том числе и решение проблемы холодного пуска двигателя автомобиля.

Основной задачей, которую нужно будет решить - это анализ и проектирование, а также процесс монтажа и сборки схемы представленного в данном курсовом проекте устройства, а именно - диагностического адаптера для автомобилей.

Выполнение курсового проекта в рамках любой дисциплины - это одна из форм текущей и итоговой аттестации, которая позволяет углубить, расширить, закрепить и систематизировать знания учащегося.

Работая над курсовым проектом, будет необходимо усовершенствовать навыки пользования справочной и технической литературой, приобрести опыт проектирования печатных плат и выполнения расчетов.

1. Анализ технического задания

Техническое задание определяется руководителем курсового проекта и является основой для дальнейшей разработки.

Анализ технического задания должен включать следующие аспекты:

- определение назначения и выполняемых функций устройства, в состав которого входит проектируемая печатная плата;

- описание области применения или объекта установки устройства;

- анализ и характеристику внешних факторов, воздействующих на ЭВС в процессе эксплуатации, и способов защиты от них;

- анализ специальных конструкторско-технологических ограничений, указанных в задании (габаритные размеры, способ крепления в модуль более высокого уровня и др.);

- анализ схемы электрической принципиальной, определение ее функциональной сложности.

1.1 Анализ назначения и общая характеристика устройства

Анализ назначения, применения и объекта установки необходим для определения принципиальных конструктивных особенностей того или иного устройства.

По объекту установки различают следующие специализированные классы аппаратуры [35]:

- наземная (стационарная, возимая, носимая и бытовая);

- морская;

- бортовая (самолетная, космическая и ракетная).

Каждый класс обусловливает уровень внешних воздействий и конструкторско-технологические ограничения.

Диагностический адаптер для автомобилей предназначен диагностики современных автомобилей, а также тестирования, анализа, предотвращения различных проблем и сбоев в работе автомобиля и самого двигателя.

Диагностический адаптер для автомобилей относится к группе наземной аппаратуры.

1.2 Анализ условий эксплуатации ЭВС

Анализируя условия эксплуатации проектируемой конструкции необходимо определить, какие дестабилизирующие факторы оказывают на нее влияние, какие деградационные процессы они вызывают и наиболее эффективные способы защиты от них.

Так как диагностический адаптер для автомобилей относится к группе наземной аппаратуры, в процессе эксплуатации на него будут воздействовать деградационные факторы, представленные в таблице 1.1 [35].

Таблица 1.1 - Влияние дестабилизирующих факторов на проектируемую печатную плату

Дестабилизирующий фактор	Деградационные процессы, которые он вызывает	Способ защиты
высокая относительная влажность	- увеличение тангенса угла диэлектрических потерь, токов утечки по поверхности; - снижение поверхностного сопротивления, электрической прочности, сопротивления изоляции; - набухание материала ПП; - уменьшение адгезии проводников к диэлектрику; - коррозия проводников и металлизированных отверстий; - повреждение лакокрасочных покрытий	- выбор влагостойких и водостойких материалов; - применение защитных лакокрасочных покрытий; - герметизация ячеек
песок и пыль	- абразивный износ	- герметизация
	- увеличение емкости проводников в результате увеличения диэлектрической проницаемости материалов	- выбор материалов с хорошими диэлектрическими свойствами; - увеличение ширины и толщины проводников и расстояния между ними
	- химическое и электрохимическое разрушение ПП совместно с влагой	- герметизация
вибрации	- механические напряжения, вызывающие деформацию или потерю механической прочности; - усталостные изменения ПП (разрушение); - нарушение электрических контактов	- отстройка ПП от резонанса для выхода низшего значения собственной частоты из спектра частот внешних воздействий: 1) путем выбора длины, ширины и толщины ПП; 2) изменением суммарной массы установленных на ПП ИЭТ; 3) выбором материала основания ПП; 4) выбором способа закрепления сторон ПП в модулях более высокого конструктивного уровня; - повышение механической прочности и жесткости ПП: 1) приклеиванием ЭРИ к установочным поверхностям ПП; 2) покрытием лаком ПП вместе с ЭРИ; 3) заливкой компаундами; 4) увеличением площади опорных поверхностей; 5) использованием материалов с высокими демпфирующими свойствами; 6) демпфирующие покрытия; 7) ребра жесткости, амортизация и т.д.
удары, линейные ускорения	- механические напряжения	- повышение механической прочности и жесткости

