Оборудование, инструмент и материалы
621.396.002(07)
P 851
№661
МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР
ТАГАНРОГСКИЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. В. Д. КАЛМЫКОВА
РУКОВОДСТВО К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
№ 7…9
По курсу
ТЕХНОЛОГИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА РЭА
Для студентов специальности 2303
Таганрог 1990 г.
УДК 621.396.6.002. (076.5)+621.396.6-52(076:5)
Ягупов А. Е. Руководство к лабораторный работам № 7…9по курсу «Технология и автоматизация производства РЭА», — Таганрог: ТРТИ, 1990. — 23 с. + З вкл.
Сборник содержит описание трех лабораторных работ, посвященных исследованию технологических процессов, монтажа методом накрутки и качества изготовления печатных плат.
Табл. 2, ил. 8. библиограф. 8.
Рецензент В. А. Гусев, канд. техн. наук, нач. отдела завода «Прибой».
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОМОНТАЖА НАКРУТКОЙ
Цель работы
Ознакомление с технологическим процессом накрутки, определение надежности техпроцесса, исследование свойствскрученных соединений.
Вводные сведения
Электромонтаж, проводов методом накрутки получил широкое применение в производстве РЭА для внутриблочных и межблочных соединений электрических цепей. Одной из причин широкого распространения накрутки является простота метода. Для выполнения накрутки, кроме провода, необходимо иметь контактный стержень-штифт с острыми гранями из твердого металла и приспособление для закручивания.
|
|
|
Соединение накруткой состоит в накручивании проводника на металлический штифт с острыми гранями со значительным натяжением (2-8Н). В процессе накрутки провод врезается в острые кромки штифта, разрушается окисная пленка на проводе и штифте и происходит взаимная диффузия частиц металла провода и штифта. Соединения накруткой могут быть трех типов: немодифицированные, модифицированные и бандажные (рис. 7.1).
Немодифицированное соединение — соединение неизолированного провода с однопроволочной жилой и штифта путем накрутки.
Модифицированное соединение отличается от немодифицированного тем, что кроме витков неизолированного провода содержат один-два витка изолированного провода. Этим обеспечивается большая механическая прочность соединения.
Бандажное соединение состоит в том, что проводник, под лежащий соединению со штифтом, укладывается вдоль штифта, а накрутка производится другим проводом.
Технологический процесс накрутки состоит из трехосновных операций: подготовительной, собственно накрутки и контроля. Подготовительная операция включает проверку разъемов, штифта, проводов, закрепление разъема на подставке для электромонтажа, нарезку мерных перемычек и снятие изоляции с обоих концов перемычек на заданную длину.
|
|
|
Собственно накрутка состоит из следующих переходов: установки жилы провода в паз приспособления для накрутки; отгибки вручную вставленного провода; насадки приспособления, на штифт разъема; накрутки провода на штифт разъема; снятия приспособления со штифта.
Контроль качества накрутки включает проверку плотности (расстояния между соседними витками), измерение переходного сопротивления между первым и последним витками накрутки, определение усилия стягивания динамометром при смещении соединения на диаметр провода. Переходное сопротивление должно быть в пределах 0,002—0,006 Ом, величина усилия стягивания— 2 ...5 кг∙с. Накрутка осуществляется специальными пистолетами со сменными рабочими головками (рис 7.2). При вращении наконечника 1, имеющего соосное и несоосное отверстия, на штифт, входящий в соосное отверстие 4, накручивается провод, вставленный в неоосное отверстие 3.
Для накрутки применяются медные одножильные провода марок МДПО, ПМВ, ММ, МНВ. Жила провода должна быть облужена или иметь серебряное покрытие. Можно использовать как провода, так и штифты без покрытия, но при этом качество соединения ухудшается, так как процесс диффузии металлов происходит медленнее. В последнее время исследовалась возможность использовать накрутку эмалированными проводами типа ПЭВ, ПЭЛ, ПЭТВ без снятия эмалевой изоляции. При накрутке с соответствующим натяжением эмалевая изоляция продавливается, провод вдавливается в грань шрифта и создается металлическое газоплотное соединение. Для проводов диаметром 0,2 … 0,4 мм качество соединения получается хорошим. Штифты для накрутки изготавливают из меди, латуни, фосфористой бронзы, стали, покрытой антикоррозионным токопроводящим покрытием.
|
|
|
Твердость материала штифта должна быть в пределах 1000 … 1600 Н/мм2. Форма поперечного сечения штифтов может быть квадратной, прямоугольной, треугольной или ромбовидной. Число витков накрутки обычно составляет 5 … 8.
