Cкачать

Московский государственный технический университет
им. Н. Э. Баумана
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
1.НАИМЕНОВАНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Факультет: Информатики и систем управления
Информационная
система
«Модернизация
счётчика
радиации»
предназначена
для
Кафедра: Проектирование и(ИС)
технология
производства
электронной
аппаратуры
(ИУ 4)
обеспечения
доступа
посредством
протокола
http
к
различным
сведениям
по
использованию
______________________________________________________________________________
счётчиков радиации, их внутреннему устройству, принципам работы и возможностям их
модернизации.
2.ОСНОВАНИЯ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ
Комплексное
задание
конструкторско-технологическому
Основаниями
для разработки
служитпо
задание
по КНИРС от 14 сентября 2004 года.
проектированию электронного устройства.
3.НАЗНАЧЕНИЕ РАЗРАБОТКИ
напряжения
NK 037»
Целью разработки«Стабилизатор
является создание
информационного
ресурса, содержащего
структурированную систему материалов по различным аспектам внутреннего устройства,
принципам работы счётчиков радиации и возможностям их модернизации.
4.ТРЕБОВАНИЯ К ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ
4.1 ТРЕБОВАНИЯ К ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ
По курсу:
Технология производства электронных средств
4.1.1. Общие требования к исследовательской части:
4.1.1.1. Решаемые задачи
В рамках работ должны быть выполнены следующие задачи:
- Этап 1: Изучение предметной области, и сбор информации об устройствах данного типа.
- Этап 2:. Разработка информационной
ресурса.
Студент:
Богдановбазы
П.С.
ИУ4-63
- Этап 3: Разработка общей композиции ресурса, навигационного принципа и структуры
разделов.
- Этап 4: Разработка интерфейса для оптимального доступа к информационным ресурсам.
Руководитель:
Гриднев В.Н.
4.1.1.2. Требования к составу и назначению портала

Наименование проекта: модернизация счётчика радиации.

Наименование домена:

Услуги, для которых разрабатывается продукт: размещение информации о различных
аспектах внутреннего устройства и принципах работы счётчика радиации, а также
предложений по его модернизации.

