4_UMP_IiKG_2

51

3.12Графическое оформление схем и печатных плат.

3.12.1Общие понятия об оформлении схем.

Схема – графический конструкторский документ, содержащий составные части изделия и связи между ними в виде условных изображений или обозначений. Схема должна пояснять основные принципы действия и(или) последовательность процессов при работе устройства, механизма, прибора и т.д., а также указывать необходимые данные для проектирования, регулирования, контроля, ремонта и эксплуатации соответствующего изделия.

По виду элементов и связей схемы подразделяют на виды, обозначаемые буквенным кодом: электрические – Э , гидравлические – Г, кинематические – К и др.

По основному назначению схемы подразделяют на типы, обозначаемые цифровым кодом: структурные – 1, функциональные – 2, принципиальные – 3 и др. К обозначению схемы в основной надписи добавляют код, характеризующий вид и тип, например для электрической принципиальной схемы – Э3.

Схемы выполняются согласно ГОСТ 2.701-84 без соблюдения масштаба на форматах, установленных ГОСТ 2.301-68. Схема может содержать различную информацию (поясняющие надписи, диаграммы, таблицы и др.). При вычерчивании схем используют условные графические обозначения, установленные стандартами ЕСКД на схемы применительно к их видам и типам, а также упрощённые изображения.

ГОСТ 2.701-84 устанавливает толщину линий связи от 0,2 до 1,0 мм в зависимости от форматов схем и размеров изображений. Рекомендуемая толщина линий от 0,3 до 0,4 мм. Две соседние линии связи должны проходить на расстоянии не менее 3 мм друг от друга. Между графическими изображениями должно быть расстояние не менее 2 мм.

На схемах условные графические обозначения элементов изображают в положении, заданным соответствующим стандартом, или перевёрнутым на угол, кратный 900. Допускается обозначение поворачивать на угол, кратный 450. Обозначения, содержащие буквенные, цифровые или буквенно-цифровые элементы, допускается изображать повёрнутыми против часовой стрелки только на угол 900 или 450.

На схемах разрешается приводить различные технические данные. Эти сведения помещают около графических изображений по возможности справа или сверху (например, номинальные значения их параметров) или на свободном поле чертежа – предпочтительно над основной надписью.(таблицы, текстовые указания, графики, диаграммы).

Основная надпись на схемах – такая же, как на чертежах (ГОСТ 2.104-68). Над ней помещают таблицу – перечень элементов схемы, форма и размеры которой приведены на рис.3.39.

52

3.12.2 Оформление электрической принципиальной схемы.

Из числа схем, содержащих условные графические изображения, наиболее типичной и широко применяемой является электрическая принципиальная схема(рис. 4.15) – документ, определяющий полный состав электрических элементов изделия. Эта схема, дающая детальное представление о принципах работы изделия, служит основой для разработки конструкции, используется при изготовлении и эксплуатации изделия. Правила изготовления электрических схем изложены в ГОСТ 2.702-75. Схема содержит перечень элементов.

На схему наносят условные графические обозначения элементов изделия с позиционными обозначениями (буквенно-цифровыми), например резисторы R1, R2, …, конденсаторы С1, С2, …, логический элемент – микросхема D1, полупроводниковые приборы – стабилитрон VD1, диод VD2, контактный соединитель X1.

Буквенные коды радиоизделий и рекомендуемые надписи к ним приведены в табл.

4.5.

Позиционное обозначение каждого элемента пишут над ним или справа от него, нумеруя, как правило, сверху, слева направо: R1, R2 и т.д. Линии связи – провода идут от выводов микросхем (электрическое соединение проводов обозначают двоеточием) к контактам соединителя Х1, где записаны адреса – цепи.

Перечень элементов схемы составляют по форме (рис 3.39). Его помещают на самой схеме или на отдельных листах формата А4, оформленных с основной надписью для текстовых документов (ГОСТ 2.107-68 форма 2 и 2а).

Элементы в перечень записывают сверху вниз группами в алфавитном порядке буквенных позиционных обозначений. Между группами необходимо оставить незаполненную строку. В пределах каждой группы, имеющей одинаковые буквенные обозначения, элементы располагают по возрастанию порядковых номеров. Одинаковые элементы, имеющие на схеме последовательные порядковые номера, допускается записывать в перечень в одну строку. В этом случае в графу Поз. обозначение вписывают только позиционные обозначения с наименьшим и наибольшим порядковыми номерами, например C1, C2; R3…R5, а в графу Кол. – общее количество таких элементов. На рис. 3.40 показаны примеры записи элементов.

53

3.12.3Общие сведения о печатных платах.

