книги из ГПНТБ / Бабаянц, С. С. Микропроволочные элементы радиоустройств учебное пособие для подготовки рабочих на производстве

тов применяются алмазные материалы, имеющие самую высокую твердость из известных в природе. Абразивный алмазный инстру­ мент — алмазные шлифовальные круги, головки и сегменты в пер­ вую очередь характеризуются видом материала — естественным (кварц, корунд, алмаз) или искусственным (искусственный алмаз, карбиды бора и кремния, электрокорунд). Наибольшее примене­ ние получили синтетические искусственные алмазы (АС).

Выбор марки алмазного инструмента в значительной степени определяет качество шлифования ферритов.

Синтетические алмазы изготавливаются трех марок: АСО — алмаз обычной прочности, предназначенный для изготовления ин­ струментов на органической связке; АСП — повышенной прочности

Рис. 5-14. Алмазный шлифовальный круг (а) и его маркировка (б)

/ — корпус; 2 — алмазоносный слой

для инструментов на металлической и керамической связках; АСВ — высокой прочности для инструментов на металлической связке, работающих при высоких удельных нагрузках.

Алмазные шлифовальные круги состоят из корпуса (пласт­ масса или дюралюминий) и алмазного слоя. Выбор круга в зависи­ мости от вида его связки, зернистости, твердости, концентрации, размеров и геометрии форм алмаза определяется способом и видом обработки, конструкцией шлифовального станка и требованиями к обрабатываемой детали.

Алмазные шлифовальные круги (рис. 5-14) изготавливаются на бакелитовой, вулканитовой, шеллаковой связках, а также на не­ органических связках — керамической, силикатной и металличес­ кой. Для обработки ферритов (предварительное шлифование) при­ меняются синтетические алмазы повышенной и высокой прочности марок АСП и АСВ на металлической основе Ml, МИ, МК, М5 и др. Основой является связка Ml, состоящая из 80% меди и 20% олова. Для выполнения чистового шлифования применяются круги на бакелитовых связках Б1, Б2, БЗ и Б4. В связке Б1 наполнителем является карбид бора (29,3%), а в связке Б2 — железо (56,5%).

80

Зернистость характеризует размер зерен абразивного мате-

Концентрация алмазного слоя должна соответствовать связке и характеру выполняемой операции. Концентрацию определяют по количеству алмазного порошка, содержащегося в 1 мм3 алмазного

81

слоя. За 100%-ную концентрацию принято содержание 0,878 мг алмаза в 1 ммл алмазоносного слоя. Круги на металлических связках бывают только 100%-ной концентрации, а на бакелитовых — раз­ личной концентрации, например 50%-ной.

Твердостью шлифовального круга принято называть сопротив­ ление связки вырыванию зерен. Получение различной твердости круга при одних и тех же номерах зерна достигается изменением количества связки. Точность обработки при чистовом и тонком шлифовании достигает 2-го класса, а шероховатость поверхности — 7—9-го класса. Применение синтетических алмазных кругов требуют тщательной балансировки круга и его правки на станке. Охлаж­ дение при шлифовании производится эмульсией из 3—5%-ного водного раствора кальцинированной соды, без смазочных жидко­ стей. Стойкость шлифовальных кругов на металлической связке — один-два года, на органической связке — от 3 до 6 месяцев. Круги на керамической связке К1 изготавливают из алмазов А СП и АСВ зернистостью 8—4 и концентрацией 50—100%. Режимы резания

у которых радиальное биение шпинделя не превышает 0,006—0,008 мм, а осевое 0,005—0,006 мм. Биение посадочной поверхности оправ­ ки или фланцев под круг не должно превышать 0,01 мм, а биение рабочей поверхности алмазного круга — 0,02 мм. Снимать круг с оправок рекомендуется только после его полного износа, так как повторные его установки требуют дополнительного устранения ра­ диального и торцевого биений. Алмазные круги на связке К1 могут эффективно работать только с охлаждением. Эти круги обладают высокой режущей способностью и эксплуатационной стойкостью.

