Прибор Ультразвуковой отпугиватель грызунов

Содержание

|Введение |2 |
|1. Назначение и область использования |3 |
|2. Технология изготовления корпусных деталей |6 |
|3. Технология печатного монтажа |18 |
|4.Компоновка печатного узла |19 |
|5. Технология изготовления односторонней печатной платы |21 |
|6. Технология изготовления деталей из пьезокерамики |24 |
|6.1. Подготовка материалов |24 |
|6.2. Изготовление керамических заготовок |27 |
|6.3. Изготовление пьезоэлемента излучателя |30 |
|Список литературы |34 |

ВВЕДЕНИЕ

В данной работе рассматривается прибор, предназначенный для нужд народного хозяйства. Изготовление, которого, со знанием некоторых технологических процессов, возможно из подручных средств.

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Прибор «Ультразвуковой отпугиватель грызунов», в дальнейшем УЗОГ, предназначен для отпугивания грызунов, таких как мыши, крысы. Метод ультразвукового отпугивания основан на свойстве УЗ влиять на биофизику и психику животных, т.е. на не слышимом ухом человека, но слышимом животными звуковом диапазоне действовать на слух.

Применяется прибор на фермах, элеваторах и в других местах, где возможна порча и уничтожение зерна.УЗОК можно применять в домашних условиях.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ

|Диапазон излучаемых частот, Кгц |45-70 |
|Мощность излучения, Дб |115 |
|Число диапазонов |4 |
|Кол-во форм сигналов |1 |
|Напряжение питание, В |220 |

УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ПРИБОРА

Блок питания – используется для питания напряжением генератора частоты и усилителя.

Генератор частоты – генерирует частоты заданого диапазона и заданной формы.

Усилитель – усиливает сигнал пришедший с генератора и подает его на биморфный излучатель.

Излучатель – используется для излучения в воздух акустического сигнала заданного частотного диапазона.

ОБЩИЙ ВИД ПРИБОРА

2. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Для изготовления данного корпуса можно применить полиформальдегид стабилизированный (МРТУ 6-05-1018-66) который обладает следующими качествами: высокие антифрикционные и физико-механические свойства, хорошие электроизоляционные св-ва, стабильные при увеличении влажности. Для изготовления данного корпуса необходимо использовать литье под давлением и экструзию.

Требования к конструкции деталей из пластмассы

Конфигурация детали, получаемой литьем или прессованием, не должна препятствовать свободному течению массы при формовании. При разработке конструкции детали следует максимально упрощать ее конфигурацию и обращать основное внимание на ее расположение в форме и на расположение литника.
Если конфигурацию детали упростить нельзя, то ее необходимо расчленить на более простые, сопрягающиеся между собой элементы. На допустимые размеры детали прежде всего влияет текучесть прессматериала. Особенно это проявляется у термореактивных прессматериалов.
Ответственные или сопрягаемые участки деталей не должны располагаться в плоскости разъема формы, так как на точность размеров детали влияет величина облоя. Следует учитывать, что в пресс-формах прямого или литьевого прессования облой может располагаться по всему контуру изделия, а при литьевом прессовании и литье под давлением требуется дополнительная зачистка места расположения литника. При правильном подборе навески материала облой по толщине детали не превышает 0,3 мм.

Большая точность деталей обеспечивается при использовании метода литья под давлением. Для увеличения точности деталей применяют формы повышенной жесткости, а также жесткие механизмы смыкания машин.

Для беспрепятственного удаления изделий из формы необходимы технологические уклоны на внешних и внутренних поверхностях детали, параллельных направлениям раскрытия форм или совпадающих с направлением извлечения из детали формующих элементов. Технологические уклоны не делают на плоских монолитных деталях толщиной 5—6 мм и менее. Уклон внутренних поверхностей и отверстий деталей должен быть больше уклона наружных поверхностей. Рекомендуются следующие углы уклона: наружные поверхности от
15' до 1°, внутренние поверхности от 30' до 2°, отверстия глубиной до 1,5 d от 15 до 45'; ребра жесткости и выступы от 2 до 10°. Уклоны на деталях из термореактивных материалов, получаемых литьем под давлением, должны выбираться по величине больше, чем при литье под давлением термопластичных материалов.

