Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Технология и оборудование механической и физико-технической обработки

Диссертационная работа:

Цыренщиков, Николай Николаевич. Разработка и исследование автоматов коррекции заготовок керамических дисковых конденсаторов и резонаторов : Дис. ... канд. технические науки : 05.02.07.-

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

1. СОВРМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ОПЕРАЦИЙ КОРРЕКЦИИ ЗАГОТОВОК КОНДЕНСАТОРОВ И РЕЗОНАТОРОВ 13

1.1. Обзор работ по вопросам точности и производительности оборудования для коррекции заготовок радиодеталей. 13

1.2. Постановка задач исследований и разработки конструкций автоматов коррекции заготовок конденсаторов и

резонаторов по условиям заданной точности 22

Выводы по главе I 24

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК КЕРАМИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРОВ И РЕЗОНАТОРОВ 26

2.1. Конструктивные особенности и требования к заготовкам керамических конденсаторов и резонаторов 26

2.2. Схема формирования потока качества заготовок дисковых керамических конденсаторов по емкости 27

2.3. Математическая модель точности процесса формирования емкости заготовок дисковых керамических конденсаторов 31

2.4. Статистические характеристики основных параметров заготовок конденсаторов 34

2.5. Особенности технологического процесса изготовления заготовок керамических резонаторов 44

2.6. Статистические характеристики распределения резонансной частоты заготовок керамических резонаторов перед коррекцией 49

Выводы по главе 2 з

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМАТОВ КОРРЕКЦИИ ЗАГОТОВОК КОНДЕНСАТОРОВ И РЕЗОНАТОРОВ С ЗАДАННОЙ ТОЧНОСТЬЮ 52

Выбор схемы обработки и структуры автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов 52

Погрешности автоматической коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов 56

Математическая модель точности процесса коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов 62

Оптимизация производительности автоматов коррекции при случайных вариациях характеристик заготовок и условий обработки 66

Выводы по главе 3 80

РАЗРАБОТКА АВТОМАТОВ КОРРЕКЦИИ 82

Требования к механизмам подачи автоматов коррекции 82

Синтез механизмов подач автоматов коррекции 87

Конструктивные особенности автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов 91

Выводы по главе 4 94

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОЧНОСТИ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ АВТОМАТОВ КОРРЕКЦИИ ЗАГОТОВОК КОНДЕНСАТОРОВ И РЕЗОНАТОРОВ 95

Определение фактических погрешностей автоматов коррекции 95

Расчет и экспериментальная проверка величин скоростей съема припуска при коррекции 103

Точность и производительность автоматов коррекции ИЗ

Технико-экономическая эффективность внедрения автоматов коррекции 120

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 126

ЛИТЕРАТУРА 129

ПРИЛОЖЕНИЯ 1  

Введение к работе:

Неуклонное развитие всех отраслей народного хозяйства, намеченное на XI пятилетку решениями ХХУІ съезда КПСС, ставит перед радиодеталестроением задачи увеличения выпуска и повышения качества дискретных элементов, включая керамические конденсаторы и резонаторы.

На современном этапе развития электронной техники потребность в керамических конденсаторах и резонаторах повышенной точности возрастает в связи с непрерывным процессом улучшения качества и повышения технических характеристик бытовой и специальной электронной аппаратуры. При массовом выпуске керамических конденсаторов и резонаторов, достигающем сотни миллионов штук в год, и значительной номенклатуре типономиналов актуальными остаются проблемы снижения затрат на изготовление этих изделий с требуемой точностью.

Особенности технологических процессов изготовления заготовок керамических конденсаторов и резонаторов приводят к значительному разбросу получаемых электрических параметров, а измерены они могут быть только на окончательных операциях. Обеспечение заданной точности заготовок по электрическим параметрам достигается введением операций коррекции, на которых электрические параметры заготовок доводятся до номинальных значений с заданной точностью.

В условиях массового производства операции коррекции заготовок должны выполняться на автоматическом оборудовании, только при этом условии может быть обеспечена низкая трудоемкость их изготовления.

Создание автоматического оборудования для коррекции заготовок керамических конденсаторов и резонаторов сдерживалось из-за отсутствия теоретических основ проектирования подобного оборудования.

В сравнительно молодой отрасли - радиодеталестроении вопросы точности и производительности автоматической обработки на специальном технологическом оборудовании раскрыты еще недостаточно и требуют как теоретических, так и экспериментальных исследований.

Отсюда возникла актуальная необходимость исследовать особенности процессов формирования качества заготовок керамических конденсаторов и резонаторов и разработать обоснованные рекомендации, позволяющие проектировать автоматы коррекции заготовок - конденсаторов и резонаторов.