1.3 Анализ схемы электрической принципиальной

КР1006ВИ1 является CMOS RC таймером обеспечения стабильности, значительно улучшающим производительность устройства в целом, по сравнению со стандартной SE/NE555 и 355-ми таймерами. Улучшенные параметры включают относительно низкий ток, широкий рабочий диапазон напряжения, более высокую частоту работы и не требующих отделять управляющее напряжение для стабильной работы устройства. В частности, это тот же самый ILC555 контроллер, способный производить точные временные задержки частот.

Разъем К подключается через соединительный кабель к диагностической колодке автомобиля. Через информационный разъем выполняется обмен данными с компьютером и питаемую напряжением 12В часть схемы адаптера. Напряжение 12В используется для питания цепей связи с блоком ЭБУ. Вывод К этого разъема подключается к входу/выходу К линии микросхемы DD2 (вывод 6). Вывод L line разъема подключен на 8 вывод DD2. Первоначально L линия являлась однонаправленной. Для использования дополнительной возможности - опроса ЭБУ, по L линии в схему адаптера включен транзистор VT1, позволяющие ЭБУ не только передавать, но и принимать данные по L линии.

Микросхема DD1 выполняет функции интерфейса между выводами RXD и TXD чипа DD2. О работоспособности устройства можно судить по индикатору на плате. Светодиод VD5 указывает на процесс обмена данным между компьютером и автомобильным электронным блоком управления. Индикатор VD3 загорается в процессе передачи данных от ЭБУ, VD2 при передаче к ЭБУ. Все элементы надежно защищены от механических повреждений и электрических замыканий.

Паразитные связи в схеме отсутствуют вследствие грамотной расстановки элементов на печатной плате и т.к. входные и выходные печатные проводники не находятся рядом и не прокладываются параллельно.

Необходимые требования к компьютеру для осуществления диагностики: наличие Com-порта(RS-232) и операционной системы не ниже Windows XP. В схеме обеспечена высокая надежность и достоверность показаний прибора, а конструкция делает его намного удобнее в работе по сравнению с аналогичными изделиями. Функциональный узел является цифровым.

2. Выбор и описание конструкции устройства

2.1 Обоснование выбора элементной базы

Данная элементная база выбрана с учетом того, что:

- ЭРИ по электрическим, конструктивным, электромагнитным, тепловым и другим параметрам, а также по условиям эксплуатации и надежности являются полностью совместимыми;

- ЭРИ выбранные в данной элементной базе соответствуют условиям эксплуатации, хранения, транспортирования, указанным в техническом задании.

На печатную плату будут установлены:

1. Микросхемы D1 - D4 КР1006ВИ1;

2. Диоды VD1 - VD4 КД522А, VD5 АЛ307БМ, VD6 КД209;

3. Резисторы R1 10к, R2 7.5к, R3 2.4к, R4 39к, R5 510e, R6 10к, R7 750e,R8 47e, R9 10к, R10 7.5к, R11 2.4к, R12 10к, R13 39к, R14 10к, R15 2к, R16 1к;

4. Конденсаторы C1 1н, C2 1н, C3 10мк 25В, C4 10мк 25В, C5 100мк 16В;

5. Транзистор VT1 КТ3107БМ;

6. Разъем ХР1 RS-232.

2.2 Выбор вариантов установки элементов и формовки выводов

Выбор вариантов формовки выводов и установки изделий электронной техники на печатные платы производится в соответствии с ГОСТ 29137-91 [25].



2.3 Выбор типа конструкции и класса точности печатной платы

В настоящее время применяются односторонние, двусторонние и многослойные печатные платы, которые могут выполняться на жестком или гибком основании (гибкие печатные платы, гибкие печатные кабели, гибко-жесткие платы).

Односторонняя ПП - это печатная плата, на одной стороне основания которой располагается проводящий рисунок, с металлизированными или неметаллизированными монтажными отверстиями. Такие платы применяются в бытовой технике, технике связи и в блоках питания. Они имеют низкую стоимость, высокую надежность, низкую плотность компоновки.