Толщина стенки детали определяется ее длиной, текучестью материала, механической прочностью, требуемой конфигурацией элемента детали, характеристикой оборудования и режимом переработки. Толщина сплощных сечений из реактопластов должна быть не выше 10—12 мм. Толщину стенок можно уменьшить применением ребер жесткости или приданием стенкам рациональных профилей. Для фенопластов не рекомендуется применять стенки толщиной менее
1,5 мм. Разница в толщине стенок не должна превышать 30°о наименьшей толщины стенки.

Рис. 1. Радиусы закругления

Для изготовления тонкостенных изделий при литье термопластов необходимо применять термостатирование форм. Изготовление изделий из поликарбоната, полиформальдегида, его сополимера и полиамидов также требует термоста-тирования формы, а также предварительного подсушивания материала для улучшения свойств изделий.

Переходы от большего сечения детали к меньшему выполняются при помощи радиусов закругления или уклонов. Торцы деталей для упрочнения выполняют в виде непрерывных буртиков по всему контуру детали. Толщина буртиков обычно не превышает 1,5—2 толщин стенки. Увеличение жесткости деталей достигается ребрами, которые не должны быть толще стенки, к которой они примыкают.
Толщина ребер составляет 0,6— 0,8 толщины стенки. Ребра жесткости не должны доходить до опорной поверхности детали или до края примыкающего к нему элемента детали на 0,5—1,0 мм. Сечение ребра жесткости должно быть постоянным по всей длине и иметь небольшой технологический уклон.

Углы и грани изделия должны быть скруглены, форма изделия возможно более обтекаемой. Радиусы закруглений на изделиях из пластмасс показаны на рис.1. Острые кромки на детали, необходимые по конструктивным требованиям, скругляются минимальным радиусом округления 0,5 мм. Радиусы закругления и фаски для- деталей из пластмасс и металла регламентированы ГОСТ 10948-64.
На одном изделии рекомендуется применять наименьшее число размеров радиусов закругления.

Рис. 2. Формы отверстий

В деталях из пластмасс следует применять отверстия наиболее простых форм. Применяемые формы отверстий показаны на рис. 2. Наиболее простые — цилиндрические отверстия, они могут быть сквозными или глухими.

Наиболее распространены отверстия постоянного диаметра. Но могут быть и другие формы отверстий, показанные на рис. 3. Можно получать отверстия со смещенными и наклонными к вертикали осями и отверстия, пересекающиеся под углом (рис. 3). Направление осей отверстий, не совпадающее с направлением прессования или съема изделия, нежелательно. Диаметры отверстий выбирают по
ГОСТ 6636-60. Расстояния между соседними отверстиями или отверстием и краем изделия должны быть не менее диаметра отверстия. Отверстия диаметром менее
1,5 мм рекомендуется изготовлять сверлением.

Конструкция детали не должна по возможности иметь выступов или приливов значительной длины. Высота выступов и приливов не должна превышать l/s высоты основной стенки, при этом необходимо предусматривать их плавное утолщение.

Рис. 3. Конфигурация сквозных отверстии. а — цилиндрическое; б — ступенчатое, состоящее из двух цилиндрических отверстий разного диаметра; б — ступенчатое: цилиндрическое переходит в коническое; г — ступенчатое, имеющее цилин-дрическо-конические уступы; д, е
— отверстия с пересекающимися осями; лс — отверстие с наклонной осью; з — отверстие со смещенными и наклонной к вертикали осями.

Для устранения коробления, усадки и неровностей больших площадей, повышения жесткости и точности сопрягаемых элементов деталей применяют выступающие над поверхностями опорные плоскости в виде выступов, бобышек, буртиков. При конструировании опорных поверхностей их размеры необходимо ограничивать до минимума. Сплошные опорные поверхности заменяют опорами на три точки.

Накатку и рифление выполняют прямыми ребрами, параллельными направлению выталкивания детали из формы. На конических и цилиндрических поверхностях не допускаются винтовые или сетчатые рифления.

Рие. 4. Глухое ребро рифления.

Рис. 5. Конструкции рифлении а—ребра рифления заподлицо с плоскостью изделия; 6 — ребра рифления ниже плоскости изделия.

