С.М. Сотенко, Т.В.Матюхина, Т.А. Рыжикова
ОСНОВЫКОНСТРУИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
Лабораторный практикум
Санкт-Петербург
УДК 621.396.69
Рецензент
кандидат технических наук, профессор СПбГУТ
Ю.Ф.Болтов
Утверждено редакционно-издательским советом СПбГУТ
в качестве методических указаний
Сотенко С.М.,
Основы конструирования электронных средств.: Лабораторный практикум / Матюхина Т.В., Сотенко С.М., Рыжикова Т.А. – СПб: Издательство СПбГУТ, 2015. – 80 стр.
Даны методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Основы конструирования электронных средств», вопросы для самопроверки и список рекомендуемой литературы.
Предназначен для студентов направлений: 11.03.03 - конструирование и технология электронных средств; 11.03.01 – радиотехника; 11.03.02 – инфокоммуникационные системы и технологии (прикладной бакалавриат); 12.03.04 - биотехнические системы и технологии; 27.03.01 – метрология и стандартизация.
УДК 621.396.69
© Матюхина Т.В., Сотенко С.М., Рыжикова Т.А., 2015
© Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича», 2015
Содержание
1.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
Разработка детали по сборочному чертежу изделия 4
2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
Разработка аналогового узла на печатном монтаже 30
3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
Разработка конструкции сборочной единицы второго
структурного уровня 47
4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
Разработка конструкции блока РЭС 64
Список использованных источников 79
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
РАЗРАБОТКА ДЕТАЛИ ПО СБОРОЧНОМУ ЧЕРТЕЖУ ИЗДЕЛИЯ
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Научить студентов самостоятельно читать сложные сборочные чертежи РЭС. Развить практические навыки выполнения и оформления рабочих чертежей деталей в соответствии с требованиями ГОСТов ЕСКД. Разработать 2-3 детали по предложенному чертежу сборочной единицы.
2. ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Каждому студенту выдается сборочный чертеж радиоэлектронного устройства, оговариваются его назначение, условия эксплуатации и масштаб производства, указываются детали, подлежащие разработке.
Студенту необходимо:
2. 1. Ознакомиться с работой предложенного узла и уяснить назначение входящих деталей. Произвести анализ задания и сформулировать технические требования к детали.
2. 2. Ознакомиться с основными положениями ГОСТов ЕСКД по выполнению чертежей деталей и сборочных единиц.
2. 3. Разработать чертежи деталей в соответствии с требованиями ЕСКД.
3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
В результате анализа задания студент должен представить технические требования к разрабатываемой детали:
- определить форму и габаритные размеры указанных деталей;
- обосновать способ соединения деталей с другими частями сборочной единицы;
- обосновать выбор материалов и технологических методов изготовления деталей;
- обоснованно выбрать методы защиты деталей от внешних климатических воздействий.
ГОСТ 2.702- 2013 за основной конструкторский документ для детали принимает чертёж детали, который содержит все необходимые данные для ее изготовления и контроля, т.е.:
- форму детали;
- все рабочие размеры с указанием предельных отклонений;
- предельные отклонения формы и взаимные расположения поверхностей;
- класс шероховатости всех поверхностей детали;
- термообработку и требуемую твердость;
- материал и защитное покрытие детали;
- наименование детали и ее обозначение по классификатору.
Чертеж детали выполняется в одном из рекомендованных ЕСКД масштабов (предпочтительным является М1:1). Количество проекций должно быть минимальным для однозначного определения формы детали.
Общее количество размеров должно быть минимальным, но достаточным для изготовления и контроля изделия. Размеры должны проставляться от одной базы (базовой плоскости, оси отверстия) по каждой оси (вертикальной и горизонтальной). Габаритные размеры рекомендуется проставлять снизу и справа от изображения детали.
Точность выполнения детали определяется назначением данной детали и условиями ее работы в конструкции изделия. Достижение требуемой точности определяется соответствующим технологическим методом изготовления.
Основные показатели точности изготовления деталей установлены единой системой допусков и посадок ЕСДП СЭВ.
ГОСТ 25347-82 Основные нормы взаимозаменяемости. ЕСДП.