Двусторонняя ПП - это печатная плата, имеющая проводящий рисунок на обеих сторонах основания, необходимые соединения слоев в которой выполняются чаще всего с помощью металлизированных отверстий. ДПП применяются в измерительной, вычислительной технике, технике управления и автоматического регулирования, технике связи, высокочастотной технике.

Многослойная ПП - это печатная плата, представляющая собой совокупность слоев изоляционного материала и проводящего рисунка, соединенных клеевыми прокладками в монолитную структуру путем прессования. МПП применяются в технике с высокими требованиями по быстродействию, плотности монтажа, волновому сопротивлению, времени задержки сигнала и т.д.

Печатные платы на гибком основании применяются в электронной аппаратуре для реализации уникальных и сложных технических решений, конструкция которых исключает применение жестких печатных плат.

Диагностический адаптер для автомобилей будет реализовываться на двусторонней печатной плате.

В зависимости от применяемой элементной базы возможны следующие варианты расположения ЭРИ на печатной плате:

- традиционный монтаж (ЭРЭ и корпусные ИМС монтируются с одной стороны печатной платы);

- поверхностный монтаж (поверхностно-монтируемые компоненты устанавливаются с одной или двух сторон печатной платы);

- смешанный монтаж (ЭРИ, монтируемые в отверстия, устанавливаются с одной стороны, поверхностно-монтируемые элементы - с одной или двух сторон печатной платы).

Элементы на печатную плату будут устанавливаться спобом традиционного монтажа.

Печатная плата может иметь различные варианты крепления в модули более высокого конструктивного уровня. Закрепление может производиться:

- в четырех точках по углам;

- по периметру платы (жесткое закрепление всех сторон или закрепление двух сторон, на которых находится электрический соединитель, и двух свободно опертых сторон).

Закрепление печатной платы будет производиться в четырех точках по углам.

В соответствии с ГОСТ 23751-86 [22] устанавливается 5 классов точности печатных плат, каждый из которых характеризуется определенными параметрами.

Печатные платы 1 и 2 классов точности наиболее просты в исполнении, надежны в эксплуатации и имеют минимальную стоимость. Для печатных плат 3 класса точности необходимо использовать высококачественные материалы, более точный инструмент и оборудование. Для 4 и 5 классов - специальные материалы, а также особые условия изготовления печатных плат.

Проектируемая печатная плата 2 класса точности.

2.4 Выбор и описание материалов и покрытий

При выборе материала необходимо учитывать следующие факторы [30]:

- материал является основой конструкции и определяется способностью изделия выполнять рабочие функции и противостоять действию климатических и механических факторов;

- материал определяет технологические характеристики;

- от свойств материала зависит точность изготовления конструкции;

- материал определяет габариты и массу устройства;

- материал оказывает влияние на эксплуатационные характеристики изделия, на его надежность и долговечность.

В качестве конструкционных материалов для изготовления печатных плат используют фольгированные и нефольгированные диэлектрики. Фольгу делают из меди, которая обладает хорошей электропроводностью.

Диэлектриками могут являться гетинакс и стеклотекстолит.

Гетинакс представляет собой спрессованный слой электроизоляционной бумаги, пропитанной фенольной смолой. Он легко поддается механической обработке, обладает химической стойкостью к травительным растворам, низкой теплопроводностью, большим температурным коэффициентом линейного расширения основания, но уступает другим материалам по физико-механическим и изоляционным свойствам.

Материал, представляющий собой спрессованные слои стеклоткани, пропитанные эпоксифенольной сломой, - стеклотекстолит, отличается широким диапазоном рабочих температур, малым влагопоглощением, высокими значениями поверхностного и объемного сопротивления.

Для изготовления печатной платы проектируемого устройства в соответствии с ГОСТ 10316-78 [18] выбирается СФ-2-50-1,5 - фольгированный стеклотекстолит с двусторонней металлизацией. Толщина выбранного материала - 1,5 мм, толщина фольги - 50 мкм.

Сохранение физико-химических свойств материалов в процессе их эксплуатации достигается выбором для них необходимых покрытий.

В зависимости от материала, наносимого на поверхность, выделяют две основные группы покрытий:

- покрытия металлические и неметаллические неорганические, наносимые на металлические поверхности;

- покрытия лакокрасочные, наносимые на любые поверхности.