Целевая группа проекта: потенциальными потребителями проекта являются пользователи,
интересующиеся сведениями о принципах работы устройств данного типа и о тенденциях в
области приборостроения.
Москва
2008
2
Описание объекта.................................................................................................................................. 3
Технические характеристики…………………………………………………………………….......3
Эскиз ячейки .......................................................................................................................................... 3
Перечень элементов. ............................................................................................................................. 4
Общий вид устройства…………………...…...……………………………………………………....4
Принципиальная электрическая схема………………………………………………………………5
Описание работы модуля. .................................................................................................................... 5
Конструкция…………………………………………………………………………………………...5
Разработка печатной платы…………………………………………………………………………..6
Разводка платы………………………………………………………………………………………..7
Анализ конструкторской документации............................................................................................. 8
Анализ сборочного состава .................................................................................................................. 9
Расчёт и анализ технологичности ячейки по базовым показателям. ............................................. 10
Рекомендации по сборке…………………………………………………………………………….12
Маршрутный технологический процесс. .......................................................................................... 12
Операционный ТП. ............................................................................................................................. 13
Операционный эскиз........................................................................................................................... 14
Схема базирования групповой заготовки ......................................................................................... 15
Схема базирования навесных элементов .......................................................................................... 16
3
Описание объекта
Предлагаемый к сборке набор позволит радиолюбителю собрать мощный
стабилизатор напряжения с защитой от короткого замыкания. Стабилизатор
имеет широкий диапазон регулировки выходного напряжения 1,2…30 В и
высокую нагрузочную способность – 4 А.
Технические характеристики
-входное напряжение, В 24;
-выходное напряжение, В 1,2…30;
-ток нагрузки, А 4.
Размеры печатной платы: 49x48 мм.
Эскиз ячейки
4
Перечень элементов.
Позиция
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Обозн.
R1
R2
R3
R4
R5
С1
С2
С3, С4
VD
G
DA
VT1
VT2
-
Наименование
0,22 Ом/5 Вт кОм
1,8..2,7 Ом/2 Вт
4,7 кОм
22 Ом
220 Ом
4700 мкФ/50 В
0,1 мкФ
10 мкФ/50 В
1N4001…1N4007
RS405
LM317
KT814
KT818
-
Примечание
Резистор
Резистор
Резистор
Резистор
Резистор
Конденсатор
Конденсатор
Конденсатор
Диод
Микросхема (диодный мост)
Микросхема
Транзистор
Транзистор
Печатная плата 49x48 мм.
Рис 1. Общий вид устройства
Кол-во
1
1
1
1
1
2
1
2
1
1
1
1
1
1
5
Рис 2. Принципиальная электрическая схема.
Описание работы модуля.
Основой стабилизатора напряжения является интегральный компенсационный
стабилизатор, выполненный на микросхеме DA типа LM317.
Для повышения нагрузочной способности в схему добавлен мощный транзистор
VT2 – КТ818, который вступает в работу при больших токах нагрузки (более 1,5
А). Диодный мост выпрямляет напряжение, поступающее от понижающего
трансформатора, конденсатор (фильтр) С1 сглаживает пульсации выпрямленного
напряжения.
Стабилизатор имеет широкий диапазон регулировки выходного напряжения
1,2…30 В и высокую нагрузочную способность 4 А.
Конструкция:
Конструктивно устройство выполнено на односторонней печатной плате из
фольгированного стеклотекстолита размерами 49x48 мм. Для последующей
установки в корпус по углам платы предусмотрены 4 отверстия.
Т.к.
число элементов невелико и не предъявляется высоких
требований к точности исполнения, задаем тип платы и класс точности ее
изготовления: односторонняя печатная плата первого класса точности; и
метод изготовления платы – химический. Для ОПП первого класса
точности определены следующие параметры: минимальная ширина
проводников t=0,75 мм, минимальная ширина зазора между проводниками
6
S=0,75 мм, поясок b=0,3 мм, допуск на ширину проводника t =  0,15 мм.
Перечень ИЭТ для данного устройства – см. приложение №1.
При анализе исходных данных, были определены следующие задачи,
подлежащие решению:
1) Разработка и оформление тех. процесса изготовления ячейки.
2) Оформление дополнительной необходимой графической, текстовой
или иной документации и информации.
Материал – СФ – 1 – 35
Нпп =1,5
Класс точности – 1
t=0,75 мм
tз=1 мм
S=0,75 мм
b=0,3 мм
t= 0,15 мм
Разработка печатной платы
Руководствуясь электрической принципиальной схемой устройства (рис.2)
разрабатывают конструкцию печатной платы, влияющую на технологический
процесс и возможность серийного производства.
Наибольшее влияние на ТП оказывает расположение элементов и их типы.
Для разработки схемы расположения элементов необходимо спроектировать
проводящий рисунок печатной платы.
7
Разводка платы
8
Технические требования:
1. ПП односторонняя - изготавливать химическим методом.
2. После изготовления плату покрыть паяльной маской.
3. Провести электроконтроль.
4. I класс точности.
Анализ конструкторской документации
На плате можно выделить 3 уровня пространственной компоновки:
- резисторы (R1-R5) и диод (VD), конденсаторы (C2-C4), штыревые контакты
- транзисторы (VT1,VT2), микросхемы (DA, G)
- конденсатор (С1)
Установку необходимо производить с наименьшего уровня, т.к. это способствует
удобству пайки.
На основании графической и текстовой информации на сборочном чертеже
в маршрутном ТП необходимо предусмотреть:
- входной контроль покупных изделий по инструкции;
- формовку элементов с осевыми и штыревыми выводами;
- установку элементов;
- пайку ЭРЭ;
- испытание платы.
9
Анализ сборочного состава
Характеристики ЭРЭ, установленных на плате.
Хар-ка
варианта
установки
Способ
фиксации
Колво
вывод
ов
Кол-во
ИЭТ на
плате
Без зазора
Подкладка
1
4
-
2
4
необходима
формовка
выводов
2
1
-
3
2
необходима
формовка
выводов
-
2
1
-
С зазором
Подкладка
2
3
-
7
Микросхема
G
С зазором
Подгибка
выводов
4
1
необходима
формовка
выводов
8
Микросхема
DA
Без зазора
-
3
1
-
№
п/п
Вариант
установки
Тип ИЭТ
1
Штыревые
контакты
2
Резисторы
R2…R5,
диоды VD1,
VD1
С зазором
Зиг-замок
3
Резистор R1
Без зазора
-
4
Транзистор
VT1,VT2
С зазором
Подгибка
выводов
5
Конденсатор
C1
Без зазора
6
Конденсатор
C2…С4
Примечания
10
Расчёт и анализ технологичности ячейки по базовым
показателям.
Анализ технологичности необходим для определения целесообразности
запуска в производство данного изделия, исходя из экономических соображений
и соображений самой технологичности, т.е. снижения производственных затрат
и получения максимальной прибыли при заданном типе производства
(единичное, серийное, массовое).
Параметры платы, которые участвуют в расчетах коэффициентов базовых
показателей, показаны в таблице 4.
Количество ИМС.
Общее кол-во элементов.
Количество автоматизировано полученных
соединений
Общее кол-во монтажных соединений
Количество механизировано подготовленных
ИЭТ
Число
операций
механизированного
контроля и настройки
Общее число операций контроля и настройки
Количество типов номиналов ИЭТ
Количество типов номиналов оригинальных
ИЭТ
Количество
деталей
прогрессивного
формообразования
Число деталей пространственной компоновки
Количество механизировано установленных
ИЭТ
Hимс=
Hиэт=
Таблица 3.
0
19
Hам=
Hм=
0
39
Нмп иэт=
0
Нмкн=
Нкн=
Нт иэт=
0
2
13
Нт ор иэт=
0
Dпр ф=
D=
0
0
Hму иэт=
0
Названия, формулы, значения, значения весовых коэффициентов и
произведение Кi*i, которое участвует в формуле расчета коэффициента
технологичности изделия, показаны в таблице 5.
Таблица 4.
Значение Кi
i
Кi*i
Базовый показатель
Формула
Коэффициент
Н
К ИМС  ИМС
использования ИМС
0
1,0
0
Н
ИЭТ
Коэффициент
автоматизации
монтажа
К АМ 
Н АМ
НМ
0
0,8
0
11
Коэффициент
автоматизации
подготовки к монтажу
Коэффициент
механизированного
контроля и настройки
К МП 
К КН 
Н МП ИЭТ
Н ИЭТ
Н МКН
Н КН
Коэффициент
повторяемости ИЭТ
К пов  1 
Коэффициент
применяемости ИЭТ
К пр ИЭТ  1 
Коэффициент
формообразования
ИЭТ
КФ 
Коэффициент
механизации
установки ИЭТ
К МУ
НТ
ИЭТ
Н ИЭТ
Н Т ОР ИЭТ
НТ
ИЭТ
D
Н МУ
ИЭТ
Н ИЭТ
0,5
0
0
0,3
0
0,316
0,3
0,0948
1
0,2
0,2
0
0,1
0
0
0,5
0
ИЭТ
D ПР Ф