Поля допусков и рекомендуемые посадки
ГОСТ 25349-88 Основные нормы взаимозаменяемости. ЕСДП.
Поля допусков деталей из пластмасс
ГОСТ 25348-82 ЕСДП. Ряды допусков, основных отклонений и поля допусков для размеров свыше 3150 мм
ГОСТ 25346-89 Основные нормы взаимозаменяемости. ЕСДП.
Общие положения, ряды допусков и основных отклонений
При изготовлении деталей конструкций РЭС принята система отверстия, т.е. совокупность посадок, в которой различные зазоры или натяги получают за счет соответствующего расположения поля допуска сопрягаемой детали - вала. Нижнее отклонение основного отверстия равно нулю, верхнее отклонение - положительно. Основное отклонение основного отверстия обозначается буквой Н. Систему вала рекомендуется применять при использовании стандартных деталей, посадочные размеры которых выполнены в системе вала (например, посадка наружных колец шарикоподшипников в корпус).
Для получения необходимой степени точности указывают квалитет. Квалитет - совокупность допусков, характеризуемых постоянной относительной точностью для всех номинальных размеров диапазона.
ГОСТ 25346-89 устанавливает 20 квалитетов: 01, 0, 1, 2... 18.
Квалитеты обозначают буквами IT и цифрой - номером квалитета IT5, IT14.
Квалитеты (01 - 5) назначают при изготовлении средств измерения; (6 - 13) - для сопрягаемых размеров (посадок); (14 - 17) - для несопрягаемых размеров. При назначении квалитета учитывают эксплуатационные требования, производственные возможности и экономические затраты на изготовление деталей.
Номинальные размеры детали должны соответствовать значениям, указанным в основных или дополнительных рядах ГОСТ 6636-69* (СТ СЭВ 514-77). В табл.1.1 приведены основные ряды размеров в диапазоне от 1 до 10 мм. При пользовании таблицей следует учитывать, что все размеры ряда меньшего номера входят в ряды больших номеров. Например, ряд Ra5 входит в ряды Ra10, Ra20 и Ra40.
ТАБЛИЦА 1. 1
НОРМАЛЬНЫЕ ЛИНЕЙНЫЕ РАЗМЕРЫОТ 1 ДО 10 ММ
(основные ряды размеров)
| Ряд Ra5 | 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10 | |
| Ряд Ra10 | 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,5; 3,2; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10 | |
| Основные ряды | Ряд Ra20 | 1,0; 1,1; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,5; 2,8; 3,2; 3,6; 4,0; 4,5; 5,0; 5,6; 6,3; 7,1; 8,0; 9,0; 10 |
| размеров | Ряд Ra40 | 1,0; 1,05; 1,1; 1,15; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1.8; 1,9; 2,0; 2,1; 2,2; 2,4; 2,5; 2,6; 2,8; 3,0; 3,2; 3,4; 3,6; 3,8; 4,0; 4,2; 4,5; 4,8; 5,0; 5,3; 5,6; 6,0; 6,3; 6,7; 7,1; 7,5; 8,0; 8,5; 9,0; 9,5; 10 |
| Дополнительный ряд | 1,25; 1,35; 1,45; 1,55; 1,65; 1,75; 1,85; 1,95; 2,05; 2,15; 2,3; 2,7; 2,9; 3,1; 3,3; 3,5; 3,7; 3,9; 4,1; 4,4; 4,6; 4,9; 5,2; 5,5; 5,8; 6,2; 6,5; 7,0; 7,3; 7,8; 8,2; 8,8; 9,2; 9,8 | |
| Примечание: Значения размеров в других десятичных интервалах получают умножением значений таблицы на 10, 100, 1000 и т.д. |
В соответствии с ГОСТ 2.307-68* предельные отклонения линейных размеров указывают одним из трех способов:
- условными обозначениями полей допусков в соответствии с ГОСТ 25346-82 - 22Н7; 22К6;
- численными значениями предельных отклонений:
; 
;
- условным обозначением поля допуска с указанием в скобках численных значений:
.
