7. Детали машин и приборов (1041863), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Циклическая работа машины происходит при непрерывном вращении главного механизма. Полный цикл совершается за один оборот: при первом полуобороте происходит вальцовка, сборка и сварка, при втором — выгрузка готового изделия и закладка следующих заготовок.
По принципу совмещения формовочной и сварочной
операций создана полуавтоматическая установка для навивки шнеков пневмовинтовых насосов (лист 226, рис. 7, а ... в; 8), выполняющая операции нагрева, навивки и приварки полосы. Установка имеет привод 1, муфту 10, переднюю 2 и заднюю 6 бабки, соединенные балками 8. По направляющим 5 перемещается суппорт 9, который с помощью группы роликов направляет полосу в процессе навивки, задавая требуемый шаг витка. Две сварочные головки 3 производят приварку шнека к трубе. Нагревательное устройство 4 обеспечивает нагрев полосы перед ее подходом к зоне деформирования. Шаг навивки может быть различным и задается шнекомкопиром 7, закрепленным в нижних центрах установки.
Применительно к массовому производству однотипных деталей небольшого габарита (рис. 9) эффективно использование автоматов роторного типа, в которых рабочие инструменты имеются на всех позициях ротора и вращаются вместе с ним. Высокая производительность таких автоматов достигается одновременной обработкой нескольких изделий на позициях, расположенных в пределах рабочего сектора ftp (рис. 10) .Станок-автомат для сборки тракторных катков и сварки их кольцевым швом (рис. 11 и 12) является примером использования роторной схемы. Ротор оборудован четырехместной планшайбой со специальными устройствами для сборки, закрепления и вращения катка. Над каждым таким устройством (гнездом ротора) установлена сварочная головка 5 (рис. 12) с катушкой 7 электродной проволоки и флюсоподающими трубками 8 и 6. Планшайба и кольцевая обойма со сварочными головками смонтированы на общем вертикальном валу и вращаются вокруг его оси, обеспечивая производительность 150 шт/ч при скорости сварки 1 м/мин.
Автомат работает следующим образом. Из загрузочного лотка 1 (рис. 11), снабженного системой отсекателей, обе заготовки 2 одновременно поступают в приемную призму 12 манипулятора. Затем под действием пневмоцилиндра 4 фиксатор 5 входит в зацепление с ротором 3, после чего весь манипулятор 7 начинает поворачиваться вместе с ротором 3 вокруг оси вала б. При этом пневмоцилиндр 11 по направляющим 10 подает призмы 12 вверх до уровня зажимных пинолей, центрирующих половины катка с прижатием их друг к другу. После этого цилиндр 11 опускает порожнюю призму 12 вниз, цилиндр 4 выводит из зацепления фиксатор 5 и весь манипулятор 7 возвращается в исходное положение пневмоцилиндром 9, закрепленным на станине 8. Далее включается сварочный вращатель с приводной 2 (рис. 12) и хвостовой 4 бабками, и начинается процесс сварки. При этом ротор 1 и изделие 3 непрерывно и равномерно вращаются относительно своих осей. После того как свариваемый каток совершает полный оборот вокруг своей оси и 3/4 оборота вокруг оси ротора, сварка прекращается и изделие выгружается на ходу при определенном положении ротора.
ДЕТАЛИ ПРИБОРОВ
Сильфоны, транзисторы (лист 227) .
При изготовлении деталей приборов сваривают самые разнообразные материалы в различных сочетаниях при толщине от сотых долей миллиметра до нескольких миллиметров. Упругие чувствительные элементы давления (мембраны, сильфоны) изготовляют обычно из бронзы или из коррозионно-стойкой стали толщиной 0,05 ... 0,5 мм, подвергнутой нагартовке для создания определенных упругих характеристик. К сварным соединениям предъявляют требования прочности и плотности. Сваривают эти элементы аргоноду-говой, микро плазменной, электронно-лучевой или контактной сваркой, принимая меры по ограничению зоны разогрева при сварке. На рис. 1 показан сильфон, изготовленный оплавлением отбортовок штампованных мембран по наружным и внутренним контурам. Сварку обычно проводят токами в несколько ампер с сопловой защитой зоны шва или с применением стеклянных накладных микрокамер для уменьшения сдувания аргона.