Металлические и неметаллические неорганические покрытия при производстве печатных плат в основном используются для защиты печатных проводников и поверхности основания печатной платы от воздействий припоя, для защиты элементов проводящего рисунка от замыкания навесными электрорадиоэлементами, для улучшения паяемости и проводимости, а также как защитно-декоративные. Лакокрасочные покрытия применяются в качестве защитно-декоративных.

Назначение и общие требования к металлическим и неметаллическим неорганическим покрытиям устанавливаются ГОСТ 9.301-86 [16], общие требования к выбору лакокрасочных покрытий содержит ГОСТ 23852-79 [24].

Контактные площадки, печатные проводники и металлизированные отверстия печатной платы проектируемого устройства покрываются металлическим покрытием - сплавом «Розе» ТУ 6-09-4065-75 (олово-свинец).

Для создания защитного покрытия платы после сборки выбирается лак УР-231 ТУ 6-10-863-75, который образует на поверхности платы механически прочную, гладкую, блестящую пленку с целью повышения влагостойкости и увеличения механической и электрической прочности.

2.5 Выбор габаритных размеров печатной платы

Для выбора габаритных размеров печатной платы необходимо рассчитать площадь печатной платы [30]:

(2.1)

где площадь вспомогательных участков;

коэффициент дезинтеграции, принимается равным 2 в соответствии с заданием на курсовое проектирование;

количество элементов;

установочная площадь i-го элемента.

Таблица 2.1 - Значения установочной площади элементов, устанавливаемых на плату

Элемент	Количество	Установочная площадь элемента, мм2
Резисторы
R1-R16 - (0.047 - 39 кОм 20%)	16	12
Конденсаторы C1,C2 - (0.001 - 100 мкФ)	2	42
Конденсаторы C3,C4 - (0.001 - 100 мкФ)	2	40
Конденсаторы C5 - (0.001 - 100 мкФ)	1	89
Диод VD1-VD4 КД522А	4	12
Диод VD5 АЛ307БМ	1	35
Диод VD6 КД209	1	89
Транзистор VT1 КТ3107БМ	1	64
Микросхемы D1 - D4 КР1006ВИ1	4	63
Разъем ХР1 RS-232	1	60

Площадь печатной платы диагностического адаптера:

= 7800 мм².

ГОСТ 10317-79 [19] устанавливает следующие требования к размерам печатных плат:

- предельный размер стороны не более 470 мм;

- размеры сторон должны быть кратны:

1) 2,5 мм при длине стороны не более 100 мм;

2) 5,0 мм при длине стороны не более 350 мм;

3) 10,0 мм при длине стороны более 350мм;

- соотношение сторон не более 3:1;

- шаг координатной сетки должен составлять 0,5 мм, 1,25 или 2,5 мм.

Исходя из расчетной площади и вышеизложенных тербований габаритные размеры печатной платы следующие 70Ч115 мм.

3. Расчет элементов проводящего рисунка печатной платы

3.1 Расчет диаметра монтажных отверстий

Номинальное значение диаметров монтажных отверстий () рассчитывается по формуле:

мм, (3.1)

где диаметр вывода элемента.

принимается равным 0,7 мм. Значения отверстий округляются в большую сторону и выбираются из ряда 0,5 0,6 0,7 .........1,8 2,0 2,1 2,2 2,4 2,5 и т.д.

Диаметр монтажного отверстия для резистора R1-R16 - 1,4 мм.

Диаметр монтажного отверстия для конденсатора C1-C5 - 1,0 мм.

Диаметр монтажного отверстия для диода VD1 - VD4 - 1,4 мм.

Диаметр монтажного отверстия для диода VD5 - 1,0 мм.

Диаметр монтажного отверстия для диода VD6 - 4,0 мм

Диаметр монтажного отверстия для транзистора - 1,0 мм (К и Э), 1,4 мм (Б)

Диаметр монтажного отверстия для микросхемы D1-D4 - 1,4 мм

Диаметр монтажного отверстия для разъема XP1 - 1,4 мм

3.2 Расчет диаметра контактных площадок

Наименьший номинальный диаметр контактной площадки:

, (3.2)

где верхнее предельное отклонение диаметра отверстия, равное 0,05 мм;

верхнее предельное отклонение диаметра контактной площадки, равное 0,15 мм;

значение позиционного допуска расположения центра отверстия относительно узла координатной сетки, равное 0,15 мм;

значение позиционного допуска расположения контактной площадки относительно номинального положения, равное 0,25 мм;

нижнее предельное отклонение диаметра контактной площадки, равное 0,1 мм.

