Расчеты с использованием ЭВМ
Возможны два уровня использования ВТ при проведении расчетов. Первый – использование готового программного обеспечения учебного процесса кафедры, второй – самостоятельная разработка, отладка и выполнение программы.
При использовании готового программного обеспечения следует уяснить назначение программы, состав исходных величин и результатов расчета, представить основные этапы алгоритма расчета и расчетные зависимости, подготовить по условиям работы объекта конкретные значения исходных величин, выполнить расчет на ЭВМ, оценить результаты расчета и принять решение.
При самостоятельной разработке программ прежде всего необходимо определить цель расчета, сформировать состав исходных и конечных параметров, определить расчетные зависимости и математические методы, необходимые для решения задачи, разработать схему алгоритма расчета, реализовать этот алгоритм на каком-либо языке программирования, отладить программу и далее расчет и остальные этапы как и при использовании готовых программ.
Другие расчеты
Поскольку в электронной, радиоэлектронной и других отраслях промышленности, использующих технологическое оборудование, очень широкий спектр технологических процессов, то возможно и необходимо выполнение расчетов не только механических систем, но и вакуумных, газовых, гидравлических, оптических и др. При этом основные требования к структуре этапов расчета, изложенные в начале п. 5.6, сохраняются.
Задания на проектирование
Задание № 1
| Полуавтомат резки слитков алмазным диском
с внутренней режущей кромкой.
|
Основные данные задания
| 1. Диаметр слитков до 80 мм.
- Внутренний диаметр алмазного диска 152 мм.
- Скорость резания 15-25 м/с, регулируется плавно.
- Подача при резании (продольная) 30-50 мм/мин, регулируется плавно.
- Подача слитка на отрезку следующей пластины (поперечная) 0,4-1,3 мм, шаг регулирования 0,05 мм.
- Обеспечить режимы отрезки одиночных пластин при ручном управлении и резки всего слитка на пластины в автоматическом цикле.
|
Выполняемые
чертежи
| 1. Принципиальная схема полуавтомата.
- Чертеж общего вида полуавтомата.
- Сборочный чертеж шпиндельного узла.
- Сборочный чертеж механизма поперечной подачи.
|
Выполняемые
расчеты
| 1. Расчет необходимой мощности двигателя главного движения и выбор конкретного двигателя.
- Кинематический, силовой и прочностной расчеты механизма поперечной подачи.
|
Литература по теме [14,15].
|
Задание № 2
| Полуавтомат скругления краев пластин.
|
Основные данные задания
| 1. Инструмент - профильный алмазный круг диаметром 160 мм.
- Диаметр пластин 76 мм.
- Скорость резания 20 м/с.
- Круговая подача пластины 20 об/мин.
- Радиальная подача круга 10 мм/мин.
- Кассетная загрузка и выгрузка пластин.
|
Выполняемые
чертежи
| 1. Принципиальная схема полуавтомата.
- Чертеж общего вида полуавтомата.
- Сборочный чертеж узла шпинделя пластин.
- Сборочный чертеж устройства загрузки-выгрузки пластин.
|
Выполняемые
расчеты
| 1. Выбор двигателя привода алмазного круга.
- Кинематический расчет механизмов круговой и радиальной подач.
- Составление и расчет циклограммы работы полуавтомата.
|
Литература по теме [15].
|
Задание № 3
| Установка разделения пластин на кристаллы
после скрайбирования.
|
Основные данные задания
| 1. Разделение пластин на кристаллы проектированием между цилиндрическими валиками.
- Диаметр пластин до 100 мм.
- Размеры кристаллов от 1х1 до 3х3 мм х мм.
- Скорость прокатывания 40 мм/с.
- Усилие сжатия валиков от 100 до 1000 Н, регулируется бесступенчато.
- Установка и ориентация пластин вручную, поворот на 90о после разделения на полоски – механически.
|
Выполняемые
чертежи
| 1. Принципиальная схема установки.
- Чертеж общего вида установки.
- Сборочный чертеж механизма разделения.
- Сборочный чертеж поворотного столика.
|
Выполняемые
расчеты
| 1. Выбор элементов кинематики и определение передаточных отношений привода вращения валика.
- Выбор двигателя вращения валика.
3. Расчет механизма сжатия валиков.
|
Литература по теме [15].
|
Задание № 4
| Автомат сортировки кристаллов по толщине.
|
Основные данные задания
| 1. Автомат многопозиционный последовательного типа.
- Кинематическая производительность 1800 шт/час.
- Размеры кристаллов от 1х1 до 3х3 кв.мм.
