Специфика конструирования деталей получаемых гибкой

«Специфика конструирования деталей получаемых гибкой» МИНСК, 2008 При штамповке деталей, которые применяются в несущих конструкциях электронных систем, широкое распространение получили детали, изготовленные гибкой (хомутики, скобы, каркасы и т.д.). Одной из особенностей гибки, является искажение поперечного сечения деталей в месте гибки (рис.1), которое заметно тем значительнее, чем более узкая полоса подвергается изгибу. Там возникают внутренние напряжения, которые могут привести к трещинам, если не будет учтен минимально допустимый радиус гибки (рис. 2). Минимальный радиус изгиба зависит от многих факторов, например, от толщины и марки материала, состояния материала при поставке, способа гибки угла изгиба, ориентации.

Минимальный радиус при гибке листового проката в холодном состоянии определяется по (1). (1) где - коэффициент зависящий от марки материала, его состояния и ориентации относительно направления проката; - коэффициент зависящий от угла гибки; - толщина листа.Таблица 1. Значение коэффициента для гибки листа в холодном состоянии. Металл, сплав Значение тонколистового проката до 2мм В отожженном и нормализованном состоянии Без отжига (холоднотянутый) При ориентации линии гиба Поперек проката Вдоль проката Поперек проката Вдоль проката Сталь 10кп 0,05 0,4 0,4 0,8 Сталь 20, G3 0,10 0,5 0,5 1,0 Сталь 45 0,5 1,0 1,0 1,7 Алюминий А2 АД1 0,2 0,4 0,6 0,8 Алюминеевые сплавы АМц Д16м В95А АМгА 0,3 1,0 1,7 0,6 0,5 1,5 3,3 1,2 0,8 1,5 2,0 1,5 2,5 4,0 При гибке от 900 до 1800 =1, а при 450 =1,5. Минимальный радиус, который получен по формуле (1) следует округлять до ближнего значения из ряда 0,3; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12 (мм). Если осуществляется, гибка на ребро (рис 2б), минимальный радиус для алюминия и алюминиевых сплавов . При гибке труб (рис. 2в) с наружным диаметром до 20 мм, минимальный радиус для алюминиевых сплавов из сталей , а для титановых сплавов . На минимальный радиус гибки оказывает влияние отношение наружного диаметра к толщине стенки , следовательно, при увеличении этого отношения увеличивается. При гибке П-образных деталей минимальная длина прямого участка полки должна быть равной (рис.3). При минимальной длине деформируемого участка: (2) Для мягких металлов , как правило, в месте гибки делают вырезы для того, что бы отогнутая полка не выходила за пределы контура детали (рис. 4). Отгибка язычков и отбортовка крышек: а) простая отгибка язычка; б) отгибка язычка в пределах кромки; в) отбортовка крышки по прямому углу; г) по радиусу; д) по сфере. При конструировании детали типа крышек в местах гибки, в узлах необходимо выполнять технологические отверстия в зависимости от конфигурации развертки.

В месте гибки должны быть предусмотрены вырезы соответствующей формы (рис 4г,д). Диаметр отверстия зависит от материала: S, мм = 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0. d, мм = 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0. Размеры детали, которые получаются гибкой не стоит привязывать к оптимальному и отгибаемому уг-ку, чтобы не было погрешности от толщины листа.

В несущих конструкциях электронных систем широкое распространение получили выдавки, отбортовки, ребра жесткости, которые позволяют увеличить жесткость тонколистового материала и повысить теплообмен.

Выдавки прямоугольной формы применяют как опорные площадки для крепления тяжелых узлов, а круглой – для крепления амортизаторов (рис. 6) Размеры ребер жесткости и выдавки зависят от толщины материала. Глубины выдавки>3S, минимальный радиус гибки r=S, шаг ребер жесткости l=20S; радиус закругления выдавки R1=5S. Технологичность деталей, получаемых вытяжкой.

Основные требования к технологичности таких деталей: ограниченная высота Н, а также ее отношение к радиусу сопряжения на стенки.

В деталях коробчатой формы H/r≤6 для мягких материалов, применяемых для вытяжки (рис. 7). Предпочтительно, чтобы высота детали не превышала 3/4 ее диаметра или меньшей стороны прямоугольного основания коробки.

Радиус скругления в три раза больше толщины металла.

Основные материалы для штампованных деталей. Для несущих конструкций нужно применять материалы, которые обладают достаточной жесткостью при малой массе.При этом надо использовать тонколистовые сплавы: Al, Mg, Ti. Обычно исполоьзуют прокат до 2 м в виде листов, плит, гнутых профилей и так далее. Для глубоких вытяжек и штамповки широко применяются: сталь 10КП, Al, Mg, Д16, Мl, Ti, ВТ1 и ВТ5. Широко применяется сталь 10КП, обладающая высокими пластичностью и вязкостью, низким пределом текучести, хорошо сваривается.

Наиболее пластичным из алюминиевых сплавов является Al-Mn, обладающий повышенной коррозионной стойкостью. Материал в три раза легче стали, используется в отожженном состоянии для обеспечения мягкости и вязкости, необходимых при штамповке и гибке. Д16 используется в виде листов.Титановые сплавы тяжелее алюминиевых, но в два раза легче стали.