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

3.3 Расчет расстояния между элементами проводящего рисунка

Наименьшее номинальное расстояние для прокладки n-го количества проводников:

, (3.3)

где диаметры контактных площадок;

количество проводников;

значение допуска печатного проводника, равное 0,1.

мм;

мм;

мм;

мм;

мм.

Проводники на всем их протяжении должны иметь заданную ширину. Если один или несколько проводников проходят через узкое место, ширина проводников может быть уменьшена. При этом длина участка, на котором уменьшена ширина, должна быть минимальной.

Если проводник проходит в узком месте между двумя отверстиями, то нужно прокладывать его так, чтобы он был перпендикулярен линии, соединяющей центры отверстий. При этом можно обеспечить максимальную ширину проводников и максимальное расстояние между ними.

4. Технология производства ЭВС

4.1 Выбор и описание технологического процесса изготовления печатной платы

В качестве материала печатной платы был выбран СФ-2-50-1,5 - стеклотекстолит толщиной 1,5 мм, покрытый с обеих сторон медной фольгой толщиной 50 мкм.

Такой материал применяется для изготовления двусторонних печатных плат, имеющих проводящий рисунок на обеих сторонах основания, необходимые соединения слоев которых выполняются с помощью металлизированных отверстий.

Двусторонние печатные платы позволяют реализовать сложные схемы, обладают повышенной плотностью монтажа и надежностью соединений, имеют лучший теплоотвод, однако требуют нанесения изоляционного покрытия и достаточно сложны в изготовлении.

Одним из способов изготовления двусторонней печатной платы является комбинированный позитивный способ, включает следующие основные операции [40]:

- получение заготовки.

Заготовку отрезают с припуском по контуру 10 мм гильотинными ножницами, которые состоят из подвижного и неподвижного ножей, изготовленных из инструментальной стали У8А, прижима разрезаемых материалов и упора, регулирующего ширину заготовок;

- подготовка поверхности заготовки;

- нанесение рисунка схемы (данная операция необходима для дальнейшего осуществления процессов металлизации и травления. Рассматриваемый фотографический метод позволяет получить минимальную ширину проводников и расстояние между ними 0,1-0,15 мм с точностью воспроизведения до 0,01 мм. Способ основан на использовании светочувствительных композиций, называемых фоторезистами, в данном случае, позитивного фоторезиста ФП-383 (разрешающая способность 350-400 лин/мм, спектральная чувствительность 480 нм, проявитель - тринатрийфосфат-5%, сниматель фоторезиста - ацетон, срок хранения заготовки - 1 год). Для получения рисунка схемы при использовании позитивного фоторезиста экспонирование производят через позитив. После световой обработки экспонированные участки разрушаются и вымываются);

- нанесение защитного слоя лака (операция применяется для предохранения от воздействия химически активных растворов при химической металлизации и включает в себя нанесение окунанием, поливом или с помощью краскораспылителей 2-3 слоев лака (нитроклей АК-20, эмаль ХСЭ, ХСЛ), а затем его сушку в сушильных печах в течение 20-40 мин при температуре 60-80С);

- сверление отверстий в плате (производится согласно чертежу на координатно-сверлильных или вертикально-свер лильных станках групповым (при массовом производстве) или одиночным методом);

- химическое меднение отверстий (толщина получаемого слоя меди - 1-2 мкм);

- гальваническое меднение (применяется для усиления слоя химической меди до толщины 25-30 мкм);

- нанесение металлического резиста (участки заготовки, не защищенные фоторезистом, покрывают сплавом Розе);

- удаление фоторезиста;

- травление пробельных мест (это процесс избирательного удаления меди с непроводящих (пробельных) участков для формирования проводящего рисунка печатного монтажа);

- оплавление металлического резиста (применяется для улучшения паяемости);

- контроль, маркировка.