Мембранные чувствительные элементы сваривают или шовной контактной сваркой, или методом сварки плавлением. В первом случае (рис. 2) применяют приспособление для закрепления и синхронного вращения деталей 1 и роликовый электрод 2. Во втором случае (рис.3) для предотвращения прожогов и уменьшения общего разогрева изделия применяют медные оправки-холодильники 1, в которых зажимают свариваемое изделие 2. Сварочная дуга оплавляет кромки, и кольцевой шов формируется у кромок приспособления.
В случае приварки тонкостенных элементов 4 (рис.4) к более толстым элементам 3 арматуры для прижатия тонкостенной детали и теплоотвода от места сварки используют массивную оправку 5 цветового типа, разжимаемую конусом 2. Сварочная горелка 1 перемещается по свариваемым кромкам, причем для уменьшения толщины более массивной детали в зоне сварного шва на ней делают технологические канавки. Другая конструкция соединения тонкостенного элемента с толстостенными деталями арматуры показана на рис. 5, а, б.
В большом объеме соединения сваркой и пайкой применяют при производстве транзисторов и микросхем (рис. 7). Основными конструктивными элементами полупроводниковых приборов являются (рис. б): основание 3 корпуса, подложка 5 интегральной схемы, закрепляемая на основании с помощью клея, металлические выводы 1, закрепленные в основании с помощью изоляторов 2, и крышка 4. С помощью сварки и пайки выполняют три главные операции: закрепление кристаллов на подложках, присоединение электродных выводов и герметизацию корпусов.
Закрепление кристаллов на подложке производится контактно-реактивной пайкой или пайкой эвтектическими сплавами. Во втором случае (рис. 8) в процессе сборки кристалла с подложкой эвтектический сплав с температурой плавления примерно 360 °С в виде прокладки l (рис. 8, а) помещается между соединяемыми деталями. Вакуумный пинцет 2 захватывает прокладку и устанавливает ее на подложку 3 (рис. 8, б) основания микросхемы, которое прижимами 4 прижато к нагревателю 5. Вакуумный пинцет 2 захватывает кристалл 6 (рис. 8, в) и устанавливает его на прокладку припоя (рис. 8, г). Далее включается нагреватель и происходит пайка, которая контролируется визуально с помощью микроскопа. Охлаждают детали после завершения пайки обдувом их защитным газом.
Приварка электродных выводов (лист 228).
Присоединение электродных выводов к кристаллам можно выполнять термокомпрессионной сваркой при создании в зоне контакта нагрева и давления, но без расплавления соединяемых материалов. На рис. 1 показаны варианты нагрева зоны соединения при термокомпрессионной сварке кристалла 3 с электродным выводом 2 и корпусом 4, при которых нагреватели б могут располагаться или в столике 5 (рис. 1, а), или в инструменте 1 (рис. 1, б), или одновременно и в инструменте и в столике (рис. l,e). Нагрев инструмента можно осуществлять и путем пропускания через него электрического тока по схеме рис. 1,г.
Конструкция инструмента и технология термокомпрессионной сварки выводов показаны на рис. 3. По схеме рис. 3, а на конце электродной проволоки 1, проходящей через капилляр 3 при открытом зажимном устройстве 2, с помощью пламени водородной горелки 4 образуют шарик 5 (положение I). Деформация этого шарика при ходе капилляра вниз обеспечивает развитый и надежный контакт электродного вывода 6 с кристаллом 7 (положение П). Второй конец вывода б к контактной площадке 8 корпуса 9 может быть присоединен после смещения площадки 8 или капилляра 3 (положение III) внахлестку (положение IV). Форма контакта (зона Л) показана на виде сверху готового вывода 10. По схеме рис. 3, б электродную проволоку подают в зону сварки из сопла 12, совмещают с инструментом 11 в виде клина и прижимают к кристаллу. После приварки вывода электродную проволоку обрезают на нужную длину и второй конец приваривают аналогичным образом. Форма мест соединения (зоны А) показана на виде сверху, обозначения остальных элементов соответствуют рис. 3, д. Схема рис. 3, в близка к схеме рис. 3, а, однако в этом случае шарик не образуют, а изгибая электродную проволоку под прямым углом, приваривают ее нахлесточным соединением к кристаллу. Затем проволоку вытягивают из капилляра с образованием петли и повторно приваривают к контактному выводу. После некоторой вытяжки проволоку обрезают ножом 13, отгибая оставшийся у капилляра конец для подготовки его к следующей сварке. Более сложная форма инструмента 14 (рис. 3, г) позволяет получить развитую поверхность в зоне соединения и соответственно большую прочность.