Ширина ребер рифления должна быть не менее 0,3—0,5 мм, а высота возвышения над базовой поверхностью не должна превышать их ширины. При рифлении цилиндрической поверхности или поверхности, имеющей съемный уклон, ребра рифления должны иметь съемные уклоны, превышающие уклон базовой поверхности. Наиболее целесообразно применять па цилиндрических и конических наружных поверхностях глухие ребра рифления (рис. 4). Для плоских Поверхностей применяют прямое (параллельное) и сетчатое рифление полукруглого или треугольного сечения. При сетчатом рифлении взаимное пересечение ребер должно быть в пределах 60—90°. Рифление плоских наружных поверхностей целесообразно выполнять так, чтобы ребра рифления были заподлицо с плоскостью изделия или несколько ниже (рис. 5). .

Резьбы в пластмассовых изделиях получают тремя основными способами:

1) непосредственно при прессовании или литье изделия; 2) механической обработкой отдельных элементов изделия; 3) вставкой металлических частей, имеющих резьбы.

На деталях из пластмасс можно получать наружную, и внутреннюю резьбу различного профиля. Можно применять резьбу метрическую, дюймовую, трубную, цилиндрическую по ГОСТ 6357-52, коническую дюймовую по ГОСТ 6111-52 и др.
Метрическая резьба на деталях диаметром 1—20 мм регламентирована ГОСТ 11709-
66. Диаметры и шаги резьбы выбирают по ГОСТ 8724-58; не рекомендуется применять шаги 0,5, 0,75, 1,0 мм для диаметров резьбы соответственно свыше
16, 18, 36 мм. Основные резьбы с крупным и мелким шагом выбирают по ГОСТ
9150-59. Шаг резьбы выбирают в соответствии с приложением к ГОСТ 11709-66.
Для термореактивиых материалов с порошкообразным наполнителем наиболее прочной является резьба с шагом 1,5 мм. Резьбы с более крупными или меньшими шагами имеют меньшую прочность. На термопластичных материалах можно получить резьбу с любым шагом.

Наиболее экономичными и производительными способами получения резьбы являются компрессионное и литьевое прессование и литье под давлением.
Резьбы могут быть получены с точностью классов 2а, 3 и 4. Процесс получения наружных резьб технологически проще процесса получения внутренних резьб, так как первые могут быть оформлены разъемными матрицами, а внутренние резьбы требуют свинчивания детали. Если прочность резьбы должна быть высокой или деталь .необходимо часто отвинчивать, резьбу следует нарезать на металлических вставках, заделанных при формовании.

Резьбы легче нарезать на деталях из термореактивных пластиков с волокнистыми наполнителями, чем на деталях из порошкообразных материалов.

Для соединений, требующих точности, следует применять метрическую резьбу по ГОСТ 11709-66. При расчете диаметра резьбы необходимо учитывать усадку материала и оставлять зазор между винтом и гайкой больше, чем для изделий из металла.

При длине резьбы более 20—25 мм усадку рассчитывают и для шага резьбы. Для более грубых резьбовых соединений применяют резьбу круглого профиля. Шаг резьбы 2,5—4 мм. Для всех видов прессуемых резьб обязательно наличие фаски или кольцевой выточки на конце резьбы. Величина фаски регламентирована ГОСТ 10549-63. Для наружной резьбы наличие фаски на заходной части нежелательно: затрудняет изготовление формующего элемента. В тонкостенных изделиях следует предусматривать вместо фаски выточку для сбега и выхода резьбы. Размер выточки составляет 0,5—1,0 мм.

Для увеличения жесткости, точности, электро- и теплопроводности деталей используют металлическую арматуру из стали, латуни, бронзы.
Стержневая арматура крепится в пластмассовых деталях при помощи шестигранной или квадратной головки. Вокруг арматуры необходимо иметь материал толщиной не менее 2/.., диаметров головки. Проволочную арматуру закрепляют с помощью различных отгибов, разрезов, расплющивания арматуры.
Листовую арматуру крепят с помощью вырезов, отверстий, отгибов. Поверхность арматуры подвергают грубой обработке.

Надписи на деталях получают обычно в процессе прессования или литья.
В некоторых случаях надписи наносят после изготовления детали гравировкой, печатанием и др. Наименьшая высота надписей 0,3—0,5 мм. Буквы высотой больше 0,75 мм выполняют у основания шире, чем у вершины. Для защиты выпуклого шрифта от повреждений надписи помещают в углубления. Углубления должны быть такими, чтобы надписи не выступали за пределы наружной поверхности детали.