При автоматической коррекции точность получения заданных электрических параметров заготовок радиодеталей зависит от таких факторов, как способ обработки, способ установки заготовки в контактном устройстве, быстродействие измерительных и исполнительных устройств, скорость съема припуска параметра. Если в процессе обработки заготовок изменение параметров заготовок происходит в сравнительно короткое время, как например при коррекции, и в течение реального времени запаздывания в срабатывании измерительных и исполнительных устройств продолжается обработка и соответствующее изменение параметра, то на точность обработки будет влиять выбор величины настройки автомата коррекции, до достижения которого ведется обработка. Действие перечисленных факторов приводит к погрешностям установки, температурным, измерения и запаздывания, которые и определяют величину суммарной погрешности.

Для того, чтобы суммарная погрешность обработки не выходила за рамки заданной точности заготовок радиодеталей, необходимы не только соответствующий выбор способа обработки и устройств установки, измерительных и исполнительных устройств, но также расчет допустимой величины скорости съема припуска и величины настройки автомата при коррекции заготовок. В соответствии с этим была сформулирована задача установления зависимости между точностью автоматической коррекции заготовок радиодеталей и составляющими погрешностями с учетом скорости съема припуска при коррекции и величины настройки.

Учитывая, что погрешности, возникающие при коррекции, носят случайный характер, решение поставленной задачи было выполнено с помощью вероятностной математической модели точности автоматической коррекции. В результате решения данной задачи установлены расчетные зависимости для величины допустимой скорости съема припуска при коррекции с заданной точностью, а также для величины настройки автомата коррекции.

Увеличение скорости съема припуска при коррекции заготовок ведет к повышению производительности, но одновременно увеличивает вероятность появления брака. В связи с этим решена важная задача оптимизации производительности, что позволяет рассчитывать скорость съема припуска и величину настройки автомата из условия обеспечения максимальной производительности при ограничениях на допустимые вероятности брака.

Рассчитанная оптимальная скорость съема припуска при коррекции обеспечивает оптимальную производительность. В диссертации рассмотрены условия и требования к конструкции автоматов коррекции, при которых скорость съема припуска в процессе коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов остается постоянной и равной оптимальной.

При коррекции заготовок, припуск на обработку которых является случайной величиной со значительным рассеиванием, время коррекции заготовок с минимальными и максимальными припусками существенно отличается. Применительно к этим условиям установлена целесообразность проектирования автоматов коррекции с переменным циклом обработки. При переменном цикле обработки время цикла не является постоянной величиной, а определяется величиной припуска и длительностью обработки, и кинематика автоматов должна обеспечивать переход к обработке следующей заготовки после того, как на предыдущей заготовке снят необходимый припуск.

Цель работы:

Разработка научно-обоснованных методов проектирования автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов, основанных на анализе особенностей технологических процессов их изготовления и расчетах точности и производительности автоматов коррекции.

Основные задачи:

1. Анализ технологических процессов изготовления заготовок керамических конденсаторов и резонаторов, выбор и обоснование параметров заготовок для коррекции.

2. Выбор схем обработки заготовок и структуры автоматов коррекции.

3. Построение математической модели точности автоматической коррекции.

4. Оптимизация производительности автоматов коррекции с переменным циклом обработки при заданных ограничениях на брак.

5. Использование разработанных рекомендаций для создания автоматов коррекции.

6. Экспериментальное исследование точности и производительности автоматов коррекции.

Основные научные результаты диссертации: I. Получены аналитические выражения для расчета статистических характеристик распределения емкости заготовок дисковых керамических конденсаторов при их массовом производстве в зависимости от точности получения толщины заготовок, площади перекрытия электродов и диэлектрической проницаемости керамического материала. Обоснованы способы коррекции емкости уменьшением обкладки электрода с одной стороны заготовки конденсатора, и резонансной частоты - уменьшением диаметра заготовки резонатора.

2. Для выбранных двух схем коррекции: с вращающейся заготовкой при обработке конденсаторов и неподвижной заготовкой при обработке резонаторов определены погрешности, влияющие на точность коррекции.

3. Установлены аналитические зависимости скорости съема припуска при автоматической коррекции от заданной точности и характеристик погрешностей автоматов коррекции. Сформулированы требования к автоматам коррекции для обеспечения постоянной скорости съема припуска при коррекции.

4. Решена задача оптимизации производительности автоматов коррекции с переменным циклом работы при наложенных ограничениях на вероятности исправимого и неисправимого брака. Получены аналитические выражения оптимальной скорости съема припуска и величины настройки автоматов при коррекции.