Микроконтактную сзарку (рис. 2) используют для приварки выводов толщиной свыше 20 мкм. Двусторонняя сварка (рис. 2, а) применяется редко. Односторонняя сварка более удобна для приварки тонких элементов и может выполняться или двумя электродами (рис. 2,6), или сдвоенным ( рис. 2, в) , или строенным (рис.2,г) электродом.
Производительный процесс групповой приварки выводов показан на рис. 4. В зону сварки кристаллы^ (рис.4,д) подаются на подложке J, к которой они приклеены вое ком. Подложка уложена на подставке 3, размещение! на координатном столике. Предварительно сформирован ные выводы 1 подаются в зону сварки по направляющи» планкам 2. После совмещения положения выводов с кон тактными выступами на кристалле, которое осуществля ется оператором с помощью микроскопа, выводы опус каются до соприкосновения с контактными выступами в зону сварки подается защитный газ (рис. 4,6) . Сварочная головка б (рис. 4, в) опускается, и при пропускании через нее импульса тока одновременно происходит образование соединения обоих выводов с кристаллом. Вследствие нагрева кристалла плавится воск, и после подъем сварочной головки освобожденный кристалл вместе выводами поднимается вверх (рис. 4, г), а затем смещается вправо на шаг (рис. 4, д). В зону сварки подается слева очередной вывод, а координатный столик смещает вправо на шаг подставку 3, которая подает к месту сварки очередной кристалл.
Герметизация корпусов микросхем (листы 229, 230).
Схема автоматизированного процесса сборки, приварки выводов и герметизации при изготовлении транзистора КТ-315 показана на рис. 1 (лист 229). В процессе шагового перемещения ленты производится ее перфорация пробивкой фигурных отверстий (рис. 1,я), укладка и пайка кристалла (рис .1,6), приварка выводов к кристаллу и обрезка их в размер пламенем горелки (рис. 1, в), разводка выводов на ленту и приварка их к перемычкам ленты (рис. 1, г) , обрезка перемычек ленты со стороны кристалла (рис. 1, д). Герметизация кристалла и электродных выводов осуществляется окунанием их в форму с жидкой пластмассой (рис. 1, е), и только на заключительной операции обрубают непрерывную кромку ленты, получая готовые изделия (рис. 1,ж,з).
Металлические корпуса полупроводниковых приборов герметизируют с помощью сварки. Положение кромок при герметизации электронно-лучевой сваркой показано на рис. 2. Корпус вращают вокруг оси, перпендикулярной к оси электронного луча. Такой технологический прием позволяет герметизировать корпуса как круглой, так и прямоугольной (рис. 3, а, 6) формы, что дает возможность обойтись без копировальных устройств для перемещения луча по заданному контуру.
Операция герметизации может быть выполнена лазерной сваркой. На рис. 4 показана четырехместная кассета-манипулятор для герметизации корпусов микросхем. В корпусе 6 установлены четыре шпинделя 1 б, закрепленные в основании 14 с помощью шариковых подшипников 13. Вращение на шпиндели передается через зубчатые колеса 17, взаимодействующие с рейкой 15, проходящей вдоль корпуса. Герметизируемая микросхема 11 устанавливается на столик 12, форма которого соответствует ее конфигурации. Крышка прижимается к корпусу плоской пружиной 2 и башмаком 10, в верхней части которого в подшипнике 9 установлен упор 8. Пружины 2 закреплены на скобе 1, которая устанавливается на кассету по упорам 7 и крепится деталями 5, 4 и 3.
При перемещении рейки 15 все четыре корпуса микросхем одновременно вращаются вокруг своих осей при неподвижном лазерном луче. В случае герметизации прямоугольных корпусов их вращение производят ступенчато на 90° и сварку каждого шва ведут при перемещении всей кассеты относительно неподвижного луча.
При герметизации прямоугольных корпусов с закруглениями (лист 230, рис. 6) перемещение изделию задают с помощью копирного шаблона (рис. 5), приводимого в движение ведущим роликом 5 и прямолинейной направляющей 6. Последовательные положения шаблона при сварке сторон 1 ... 4 изделия и закруглений показаны на позициях I ...IX.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