Вприборах с радиоили электротехническими устройствами широко применяются печатные узлы. Обычно их конструируют по модульному принципу – как ячейки, обладающие свойствами совместимости, с единой системой габаритных и присоединительных размеров. Печатный узел, называемый также платой в сборе (рис. 4. , 4. ), состоит из печатной платыдетали с навесными радиоизделиями (конденсаторами, резисторами и др.), а также содержит при необходимости панель, соединитель (вилку или розетку) и другие детали, характерные для модульного исполнения.

Печатная плата-деталь представляет собой изоляционное основание – пластину из гетинакса или стеклотекстолита с нанесёнными на ней проводниками и контактными площадками в виде тонких электропроводящих плёнок, называемых печатным монта-

жом.

Печатный монтаж может быть выполнен:

электрохимическим методом – гальваническим осаждением металла; отверстия металлизируются;

химическим методом, когда все основания сначала покрывают слоем металла –

фольгируют, затем протравляют, оставляя проводники; отверстия не металлизируются; комбинированным методом, аналогичным травлению; отверстия не металлизиру-

ются.

В зависимости от присутствия печатного монтажа на одной или двух сторонах платы различают односторонние и двусторонние платы. Для перехода с одной стороны на другую служат металлизированные отверстия или пустотелые заклёпки. Существуют также многослойные печатные платы, где печатные слои разделены диэлектрическим слоем. Бывают платы на жёстком (пластинке) и гибком основании, а также печатные кабели.

Навесные радиоизделия – резисторы, конденсаторы и другие припаивают к плате на стороне, противоположной печатному монтажу, а на двусторонних платах – на стороне, где печатных проводников меньше. Для этого сделаны металлизированные монтажные отверстия, которые зенкуют и окружают контактными площадками (рис. 3.41). В такие отверстия впаивают также штыри (контакты) соединителя.

Предусматривают и крепёжные отверстия, не металлизированные изнутри, для установки панели, соединителя, ручки и крупных элементов – трансформаторов, радиаторов, переменных сопротивлений и др.

54

Разработку печатного узла ведут согласно электрической принципиальной схеме. Сначала составляют эскиз, содержащий габаритные очертания навесных радиоизделий и печатные проводники, затем выполняют чертёж печатной платы и чертёж платы в сборе.

3.12.4 Чертёж печатной платы – детали.

Основные правила оформления печатных плат – деталей устанавливает ГОСТ 2.417 – 78. Чертёж двусторонней платы (рис. 4. ) именуют Плата. Рекомендуются масштабы 4:1; 2:1; 1:1. На чертеже дают вид (виды) с печатным монтажом и отверстиями. На этом виде наносят прямоугольную координатную сетку тонкими линиями. Размеры платы выбирают согласно ГОСТ 10317 – 79 и отраслевым стандартам. Проводники должны располагаться на линиях сетки. При ширине до 2,5 мм их изображают сплошной толстой основной линией, соответствующей оси симметрии проводника. Действительную ширину указывают в технических требованиях. Все монтажные отверстия изображают окружностями (без зенковки и контактных площадок) одного диаметра с применением условных обозначений (рис. 3.42). Действительные размеры и другие данные отверстий приводят в таблице (рис. 4. 16) по форме, рекомендуемой на рис. 3.43.

0,6

0,8

1,0

1,3

1,6

Диаметр, мм

Условное

обозначение

отверстия

Рис.3.42

Рис. 3.43

Координатную сетку с шагом из числа рекомендованных (2,5; 1,25; 0,625 мм) наносят согласно ГОСТ 2.307 – 68, линии сетки нумеруют подряд через определённые интервалы. За нуль (рис. 3.44) принимают центр крайнего левого нижнего отверстия или нижний левый угол платы. Отверстия располагают, как правило, в узлах координатной сетки. Если это невозможно, то одно отверстие помещают в узле сетки, а расположение остальных задают размерами (рис. 3.45, а), в частности, - на вынесенном изображении (рис. 3.45, б). Расположение отверстий для установки деталей задают размерами по общим правилам. Чертёж содержит габаритные и установочные размеры. Обозначения шероховатости указывают по примеру рис. 4.16

55

На маркировку (с одной или с двух сторон платы) составляют указания согласно ГОСТ 2.314 – 68. Маркировка должна содержать:

-обозначение печатной платы;

-позиционные обозначения навесных радиоизделий согласно электрической принципиальной схеме (R1…, C1…,…);

-буквенные обозначения выводов транзистора (Б, Э, К);

-обозначение положительного вывода полярного изделия (диода, конденсатора);

-цифровое обозначение первого вывода, или «ключа». (рис. 3.46)

Все обозначения выполняют прямым шрифтом 2,5 мм.

На плате могут быть места, которые нельзя занимать проводниками и контактными площадками. Эти места обводят штрихпунктирной линией, а в технических требованиях делают соответствующую запись.