4.2 Разработка технологической схемы сборки. Описание сборки и монтажа печатного узла

Сборка представляет собой совокупность технологических операций механического соединения деталей в изделие более высокого уровня, выполняемых в технологической последовательности для обеспечения заданного расположения и взаимодействия.

Монтаж - технологический процесс электрического соединения элементов в соответствии со схемой электрической принципиальной или схемой электрической монтажной.

При проектировании технологического процесса сборки и монтажа печатного узла необходимо руководствоваться следующим:

- сначала выполняются те операции технологического процесса, которые требуют больших механических усилий и неразъемных соединений;

- активные элементы устанавливаются после пассивных;

- при наличии малогабаритных и крупногабаритных элементов в первую очередь собираются малогабаритные;

- заканчивается сборочный процесс установкой деталей подвижных соединений и ЭРЭ, которые используются в дальнейшем для регулировки;

- контрольные операции вводят в технологический процесс сборки и монтажа после наиболее сложных сборочных операций и при наличии законченного сборочного элемента;

- в технологический процесс вводят также те операции, которые непосредственно не вытекают из схемы сборочного состава, но их необходимость определяется техническими требованиями к сборочным единицам, например, влагозащита и т.д.

В данной схеме пассивными элементами, не увеличивающими мощность электрического сигнала, а принимающими участие в процессах, связанных с накоплением электрической энергии и ее перераспределением являются резисторы и конденсаторы. Следовательно они будут устанавливаться первыми. Также они являются малогабаритными.

К активным элементам, осуществляющим преобразование электрического сигнала и увеличивающим его мощность, в этой схеме относятся микросхемы, транзисторы и диоды. Они будут устанавливаться после резисторов и конденсаторов. Последними в схеме сигнала в сигнализации будут устанавливаться крупногабаритные элементы, а именно микросхемы.

4.3 Оценка технологичности конструкции электронного блока

Технологичность - это совокупность свойств конструкции, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технологической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими конструкциями при заданном показателе качества [20].

Отработка конструкций на технологичность ведется на всех стадиях проектирования и изготовления. При необходимости в разработанную ранее конструкторскую документацию вносятся требуемые изменения.

Критериями оценки технологичности конструкции являются показатели уровня технологичности по всему комплексу базовых показателей, указанных в техническом задании.

Согласно стандартам ЕСТПП различают 2 вида технологичности конструкций:

- производственная, обеспечивает сокращение затрат труда, средств, материалов и времени при технологической подготовке производства и изготовлении;

- эксплуатационная, проявляется в возможности сокращения затрат труда, средств, материалов и времени на технологическое обслуживание и ремонт.

Производственная технологичность может быть достигнута вследствие:

- повышения серийности изделий с помощью стандартизации, унификации и группирования их по конструктивным признакам;

- ограничения номенклатуры изделий за счет повышения применяемости, заимствования из других изделий и повторяемости деталей и сборочных единиц в пределах одного изделия;

- снижения массы деталей и изделия в целом;

- ограничение номенклатуры применяемых материалов;

- применение высокоэффективных технологических процессов и средств технологического оснащения;

- обеспечение взаимозаменяемости деталей и сборочных единиц;

- разбивка изделий на параллельнособираемые сборочные единицы.

Эксплуатационная технологичность достигается в процессе конструирования изделия за счет рациональной компоновки и разбивки его на составные части.

Оценка технологичности может быть качественной и количественной.

Качественная оценка предшествует количественной и определяет ее целесообразность, обобщенно характеризует достоинства конструкции на основе опыта исполнителя.

Количественная оценка выражается системой показателей, которые используются для сравнения различных вариантов конструкции в процессе проектирования изделий, определения уровня технологичности разработанного изделия и накопления статистических данных, необходимых для прогнозирования и расчета базовых показателей технологичности.

Различают частные и комплексные показатели технологичности.

Частные показатели технологичности характеризуют конструкцию только с одной стороны, определяются стандартами ЕСТПП и разделяются на конструкторские и технологические.

Комплексные показатели объединяют несколько частных с учетом весовой характеристики и дают обобщающее представление о конструкции.

Для электронных блоков применима следующая методика расчета.