При записи предельных отклонений рекомендуется пользоваться следующим: условное обозначение полей допусков указывается для размеров соответствующих нормальным линейным размерам; во всех остальных случаях рекомендуется указывать допуск в численном выражении, либо условным обозначением с указанием в скобках численного значения.
Отклонения размеров проставляют более мелкими цифрами, чем номинальный размер, но не менее 4 мм. Симметричные отклонения указывают равными по высоте цифрами номинального размера со знаком 
. Например, 60 0,23. Нулевые отклонения на чертежах не указывают, например:
Отклонения размеров относительно низкой точности (IT12 - IT17) допускается на чертеже не указывать, а оговаривать в технических требованиях на поле чертежа, например: Н14 - (для отверстий), h14 - (для валов), "неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий (охватывающих) Н12, валов (охватываемых) h12, прочих 
". Посадки записывают в виде дроби, в числителе которой проставляют предельные отклонения охватывающего размера (отверстия), например, 
.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПОСАДОК
Посадки выбирают в зависимости от назначения и условий работы оборудования и механизмов, их точности, условий сборки. При этом необходимо учитывать и возможность достижения точности при различных методах обработки изделия. В первую очередь должны применяться предпочтительные посадки.
В основном применяют посадки в системе отверстия (сокращается номенклатура размерного режущего и калибровочного инструмента для отверстий). Посадки системы вала целесообразны при использовании некоторых стандартных деталей (например, подшипников качения) и в случаях применения вала постоянного диаметра по всей длине для установки на него нескольких деталей с различными посадками. Допуски отверстия и вала в посадке не должны отличаться более чем на 1 - 2 квалитета. Больший допуск, как правило, назначают для отверстия. Зазоры и натяги следует рассчитывать для большинства типов соединений, в особенности для посадок с натягом, подшипников жидкостного трения и других посадок.
Посадка с зазором – посадка, при которой всегда образуется зазор в соединении, т.е. наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему.
Посадки без гарантированного зазора используют в точных подвижных соединениях и в часто разбираемых или регулируемых соединениях. Наиболее распространенные посадки типа H/h. Они установлены в квалитетах (5 - 12) и обеспечивают минимальные зазоры.
Сочетание отверстия Н с валом h (скользящие посадки) применяют главным образом в неподвижных соединениях при необходимости частой разборки (сменные детали), если требуется легко передвигать или поворачивать детали одну относительно другой при настройке или регулировании, для центрирования неподвижно скрепляемых деталей.
Посадку H7/h6, H6/h5 - применяют для точного центрирования зубчатых колес или элементов датчиков угла и т.п.:
а) для сменных зубчатых колес в станках;
б) в соединениях с короткими рабочими ходами, например для хвостовиков пружинных клапанов в направляющих втулках (применима также посадка H7/g6);
в) для соединения деталей, которые должны легко передвигаться при затяжке;
г) для точного направления при возвратно-поступательных перемещениях (поршневой шток в направляющих втулках насосов высокого давления);
д) для центрирования корпусов под подшипники качения в оборудовании и различных машинах.
Посадку H8/h7 - используют для центрирующих поверхностей при пониженных требованиях к соосности и необходимости регулирования узла.
Посадки H8/h8, H9/h8, H9/h9 - применяют для неподвижно закрепляемых деталей при невысоких требованиях к точности механизмов, небольших нагрузках и необходимости обеспечить легкую сборку (зубчатые колеса, муфты, шкивы и другие детали, соединяющиеся с валом шпонкой; корпуса подшипников качения, центрирование фланцевых соединений), а также в подвижных соединениях при медленных или редких поступательных и вращательных перемещениях.
Для неточных соединений, центрирования фланцев и крышек используют посадки Н9/h9, H10/h10, H11/h11, H12/h12.
Посадку H11/h11 - используют для относительно грубо центрированных неподвижных соединений (центрирование фланцевых крышек, фиксация накладных кондукторов), для неответственных шарниров.
Посадка H7/g6 - характеризуется минимальной по сравнению с остальными величиной гарантированного зазора. Применяют в подвижных соединениях для обеспечения герметичности (например, золотник во втулке пневматической сверлильной машины), точного направления или при коротких ходах (клапаны в клапанной коробке) и др.