фактические результаты выполненной работы заключаются в создании впервые в нашей стране двух типов автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов.

На конструкции автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов получены два авторских свидетельства на изобретения. В производство внедрены две серии автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов общим количеством - 8 штук. Для автоматизации процесса коррекции других типов радиодеталей: трубчатых конденсаторов KI0-38, резисторов МОН, резисторов СЗ-4 разработаны под руководством и личным участием автора и внедрены в производство - 30 автоматов.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения.

В первой главе на основе обзора литературы рассматривается современное состояние вопросов точности и производительности автоматической коррекции радиодеталей.

Отмечены достигнутые успехи при автоматизации производства керамических трубчатых резисторов типа МЛТ. В то же время вопросам точности и производительности автоматической обработки с учетом специфики свойств и требований к радиодеталям посвящено сравнительно малое количество работ. Это сдерживает разработку и внедрение в производство точного автоматического оборудования.

Рассмотрена целесообразность подхода к проблемам точности и производительности в радиодеталестроении с общих позиций теорий точности и производительности, разработанных в отраслях металлообработки и приборостроения. На основе анализа направлений по повышению точности и производительности в машиностроении сформулированы основные этапы исследований точности и производительности при обработке радиодеталей и требования к проектируемому автоматическому оборудованию для выполнения операций коррекции заготовок радиодеталей. Актуальность поставленных задач обосновывается непрерывным повышением требований к точности радиодеталей при одновременном снижении трудоемкости их изготовления.

Во второй главе описаны конструктивные особенности заготовок керамических конденсаторов и резонаторов и предъявляемые к ним требования по точности электрических параметров.

Вязкость заготовок конденсаторов рассмотрена как функция случайных некоррелированных аргументов: толщины h , диэлектрической проницаемости Є , площади перекрытия электродов F .

Построена математическая модель емкости заготовок конденсаторов, позволяющая оценивать влияние распределения случайных величин h , Є и F на математическое ожидание и дисперсию емкости заготовок.

Проведены статистические исследования технологических процессов и потоков формирования качества при изготовлении заготовок. 

Исследованы характеристики распределения емкости заготовок конденсаторов и резонансной частоты заготовок резонаторов перед коррекцией.

В третьей главе проведен анализ конструктивных особенностей двух выбранных схем автоматов для коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов и возникающих погрешностей, влияющих на точность автоматической коррекции.

Построена математическая модель процесса коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов по электрическим параметрам. Выявлено влияние величины скорости съема припуска при коррекции на точность коррекции. Получены аналитические выражения скорости съема припуска в зависимости от требуемой точности и характеристик погрешностей, возникающих при коррекции. Обоснована целесообразность коррекции с постоянной скоростью съема припуска применительно к высокопроизводительным автоматам коррекции. Для обеспечения постоянной скорости съема припуска по емкости или резонансной частоте при коррекции выведены аналитические выражения законов движения инструмента. Для получения малых подач инструмента при коррекции заготовок резонаторов спроектирован дифференциальный кулачковый механизм и проведен анализ его кинематики.

В четвертой главе рассмотрена задача оптимизации производительности автоматов коррекции при случайных вариациях характеристик заготовок и условий обработки. При переменном цикле обработки, когда время цикла не является постоянной величиной, цикловая производительность рассчитывается вероятностным методом. В условиях заданных ограничений на вероятности исправимого и неисправимого брака максимальная производительность определяется при оптимальных значениях скорости съема припуска при коррекции и величины настроечного значения параметра, до которого ведется коррекция.

Исследованы зависимости оптимальной производительности, скорости съема припуска и настроечного значения параметра от времени запаздывания в срабатывании исполнительных механизмов при различных допустимых значениях вероятностей брака.

В пятой главе приводятся результаты экспериментальной проверки разработанной методики расчета точности и производительности автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов.

Экспериментальные исследования проводились на опытных образцах автоматов коррекции. Результаты экспериментов согласуются с теоретическими расчетами, что подтверждает применимость разработанной методики расчета точности и производительности для проектирования аналогичного оборудования для коррекции радиодеталей других типов.

Экспериментальная проверка автоматов коррекции с переменным циклом показала повышение производительности этих автоматов в сравнении с автоматами с постоянным циклом при обработке заготовок со значительным рассеиванием величины припуска на обработку. В главе приведены технико-экономические показатели внедрения в производство серийного оборудования для коррекции заготовок радиодеталей и изложены перспективы создания новых автоматов коррекции для монолитных керамических конденсаторов и высоковольтных конденсаторов постоянной емкости.

В разделе "Выводы и рекомендации" изложены основные резуль ІЗ таты выполненной работы.  


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net