Рассчитываются частные показатели технологичности:

Коэффициент применения микросхем и микросборок ():

(4.1)

где общее число дискретных элементов, замененных микросхемами и установленных на микросборках;

общее количество изделий электронной техники (ИЭТ), не вошедших в микросхемы;

Коэффициент автоматизации и механизации монтажа ():

, (4.2)

где количество монтажных соединений ИЭТ, которые предусматривается осуществить автоматизированным или механизированным способом;

общее количество монтажных соединений;

Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу ():

, (4.3)

где количество ИЭТ в штуках, подготовка выводов которых осуществляется с помощью полуавтоматов и автоматов;

общее число ИЭТ, которые должны подготавливаться к монтажу в соответствии с требованиями конструкторской документации.

Коэффициент автоматизации и механизации регулировки и контроля ():

, (4.4)

где количество операций контроля и настройки, выполняемых на полуавтоматических и автоматических стендах;

общее количество операций контроля и настройки.

Коэффициент повторяемости электрорадиоэлементов (ЭРЭ) ():

, (4.5)

где число типоразмеров ЭРЭ;

общее число ЭРЭ.

Коэффициент применения типовых технологических процессов ():

, (4.6)

где количество примененных типовых технологических процессов;

общее количество технологических процессов, применяемых в изделии.

Коэффициент прогрессивности формообразования деталей ():

, (4.7)

где число деталей, полученных прогрессивными методами формообразования (штамповка, прессование из пластмасс, литье, порошковая металлургия и т.д.);

общее число деталей.

На основе рассчитанных показателей и их весовых характеристик , представленных в таблице 4.1, определяется комплексный показатель технологичности ():

. (4.8)

Таблица 4.1 - Весовые характеристики показателей технологичности устройства

Коэффициенты	Обозначение	Весовые характеристики
Применения микросхем и микросборок		1,0
Автоматизации и механизации монтажа		1,0
Автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу		0,75
Автоматизации и механизации регулировки и контроля		0,5
Повторяемости ЭРЭ		0,3
Применения типовых технологических процессов		0,187
Прогрессивности формообразования деталей		0,1

Изделие считается технологичным, если выполняется следующее условие:

, (4.9)

где нормативный коэффициент технологичности.

1,28>1

Так как комплексный показатель технологичности равен 0,9, то из формулы (4,9) мы получили, что он больше нормативного коэффициента технологичности. Из этого можно сделать вывод, что диагностический адаптер для автомобилей является технологичным.

Заключение

В соответствии с техническим заданием в ходе курсового проектирования была разработана конструкция диагностический адаптер для автомобилей.

Конструкция полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к данному классу аппаратуры.

Современные требования конструирования и технологии учитывались при выборе компоновочной схемы устройства, элементной базы, материалов и покрытий. При выбранных конструкторских решениях устройство способно надежно функционировать с заданными параметрами, а также отвечать требованиям технологичности.

Литература

1.Боголюбов, С.К. Черчение: учебник для машиностроительных специальностей средних специальных учебных заведений/ С.К. Боголюбов, А.В. Воинов. - М.: Машиностроение, 1981.

2.Боровиков, С.М. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности/ С.М. Боровиков. - Мн.: Дизайн ПРО, 1998.

3.ГОСТ 2.102-68 ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских документов

4.ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.

5.ГОСТ 2.106-96 ЕСКД. Текстовые документы.

6.ГОСТ 2.109-73 ЕСКД. Основные требования к чертежам.

7.ГОСТ 2.417-91 ЕСКД. Правила выполнения чертежей печатных плат.

8.ГОСТ 2.701-84 ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению.

9.ГОСТ 2.702-75 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем.

10.ГОСТ 2.708-81 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем цифровой вычислительной техники.

11.ГОСТ 2.710-81 ЕСКД. Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах.

12.ГОСТ 3.1001-81 ЕСТД. Общие положения.

13.ГОСТ 3.1109-82 ЕСТД. Термины и определения основных понятий

14.ГОСТ 3.1129-93 ЕСТД. Общие правила записи технологической информации в технологических документах на технологические процессы и операции.

15.ГОСТ 3.1428-91 ЕСТД. Правила оформления документов на технологические процессы (операции) изготовления печатных плат.

16.ГОСТ 9.301-86 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования.

17.ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики.

18.ГОСТ 10316-78. Гетинакс и стеклотекстолит фольгированные. Технические условия.

19.ГОСТ 10317-79. Платы печатные. Основные размеры.

