Учебник по Технологии

кой. Но и при этом возможны существенно различные усилия на заклепку.

Обычно развальцовку производят на сверлильных или револьверных станках. Усилие нажатия на соединение при развальцовке будет зависеть от рабочего и может меняться в широких пределах. Установка упоров, ограничивающих подачу инструмента, не всегда может дать желаемые результаты, так как колебания размеров толщин соединяемых элементов конструкции и длины заклепок, как правило, приводят к существенным различиям в условиях, которым подвергаются в таком случае место соединения, а следовательно, и элементы конструкций. В результате либо соединение получается слабым, либо относительно хрупкие неметаллические части конструктивных элементов растрескиваются.

Иногда одновременно с развальцовкой производится и расчеканка бортов заклепок (или втулок). Этот технологический прием, обеспечивающий хорошее непроворачивающееся соединение втулок, вместе с тем всегда сопровождается большими усилиями на соединение. Большие уровни местных усилий на элементы конструкции не позволяют использовать этот технологический прием для соединения хрупких деталей (керамических, изготовленных из термореактивных пластмасс или гетинакса). Как бы тщательно ни выполнялся процесс склепывания, развальцовки или расчеканки, он не может обеспечить такого качества соединения, которое бы предотвращало возможные сдвиги элементов конструкции при приложении к ним сравнительно небольших касательных усилий. Величины возможных взаимных перемещений будут определяться степенью деформации соединяемых металлических элементов конструкции. Когда один из этих элементов не деформируется, например, при использовании керамики, то соединение допускает любое перемещение одной части по отношению к другой. Поэтому ограничение взаимного перемещения соединяемых частей конструкции может обеспечиваться только соответствующим выбором конструкции соединения.

Технологический процесс склепывания в значительной степени определяет точность взаимного расположения соединяемых элементов конструкций. Это вытекает из особенностей самого процесса, поскольку для его осуществления обязательно требуется обеспечение свободного перемещения одной соединяемой части по отношению к другой. Зазоры между поверхностями отверстий и заклепками позволяют в процессе клепки в определенных пределах ориентировать соединяемые части конструкции, что обеспечивает требуемую точность их взаимного расположения. Часто в процессе

488

клепки точность взаимного расположения элементов конструкции может быть достигнута большей, чем конструктивными мерами. В отдельных же случаях единственным способом обеспечения требуемой точности взаимного расположения элементов конструкции может быть соответствующий технологический процесс.

Однако точность, получаемая в технологическом процессе, находится в прямой зависимости от точности элементов соединяемых деталей. Поэтому здесь следует иметь в виду, что технологический процесс повышает возможную точность взаимного расположения соединяемых деталей, доводя ее до требуемой величины, а не полностью ее определяет.

С другой стороны, в процессе соединения клепкой, развальцовкой или расчеканкой точность взаимного расположения элементов конструкции может быть получена ниже точности, предопределяемой конструкцией. Это может быть следствием неточной фиксации соединяемых частей конструкции или отсутствия такой фиксации. Могут быть случаи, когда в процессе соединения принимаются соответствующие меры для обеспечения правильного взаимного расположения частей конструкции, а требуемая точность все же не получается. Это может иметь место, как при использовании неточных приспособлений, так и при неправильном их использовании или при нарушениях всего технологического процесса соединения.

Недостаточно качественные приспособления и неправильно выполняемый технологический процесс могут не только приводить к плохому соединению, но и портить отдельные элементы конструкций. Ранее уже отмечалось, что чрезмерное усилие при развальцовке или чрезмерно большие силы ударов при клепке и расчеканке могут приводить к появлению трещин или откалыванию отдельных частей от относительно хрупких материалов соединяемых элементов конструкций. Кроме того, в процессе соединения могут иметь место искажения формы элементов конструкции или повреждения их поверхностей.

Итак, резюмируя влияние технологических процессов, применяющихся при соединении клепкой, развальцовкой и расчеканкой, на качество соединения, можно отметить следующее:

1)качество соединения клепкой, развальцовкой или расчеканкой не всегда может быть установлено внешним осмотром, что часто приводит к проникновению скрытых дефектов в готовую продукцию;

2)качество рассматриваемых соединений во многом зависит от качества выполнения технологического процесса и его оснастки (инструмента, приспособления и оборудования);

489

3)точность взаимного расположения элементов конструкций

вбольшей степени определяется технологическим процессом выполнения соединения и в особенности точностью используемых приспособлений;

4)качество соединения, которое может быть обеспечено в процессе его технологического выполнения, зависит от того, насколько хорошо учитываются особенности конструкции и технологии.