В особо точных механизмах применяют посадки H6/g5 и даже H5/g4.
Посадку Н7/f7 - применяют в подшипниках скольжения при умеренных и постоянных скоростях и нагрузках, в том числе в коробках скоростей; центробежных насосах; для вращающихся свободно на валах зубчатых колес, а также колес, включаемых муфтами; для направления толкателей в двигателях внутреннего сгорания. Более точную посадку этого типа - H6/f6 - используют для точных подшипников, распределителей гидравлических передач легковых автомобилей.
Посадки Н7/е7, Н7/е8, Н8/е8 и Н8/е9 - применяют в подшипниках при высокой частоте вращения (в электродвигателях, в механизме передач двигателя внутреннего сгорания), при разнесенных опорах или большой длине сопряжения, например, для блока зубчатых колес в станках.
Посадки H8/d9, H9/d9 - применяют, например, для поршней в цилиндрах паровых машин и компрессоров, в соединениях клапанных коробок с корпусом компрессора (для их демонтажа необходим большой зазор из-за образования нагара и значительной температуры). Более точные посадки этого типа -H7/d8, H8/d8 - применяют для крупных подшипников при высокой частоте вращения.
Посадка H11/d11 - применяется для подвижных соединений, работающих в условиях пыли и грязи (узлы сельскохозяйственных машин, железнодорожных вагонов), в шарнирных соединениях тяг, рычагов и т. п., для центрирования крышек паровых цилиндров с уплотнением стыка кольцевыми прокладками.
Переходная посадка – посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяга в соединении, в зависимости от действительных размеров отверстия и вала.
Переходные посадки предназначены для неподвижных соединений деталей, подвергающихся при ремонтах или по условиям эксплуатации сборке и разборке. Взаимная неподвижность деталей обеспечивается шпонками, штифтами, нажимными винтами и т.п. Менее тугие посадки назначают при необходимости в частых разборках соединения, при неудобствах разборки и возможности повреждения соседних деталей; более тугие - если требуется высокая точность центрирования, при ударных нагрузках и вибрациях.
Посадка Н7/п6 (типа глухой) дает наиболее прочные соединения. Примеры применения:
а) для зубчатых колес, муфт, кривошипов и других деталей при больших нагрузках, ударах или вибрациях в соединениях, разбираемых обычно только при капитальном ремонте;
б) посадка установочных колец на валах малых и средних электромашин;
в) посадка кондукторных втулок, установочных пальцев, штифтов.
Посадка Н7/к6 (типа напряженной) в среднем дает незначительный зазор (1-5 мкм) и обеспечивает хорошее центрирование, не требуя значительных усилий для сборки и разборки. Применяется чаще других переходных посадок: для посадки шкивов, зубчатых колес, муфт, маховиков (на шпонках), втулок подшипников.
Посадка H7/js6 (типа плотной) имеет большие средние зазоры, чем предыдущая, и применяется взамен ее при необходимости облегчить сборку.
Посадка с натягом – посадка, при которой всегда образуется натяг в соединении, т.е. наибольший предельный размер отверстия меньше наименьшего предельного размера вала или равен ему.
Выбор посадки производится из условия, чтобы при наименьшем натяге были обеспечены прочность соединения и передача, нагрузки, а при наибольшем натяге - прочность деталей.
Посадку Н7/р6 применяют при сравнительно небольших нагрузках (например, посадка на вал уплотнительного кольца, фиксирующего положение внутреннего кольца подшипника у крановых и тяговых двигателей).
Посадки с натягом H/p, H/r, H/t, H/s гарантируют неподвижность соединения. Поля допусков пластмассовых деталей установлены в пределах 8 - 17 квалитетов. Предельные отклонения на установочные размеры определяются по специальным таблицам, составленным с учетом вида соединения (винтовое или болтовое), количества отверстий, диаметров крепежного элемента d и отверстия D.
