Конструкторско-технологические методы обеспечения заданной точности при сборке электронной аппаратуры

  КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАДАННОЙ ТОЧНОСТИ ПРИ СБОРКЕ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

Описание методов обеспечения заданной точности при сборке ЭА

Выходной параметр (параметры)     электронной аппаратуры (ЭА) , в целом, зависит от множества первичных параметров элементов,  компонентов и сборочных единиц, входящих в ЭА 

.

Параметры при этом могут относиться как к геометрическим так и к электрофизическим (электрическим, магнитным и др.) свойствам сборочных единиц. Показатели назначения ЭА, связанные с вы­ходным параметром у, определяются номинальными значениями  и теми или иными допусками  на выходной параметр у. При этом обеспечение требований тех­нических условий ()достигается за счет выбора допусков - на параметры  электрорадиоэлементов, компонентов исборочных единиц.

В теории точности основным соотношением связи погрешностей первичных параметров схемных элементов и выходных контролируемых параметров является уравнение погрешности

 ,                                                         (1)

 - относительная погрешность выходного контролируемого параметра;- относительная погрешность первичного параметра ; - относительная чувствительность выходного контролируемого параметра  к вариации первичного параметра .

В зави­симости от того, каким образом обеспечиваются допуски  на параметры сборочных единиц, различаются и методы сборки. К числу наиболее распространенных методов обеспечения заданной точности при сборке относятся:

            - метод полной взаимозаменяемости;

            - метод неполной взаимозаменяемости;

            - метод групповой взаимозаменяемости;

            - метод подгонки;

            - метод регулировки.

            Метод полной взаимозаменяемости предусматривает, для достижения заданной точности выходных контролируемых параметров изготавливаемых узлов, использование электрорадиоэлементов и деталей с заданными допусками на их первичные параметры, обеспечивающими заданные допуски на все выходные контролируемые параметры узла без использования отбраковки, селекции, подбора, подгонки или регулировки.

            Допуски на параметры схемных элементов, обеспечивающие полную взаимозаменяемость, предварительно рассчитывают с помощью статистического метода,  пользуясь системой уравнений допусков

                                         (2)

где  - производственный допуск на погрешности выходного контролируемого параметра;  - половина поля рассеяния погрешности выходного контролируемого параметра  y;   - чувствительности выходного контролируемого параметра у узла к вариациям первичных параметров ; - коэффициент относительного рассеяния i-го параметра; - среднеквадратическая величина отклонения среднего значения i -го параметра cхемного элемента, - половина поля рассеяния i-го параметра. Решение системы уравнений допусков относительно полей рассеяния  дает возможность оценить возможность выполнения допусков   (  < ), на выходные контролируемые параметры  и возможность реализации элементов схемы с рассчитанными  допусками на их первичные параметры.

            При отсутствии информации о законах распределения погрешностей схемных параметров для назначения допусков используют метод максимума-минимума

                                                        (3)

            Как правило, количество уравнений допусков меньше числа неизвестных членов  уравнений. Это говорит о том, что задача определения допусков на первичные параметры в общем случае является неопределенной, и что необходимые допуски на выходные параметры узла могут быть получены различными сочетаниями величин допусков на первичные параметры элементов схемы. Решение задачи синтеза допусков как правило осуществляется методом последовательных приближений.

            Метод полной взаимозаменяемости имеет следующие достоинства:

            - относительно просто достигается требуемая точность выходных контролируемых параметров изготавливаемых узлов, определяемая минимальными затратами на комплектацию и сборку;

            - отсутствуют операции подгонки, регулировки и т.д., что упрощает технологический процесс, облегчает его нормирование и перевод на поточные методы производства;

            - отказавшие при эксплуатации комплектующие элементы заменяются без дополнительной регулировки;

            - позволяет решить задачу широкой кооперации заводов по изготовлению взаимозаменяемых электрорадиоэлементов.

            Границы применения метода полной взаимозаменяемости определяются экономикой производства. Себестоимость изготовления комплектующих схемных элементов гиперболически зависит от  величины допусков на их параметры, так как по мере повышения их точности приходится использовать дорогостоящее высокоточное технологическое оборудование.

            Метод неполной взаимозаменяемости, в отличие от метода полной взаимозаменяемости, предусматривает использование более широких допусков  на первичные параметры схемных элементов и отбраковку дефектных узлов.

            В основе рассматриваемого метода лежит известное положение теории вероятностей о том, что все возможные сочетания первичных параметров схемных элементов встречаются значительно реже, чем сочетания их средних значений, поэтому процент дефектных изделий обычно небольшой. Дополнительные затраты труда и средств на исправление бракованных изделий при использовании данного метода меньше чем затраты на изготовление электрорадиоэлементов с более жесткими допусками.

            Основное преимущество данного метода перед методом полной взаимозаменяемости заключается в выборе более широких допусков на первичные параметры схемных элементов, принимая во внимание определенный процент риска. Для нормального закона распределения погрешностей выходных контролируемых параметров и заданного процента риска с помощью решения интеграла вероятностей Ляпунова можно рассчитать погрешности параметров с любой заданной степенью вероятности, которые учитываются с помощью коэффициента  относительного рассеивания выходного параметра  y .

            Значения коэффициента относительного рассеивания  сведены в табл. 8.1 в зависимости от заданного процента риска.

                                                                                                                             Таблица 8.1.

Значения коэффициента относительного рассеяния

	Процент риска
	0,27	0,5	1,0	1,5	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	8,0	10,0
	1	1,05	1,11	1,17	1,21	1,26	1,30	1,33	1,36	1,40	1,44

            C учетом коэффициента относительного рассеивания рассчитанные поля рассеивания погрешностей выходных контролируемых параметров уменьшаются, а допуски на первичные параметры - увеличиваются

    .                                       (4)

            Метод групповой взаимозаменяемости.    Сущность метода групповой взаимозаменяемости состоит в том, что требуемая точность выходных контролируемых параметров узлов достигается включением в схему одного или нескольких схемных элементов с узкими допусками на их первичные параметры. С этой целью производится предварительная селекция или сортировка схемных элементов и последующее их комплектование, таким образом, чтобы осуществлялась взаимная компенсация их погрешностей.