0
По полученным результатам коэффициент технологичности вычисляется
по формуле: К  
К i  i

К = 0,079
i
12
Рекомендации по сборке
Элементы
устанавливаются
в
соответствии
с
пространственной
компоновкой, начиная с наименьшего. Элементы фиксируются либо подгибкой
выводов, либо с помощью зиг-замка.
Элементы паяются паяльником мощностью не более 25 Вт с хорошо
заточенным жалом. Время пайки каждого вывода не должно превышать 2-3
секунды.
Собранная плата проходит электроконтроль параметров.
Маршрутный технологический процесс.
Маршрутный техпроцесс сборки преобразователя представлен в Таблице 2.
Таблица 5
№
Название операции
Оборудование
10
20
30
Проверка комплектации
Формовка выводов
Установка КМО
стол монтажника
стол монтажника
стол монтажника
40
Пайка выводов
стол монтажника, паяльник
50
Функциональный контроль
Рабочее
контрольноизмерительное оборудование
13
Операционный ТП – включает в себя все операции и переходы.
Данный ТП определяет операции и переходы для штучного
производства. В случае необходимости увеличения объемов выпуска
(серийное производство) возможен вариант использования автоматической
установки элементов и групповой пайки (пайка волной).
№
1
1.1
1.2
1.3
1.4
2
2.1
2.2
2.3
3
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
4
4.1
4.2
4.3
5
5.1
5.2
5.3
5.4
Общее
Общее
Общее
Операции и переходы
Оснастка
Tшт.,
сек.
Комплектация(19 единиц)
85
поиск нужного номинала
виз.
55
отсчет необходимого числа
виз.
13
упаковка в тару
тара
11
маркировка тары
тара
6
Формовка выводов (16 единиц)
194.5
извлечение элементов из тары
ручн.
4
подбор формовочного приспособления
виз.
1.5
гибка круглогубцами
круглогубцы 190
Установка КМО
12
поиск элемента
виз.
2
поиск места установки
виз.
2
установка КМО
ручн.
2
подгибка выводов
круглогубцы
3
обкусывание выводов
бокорезы
1.5
контроль правильности установки
виз.
1.5
Пайка паяльником
6
флюсование
кисточка
2
пайка паяльником
паяльная
2
станция
контроль качества пайки
виз.
2
Проверка электрической прочности
39
поместить в установку
Устройство
2
контроля
подключить клеммы
ручн.
5
контроль при разных режимах (2
Устройство
30
режима)
контроля
извлечь модуль
ручн.
2
число выводов, подлежащих формовке:22 (10 элементов)
число КМО: 19
число контактных соединений: 39
Общее время изготовления ячейки: 780.5 с. = 13 мин
14
Операционный эскиз
15
Схема базирования групповой заготовки
16
Схема базирования навесных элементов