Соединение крепежными деталями бывают двух типов А и В. В соединениях типа А (болтовом) зазоры предусмотрены в обеих соединяемых деталях (например, в соединениях болтами, заклепками), в соединениях типа В (винтовом) - только в одной детали (в соединениях винтами, шпильками, штифтами).
Таблица 1. 2
ПОЗИЦИОННЫЕ ДОПУСКИ РАСПОЛОЖЕНИЙ ОСЕЙ ОТВЕРСТИЙ (ГОСТ 14140-81), мм
| Диаметр | Допуск на межцетровый размер при коэффициенте использования зазора К | ||||||
| стержня | Зазор | К =1 | К =0,8 | К =0,6 | |||
| крепежной детали, мм | Smin, мм | Тип А | Тип В | Тип А | Тип В | Тип А | Тип В |
| 1-1,6 | 0,2 | 0,2 | 0,10 | 0,16 | 0,08 | 0,12 | 0,06 |
| 0,3 | 0,3 | 0,16 | 0,25 | 0,12 | 0,16 | 0,10 | |
| 2-3 | 0,2 | 0,2 | 0,10 | 0,16 | 0,08 | 0,12 | 0,06 |
| 0,4 | 0,4 | 0,20 | 0,30 | 0,16 | 0,25 | 0,12 | |
| 4 и 5 | 0,3 | 0,3 | 0,16 | 0,25 | 0,12 | 0,16 | 0,10 |
| 0,5 | 0,5 | 0,25 | 0,40 | 0,20 | 0,30 | 0,16 | |
| 6-8 | 0,4 | 0,4 | 0,20 | 0,30 | 0,16 | 0,25 | 0,12 |
| 6 и 7 | 0,6 | 0,6 | 0,30 | 0,50 | 0,25 | 0,40 | 0,20 |
| 1,0 | 1,0 | 0,50 | 0,80 | 0,40 | 0,60 | 0,30 | |
| 0,5 | 0,5 | 0,25 | 0,40 | 0,20 | 0,30 | 0,16 | |
| 1,0 | 1,0 | 0,50 | 0,80 | 0,40 | 0,60 | 0,30 | |
| 12-22 | 1,0 | 1,0 | 0,50 | 0,80 | 0,40 | 0,60 | 0,30 |
| 2,0 | 2,0 | 1,00 | 1,60 | 0,80 | 1,20 | 0,60 | |
| Примечание: Рекомендуется принимать К=1 или К=0,8 для соединений, не требующих регулировки взаимного расположения деталей; К=0,8 или К=0,6 для соединений, в которых необходима регулировка взаимного расположения деталей. В таблице приведены симметричные значения допуска (например, ±0,2). |
Допуски расположения сквозных гладких отверстий в соединениях типов А и В рекомендуется назначать зависимыми, если это не ослабляет прочность деталей. Для резьбовых отверстий в соединениях типа В рекомендуются зависимые допуски при малых нагрузках винтов и независимые - для шпилек и тяжелонагруженных винтов. На центрируемые и базовые элементы рекомендуется назначать зависимые допуски. В соответствии с ГОСТ 14140-81 предельные отклонения размеров, координирующих оси отверстий, приведены в табл 1. 2.
ПРЕДЕЛЬНЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ.
При предъявлении особых требований, связанных с условиями работы, изготовления или измерения детали, в чертежах нужно указать предельные отклонения формы и расположения поверхностей.
Группы и виды допусков формы и расположения поверхностей, в соответствии с ГОСТ 24642-81, приведены в табл. 1. 3.
ТАБЛИЦА 1. 3
ДОПУСКИ ФОРМЫИ РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ
| ГРУППА ДОПУСКОВ | ДОПУСК | ОБОЗНАЧЕНИЕ ПО ГОСТ 2.308-79* |
| Прямолинейности | 
| |
| Плоскостности | 
| |
| Допуски формы | Круглости | 
|
| Цилиндричности |
| |
| Профиля продольного сечения | 
| |
| Параллельности | 
| |
| Перпендикулярности | 
| |
| Наклона | 
| |
| Допуски | Соосности | 
|
| расположения | Симметричности | 
|
| Позиционный | 
| |
| Пересечения осей | 
| |
| Радиального биения | 
| |
| Суммарные допуски формы и | Полного радиального биения Полного торцового биения | 
|
| расположения | Формы заданного профиля | 
|
| Формы заданной поверхности | 
|
Допуски на отклонения формы и расположения поверхностей указываются на чертежах условными обозначениями или в тексте технических требований на поле чертежа в соответствии с ГОСТ 2.308-79*.