Технические требования помещают на первом листе над основной надписью, на расстоянии не менее 12 мм от неё. В них записывают все сведения, которые не могут быть даны графически на чертеже.

3.12.5 Чертёж печатного узла.

Печатным узлом называют печатную плату с навесными радиоизделиями – резисторами, конденсаторами и другими, выводы которых вставлены в отверстия печатной платы и припаяны.

Сборочный чертёж печатного узла (рис.4 ) даёт полное представление о форме, расположении и установке навесных радиоизделий и других деталей. Допускается

56

упрощённое изображение радиоизделий. Их устанавливают рядами или под углом в 90 градусов друг к другу с зазором 2-3 мм между платой и радиоизделиями (если нет особых требований). В табл. 3.7 даны варианты установки навесных радиоизделий, причём в технических требованиях делаются соответствующие записи. Выводы навесного радиоизделия, выходящие из него на расстоянии менее 2,5 мм друг от друга, можно отгибать до установленного взаимного расстояния 2,5 мм. Следует одевать электроизоляционные трубки на средний вывод транзисторов (вариант VIIа) и на все выводы транзисторов и микросхем (вариант Vа). Внутренний диаметр трубки выбирают из ряда: 0,5; 0,75; 1,0; 1,5; 1,75; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0 мм, причём не менее чем на 0,2 мм больше диаметра вывода. Соответственно записывают в технических требованиях: На базу (коллектор) транзистора поз… надеть трубку поз… (номер позиции ставят по спецификации). На чертеже не проставляют по-

зиции на трубки.

Вместах крепления установочных деталей (панелей, ручки и др.) дают местные разрезы. Рабочие чертежи панели и ручки приведены на рис. 4.

По общим правилам наносят габаритные и установочные размеры, а также позиции (шрифтом 5) на линиях – выносках. По мере надобности указывают расстояния радиоизделий над платой. Кроме того, должны быть указаны позиционные обозначения радиоизделий, номера и обозначения выводов и полярность.

Восновной надписи записывают по общим правилам обозначение, наименование печатного узла, сборочный чертёж и масштаб.

Спецификацию (рис. 4. ) выполняют по общим правилам согласно ГОСТ 2.108 –

68.Детали записывают в порядке возрастания обозначений (номеров чертежей); стандартные изделия – в алфавитном порядке, сначала крепёжные изделия, затем радиоизделия в последовательности наименований, в каждом наименовании – в порядке возрастания основных параметров, электроизоляционные трубки – в разделе Материалы. В графе Примечание указывают позиционные буквенно-цифровые обозначения радиоизделий.

3.13Машинная графика.

3.13.1 Общие положения.

Машинная графика – это создание, хранение и обработка моделей объектов и их изображений с помощью ЭВМ.

Развитие машинной графики позволило создать специализированные системы автоматизированного изготовления чертежей с использование персональных ЭВМ. Современные графические системы создаются с применением специальных технических устройств, математических методов, программного обеспечения, своей лингвистики, работают со специализированными базами данных.

Внашей стране достаточно известна графическая система Автокад.

3.13.2Компьютерная графическая система Автокад.

Графический пакет Автокад предназначен для автоматизации чертёж работ. Автокад способен в соответствии с указаниями пользователя точно и быстро

57

сгенерировать чертёж, предоставляет возможность исправлять допускаемые в ходе черчения ошибки и даже осуществлять крупные корректировки без перечерчивания всего чертежа.

Система Автокад поддерживает набор графических примитивов, которые используются при построении чертежей. Примитивами являются отрезок, окружность, текстовая строка и т.д. Чтобы сообщить системе Автокад, какой примитив вычерчивать, необходимо ввести соответствующую команду. Команды могут вводиться с клавиатуры или выбираться из меню. Затем, отвечая на вопросы – подсказки, появляющиеся на экране дисплея, пользователь снабжает команду определёнными параметрами. В число этих параметров всегда входит точка на чертеже, в которую нужно поместить графический примитив, иногда требуется также размер или угол поворота. После ввода всей необходимой информации примитив вычерчивается и появляется на графическом дисплее. Затем можно ввести команду для вычерчивания другого примитива или выполнить другую функцию системы Автокад.

Прочие функции системы Автокад дают возможность модифицировать чертёж различными способами. Примитивы могут стираться, перемещаться, копироваться и т.д. Можно изменить изображение чертежа на графическом дисплее или получить информацию о чертеже. Система Автокад обеспечивает точное размещение объектов на чертеже. Твёрдую копию чертежа можно получить, используя перьевой графопостроитель или принтер с графическими возможностями вывода.

Автокад может функционировать на различных компьютерах под управлением операционной системы MS-DOS.

58

4. ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ. ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАДАНИЙ. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ.

4.1Взаимное положение точки, линий и плоскости на чертеже. Позиционные

задачи.

