Учреждение образования
«Гродненский Государственный университет имени Янки Купалы»
Инженерно- технический факультет
Кафедра информационных систем и технологий
Яничкин В.В.
КОНСТРУИРОВАНИЕ
ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
Часть 1
Гродно 2006
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………………... 3
1. ОСНОВЫКОНСТРУИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ……………………………………..…………7
1.1. Структурные элементы деталей ………………………………………….…………7
1.2. Содержание и этапы процесса конструирования …………………………………8
1.3. Выбор материала …………………………………………………………………...….9
1.4. Выбор формы …………………………………………………………………………10
1.5. Определение размеров ……………………………………………………………..…11
1.6. Технологические основы конструирования деталей ………………………..…..12
2. КОНСТРУИРОВАНИЕ СОЕДИНЕНИЙ ДЕТАЛЕЙ………………………………………15
2.1. Типы соединений деталей ……………………………………………………….…...15
2.2. Выбор типа соединения ………………………………………………………….…..17
2.3. Задачи конструирования соединений ………………………………………….…..19
2.4. Классификация и свойства контактных пар …………………………………..…19
2.5. Основы базирования деталей ………………………………………………….…...21
2.6. Геометрическая неопределенность контактных пар ……………………………23
2.7. Преобразование классов контактных пар …………………………………….…..25
2.8. Избыточное базирование в соединениях деталей ……………………………..…27
2.9. Методика выявления избыточных связей ………………………………………..29
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ ……………………………………….…32
3.1.Виды изделий …………………………………………………………………………..32
3.2. Стадии разработки конструкторской документации …………………………....33
3.3. Виды конструкторской документации и ее комплектность …………………....34
Основные требования, предъявляемые к выполнению конструкторских
документов ……………………………………………………………………………36
3.5. Обозначение изделий в конструкторских документах …………………………..42
3.6. Учет и хранение конструкторской документации. Внесение изменений ……..43
4. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ ……………………………………………………..46
4.1. Основы выбора материала ………………………………………………………….46
4.2. Основы выбора покрытий …………………………………………………………..49
4.3. Коррозия металлов и физика защитных свойств металлических покрытий... 50
5. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ….54
5.1. Общие сведения о системах допусков и посадок ……………………………...…54
5.2. Диапазоны размеров, единицы допусков и квалитеты ЕСДП ……………...…54
5.З. Образование посадок в ЕСДП …………………………………………………..…..57
5.4. Отклонения формы. Основные определения ………………………………...…..61
5.5. Отклонения расположения …………………………………………………………65
Нормирование и методы оценки шероховатости и волнистости
поверхности ………………………………………………………………………...…70
5.7. Волнистость поверхности ……………………………………………………………74
ЛИТЕРАТУРА ……………………………………………………………………………….……75
ВВЕДЕНИЕ
С развитием научно-технического прогресса возрастает сложность радиоэлектронной аппаратуры, перед конструкторами встают новые задачи. От конструкции РЭА в значительной степени зависят качество и эффективность использования аппаратуры, ее надежность и функциональные возможности, стоимость производства и эксплуатации.
Конструирование – это процесс выбора и отражения в технических документах структуры, размеров, формы, материалов и внутренних связей проектируемого устройства.
Конечным результатом процесса конструирования является комплект конструкторской документации, отображающей всю совокупность требований к разрабатываемому изделию и обеспечивающей выполнение этих требований после изготовления изделий в производстве.
При конструировании изделий РЭА кроме пространственных и механических взаимосвязей необходимо учитывать сложные электрические связи, ограничивать электромагнитные и тепловые поля, учитывать возможности искажения полезных сигналов и появления помех.
Конструкция первых радиоэлектронных устройств не отличалась от конструкции аппаратуры проводной связи. Основой конструкции был деревянный ящик, на стенках которого размещались необходимые детали, а электрическое соединение этих элементов выполнялось изолированным проводом. В конце 20-х годов появилось металлическое шасси, которое кроме назначения быть основой конструкции могло выполнять роль экрана, чтобы уменьшить связи по электромагнитному полю. В это же время была заимствована из телефонии идея конструирования аппаратуры в вертикальной стойке, что требовало разделения аппаратуры на блоки.
В конце 30-х годов начинается применение радиоаппаратуры в полевых условиях, на подвижных объектах (самолеты, танки, автомашины), что поставило перед конструкторами сложные задачи защиты аппаратуры от климатических и механических воздействий и привело к разработке герметичных корпусов и амортизаторов.
Расширение области применения РЭА и постоянное функциональное усложнение радиоаппаратуры потребовали снижения трудоемкости в производстве, повышения производительности труда, применения средств механизации и автоматизации. Это привело к внедрению полупроводниковых приборов, печатного монтажа, к разработке конструкций на основе печатных плат, полосковых, а затем микрополосковых линий, интегральной микроэлектроники, появлению функциональной микроэлектроники.
Переход на новую элементную базу, рост степени ее интеграции, когда постепенно начинает исчезать грань между элементной базой и устройством, обусловили новые методы конструирования, получившие название комплексной микроминиатюризации. Главной целью комплексной микроминиатюризации является создание высоконадежной РЭА с минимальными габаритами и массой, с наименьшей потребляемой мощностью и себестоимостью. Важным вопросом при этом является сокращение сроков проектирования и изготовления аппаратуры. Комплексная микроминиатюризация требует целенаправленной работы различных специалистов, но конструктор РЭА должен занимать в этой работе определяющее положение.
Содержание процесса конструирования.
Конструирование является одним из древнейших видов инженерной деятельности человека. Все что создано руками человека в процессе развития материальной культуры от каменного топора до современной ЭВМ проходило стадию конструирования.
С течением времени объекты конструирования усложнялись, и всё более сложным и ответственным становился труд конструктора, всё большее значение приобретало развитие научной базы конструирования. Это развитие, однако, протекало неравномерно. Наряду с имеющимся мощным аппаратом инженерных проверочных расчетов существует ещё крайне мало методик проектных расчетов, необходимых для синтеза и оптимизации конструктивных решений, а при реальном конструировании до сих пор преобладают эмпирический и эвристический методы.
Одной из причин, сдерживающих развитие теоретических основ конструирования, является отсутствие в настоящее время научного обоснования содержания процесса создания нового объекта. Этот процесс содержит следующие важнейшие стадии:
– разработка функциональной идеи объекта и первичных технических условий его реализации;
– выбор технического принципа реализации идеи и разработка принципиальной схемы;
– разработка конструкции объекта;
– изготовление и испытание опытного образца;
Не анализируя подробно содержание каждой стадии, можно отметить, что вторую и третью связанные между собой стадии объединяют термином «проектирование».
Таким образом, конструирование, прежде всего, является одним из этапов более общего процесса проектирования и следует за разработкой принципиальной схемы. Сопоставляя результаты каждой из этих стадий, и имея в виду их последовательность, можно прийти к выводу, что в процессе разработки конструкции происходит воплощение в материальные тела (детали) и их композиции (сборочные единицы) элементов схемы, выражаемых с помощью условных символов. Поэтому графическое изображение отдельных материальных тел и их композиций составляет содержание конструкторских чертежей. Хотя при конструировании непосредственно разрабатываются лишь графические модели материальных тел, его, тем не менее, можно рассматривать условно как процесс материализации принципиальной схемы.