Если по условиям работы детали нет необходимости предъявлять особые требования к отклонениям формы и расположения поверхностей, то эти отклонения определяются полями допусков на соответствующие размеры.
ОБОЗНАЧЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ НА ЧЕРТЕЖАХ.
ГОСТ 2789-73 полностью соответствует CT СЭВ 638-77 и международной рекомендации по стандартизации ИСО Р 468.
Он устанавливает перечень параметров и типов направлениий неровностей, которые должны применяться при установлении требований и контроле шероховатостей поверхности, числовые значения параметров и общие указания.
Структура обозначения шероховатости представлена на рис.1.
Рис. 1 Структура обозначения шероховатости
Рисунок 2. Обозначение шероховатости поверхности без указания способа обработки
Рисунок 3. Обозначение шероховатости поверхности при образовании которой обязательно удаление слоя материала
Рисунок 4. Обозначение шероховатости поверхности при образовании которой осуществляется без удаление слоя материала
Рисунок 5. Пример указания вида обработки поверхности
Рисунок 6. Указание шероховатости одинаковой для части поверхностей изделия
Рисунок 7. Указание шероховатости когда большая часть поверхностей не обрабатывается по данному чертежу
ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ И ИХ ЧИСЛЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ
Требования к шероховатости поверхности детали устанавливают исходя из функционального назначения поверхности, конструктивных особенностей детали и возможности их достижения рациональными методами обработки детали. При выборе параметров шероховатости учитывают их влияние на эксплуатационные свойства поверхности (см. табл. 1.4). Наиболее характерны для конструирования РЭС значения параметров Ra и Rz в микронах, причем параметр Ra является предпочтительным.
Таблица 1. 4
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТИ И ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ
ИХ ПАРАМЕТРЫШЕРОХОВАТОСТИ
| ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА | ПАРАМЕТРЫШЕРОХОВАТОСТИ |
| Износоустойчивость при всех видах трения | Ra (Rz), tp, направление неровностей |
| Виброустойчивость | То же и дополнительно Sm, S |
| Контактная жесткость | Ra (Rz), tp |
| Прочность соединения | Ra (Rz), tp |
| Усталостная прочность | Rmax, Sm, S, направление неровностей |
| Герметичность соединения | Ra (Rz), Rmax, tp |
В табл. 1. 4 введены следующие обозначения:
tp - относительная опорная длина профиля;
Rmax - наибольшая высота неровностей в пределах базовой длины;
Ra - среднее арифметическое отклонение профиля;
Rz - высота неровностей по десяти точкам измерения;
Sm, S - средний шаг неровностей и средний шаг по вершинам.
ГОСТ 2789-73 устанавливает 14 классов шероховатости. Класс большего номера соответствует меньшей шероховатости.
В табл. 1. 5 представлены численные значения параметров Ra и Rz в зависимости от класса шероховатости
Таблица 1. 5
ОБОЗНАЧЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ (по ГОСТ 2789-73)
| КЛАСС ШЕРОХОВА- | РАЗРЯД | ПАРАМЕТРЫШЕРОХОВАТОСТИ, МКМ | БАЗОВЫЕ ДЛИНЫ, | |
| ТОСТИ | Ra | Rz | мкм | |
| --- --- --- | 100...50,0 50...25,0 25...12,5 | 400...200 200...100 100... 50,0 | ||
| --- --- | 12,5...10,0 6,3... 3,2 | 50,0...25,0 25,0...12,5 | 2,5 | |
| а б в | 3,2...2,0 2,0...1,6 1,6...1,25 | 12,5...10,0 10,0... 8,0 8,0... 6,3 | ||
| а б в | 1,25...1,0 1,0...0,8 0,8...0,63 | 6,3... 5,0 5,0... 4,0 4,0... 3,2 | 0,8 | |
| а б в | 0,63...0,5 0,5...0,4 0,4...0,32 | 3,2...2,5 2,5...2,0 2,0...1,6 | ||
| --- --- --- --- | 0,32...0,16 0,16...0,08 0,08...0,04 0,04...0,02 | 1,6...0,8 0,8...0,4 0,4...0,2 0,2...0,1 | 0,25 | |
| --- --- | 0,02...0,01 0,01...0,005 | 0,1...0,05 0,05...0,025 | 0,08 |
Для грубых поверхностей (1...3 класс) и очень чистых (11...14 класс) рекомендуется использовать параметр Rz. Для классов 4...10 используют параметр Ra. Это ограничение связано с используемыми методами измерения шероховатости.