Задание выполнить на формате А3 бумаги ватман.

Задача 1. Построить недостающие проекции линий, принадлежащих заданной плоскости. Варианты заданий приведены на рис. 4.1. Пример выполнения задания дан на рис. 4.2.

Указание к решению задачи 1.

1.Точка принадлежит плоскости, если она принадлежит какой-либо линии этой плоскости.

2.Прямая принадлежит плоскости, если две точки этой прямой принадлежат той же плоскости или прямая имеет с плоскостью одну общую точку и параллельна какой-либо прямой, расположенной в этой плоскости.

На чертеже кривая линия задаётся проекциями ряда точек, которыми она определяется. Поэтому для построения недостающей проекции плоской кривой линии необходимо построить проекции нескольких точек, ей принадлежащих, используя условие принадлежности точки плоскости.

Задача 2. Построить проекции линии пересечения двух поверхностей, предварительно построив проекции заданных поверхностей по их определителям. Варианты заданий приведены на рис. 4.1. Пример выполнения задания дан на рис. 4.2.

Вкачестве примера рассмотрим построение проекций линии пересечения сферы Φ

ицилиндра Σ (рис. 4.2).

Анализ условия задачи.

Искомая линия пересечения представляет собой пространственную кривую четвёртого порядка; один замкнутый контур, так как на горизонтальной проекции видно, что цилиндр частично внедряется в сферу (вмятие). Цилиндр – горизонтально проецирующий, сфера – не проецирующая.

Решение.

Так как искомая линия а Σ, Σ Π1 а1 Σ1,т.е одна проекция искомой линии уже задана на чертеже (2ГПЗ-2). Выделяем горизонтальные проекции главных точек кривой пересечения: 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81. Фронтальную проекцию линии пересечения строим исходя из её принадлежности поверхности сферы. Построение точек 12,22,82 и 72 не требует проведения вспомогательных линий. Эти точки, относящиеся к главным точкам кривой, располагаются на экваторе и главном меридиане сферы.

Для построения фронтальных проекций остальных точек (3,4,5,6,9,10,11,12,13,14) на сфере проведены окружности, параллельные плоскости проекцийΠ2. Точки 3 и 4 являются соответственно высшей и низшей точками кривой.

При пересечении двух поверхностей вращения высшая и низшая точки кривой пересечения находятся в общем осевом сечении поверхностей вращения.

В примере общее осевое сечение определяется плоскостью Γ(i || i ). Γ - горизонтально проецирующая плоскость.

Видимость линии а2 определяется исходя из её принадлежности поверхности цилиндра, так как ось цилиндра i выдвинута вперёд по отношению к оси сферы i. Точки 52 и 62 отделяют видимую часть кривой от невидимой. Поэтому точки 5 и 6 тоже являются главными.

59

На чертеже (рис. 4.2) показано также и построение шести промежуточных точек. Построенные фронтальные проекции точек соединим плавной кривой с учётом линии видимости а2, а также фронтальных проекций сферы и цилиндра относительно друг друга.

4.2Построение трёх изображений по двум заданным, выполнение разрезов. По-

строение аксонометрической проекции.

Задание. Перечертить два заданных изображения детали и построить третье изображение; выполнить необходимые разрезы; построить линии пересечения поверхностей; проставить размеры. Чертёж выполнить на формате А3 бумаги ватман. Дополнительно на формате А4 бумаги ватман построить аксонометрическое изображение этой же детали.

Индивидуальные задания приведены на рис. 4.3. Примеры выполнения задания да-

ны на рис. 4.4, 4.5.

Порядок выполнения задания. На формате А3:

-провести тонкими линиями видимый и невидимый контур детали;

-построить третье изображение;

-построить необходимые разрезы;

-построить линии пересечения поверхностей;

-выполнить штриховку на разрезах;

-нанести размеры;

-заполнить основную надпись чертежа;

-провести обводку чертежа;

На формате А4:

-нанести аксонометрические оси;

-построить тонкими линиями аксонометрическую проекцию той же детали;

-построить разрез;

-нанести штриховку;

-заполнить основную надпись чертежа;

Указание к выполнению аксонометрической проекции:

-рекомендуется применять прямоугольную изометрическую проекцию;

-прежде чем приступить к построению аксонометрической проекции, необходимо нанести на чертеже внутреннюю систему координат. Положение каждого элемента детали (выступа, отверстия и т.д.) определяется относительно начала этой системы координат;

-особое внимание следует обратить на правильное аксонометрическое изображение окружностей;

-рекомендуется заменять эллипсы овалами;

-разрез в аксонометрии выбирается независимо от разрезов, выполненных на ортогональном чертеже детали;

-секущие плоскости обычно совпадают с координатными плоскостями или параллельными им;

-правила нанесения штриховки на разрез ясны из рис. 4.5

60