Взаимозаменяемость деталей определяется их допуском при изготовлении.
Для пластмасс допуск зависит от колебания размеров, определяемых главным образом усадкой. Усадка зависит от многих факторов: конструктивных
(расположение литника, разнотолщинность, отношение толщины к длине), технологических (равномерность температур, технология литья, свойства материала) и др. Допуск должен примерно в 2,5 раза превышать колебания усадки.

Качество поверхности деталей, полученных прессованием и литьем, определяется чистотой поверхности прессовых и литьевых форм.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПЛАСТМАСС

Детали из пластических масс изготавливаются формованием (физико- химическими механическим воздействием на материал, находящийся в вязкотекучем или вязкоэластическом состоянии) и обработкой (физико- химическим и механическим воздействием на материал, находящийся в твердом состоянии).

В зависимости от химических и физико-механических свойств материалы перерабатываются различными способами. Термопластичные материалы формуются в изделия: литьем под давлением, компрессионным прессованием, вакуумформованием, раздувом, а в заготовки и полупродукты — экструзией
(трубы, листы, пленки), обрабатываются они путем сварки, склейки, крашения, механическими способами (например, резанием). Термореактивные материалы формуются в конструкционные изделия: литьем под давлением, литьевым прессованием, компрессионным прессованием, а в заготовки (листовые, трубные и др.) — прессованием; обрабатываются они механическим путем (резка, точение, сверление, фрезерование), склейкой.

Метод переработки термопластичных пластмасс литьем под давлением заключается в размягчении материала до вязкотекучего состояния в нагревательном цилиндре и инжекции его в охлаждаемую форму, в которой материал затвердевает. Температуры цилиндра и формы регулируются и изменяются в зависимости от свойств перерабатываемого материала.

В литьевых машинах (рис.6) со шнековой пластикацией материал пластифицируется в инжскционном цилиндре / при вращении шнека 2.
Пластикация материала происходит от тепла внешних нагревателей 3 и от внутреннего тепла. При поступательном движении шнека 2 материал впрыскивается в замкнутую форму 4.

Рис. 6. Схема получения изделия на литьевой машине со шнековой пластикацией.

При изготовлении деталей с толщиной стенки до 10 мм и деталей с массой, в 2—3 раза превышающей номинальный объем отливки, на который рассчитана машина, применяется метод интрузии, т. е. заполнение формы производится вращающимся шнеком и последующим поджатием материала в течение времени выдержки под давлением.

Сущность метода инжекционного прессования заключается в том, что заполнение формы производится с помощью шнека, а перемещение механизма запирания используется для компенсации усадки материала и для придания ему необходимой конфигурации. Этим способом получают детали толщиной более 20 мм.

В современном машиностроении наибольшее распространение получили одноцилиндровые конструкции литьевых машин горизонтального типа с пластикацией материала шнеком. Для литья изделии с арматурой применяют вертикальные литьевые машины. Большое распространение приобретает многопозиционное литьевое оборудование: револьверное и роторное.
Револьверные машины имеют одну позицию подачи материала и несколько позиций смыкания форм, расположенных на подвижном столе. Многопозиционное литьевое оборудование позволяет повысить производительность более чем в 4 раза по сравнению с однопозиционным. Литьевое оборудование применяется для изготовления одно-, двух- и трехцветных деталей и деталей с арматурой, фитингов для сваривания крупногабаритных деталей и т. д.

Литьевое оборудование в настоящее время создается универсальным по параметрам и специализированным по перерабатываемым материалам.
Специализация машин по перерабатываемым материалам достигается комплектацией их рабочими органами, отвечающими свойсгвам полимерных материалов и особенностям процесса литья. Специальные требования указываются в заказе на машину.

Современные литьевые машины перерабатывают полиамиды, полиформальдегид, поликарбонат, непластифицированный поливинилхлорид, пол и акр платы, наполненные материалы, полипропилсн, полистирол и его сополимеры и другие термопласты, а также термореактивные материалы. При переработке материалов повышенной гигроскопичностью (полиамиды) необходимо тщательно высушивать их перед литьем в сушильных шкафах при соответствующих режимах.
При переработке таких материалов целесообразно использовать специальные бункерные сушилки. Подогрев материала желательно производить под вакуумом.