Для автоматизации процесса накрутки применяются станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Рабочая головка для накрутки, аналогичная пистолету, располагается на каретке. Каретка по заданной программе перемещается над монтажным полем стола и устанавливает головку в нужной точке над штифтом. Провод заправляется в несоосное отверстие головки сверху от катушки, расположенной над головкой. После выполнения накрутки провод может укладываться на плате при совмещении каретки к следующему шрифту или обрезаться. Производительность такого станка около 1000 соед./ч, число ошибок не превышает 0,0001%.
|
|
|
Метод накрутки, как показывает практика его использования, по сравнению с пайкой обладает следующими преимуществами: большой надёжностью соединения (примерно в 10 раз), прочностью, постоянством характеристик, отсутствием их температурных изменений, отсутствием операций флюсования и промывки, отсутствием нагрева, высокой производительностью.
7.2.1 Надежность производства соединений.
Отказом соединения накруткой считается увеличение его переходного сопротивления выше некоторой допустимой величины (постепенный отказ) или полное нарушение электрического контакта в соединении (внезапный отказ). Критерием для постепенного отказа обычно принимается увеличение сопротивления более чем в 1,5 раза.
Надежность производства можно определить как свойство данной конструкции элемента и технологического процесса его изготовления, обеспечивающего выпуск годных изделий. Количественно надежность производства статистически может быть определена выражением
,
где H – надежность производства;
K – количество забракованных изделий в результате контроля и испытаний за определенный период времени;
N – количество изготовленных изделий за тот же период времени.
Отношение 
есть вероятность изготовления некачественного соединения. Некачественные соединения лучше всего выявляются при климатических воздействиях. Поэтому в данной работе предусматривается испытание полученных соединений при температурах от + 30ºС до +100ºС.
7.2.2. Математическое моделирование механических и электрических свойств соединений накруткой
Основными показателями качества накрутки являются величина усилия стягивания (F) и переходное сопротивление (R), Они определяются величиной натяжения провода (Р) которое должно быть оптимальным для данного диаметр провода. Экспериментально измеренные зависимости F=fx(P) и R = f2(P) приведены на рис. 7.3, 7.4. Характер этих зависимостей можно объяснить следующим образом. При малом натяжении оказывается недостаточно энергии для деформации и снятия окисных пленок. Поэтому, прочность соединения (F) невелика, а сопротивление значительное. При оптимальном натяжении (Ропт) обеспечивается взаимная диффузия материалов штифта и провода за счет разрушения окисных пленок и получается прочный контакт с малым сопротивлением. При больших натяжениях происходит уменьшение диаметре провода и образование микротрещин, что увеличивает переходное сопротивление и снижает прочность соединения. Экспериментальные зависимости F=f1(P) и R = f2(P) могут быть с достаточной точностью описаны эмпирическими математическими формулами:
(1)
(2)
где a1=0,1; a2=0,125 – экспериментально найденные коэффициенты,
(3)
(4)
— коэффициенты, зависящие от диаметра провода d, мм
— коэффициенты Ь\ и, Ь2 определяются из соотношений.
; (5)
; (5)
Fопт, Rопт - экстремумы соответствующих кривых, определяемые по графикам или измеренные в эксперименте.
Рис. 7.1
Рис. 7.2
Зависимость усилия стягивания от натяжения провода
Рис. 7.3
Зависимость переходного сопротивления от натяжения провода
Рис. 7.4
Для построения математической модели необходимо измерить усилие стягивания на нескольких штифтах п (n = 7 ... 10 шт), найти средние значения
, (7)
, (8)
исключая при этом значения F и R бракованных соединений.
Далее необходимо определить коэффициенты b и с по формулам (5, 6) и (3, 4) соответственно. Затем подставить их в выражения (1, 2), рассчитать и построить кривые в интервале
Сравнить полученные зависимости с кривыми рис. 7.3, 7.4.
Оборудование, инструмент и материалы
7.3.1. О6орудование, инструменты
1. Шкаф переменной температуры.
2. Мост для измерения сопротивлений (или миллиомметр Е6-12) со специальными клеммами.
3. Прибор для определения усилия стягивания (разрывная машина типа РМЗО-1).
4. Приспособление для накрутки (пистолет ПН-48)
5. Трансформатор на 36 В.
6. Разъемы для накрутки со штифтами.
7.3.2. Материалы
Провода для накрутки: медный одножильный марки ПМВ, ММ, ММВ, ПЭВ диаметром 0,2-0,4 мм.
