Разработка модуля управления для фрезерного станка

В данном дипломном проекте разработан сборочный чертеж модуля управления, который является составной частью устройства цифровой индикации. Устройство цифровой индикации предназначено для определения геометрических размеров деталей в процессе их обработки на станках фрезерной группы, а также для выдачи программируемых рекомендаций столяру-станочнику в ручном режиме управления станком или формирования команд управления исполнительными механизмами станка в автоматическом режиме работы.

Устройство цифровой индикации состоит из следующих составных частей:

– входное устройство;

– устройство умножения;

– модуль управления;

– блок коммутации;

– блок переключателей;

– сетевой фильтр;

– источник питания;

– выходное устройство.

Модуль управления предназначен для управления всеми узлами УЦИ и для вывода выходных данных на индикатор.

Модуль управления собран на двухсторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита СФ-2–35–1,5 ГОСТ 10316–78, обладающего следующими достоинствами:

а) прочность сцепления фольги с основанием не менее 15 Н/см2;

б) удельное объемное сопротивление 5000ГОм*см;

в) тангенс угла диэлектрических потерь 0,03.

Фольгированный стеклотекстолит представляет собой слоистый прессованный материал, изготовленный на основе ткани из стеклянного волокна, пропитанной эпоксидной смолой, и облицованный с двух сторон медной электролитической, оксидированной или гальванической фольгой.

В качестве материала фольги использована медь, так как она обладает хорошими проводящими свойствами.

Размеры печатной платы должны соответствовать ГОСТ 10317–79. Форма печатной платы, разрабатываемого модуля управления является прямоугольной. Стороны прямоугольной печатной платы должны быть параллельны линиям координатной сетки.

Для данной платы модуля управления выбран шаг координатной сетки равный 1,25 мм. Размеры модуля управления составляют 160х260 мм.

Исходя из условий эксплуатации аппаратуры данной категории, необходимо произвести выбор элементной базы. Критерием при выборе ЭРЭ будет служить критерий миниатюризации устройства.

Размещение навесных элементов на плате следует согласовывать с конструктивными требованиями. Выбор варианта установки на плату производят в соответствии с заданными условиями эксплуатации и другими техническими требованиями. Для одинаковых типоразмеров корпусов в изделии рекомендуется применять единый вариант установки и установочный размер.

Размещение навесных элементов должно быть рациональным с учетом электрических связей и теплового режима, с обеспечением минимальных значений длин электрических связей, количества переходов печатных проводников со слоя на слой, паразитных связей между их навесными элементами. Распределение масс навесных элементов по поверхности платы должно быть, по возможности, равномерным, с установкой элементов с наибольшей массой вблизи мест технического крепления платы. Установочные размеры и варианты установки навесных элементов выбираются в соответствии с действующими стандартами на установку навесных элементов. Установку отдельных элементов, на которые в ГОСТах нет вариантов установки, показывают на сборочном чертеже.

Технологический процесс монтажа навесных деталей и элементов заключается в установке их на печатную плату и пайке. В зависимости от масштаба производства детали на плату устанавливаются вручную или механизированным способом. Пайку монтажных соединений выполняют паяльником или групповыми методами, из которых чаще всего применяют пайку погружением в волну припоя.

Навесные детали устанавливаются на печатную плату после формовки выводов с «зиг-замком». Подрезают выводы на требуемую длину после их загибания или после установки их на плату. Для получения качественных соединений необходимо поверхности, подлежащие пайке, тщательно очищать от загрязнений и окислов. При пайке применяют только бескислотные флюсы. После нанесения флюс должен подсохнуть в течение 1…2 минут, чтобы быстрое испарение спирта, входящего в его состав, не привело к образованию раковин и пузырей. Пайка припоем ПОС 40 осуществляется паяльником мощностью 50Вт; для пайки припоем ПОС 61 применяется паяльник мощностью 35Вт. При пайке следует прогревать вывод изделия в течение 3…5 секунд, не касаясь паяльником печатного проводника. Соблюдение такого режима обеспечивает многократную перепайку деталей (до 10 раз) без нарушения металлизации печатного проводника. Остатки флюса удаляются тампоном из бязи, смоченным в этиловом спирте.

Большое значение на надежность радиоэлектронной аппаратуры оказывает выбор припоя для электрического монтажа. Качество паяных соединений (прочность, герметичность, надежность и др.) зависят от правильного выбора припоя, флюса, способа нагрева и величины зазора. Припой должен хорошо растворять основной материал, обладать смачивающей способностью, быть дешевым и не дефицитным.

Из анализа характеристик припоев приведенных в справочных материалах видно, что наиболее подходящим для пайки ЭРЭ в нашем модуле является припой ПОС-61 ГОСТ 21931–76 (температура кристаллизации: начальная – 190 °С; конечная – 183 °С).

Нагрев платы при пайке припоем ПОС-61 производят паяльником или погружением платы в расплавленный припой, но перед этим плата должна пройти операцию флюсования. Флюсы паяльные применяются для очистки поверхности паяемого металла, а так же для снижения поверхностного напряжения и улучшения растекания и смачиваемости жидкого припоя.

Групповые методы пайки обычно применяются при одностороннем расположении навесных деталей. Технологический процесс пайки печатных плат с односторонним монтажом методом погружения и волной припоя состоит из следующих этапов: обезжиривание, наклейка маски, пайка, удаление маски и остатков флюса и контроль.

Обезжиривание выполняют погружением платы со стороны монтажа в растворитель, состоящий из смеси спирта с бензином. Затем плату обдувают воздухом до полного высыхания.

Участки и проводники плат, которые не подвергаются пайке, закрывают маской. Маски штампуют из бумажной ленты, гуммированной костным клеем. В маске пробивают отверстия против мест пайки и базовые. Маску приклеивают так, чтобы места пайки не выходили за пределы отверстий в маске. После полной сборки плату покрывают лаком УР-231 бесцветным.

По правилам оформления конструкторской документации ко всем сборочным чертежам необходимо составлять спецификации.

К сборочному чертежу модуля управления составлена спецификация (Приложение Б).

Приобретение устройства цифровой индикации облегчит работу обработки деталей, повысит точность значений координат, выдает работнику программированные рекомендации в ручном режиме управления станком, снизит затрачиваемое время при работе на фрезерном станке. Соответственно улучшится качество изготовленной продукции, и следовательно увеличатся объемы реализованной продукции, что повысит прибыль предприятия.

Внедряемое мероприятие повысит прибыль на 10%. Это составит 27 200. Экономический эффект составит 2 472 тыс. р.