Для получения качественной клепки и замыкающей заклепки используют специальные обжимки (рис. 120) с различными формами рабочих поверхностей. Для сферических и овальных головок обжимка (рис. 120,а) имеет на рабочем торце овальную лунку, соответствующую форме замыкающей головки. Для образования плоских и потайных головок применяют обжимки 2 с плоским торцом; для пустотелых головок – обжимки 3 специального профиля. Рабочие поверхности обжимок полируют; изготовляют их из инструментальных сталей У7 У8, Х12Ф1 и твердых сплавов ВК10– ВК16.

1

2

3

1

			1
			2
		а)	3		в)	2
			б)
		1
						1
		2				2
	1		3			3
		2				4
			4
		3
г)	д)	е)	ж)			з)

Рис. 120. Обжимки для клепки

490

Для более точной клепки применяют обжимки (рис. 120,в), обеспечивающие сжатие пакета и имеющие дополнительно прижимной буфер 2, подпертый пружиной (или пружинами) 1. Буфер свободно скользит по стержню 3 обжимки и во время рабочего хода сжимает пакет до того, как стержень коснется заклепки.

В ряде случаев при клепке деталей в соединениях из хрупких материалов используют обкатывающий инструмент, в котором трение скольжения заменено трением качения (рис. 120,г). При этом существенно улучшаются условия деформирования металла заклепок, чистота поверхности головок, значительно увеличивается стойкость инструмента. Качество клепки в еще большей степени улучшается, если использовать инструмент, показанный на рис. 120,д, который представляет собой оправку с двумя роликами 1, расположенными под небольшим углом друг к другу.

6.3.4. Соединения с помощью цапф (выступов)

Цапфой называется выступ одной детали, который используется для соединения с другой (рис. 121).

Рис. 121. Соединение с помощью цапф

Соединение деталей может производиться склепыванием или развальцовкой без применения заклепок, используя выступ на одной из деталей.

Технологические приемы, используемые при соединениях цапфами, могут быть следующие: склепывание, развальцовка, расчеканка, расклепывание ударами керна или специальной оправкой, расклепывание оправкой с прямоугольными зубцами, осаживанием.

491

6.3.5. Соединения с помощью запрессовки

Запрессовка осуществляется следующим образом: деталь или какая-то ее часть вставляется в отверстие другой, причем для получения прочного соединения отверстие берется меньшего размера, чем вставлявшаяся в него деталь. Это соединение с натягом.

Натяг посадки равен сумме абсолютных значений деформаций охватываемой и охватывающей деталей.

В производстве РЭС различают геометрическую и физическую точность. Геометрическая точность определяет соответствие формы, размеров и размерных соотношений, заданных рабочим чертежом. Физическая точность определяет степень соответствия физических параметров готового элемента требуемым величинам.

Запрессовкой достигается напряженное состояние материала в месте соединения, при этом материал детали должен деформироваться, но не разрушаться. Запрессовкой возможно соединение только пластичных материалов, для симметрии усилий, а также из соображений экономичности изготовления сопрягаемые поверхности деталей, соединяемых запрессовкой, должны иметь цилиндрическую форму. Запрессовываемая деталь имеет форму цилиндрического стержня с диаметром dв , а вторая деталь – цилиндрическое отверстие диаметром dотв. Применяются два вида соединений запрессовки.

1.Одновременная вставка и запрессовка, при этом dв > dотв.

Вэтом случае необходим так называемый разжимающий конус. При отсутствии разжимающего конуса будет иметь место прошивка отверстия, и напряженное состояние материала, необходимое для соединения, не возникает.

2.Вставка с последующим осаживанием ударами, в результате которых возникает напряженное состояние материала в месте соединения.

Соединение запрессовкой (рис. 122) применяется для крепления втулок с шестернями, запрессовки кернов в оси. Глубина отверстия h, h = 4 − 7dа , диаметр отверстия dа на 0,3–0,4 мм меньше

dв . Для более твердых и менее пластичных материалов натяг при запрессовке должен быть меньше, следовательно, класс точности изготовления детали выше. Поэтому запрессовка стальной втулки на стальную ось дороже, чем латунной втулки на стальную ось.

492

Наиболее точных посадок требуют детали из эбонита, который в холодном состоянии неэластичен.

da

15o

dB

Рис. 122. Соединение запрессовкой

В радиоэлектронике преобладают малые диаметры. Запрессовка при малых диаметрах требует изготовления деталей с высокой степенью точности, что значительно удорожает стоимость соединения, для удешевления соединения в таких случаях применяют накатку. Запрессовываемая деталь накатывается специальным инструментом, т.е. ей придают рифленую поверхность, увеличивающую диаметр, но обладающую незначительной твердостью.