Данные о достижимой шероховатости поверхности при различных видах ее обработки приведены в табл. 1. 6 и табл. 1. 7; в зависимости от функционального назначения - в табл. 1. 8.
Таблица 1.6
ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ И ТОЧНОСТЬ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
| ВИД ОБРАБОТКИ | КЛАСС ШЕРОХОВАТОСТИ | КВАЛИТЕТ | |||||
| Стали | Латуни, бронзы | Легкие сплавы | Неметалл. материалы | Экономичные IT | Достижимые IT | ||
| Сверление | до  15 мм
| 4 - 6 | 5 - 6 | 4 - 6 | 4 - 6 | ||
| свыше 15 мм
| 3 - 4 | 4 - 5 | 4 - 5 | 4 - 6 | 11 - 14 | до 9 | |
| Зенкерование | чистовое | 5 - 6 | 5 - 6 | 5 - 6 | 5 - 6 | 9 - 14 | до 7 - 8 |
| Точение | получистовое | 5 - 6 | 5 - 7 | 5 - 7 | ----- | 10 - 14 | ---- |
| наружное | чистовое | 6 - 7 | 6 - 8 | 6 - 8 | 5 - 6 | 7 - 12 | ---- |
| Растачивание | получистовое | 5 - 6 | ----- | 12 - 14 | ---- | ||
| чистовое | 7 - 9 | 7 - 9 | 7 - 8 | 4 - 6 | 7-12 | ---- | |
| Развертывание | получистовое | 6 - 7 | 6 - 7 | 6 - 7 | ---- | ---- | |
| чистовое | 7 - 9 | 7 - 9 | 8 - 9 | ---- | 7 - 8 | ---- | |
| Фрезерование | обдирочное | 3 - 4 | 4 - 5 | 4 - 5 | ---- | 9 - 12 | ---- |
| цилиндрическое | чистовое | 7 - 8 | 7 - 8 | ---- | 8 - 10 | ---- | |
| Фрезерование | обдирочное | 3 - 4 | ---- | 9 - 12 | ---- | ||
| торцевое | чистовое | 7 - 8 | 8 - 9 | 8 - 9 | ---- | 7 - 11 | ---- |
| Подрезание | получистовое | 4 - 5 | 5 - 6 | 5 - 6 | ---- | ---- | ---- |
| торцов | чистовое | 6 - 7 | 7 - 8 | 7 - 8 | 4 - 6 | ---- | ---- |
| тонкое | 8 - 9 | 8 - 9 | ---- | ---- | ---- | ||
| Нарезание | плашкой | ---- | 7 - 9 | ---- | |||
| резьбы | резцом | 6 - 8 | 6 - 8 | 6 - 8 | ---- | 7 - 9 | ---- |
| наружное | роликом | 8 - 9 | ---- | 8 - 9 | ---- | ---- | ---- |
| Нарезание резь- | метчиком | 5 - 6 | 5 - 6 | 5 - 6 | ---- | 7 - 9 | ---- |
| бы внутреннее | резцом | 6 - 8 | 7 - 8 | 7 - 8 | ---- | 7 - 9 | ---- |
| Полирование | обычное | 7 - 10 | 7 - 10 | ---- | ---- | ---- | |
| тонкое | 11 - 12 | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
Таблица 1. 7
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СПОСОБОВ ЛИТЬЯ
| СПОСОБ ЛИТЬЯ | Масса отливки, кг | Наимень-шая толщина стенок, мм | Точность размеров отливки (квалитет) | Класс шероховатос-ти поверхности | ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ |
| В песочные (разовые) формы | Не ограничена | 3 - 4 | IT14 - IT16 | 1 - 2 | Единичное и мелкосерийное производство деталей различных размеров, массы и конфигурации из сплавов цветных металлов. |
| В металлические постоянные формы (кокиль) | Не ограничена | 2 - 3 | IT12 - IT14 | 4 - 7 | Серийное и массовое производство деталей из сплавов цветных металлов и стали. |
| Под давлением | До 10 | 1,5 - 2,0 | IT9 - IT12 | 7 - 8 | Крупносерийное и массовое производство деталей из цветных сплавов. |
| По выплавляемым моделям | До 10 | 1,0 - 1,5 | IT11 - IT12 | 4 - 6 | Серийное и массовое производство. |
| В оболочковые формы | До 10 | 2,0 - 2,5 | IT12 | 3 - 4 | Крупносерийное и массовое производство крупногабаритных деталей. |