- Сортировка на 10 групп через 3 мкм.
|
Выполняемые
чертежи
| 1. Принципиальная схема автомата.
- Чертеж общего вида автомата.
- Сборочный чертеж устройства автоматической загрузки.
- Сборочный чертеж устройства межпозиционного транспортирования.
|
Выполняемые
расчеты
| 1. Кинематический расчет автомата.
- Расчет устройства автоматической загрузки.
- Расчет мощности двигателя.
|
Литература по теме [14,16].
|
Задание № 5
| Полуавтомат герметизации мощных транзисторов холодной сваркой.
|
Основные данные задания
| 1. Полуавтомат многопозиционный последовательного действия.
- Кинематическая производительность 600 шт/час.
- Максимальный диаметр фланца корпуса 30 мм.
- Загрузка прибора с крышкой ручная, выгрузка автоматическая.
|
Выполняемые
чертежи
| 1. Принципиальная схема полуавтомата.
- Чертеж общего вида полуавтомата.
- Сборочный чертеж гидравлического пресса.
- Сборочный чертеж карусели.
|
Выполняемые
расчеты
| 1. Кинематический расчет привода карусели.
- Расчет необходимого усилия сварки и обеспечивающих его элементов гидросистемы.
- Расчеты на прочность и жесткость деталей гидравлического пресса.
|
Литература по теме [17,18].
|
Задание № 6
| Вакуумная печь
|
Основные данные задания
| 1. Размеры рабочего пространства печи: длина 4000 мм, ширина 170 мм, высота 150 мм, материал сталь 12Х18Н10Т.
- Загрузка-выгрузка изделий в графитовых кассетах длиной 200 мм массой 2 кг через шлюзы.
- Производительность печи 20 кассет/час.
- Рабочее давление 1,33×10-2 Па.
- Перемещение кассет в печи толкателями, привод толкателей пневматический.
|
Выполняемые
чертежи
| 1. Принципиальная схема печи.
- Чертеж общего вида печи.
- Сборочный чертеж шлюза.
4. Сборочный чертеж пневмоцилиндра.
|
Выполняемые
расчеты
| 1. Расчет вакуумной системы, выбор насоса.
- Расчет пневмоцилиндра толкателя перемещения кассет вдоль печи.
- Составление циклограммы работы механизмов и устройств печи.
|
Литература по теме [12].
|
Задание № 7
| Станок двусторонней шлифовки пластин
свободным абразивом
|
Основные данные задания
| 1. Диаметр пластин 100 мм, одновременно обрабатывыается 30 пластин.
- Среднее давление на поверхность пластины 25 500 Па.
- Частота вращения шлифовальников 20-30 об/мин, регулируется бесступенчато.
- Частота вращения сателлитов относительно своей оси регулируется бесступенчато.
|
Выполняемые
чертежи
| 1. Принципиальная схема станка.
- Чертеж общего вида станка.
- Сборочный чертеж механизма верхнего шлифовальника.
- Сборочный чертеж привода центральной шестерни.
|
Выполняемые
расчеты
| 1. Кинематический расчет.
- Расчет механизма давления верхнего шлифовальника.
- Расчет мощности электродвигателей.
|
Литература по теме [14,15].
|
Задание № 8
| Установка вакуумного напыления тонких пленок
|
Основные данные задания
| 1. Установка циклического типа с вертикальным колпаком диаметром 600 мм, высотой 200 мм (внутренние размеры).
- Диаметры подложек до 60 мм.
- Движение подложек планетарное, частота вращения центров подложек относительно центра подложкодержателя 1-30 об/мин, регулируется бесступенчато.
- Испаритель электронно-лучевой.
- Время откачки до рабочего давления 25 мин.
|
Выполняемые
чертежи
| 1. Принципиальные схемы установки.
- Чертеж общего вида установки.
- Сборочный чертеж механизма движения подложек.
- Сборочный чертеж механизма подъема колпака.
|
Выполняемые
расчеты
| 1. Расчет вакуумной системы, выбор насосов.
- Кинематический расчет механизма движения подложек.
- Расчет механизма и привода подъема колпака.
|
Литература [13,19].
|
Задание № 9
| Полуавтомат непрерывного фрезерования
|
Основные данные задания
| 1. Тип полуавтомата – карусельный, предназначен для обработки лысок, пазов, торцев на стержневых цилиндрических деталях диаметром до 30 мм.
- Диаметр фрез от 50 до 150 мм.
- Подача от 30 до 300 мм/мин, скорость резания от 20 до 100 м/мин.