При накатке диаметр детали вследствие выдавливания материала увеличивается, что разрешает изготовлять детали не с натягом, а с зазором и с меньшей точностью. Зазор при этом должен с избытком перекрываться увеличением диаметра при накатке. Если поперечное сечение охватываемой детали может быть выполнено по закону архимедовой спирали на протяжении полного оборота, то отверстие в охватывающей штампованной детали также удобно выполнить по архимедовой спирали несколько большего радиуса. Соединение таких деталей осуществляется простым заклиниванием при повороте на угол γ после вставки. Угол подъема спирали выбирается меньшим угла трения между материалами соединяемых деталей, чем обеспечивается невозможность саморазъединения при трясках и ударах. Запрессовка применяется также для соединения неметаллических деталей с металлическими. Примером могут служить эбонитовые рукоятки, изолированные зажимы, грибки для

493

надписей, а также изоляционные втулки для прохождения проводником через металлические панели и перегородки. Если цилиндрическая деталь, соединяемая запрессовкой с кольцом, не может быть выполнена с высокой степенью точности, которая требуется при напряженных посадках, применяют упругие посадки колец со сдавливаемыми проушинами. Примером такого соединения является соединение керамической трубки непроволочного сопротивления с металлическим кольцом из полосового материала для подвода тока

икрепления.

6.4.Виды неисправностей радиоэлектронных средств и методы их устранения

Современные РЭС представляют собой сложное устройство, состоящее из совокупности элементов, составляющих определенное множество. Под элементами, принадлежащими множеству, понимается микросхема, электрорадиоэлемент (ЭРЭ), перемычка, пайка и т.д. – все, от чего зависят исправность и работоспособность РЭС.

РЭС можно представить в виде «черного ящика», на входы которого поступают информация и напряжение питания, а на выходе появляется информация в виде электрического сигнала, звука, изображения и т.д.

Неисправность РЭС проявляется в виде искажения выходной информации или ее отсутствия (при наличии входного сигнала и напряжения питания). Источником неисправности могут быть один или несколько элементов, а также внешние воздействия и факторы, не входящие в множество элементов РЭС – пыль, влага, застывшие капли припоя и т.д. Неисправные элементы РЭС называются дефектными элементами. Каждый элемент (деталь) РЭС оказывает влияние на формирование выходных параметров. Зависимость между состояниями элементов РЭС и ее выходными параметрами носит неоднозначный характер: большинство элементов влияет сразу на несколько параметров, а сами параметры могут зависеть от многих элементов. Например, конденсатор сглаживающего фильтра служит для уменьшения пульсаций в блоке питания монитора. При появлении волнообразных искажений краев растра можно сделать вывод, что пульсация напряжения питания возросла из-за уменьшения емкости конденсатора фильтра. Но к такому же внешнему проявлению приводят и другие дефекты, увеличивающие пульсацию

494

(выход из строя стабилитрона в стабилизаторе напряжения, возрастание тока нагрузки и пр.).

Недостаток подобного подхода заключается в том, что он учитывает ухудшение элементов лишь в количественном отношении (уменьшение емкости), не принимая во внимание качественные изменения (появление проводимости у конденсаторов). Количественные изменения характеристик элементов могут приводить к различным внешним проявлениям. Влияние дефектного элемента одновременно на несколько выходных параметров РЭС в ряде случаев облегчает нахождение неисправности.

Работу РЭС можно оценивать различными показателями:

∙физическим состоянием элементов (оценивается внешним осмотром);

∙качеством выдаваемой информации;

∙формой и значением напряжений в различных точках (оцениваются по показаниям измерительных приборов).

Начинать поиск неисправностей необходимо с обнаружения существенных противоречий в этих показателях. На определении этих противоречий основаны все методы поиска неисправностей. Следует иметь в виду, что ремонт РЭС состоит не только в определении и устранении неисправности, но и в выполнении этой задачи

вкратчайший срок минимальными средствами: рабочего времени, комплектующих деталей, вспомогательных материалов и т.п.

Неоправданным можно считать ремонт РЭС в следующих случаях:

∙РЭС морально устарело, для него уже не выпускают запасные детали, а установка нетиповых деталей требует значительных затрат времени, доработки конструкции и пр.;

∙РЭС физически устарело, в нем заметно проявляются процессы старения материалов, снижение диэлектрических показателей изолирующих материалов: старение паек, высыхание оксидных конденсаторов и пр.;

∙РЭС имело механические повреждения в результате удара, падения или подвергалось химическим воздействиям (попадание морской воды внутрь корпуса и др.).