| Центробежное | До 10 | 2.0 | IT12 - IT14 | 6 - 7 | Единичное, серийное и массовое производство отливок, имеющих форму тел вращения. |
Таблица 1. 8
ЗНАЧЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ
ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ
| ТИПОВЫЕ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ | мкм | Класс шер. | |
| Нерабочие контуры деталей | 320-160 | 1-2 | |
| Отверстия для крепежных деталей | |||
| Свободные несопрягаемые торцовые поверхности валов и т.д. | Rz | ||
| Поверхности, прилегающие к другим поверхностям, но не являющиеся сопряженными | |||
| Радиусы скругления | 2,5 | ||
| Поверхности разъема герметичных соединений, отверстия подшипников скольжения | 1,25 | Ra | |
| Валы в регулируемых соединениях, точные червячные и зубчатые колеса | 0,63 | ||
| Шейки валов 5-го, 6-го квалитетов | 0,32 | ||
| Поверхности, работающие на трение, от износа которых зависит точность работы механизмов | 1,6 |
ВЫБОР И ОБОЗНАЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА.
При выборе материала для деталей конструкции РЭС необходимо сформулировать технические требования к материалу исходя из условий эксплуатации, хранения и технологии изготовления детали. При этом следует учесть, что при эксплуатации конструкционные материалы испытывают разнообразные внешние воздействия: механические, климатические, работают в электрических, магнитных и тепловых полях. Поэтому от правильного выбора материалов деталей во многом зависят технические характеристики и работоспособность РЭС.
Технические требования к конструкционным материалам можно разделить на три группы:
1. Эксплуатационные.
2. Технологические.
3. Экономические.
Две первых группы требований определяют возможность применения наиболее прогрессивных методов формообразования. Однако, выбор материала предполагает знание его физических. механических и технологических свойств с учетом стоимости.
Эксплуатационные требования определяются условиями работы в РЭС и зависят от основных свойств материалов:
- объемной или поверхностной прочности материала с учетом предела прочности для хрупких материалов, предельной прочности, предела текучести, предела выносливости, твердости;
- жесткости, характеризуемой модулем упругости Е
- упругости;
- плотности;
- коррозионной стойкости;
- антифрикционности;
- электропроводности, теплопроводности, магнитных характеристик и т.д.
Технологические требования заключаются в возможности изготовления детали в производстве с минимальной трудоемкостью.
Экономические требования к материалу определяются его себестоимостью и дефицитностью.
Для изготовления деталей конструкций РЭС применяют черные и цветные металлы, пластмассы, волокнистые изоляционные материалы, керамику, слюду, стекла. Металлы поставляются либо в виде определенного сортамента, либо в виде литейных сплавов; неметаллические - в виде порошков, гранул либо в виде сортамента - листов, труб, прутков.
Наиболее часто используются материалы следующих марок.
МЕТАЛЛЫИ СПЛАВЫ
Стали:
- углеродистые стали, стали высокой пластичности - СТ10КП, 08КП, 05КП - для малонагруженных, термичес