При переработке порошкообразных материалов, склонных к зависанию
(поливинилхлорид непластифицированный, а также реактопласты), применяются специальные бункера, улучшающие загрузку и транспортировку материала без образования сводов и-зависании.

При переработке полиамида, поликарбоната, полиформальдегида формование изделии производится в формах, нагретых до 80—140°С с помощью термостатов.

Листовые термопластичные материалы можно обрабатывать на фуговочных
Станках. Фрезерование торцов и обработка по копиру лучше всего Производятся концевыми многозубчатыми фрезами из быстрорежущей стали. Задний угол таких фрез ее должен быть равен 10—15°, а передний угол — до 20°.

Сверление. Сверление надо производить сверлом, диаметр которого больше номинального отверстия на 0,05—0,1 мм. Для сверления пластмасс применяются следующие сверла: угол наклона канавки (и == 15 — 17°. Угол при вершине 20° до 70°; для сверления органического стекла применяются сверла с углом 20° до 140°. Задний угол сверла» равен 4—8° .Полированная и глубокая канавка на сверле способствует легкому удалению стружки.

Для сверления ненаполненных термопластов рекомендуется пользоваться стандартными спиральными или специальными перовыми сверлами из углеродистой стали.

Небольшой угол наклона канавки (15—17°), особенно при обработке термопластичных материалов, обеспечивает наименьший нагрев детали при достаточно хороших условиях отвода стружки. При сверлении тонкостенных деталей следует применять сверла с углом при вершине 2(р=55—60°. При сверлении деталей из полистирола применяются специальные сверла из инструментальной стали с углом при вершине 50—60°. При сверлении листов значительной толщины сверла с углом при вершине 2ср, равным 90°, дают наилучшие качества обработки. Скорость сверления для большинства пластмасс, в особенности для термопластов, при небольших глубинах резания и малых диаметрах отверстий (до 5 мм) может быть до 3 000—5 000 м/мин,

Шлифованием удаляют заусенцы, риски, царапины и доводят изделие до нужного размера. Для шлифования изделий применяют станки с вращающимися абразивами (камнями или кругами с абразивными пастами), ленточные шлифовальные станки с бесконечными наждачными лентами, расположенными горизонтально или вертикально; станки с дисками, на которых наклеено наждачное полотно. Удельное давление прижима изделия к кругу должно быть в пределах 0,05—0,15 МПа.

При обработке неподвижных изделий необходимо обеспечить прерывистость контакта с длительностью соприкосновения 1—15 с во избежание прожога материала.

Шлифование обычно ведется в две стадии: черновое и чистовое. Для черновой обработки применяют абразивные полотна № 20—50 (крупные зерна); для чистовой — № 200—240 (мелкие зерна).

Полирование. Для придания обработанным поверхностям блеска применяется полирование при помощи хлопчатобумажных или шерстяных кругов.
Эти круги укрепляют на станках и вращают их с окружной скоростью 15—35 м/с
(частота вращения 1 000—2 000 об/мин). Обычно полирование производят в две стадии:

-предварительное и окончательное. Предварительное полирование производится с пастами, которые наносятся на круг (окись хрома, ВИАМ-2), окончательное — сухими хлопчатобумажными кругами (без паст), при этом нажим должен быть незначительным.

3. ТЕХНОЛОГИЯ ПЕЧАТНОГО МОНТАЖА

Печатный монтаж – это система плоских проводников, расположенных на изоляционном основании.

Печатного монтаж является груповым монтажем, так как за один технологический цикл получается все соединение.

Преимущества печатного монтажа:

- возможность автоматизации и механизации;

- увеличение механической прочности изделия;

- стабильность и идентичность радиотехнических параметров;

- увеличение качества и надежности РЭС;

Недостатки:

-трудность внесения изменений при производстве печатных плат;

-сложные схемы требуют большой площади печатной платы.

4. Компоновка печатного узла

Печатная плата генератора сигнала

Рис. 7

Сборочный чертеж генератора сигнала

Рис.8

Для расчета числа посадочных мест печатной платы (рис.4) воспользуемся следующей формулой:

, где nx – число посадочных мест по оси X , ny – число посадочных мест по оси Y .