При замене той или иной детали нередко одновременно проводят замену прилегающих к ней соединительных элементов и обновляют пайки. Например, при замене интегральной схемы (ИС) одновременно обновляются и пайки ее выводов. При этом возможны следующие варианты:

495

∙дефектной была ИС, и после ее замены неисправность уст-

ранена;

∙ИС была исправна, а дефектными были пайки ее выводов, и

впроцессе замены ИС дефект устранен;

∙при замене ИС из-за небрежной пайки на ПП образовалась перемычка из припоя между выводами ИС, что привело к дополнительной неисправности.

6.4.1. Классификация дефектов радиоэлектронных средств

От характера дефектов во многом зависят особенности их поиска. В первую очередь необходимо выяснить, имеется ли вообще неисправность (неправильная установка устройств регулировки, переключателей и т.п.). Поэтому важно определить, к какому типу относится данный дефект. Классификация дефектов по признакам может ускорить определение неисправности и соответственно сократить время, затрачиваемое на ремонт.

Все дефекты, встречающиеся в РЭС, можно классифицировать по признакам: трудоемкости обнаружения; сложности; количеству; степени связанности; скорости проявления; особенности проявления; месту нахождения дефекта в одной из подсистем РЭС; внешнему проявлению; источнику неисправности; причинам возникновения; значимости. Это разделение условное, так как сами признаки не могут иметь четких границ. Например, одна и та же неисправность может иметь сразу несколько признаков.

По трудоемкости обнаружения различают дефекты: очевидные, на поиск которых затрачивается мало времени; типовые, имеющие однозначную связь с их внешним проявлением; нетиповые, на поиск которых затрачивается больше времени.

По сложности обнаружения различают дефекты: простые, когда дефект очевиден и легко устраним; несложные, когда дефект легко отыскивается, однако устранение его затруднено (замена вышедшей из строя печатной платы); сложные, когда дефект непросто отыскать, но легко устранить (плохая пайка, в которой контакт нарушается лишь с прогревом изделия; микроперемычки на печатной плате из-за действия агрессивной среды); очень сложные, когда дефект трудно отыскать и устранить (случайные межэлектродные замыкания).

По количеству различают дефекты одиночные и групповые, когда несколько неисправностей проявляются одновременно.

496

По степени связанности дефекты разделяют на независимые и коррелированные, причем корреляция может быть вызвана причинами неисправности как самого изделия, так и условиями эксплуатации.

По скорости проявления дефекты бывают внезапные и постепенные.

По особенностям проявления различают дефекты: постоянно проявляющиеся; непостоянные, проявляющиеся время от времени без явных причин; проявляющиеся или пропадающие в процессе прогрева (в первом случае дефект отыскивается методом электропрогона, а во втором – РЭС дают остыть и обнаруживают дефект сразу после включения); проявляющиеся или пропадающие при механических воздействиях (при простукивании, прижатии стенок или крышки, вращении органов управления и т.п.); самоустраняющиеся.

По местонахождению дефекты разделяются на дефекты подсистемы обработки входной информации, дефекты подсистемы формирования выходной информации, дефекты системы питания.

По внешнему проявлению различают дефекты, связанные с отсутствием какого-либо параметра РЭС; с несоответствием какого-либо параметра норме; с появлением на выходе нежелательных сигналов.

По источнику неисправность может быть вызвана выходом из строя одной или нескольких деталей: резисторов, предохранителей, разъемных соединителей, переключателей, конденсаторов, моточных изделий, диодов, транзисторов, микросхем, кинескопа, а также печатного и объемного монтажа.

По причинам возникновения дефекты бывают случайные или детерминированные, т.е. вполне определенные, которые можно предусмотреть. К детерминированным дефектам относятся:

∙ недостатки конструкции, заложенные при ее разработке: малонадежные элементы; элементы, эксплуатирующиеся в режимах, близких к предельно допустимым (статистика ремонтов показывает, что в первую очередь в РЭС выходят из строя радиоэлементы, работающие при напряжениях, приближающихся к предельным); конструктивные решения, не обеспечивающие надежность контактных соединений или, наоборот, вызывающие нежелательные связи (блочно-модульный принцип построения современной РЭС при всех его достоинствах существенно увеличивает число разъемных соединений, а недостаточная надежность механических контактов повышает вероятность их отказов);

497