7.3.3. Измерение переходных сопротивлений соединений с помощью моста
Мост обеспечивает измерение сопротивлений с точностью до 4то знака. Переходное сопротивление накрученных соединений имеет значащие цифры в 3—4 знаке, поэтому измерения должны проводиться в непосредственной близости к соединению, а соединительные провода должны иметь минимально возможные длину и сопротивление (рис. 7.5). В работе применяются специальные соединительные клеммы в виде плоских коротких шин из меди с зажимами типа «крокодил», сопротивление которых не превышает 0,0005 Ом.
| Рис. 7.5. |
Для точного измерения переходного сопротивления сначала измеряется сопротивление соединительных проводов Rx и Ry, для чего зажимы перемыкаются медной шиной, затем измеряется общее сопротивление проводов и соединения. Тогда сопротивление соединения R = Rо6щ — (Rx + Ry). Измерения производятся не менее 4-х раз при перемене местами проводов Rx и Ry (чтобы исключить влияние контактных явлений), затем вычисляются средние значения.
Измерение усилия стягивания накрутки производится на разрывной машине.
7.3.4. Описание разрывной машины PM30-1
Машина разрывная РМЗ0-1 предназначена для определения разрывной нагрузки «при испытаниях на разрыв.
Технические данные машины:
наибольшая предельная нагрузка – 30 кг∙с;
количество поясов на шкале силоизмерителя – 8;
диапазон показаний по шкале силоизмерителя по поясам: от 1 до 5 кг∙с, от 2 до 10 кг∙с, от 6 до 30 кг∙с;
цена деления по поясам шкалы соответственно 20 г∙с, 50 г∙с и 100 г∙с;
скорость опускания активного захвата от 80 до 800 мм/мин;
расстояние между захватами с интервалами через 50 мм от 0 до 500 мм;
рабочий ход активного захвата 350 мм.
Меры безопасности
Запрещается работать на машине лицам, не знакомым, с описанием и инструкцией по эксплуатации машины, работать с открытым приводом, на незаземленной машине. Нагрузка на машину должна быть не более 30 кг-с. Включать машину и работать на ней разрешается только в присутствии лаборанта. При наблюдении за работой машины надеть защитные очки.
Порядок работы
1. Заправить разъем с накрутками в приспособление для установки на машину.
2. Зажать приспособление с разъемом между губками пассивного (верхнего) захвата.
3. Зажать стержень с вилкой между губками активного (нижнего) захвата.
4. Включить машину тумблером «СЕТЬ».
5. Нажать кнопку «Вверх». Активный захват должен подняться до высоты, при которой можно завести вилку под витки накрутки. Остановить, подъем активного захвата кнопкой «Стоп».
6. Отжать стержень с вилкой, завести вилку под накруткуна штифте разъема. Зажать стержень в захвате.
7. Установить стрелку силоизмерителя в нулевое положение.
8. Включить кнопку «Вниз». Наблюдать за процессом стягивания накрутки. Определить усилие стягивания по шкале силоизмерителя.
9. Повторить переходы 5—8 для каждой накрутки.
10. Занести величины усилия стягивания в таблицу.
Порядок выполнения работы
1. Получить задание от преподавателя: количество разъемов, накруток, тип и диаметр провода и др.
2. Произвести накрутку на первый разъем, измерить переходное сопротивление и усилие стягивания.
3. Произвести накрутку на второй разъем. Измерить переходное сопротивление всех, накруток. Определить количество бракованных соединений по внешнему виду, отсутствию контакта или R > 0,1 Ом.
4. Загрузить второй разъем в термошкаф. Довести температуру в камере термошкафа до 100°С. Отключить шкаф, дать остыть камере до 30°С.
5. Вынуть разъем из шкафа, измерить переходное сопротивление всех соединений. Определить бракованные соединения по отсутствию контакта или R > 0,l Ом.
6. Построить гистограммы R, F, определить среднее значение Rcp, Fcp.
7. Составить математическую модель и построить графики.
8. Определить надежность процесса накрутки, учитывая все бракованные соединения.
Содержание отчета
Отчет по работе должен содержать:
1) задание руководителя;
2) описание технологического процесса накрутки, составленное на технологических картах;
3) результаты измерений в виде таблиц и графиков;
4) выводы.
Контрольные вопросы
1. Что представляет собой соединение накруткой?
2. Виды накрутки.
3. От чего зависит качество накрутки?
4. Основные операции процесса накрутки.
5. Провода, употребляемые для накрутки.
6. Пояснить ход зависимости F=fi(P) или R=f2(P).
7. Автоматизация процесса накрутки.
8. Преимущества метода накрутки.
9. Что такое надежность производства?
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ушаков Н. Н. Технология элементов вычислительных машин. — М.:. Высшая школа,1976. — 413 с.
2. Гриднев В. И., Малое-А. Н., Яншин А. А. Технология элементов, ЭВА. — М.: Высшая школа, 1978. — 288 с.
3. Долкарт В. М. и др. Метод монтажа накруткой. — М.: Энергия, 1967. — 52 с.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 156; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!