; , где

Lx=70 мм – размер печатной платы по оси Х,

Ly=47.5 мм – размер печатной платы по оси Y, x=7.5 мм – ширина краевого поля по оси X, tx=5 мм - шаг установки по оси X, ty=10 мм – шаг установки по оси Y, ly=15 мм – размер посадочного места по оси Y, y1=2.5 мм – ширина краевого поля для контактных гнезд, y2=5 мм – ширина краевого поля для соединительных гнезд.

Таким образом, на печатную плату размером 70(47.5 можно установить 36 элементов.

5. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОДНОСТОРОННЕЙ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ
Технологический процесс изготовления печатной платы (ПП) химическим методом был выбран исходя из достоинств и недостатков метода.

ПП изготавливается химическим методом, следовательно рисунок ПП должен быть выполнен сеточно-графическим методом. Данный метод широко используется при массовом производстве ПП из одностороннего фольгированного диэлектрика, чаще гетинакса. Сущность метода заключается в том, что нанесение рисунка на заготовку платы осуществляется сквозь сетку – трафарет, по которому перемещается ракель и продавливает краску на плату.
Затем плата с печатным рисунком подвергается травлению.

К достоинствам метода относятся высокая механизация и автоматизация технологического процесса, быстрота налаживания оборудования, малое число обслуживающего персонала.

Недостатки: отсутствие металлизации отверстий, изоляционное основание подвергается воздействию химических веществ.

Технология изготовления ПП сеточно-химическим методом состоит из следующих основных операций:

1. Раскройка материала и изготовление заготовок плат на дисковых ножницах;

2. Нанесение рисунка схемы кислотостойкой краской;

3. Травление схемы;

4. Удаление защитного слоя краски;

5. Крацовка;

6. Нанесение защитной эпоксидной маски;

7. Горячее лужение мест пайки;

8. Штамповка;

9. Маркировка;

10. Подготовка платы;

11. Подготовка выводов навесных элементов;

12. Установка элементов на плату;

13. Пайка элементов на плате;

14. Технический контроль;

15. Регулировка;

16. Технический контроль.

Рассмотрим подробней некоторые из этих основных операций.

1. Раскройка материала и изготовление заготовок плат. Резка материала на технологические заготовки (полосы) производится на дисковых ножницах. Этот метод позволяет, в отличие от резки на дисковой плите, повысить производительность, полностью исключить засорение атмосферы помещения гетинаксовой или стеклотекстолитовой пылью и сократить расходы материала.
Из полос материала на кривошипном прессе штампуют технологические заготовки плат. Заготовки имеют технологический припуск 26 мм по контуру. В заготовках одновременно вырубаются технологические базовые отверстия, которые в большинстве случаев в готовых печатных блоках служат крепежами.

2. Нанесение рисунка схемы кислотостойкой краской. Заготовки плат поступают на автомат стеклографической печати, который кислотостойкой краской наносит рисунок схемы. Стеклографический станок-автомат, имеет два загрузочных бункера, в которые закладываются по 300 заготовок плат.
Заготовки по одной забираются движущимися двухсторонним вакуумным столом, который подаёт их в рабочую позицию нанесения рисунка, т.е. под сетку- трафарет. Как только заготовка стала в рабочую позицию нанесения рисунка, автоматически осуществляется движение ракеля, который продавливает краску через сетку-трафарет. После этого стол поворачивается, забирая плату из-под сетки-трафарета, вакуум снимается и плата с нанесённым рисунком по склизу спадает в сушило. Такой же цикл выполняется и на другой стороне стола.
Платы по очереди забираются из левого и правого бункеров и соответственно сбрасываются после нанесения рисунка в левое и правое термодинамическое сушило. Время одного цикла -– 8 сек., ритм выхода платы – 4 сек.
Производительность автомата – 900 оттисков в час. Автомат регулируется на различные размеры плат (заготовок) от 190(50 мм до 400(20 мм. В условиях серийного производства автомат обслуживается одним наладчиком.