- Загрузка – вручную, выгрузка – автоматически.
|
Выполняемые
чертежи
| 1. Принципиальная схема полуавтомата.
- Чертеж общего вида полуавтомата.
- Сборочный чертеж узла карусели.
- Сборочный чертеж рабочей позиции карусели.
|
Выполняемые
расчеты
| 1. Кинематический расчет.
- Расчет мощностей приводов главного движения и подачи, выбор двигателей.
- Расчет механизма зажима деталей.
|
Литература по теме [20].
|
Задание № 10
| Автомат заправки вкладышей секций конденсаторов
|
Основные данные задания
| 1. Секция бумажного конденсатора
без вкладыша с вкладышем
- Цикловая производительность 2400 шт/час.
3. Вкладыши из бумажной ленты толщиной 0,3 мм, шириной 10 мм.
|
Выполняемые
чертежи
| 1. Принципиальная схема автомата.
2. Чертеж общего вида автомата.
3. Сборочный чертеж механизма загрузки секций.
4. Сборочный чертеж механизма вырубки и заправки вклады- шей.
|
Выполняемые
расчеты
| 1. Кинематический расчет.
- Расчет механизма загрузки секций.
- Расчет механизма подачи ленты.
|
Литература по теме [21].
|
Задание № 13
| Установка литья керамических пленок
|
Основные данные задания
| 1. Размеры пленки: толщина до 0,2 мм, ширина 120 мм.
- Длина стола 2000 мм.
- Скорость движения подложки от 100 до 200 мм/мин, регулируется бесступенчато; изменение скорости при намотке не более 10%.
|
Выполняемые
чертежи
| 1. Принципиальная схема установки.
- Чертеж общего вида установки.
- Сборочный чертеж стола.
- Сборочный чертеж привода подложки.
|
Выполняемые
расчеты
| 1. Кинематический расчет.
- Расчет мощности привода подложки и выбор двигателя.
|
Литература по теме [22].
|
Задание № 14
| Устройство загрузки пластин из кассет
|
Основные данные задания
| 1. Диаметр пластин 100 мм.
- Емкость кассеты 25 пластин, шаг между гнездами 4,75 мм.
- Время выдачи одной пластины 10 с.
|
Выполняемые
чертежи
| 1. Принципиальная схема устройства.
- Чертеж общего вида устройства.
|
Выполняемые
расчеты
| 1. Кинематический расчет.
- Расчет мощности двигателей.
- Расчет погрешности остановки кассеты при перемещении на шаг.
|
Литература по теме [23].
|
Задание № 15
| Устройство нанесения фоторезиста
|
Основные данные задания
| 1. Диаметр пластин 100 мм.
- Частота вращения центрифуги 2000-8000 об/мин.
|
Выполняемые
чертежи
| 1. Принципиальная схема устройства.
- Чертеж общего вида устройства.
- Сборочный чертеж центрифуги.
- Сборочный чертеж пневмоцилиндра.
|
Выполняемые
расчеты
| 1. Выбор двигателя.
- Расчет ременной передачи.
- Выбор подшипников циндрифуги.
|
Литература по теме [24].
|
Литература
1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. / В.И. Анурьев; Под ред. И.Н. Жестковой. – 8-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение.
Т.1. – 2001. – 920 с.: ил., табл.
Т.2. – 2001. – 912 с.: ил., табл.
Т.3. – 2001. – 864 с.: ил., табл.
2. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учебное пособие для студентов техническх специальностей вузов / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. – 8-е изд., перераб. и доп. – М.: Академия, 2004. – 496 с.; ил.
3. Орлов П.И. Основы конструирования: Справ.-метод. пособие: В 2 кн. / Под ред. П.Н. Учаева. – 3-е изд., испр. – М.: Машиностроение.
Кн.1. – 1988. – 559 с.: ил.
Кн.2. – 1988. – 542 с.: ил.
4. Схиртладзе А.Г. Гидравлические и пневматические системы: учебник для студентов вузов / А.Г. Схиртладзе, В.И. Иванов, В.Н. Кареев. – 2-е изд., доп. – М.: СТАНКИН, 2003. – 544 с.: ил.
5. Свешников В.К. Станочные гидроприводы: справочник / В.К. Свешников. – 4-е изд., перераб. и дп. – М.: Машиностроение, 2004. – 512 с.: ил.
6. Машиностроение: Энцикл. Т.3. Вып. 8. Технологии, оборудование и системы управления в электронном машиностроении / Ю.В. Панфилов, Л.К. Ковалев, В.А. Блохин и др. – М.: Машиностроение, 2000. – 744 с.: ил.