Обладают высокой прочностью и твердостью.В точке 2 снова произойдет преломление и отражение от границы «Ме-воздух». Преломленная волна Р2 выйдет в экранирующее пространство, а отраженная (Р2m) будет затухать в точке 3 и можно утверждать, что в т.3 напряженность полей будет в раз меньше, чем в точке 1. Аналогично будут происходить отражения в точках 3,4,5 и так далее до тех пор, пока волна полностью не затухнет в Ме. В экранирующее пространство будут проникать волны Р2, Р4, Р6, их суммарное воздействие определяет напряженность полей ЕхН в этом пространстве, причем напряженность поля волны Р4 будет в меньше, чем Р2 и т.д. Наибольший интерес представляет экранирование электромагнитного поля на частоте выше 10 МГц, у которых при толщине применяемых материалов . Возьмем min соотношение, когда . Получим: напряженность поля волны Р4 будет в е4=55 раз меньше, чем у Р2. Исходя из данного предположения, можно считать, что из всех длин волн в экранируемое пространство проникают только волны Р2 и при этом ошибка не превосходит 2/r. Следовательно, эффективность экрана равна: (2) где =337 Ом – характерное сопротивление воздуха (и вакуума); - модуль характерного сопротивления Ме, которое в 100-1000 раз меньше характерного сопротивления воздуха . Можно утверждать, что является приближенным значением.

Экранирование проводов и кабелей.

Оплетка проводов, не соединенная с корпусом, экранирующего действия вызывать не будет.

При соединении с корпусом в одной точке в окружающее пространство будет проникать только электрическое поле. По цепивнутренней «провод-оплетка-корпус» протекает емкостной ток, который растет с ростом частоты . В этом случае эффект экранирования полностью зависит от качества контакта между оплеткой и корпусом.Для экранирования магнитного поля необходимо, чтобы весь обратный ток протекал по оплетке, что предполагает, что оба тока (iПР и iОБР) , будут создавать магнитные потоки, равные по величине и обратные по направлению, что вызовет их компенсацию.

Полная компенсация получится только тогда, когда оплетка является единственным соединением корпусов источника напряжений с отсеком нагрузки. На низких частотах в тело корпуса и оплетки будут проникать токи и при дополнительном замыкании часть обратного тока будет протекать, минуя оплетку, что вызовет нарушение экранирования.Можно утверждать, что чем выше частота, тем меньше вероятность понижения эффективности при замыкании корпусов и оплетки.

Следовательно, при проектировании электронных систем применение экранирования проводов ля внутри приборного монтажа всегда является нежелательным, так как увеличивается емкость провода на корпус, усложняется монтаж и требуются предохранители от случайных соединений с другими деталями. Экранирование провода, коаксиальные кабели следует использовать для соединения отдельных блоков и узлов друг с другом.Фильтрующие цепи. В фильтрующий провод включают последовательно Z1, Z2, Z3 и параллельно Z4, Z5, Z6 и т.д. сопротивления.

Величина последовательного сопротивления для фильтрующей цепи выбирается большой, а параллельного – маленькой. При этом фильтрующую цепь можно рассматривать, как серию последовательно включенных делителей напряжения.Если напряжение источника наводки равно UUH, то в результате действия первого делителя, состоящего из Z1 и Z2, напряжение снизится до величины: (3). После второго делителя напряжение будет равно: (4) К последнему делителю подключен приемник наводок.

Напряжение на его входе будет равно: (5) Под эффектом фильтрации будем понимать отношение: (6) показывающее, во сколько раз изменится напряжение на входе приемника наводок от включения фильтра. Полезное (не паразитное) действие фильтруемого провода заключается в передаче постоянных UПИТАНИЯ, переменных U силовой сети, импульсных или медленно изменяемых напряжений управления.Одновременно с необходимостью подавления помех, фильтрующая цепь должна передавать полезное напряжение без значительных потерь и искажений.

В качестве последовательных сопротивлений в фильтрующих цепях используют непроволочные постоянные резисторы или дроссели. Применение таких резисторов целесообразно по той причине, что их сопротивление не зависит от частоты.Они имеют небольшие размеры и достаточно дешевые. Вместе с тем использование резисторов ограничивается падением напряжений, а также некоторыми конструктивными соображениями.

Резисторы используются при малых токах и высоких напряжениях, передаваемых по фильтрующему проводу, когда падение напряженности и мощности не существенно. Если применение сопротивление недопустимо, то в цепь включают дроссели, которые имеют собственную распределительную емкость и собственную резонансную частоту.Именно поэтому реактивное сопротивление дросселя при изменении частоты сначала имеет индуктивный характер и увеличивается с увеличением частоты, затем принимает максимальное значение, после чего становится емкостным и дальнейшее увеличение частоты приводит к понижению емкостного сопротивления.

Чтобы получить развязку во всем диапазоне частот, рекомендуется не использовать в развязывающей ячейке слишком большие индуктивности. В параллельные ветви включают конденсаторы, с помощью которых можно создать рациональный монтаж и обеспечить минимально возможное сопротивление развязывающих ячеек. Большое значение имеет монтаж.Ошибки в монтаже могут привести к резкому снижению эффективности.

Так, для устранения паразитной взаимоиндукции между дросселями устанавливают экранирующую перегородку или дроссели монтируются с разных сторон металлической или фольгированной платы корпуса с использованием проходных или опорных конденсаторов.В том случае, если опорные конденсаторы отсутствуют, надо каждый конденсатор отдельно соединять с корпусом в ближайшей точке на перегородке. ЛИТЕРАТУРА 1. Изнар А.Н. Электронно-оптические приборы, Машиностроение, 2007 166 с. 2. Криксунов Л.З Падалко Г.А. Тепловизоры, справочник.

Техника, 2007 166 с. 3. Креопалова Г.В Пуряев Д.Г. Исследование и контроль оптических систем. Машиностроение, 2005 224 с. 4. Креопалова Г.В Лазарева Н.Л Пуряев Д.Г. Оптические измерения, Машиностроение, 2005 264 с.