3. Травление схемы. Платы с нанесённым рисунком подвергаются травлению, которое выполняется на специальном полуавтоматическом агрегате. Агрегат травления конструктивно представляет собой поточную линию, через которую на жгутовом транспортире проходят платы. В процессе движения производится их обработка. Травление осуществляется раствором хлорного железа с плотностью
1,35(1,40. На агрегате выполняются следующие операции:

1. Вытравливание фольги в местах, незащищённых краской;

2. Удаление остатков травления с платы методом обдува струёй воды;

3. Промывка плат водой двухсторонним дождеванием;

4. Сушка плат струёй горячего (t = 60(70(C) воздуха.
Для интенсификации процесса травления раствор хлорного железа, подаваемый насосом в растворительные форсунки, подогревается до 35 – 40 (С газом в специальных баках. Все основные узлы агрегата выполнены из титановых сплавов или неметаллических материалов, стойких в растворе хлорного железа.
Скорость движения транспортёра может регулироваться в диапазоне 0,5 – 0,8 м/мин специальным ступенчатым редуктором. Она определяется травящей способностью раствора хлорного железа. Полезная ширина транспортёра 450 мм.
Габариты обрабатываемых плат от 50(150 мм до 450(450 мм. Производительность агрегата 13,5(21,5 м2/ч. Обслуживается агрегат одним человеком.

4.Удаление защитного слоя краски. Удалить краску можно различными растворителями: ацетоном, растворителем №646, уайт-спиртом, дихлорэтаном, трихлорэтаном, и другими. Однако все эти процессы с перечисленными растворителями связаны с существенной вредностью для организма человека, пожарной и взрывоопасностями. Поэтому в промышленности разрабатываются и способы удаления краской гидропульпой, по принципу гидропескоструйной обработки. Специальный полуавтоматический агрегат, производит удаление краски струёй воднопесчаной пульпы, поступающий из сопел специальной гидропушки, под давлением 1,5 атм.Плата загружается в приёмный механизм и с помощью группы подающих, вертикально расположенных резиновых валиков, транспортируется через камеры агрегата. Затем подаётся в камеру промывки и сушки. Такой способ удаления краски полностью исключает все неприятности химических способов. Кроме этого, одновременно с краской с печатных проводников удаляется оксидная плёнка. На данной установке можно обрабатывать платы размерами от 200(50 мм до 500(250 мм. В установке предусмотрено три скорости подачи заготовок 2,1; 1,56; 1,12 м/мин., обеспечивающие среднюю производительность 120 погонных метров в час или 18 м2/час. Установка обслуживается одним человеком.

5. Горячее лужение мест пайки. После нанесения эпоксидной маски и полимеризации, платы поступают на автоматический агрегат горячего лужения, на котором они проходят операцию лужения, промывки и сушки. Печатные платы стойкой (рисунок вниз) загружаются в автоматический бункер, из которого специальным толкателем по одной подаются под валки привода. Передвигаясь в торец одна за другой по направляющим, платы проходят последовательно под двумя волнами припоя (сплав типа Розе, температура плавления +95(С). Сплав
Розе защищает покрытие проводников печатной платы от окисления во время её хранения до момента её последующей обработки. Излишки припоя снимаются ракелем из термостойкой резины и возвращаются в ванну с припоем. Из жёстких направляющих плата попадает на жгутовой транспортёр, двигаясь по которому последовательно проходит операцию промывки горячей водой (60 - 70(С) и сушки горячим воздухом (80 - 90(С), скорость движения платы в агрегате
0,7м/мин, температура припоя 145(С. Максимальная ширина обрабатываемых плат
250 мм. Производительность установки от 4 до 16 м2/ч, зависит от размера обрабатываемых плат.

6. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПЬЕЗОКЕРАМИКИ

Технологический процесс изготовления пьезокерамических деталей
(пьезоэлементов) можно условно разбить на три основные стадии: подготовка материалов, изготовление заготовок и изготовление собственно пьезоэлементов.

Технологический процесс производства пьезоэлементов рассмотрим на примере изготовления пьезокерамики из титаната бария (ВаТiO3), так как активный элемент в преобразователе изготовлен из пьезокерамики ЦТС-19.

6.1. Подготовка материалов

Исходное сырье для пьезокерамичоского материала предварительно дозируют, затем смешивают компоненты и производят высокотемпературный синтез.

Исходным сырьем для изготовления пьезокерамики являются углекислый барий и двуокись титаната. Углекислый барий в состоянии поставки может быть в виде порошка или пасты. Двуокись титана поставляется в виде порошка.
Поступающие со склада компоненты содержат большое количество влаги и поэтому подвергаются сушке при температуре 110 - 130° С. Сушка производится в сушильных шкафах с естественной вытяжкой или в специально оборудованных туннельных печах. Сушильные устройства должны быть оборудованы терморегулирующей аппаратурой.