7. Пипко А.И., Плисковский В.Я. Основы вакуумной техники: Учеб. – М.: Энергоатомиздат, 1992. – 336 с.: ил.
8. Вакуумная техника: Справ. / Е.С. Фролов, В.Е. Минайчев, А.Т. Александрова и др. – М.: Машиностроение, 1992. – 471 с.: ил.
9. Оборудование полупроводникового производства / Под ред. П.И. Масленникова. – М.: Радио и связь, 1995. – 336 с.: ил.
10. Красковский Е.Я., Дружинин Ю.А., Филатова Е.М. Расчет и конструирование механизмов приборов и вычислительных систем. – М.: Высшая школа, 1991. – 480 с.: ил.
11. Александрова А.Т., Ермаков Е.С. Гибкие производственные системы электронной техники. М.: Высшая школа, 1989. – 319 с.: ил.
12. Волчкевич Л.И. Автоматизация производства электронной техники. М.: Высшая школа, 1988. – 287 с.: ил.
13. Блинов И.Г., Кожитов Л.В. Оборудование полупроводникового производства. – М.: машиностроение, 1986. – 284 с.: ил.
14. Николаев И.М. Оборудование и технология производства полупроводниковых приборов. М.: Высшая школа, 1977. 270 с.: ил.
15. Никифорова-Денисова С.Н. Механическая и химическая обработка. М.: Высшая школа, 1989. 95 с.: ил.
16. Быстров Ю.А., Колчин Е.А., Котлецов Б.Н. Технологический контроль размеров в микроэлектронном производстве. М.: Радио и связь, 1988. 168 с.: ил.
17. Козырь И.Я., Горбунов Ю.И., Чернозубов И.С. и др. Общая технология. М.: Высшая школа, 1989. 233.: ил.
18. Моряков О.С. Сварка и пайка в полупроводниковом производстве. М.: Высшая школа, 1982. 192 с.: ил.
19. Минайчев В.Е. Нанесение пленок в вакууме. М.: Высшая школа, 1989. 110 с.: ил.
20. Комплексная автоматизация производства в радиоэлектронной промышленности / В.Н. Тилипалов, Л.Н. Алексеев, А.И. Лобановский и др. М.: Машиностроение, 1990. 248 с.: ил.
21. Лебедовский М.С., Помухин Н.П., Федотов А.И. Автоматизация производства конденсаторов. М.: Энергия, 1976. 200 с.: ил.
22. Моряков О.С., Буганина Т.И. Пленки и ленты в производстве корпусов полупроводниковых приборов. М.: Высшая школа, 1982. 72 с.: ил.
23. Моряков О.С. Устройство и наладка оборудования полупроводникового производства. М.: Высшая школа, 1989. 239 с.: ил.
24. Мартынов В.В., Базарова Т.Е. Литографические процессы. М.: Высшая школа, 1990. 128 с.: ил.
Приложение 1
ПЕРЕЧЕНЬ СТАНДАРТОВ НАИБОЛЬШЕЙ ЧАСТОТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ГОСТ 2.102-68 Виды и комплектность конструкторских документов.
ГОСТ 2.108-68 Спецификация.
ГОСТ 2.109-73 Основные требования к чертежам.
ГОСТ 2.301-68 … 2.217-69 Общие правила выполнения чертежей.
ГОСТ 2.401-68 … ГОСТ 2.409-74 Правила выполнения чертежей различных деталей.
ГОСТ 25347-82 Основные нормы взаимозаменяемости. ЕСДП. Поля допусков и рекомендуемые посадки.
ГОСТ 8.417-81 ГСИ. Единицы физических величин.
ГОСТ 2.70-1-84 Схемы. Виды и типы.
ГОСТ 2.702-75 Правила выполнения электрических схем.
ГОСТ 2.703-68 Правила выполнения кинематических схем.
ГОСТ 2.704-76 Правила выполнения гидравлических и пневматических схем.
ГОСТ 2.770-68 Обозначение условные графические в схемах. Элементы кинематики.
ГОСТ 2.781-96 Обозначения условные графические. Аппараты гидравлические и пневматические, устройства управления и приборы контрольно-измерительные.
ГОСТ 2.782-96 Обозначения условные графические. Машины гидравлические и пневматические.
ГОСТ 2.783-69 Элементы привода и управления общего применения.
ГОСТ 7.1-2003 Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления.
Приложение 2
ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ РАСЧЕТА