20.ГОСТ 14205-83 Технологичность конструкции. Основные положения и определения.

21.ГОСТ 15150-69. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

22.ГОСТ 23751-86. Платы печатные. Основные параметры конструкции.

23.ГОСТ 23752-79. Платы печатные. Общие технические условия.

24.ГОСТ 23852-79 Покрытия лакокрасочные. Общие требования к выбору по декоративным свойствам.

25.ГОСТ 29137-91. Формовка выводов и установка ИЭТ на печатные платы.

26.Григорьев, О.П. Диоды: справочник/ О.П. Григорьев, В.Я. Замятин, Б.В. Кондратьев, С.Л. Пожидаев. - М.: Радио и связь, 1990.

27.Грицай, А.В. Оформление электрических схем/ А.В. Грицай, Т.Я. Альферович. - Мн.: МГВРК, 2000.

28.Достанко, А.П. и др. Технология производства ЭВМ / А.П. Достанко, М.И. Пикуль, А.А. Хмыль: Учеб. - Мн.: Выш. шк., 1994.

29.Компоновка и конструкции микроэлектронной аппаратуры: справочное пособие/ П.И. Овсищер, И.И. Ливщиц, А.К. Овчинский [и др.]; под ред. Б.Ф. Высоцкого. - М.: Радио и связь, 1982.

30.Конструирование радиоэлектронных устройств: учеб.-метод. пособие для студентов специальности 1-08 01 01-02 «Профессиональное обучение (Радиоэлектроника)» и учащихся специадьности 2-39 02 02 «Проектирование и производство РЭС»/ Н.И. Василевская, И.М. Снежкова, О.Н. Образцова. - Мн.: МГВРК, 2004.

31.Оформление курсовых и дипломных проектов: метод. указания для студентов специальности 1-08 01 01-02 «Профессиональное обучение. (Радиоэлектроника)» и учащихся специадьности 2-39 02 02 «Проектирование и производство РЭС», 2-41 01 31 «Микроэлектроника», 2-40 02 02 «Электронные вычислительные средства», 2-39 02 31 «Техническая эксплуатация РЭС»/ Т.И. Фещенко, Ю.С. Сычева, О.Н. Образцова, Н.И. Василевская. - Мн.: МГВРК, 2006.

32.Медведев, А.М. Печатные платы. Конструкции и материалы/ А.М. Медведев. - М.: Техносфера, 2005

33.Медведев, А.М. Технология производства печатных плат/ А.М. Медведев. - М.: Техносфера, 2005

34.Пикуль, М.И. Конструирование и технология производства ЭВМ: Учебник / М.И. Пикуль, И.М. Русак, Н.А. Цырельчук. - Мн.: Выш. шк., 1996.

35.Пирогова, Е.В. Проектирование и технология печатных плат: Учебник/ Е.В. Пирогова. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005

36.Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА: справочник/ Н.Н. Акимов, Е.П. Ващуков, В.А. Прохоренко [и др.] - Мн.: Беларусь, 1994.

37.Справочник конструктора-приборостроителя. Проектирование. Основные нормы/ В.Л. Соломахо, Р.И Томилин, Б.В. Цитович, Л.Г. Юдовин. - Мн.: Выш. шк., 1988.

38.Сычева, Ю.С. Автоматизированное проектирование печатных плат в программе P-CAD 2001: учеб. пособие для студентов специальностей 2-39 02 02 «Проектирование и производство РЭС», 2-40 02 02 «Электронные вычислительные средства», 2-41 01 02 «Микроэлектроника», 1-08 01 01-02 «Профессиональное обучение (Радиоэлектроника)»/ Ю.С. Сычева. - Мн.: МГВРК, 2005.

39.Технология и автоматизация производства радиоаппаратуры: лаб. практикум для учащихся специальности 2-39 02 02 «Проектирование и производство радиоэлектронных средств»/ сост. Т.И. Фещенко. - Мн.: МГВРК, 2010.

40.Технология радиоэлектронных устройств и автоматизация производства: учебник/ А.П. Достанко, В.Л. Ланин, А.А. Хмыль, Л.П. Ануфриев; под ред. А.П. Достанко. - Мн.: Выш. шк., 2002.

Размещено на Allbest.ru