После сушки образовавшиеся комки компонентов протирают через сито на протирочной машине. Протирочная машина состоит из сварной станины, на которой установлен цилиндрический бункер. Под бункером размещается металлическое сито, по которому скользят вращающиеся металлические лопасти, приводимые в движение электродвигателем с редуктором. Загруженные в бункер комкообразные компоненты разбиваются вращающимися лопастями и одновременно протираются через сито.

Вредной примесью в исходном сырье является металлическое железо. Для очистки от примесей железа сырье обрабатывается на магнитном сепараторе. В магнитном сепараторе сырье через загрузочный бункер тонким слоем ссыпается на вращающийся барабан, изготовленный из листовой тонкой (1,5 – 2 мм) латуни. Внутри латунного барабана находятся мощные электромагниты. Сырье, очищенное от железа, ссыпается в лоток, а частицы железа счищаются с поверхности барабана скребком и попадают в лоток.

Контроль качества очистки порошкообразной массы сырья осуществляется при помощи постоянного магнита, погружаемого в порошок. Если на полюсах магнита собираются частички железа, процесс магнитной сепарации повторяется.

Дозировка исходного сырья производится взвешиванием на технических весах 1-го класса. Шихта (набор компонентов) для синтеза титаната бария состоит из углекислого бария (71%) и двуокиси титана (29%). Перед дозировкой взвешиванием необходимо проверять влажность компонентов, которая не должна превышать 0,5%. Содержание влаги в компонентах проверяют следующим образом: берут навеску 50 - 100 г компонента и помещают в хорошо прокаленную фарфоровую чашку или стеклянный стакан. Сосуд с проверяемым сырьем взвешивают, а затем прокаливают при температуре 100 - 110°С.
Охлажденную в эксикаторе до комнатной температуры навеску вновь взвешивают вместе с чашкой. Абсолютная влажность определяется по формуле

, где W - абсолютная влажность сырья, %, q0 - масса влажного сырья, г; q1 - масса высушенного сырья, г.

Смешивание компонентов шихты производится в шаровых или вибрационных мельницах.

Шаровая мельница представляет собой стальной цилиндрический барабан, внутренние стенки которого выложены (футерованы) радиофарфором или другим высокопрочным керамическим материалом. Барабан приводится во вращение электродвигателем через систему клиноременных передач.

Перемешивание и измельчение материалов в шаровых мельницах осуществляется с помощью фарфоровых шаров диаметром от 20 до 100 мм. Размер шаров зависит от емкости барабана. Загрузка и выгрузка материалов и шаров производится через специальные люки в барабане. При вращении барабана шары поднимаются и падают вниз, перемалывая и перемешивая таким образом материал.

Смешивание в шаровой мельнице может производиться «сухим» или «мокрым» способом. Во втором случае кроме смешиваемых компонентов и шаров в шаровую мельницу наливают воду в весовом соотношении 1:1:1,7. Перемешивание углекислого бария и двуокиси титана должно длиться 6 - 7 ч.

По окончании перемешивания шихте дают отстояться 3 - 4 ч, удаляют верхний слой воды, а отстоявшийся шликер (жидкую массу) просушивают с помощью фильтра - пресса и в сушильном шкафу.

Применение шаровых мельниц имеет ряд серьезных недостатков: очень длительный процесс смешивания или помола, необходимость сушки шликера после смешивания и помола, для чего требуется дополнительное оборудование и время. Кроме того, в шаровых мельницах происходит намол материала футеровки и шаров, который отделить практически невозможно. Поэтому шаровые мельницы в ряде случаев заменяют более производительными вибрационными мельницами.

Вибромельница представляет собой стальной корпус, внутренняя полость которого покрыта резиной. Он установлен на пружинах, которые в свою очередь посажены на направляющие пальцы, укрепленные на несущей раме Вибратор, состоящий из чашек с набором секторов, предназначенных для нарушения баланса, укреплен на валу. Вал через соединительную муфту соединен с электродвигателем, от которого он получает вращение. Вал проходит через корпус, в котором запрессованы подшипники. При вращении вала вследствие дисбаланса, создаваемого вибратором, корпус совершает колебательные движения в вертикальной плоскости.

Для охлаждения корпус снабжен водяной рубашкой, в которую вода подается через специальный штуцер. Размельчаемый и смешиваемый материал загру

Вернуться