Чтобы правильно выбрать круг, необходимо знать его харак­

на поверхность круга (рис. 5-14, б). Например, маркировка АПП

Шлифовальные круги из синтетических алмазов могут быть разных типов: АПВ — прямой круг с выточкой, АПВД — прямой круг с двойной выточкой, чашечный круг АТ, профильные, тарель­ чатые круги А2П, А1Т и другие в зависимости от назначения круга, а также геометрической формы и размеров обрабатываемой детали. Применяются также отрезные круги АОК, цилиндрические го­ ловки АГЦ из синтетических алмазов для резки и обработки фер­ ритовых заготовок.

При шлифовании и разрезке применяются следующие методы крепления ферритовых элементов: крепление мастикой на стальных

82

плитах, крепление на магнитном столе стальными планками и крепление в зажимных приспособлениях. Крепление мастикой на стальных плитах применяется при черновой обработке миниатюр­ ных изделий. Мастику изготавливают из 5 вес. ч. канифоли и 1 вес. ч. парафина. Смесь компонентов загружают в металлический бачок емкостью 1,5—2 л и разогревают до температуры 70—80° С. Охлаж­ дение плиты с наклеенными заготовками производится на воздухе. Прокладывают резиновый лист на заготовки и создают усилие прижима весом верхней плиты. После выдержки под давлением прижимную плиту снимают, а плиту с заготовками передают на

Рис. 5-15. Схемы плоского шлифования периферией круга

/ — шлифовальный круг, 2 — деталь, 3 — стол

имеют малый припуск и плоскости детали предварительно обрабо­ таны. При обработке изделий сложной конфигурации больших раз­ меров применяются зажимные приспособления, устанавливаемые на магнитный стол плоскошлифовального станка.

Обработку поверхности ферритовых заготовок — пластин, то­ роидальных сердечников и других элементов выполняют плоским шлифованием, которое обеспечивает высокие требования по точно­ сти и шероховатости поверхности. Плоское шлифование произво­ дится периферией или торцом круга.

Плоское шлифование периферией круга можно производить врезанием, глубинным способом и многократными последователь­ ными проходами. Шлифование врезанием (рис. 5-15, а) производится при обработке мелких деталей 2, когда ширина деталей меньше высоты шлифовального круга 1. Точность обработки невысокая, а износ круга при этом большой. Глубинный способ шлифования (рис. 5-15, б) предусматривает снятие припуска за один проход по ширине детали. Основная тяжесть работы падает на зерна, расположенные около торца круга, при этом круг изнашивается до конца. Наиболее широко применяется шлифование многократ­ ными последовательными проходами (рис. 5-15, в). При этом способе шлифования после каждого продольного хода стола 3 круг или стол получают продольное перемещение вдоль оси круга. Кругу или детали сообщается поперечная подача для снятия следующего слоя

83

металла. Полное удаление припуска 6 достигается путем повторе­ ния цикла обработки. Точность обработки при шлифовании пери­ ферией круга — 0,005 мм на 500 мм длины, а чистота поверхности —

9—10 класс.

Шлифование торцом круга позволяет обрабатывать одновременно несколько заготовок и, следовательно, является более производи­ тельным методом. Торец круга обычно перекрывает всю ширину обрабатываемой плоскости и поэтому все движения в процессе шли­ фования сводятся к вращению круга с определенной скоростью резания, к поступательному или вращательному движению детали и к осевой подаче круга после каждого хода или оборота стола.

СМ-10 или СМ-14. В качестве охлаждающей жидкости при плоском шлифовании служит 1,5%-ный содовый раствор, скорость подачи жидкости — 2 л!мин.

После шлифования заготовки промываются от канифоли и воска раствором стиральной пасты «Триалон» (10 г пасты на 1 л воды). Для тщательной промывки заготовки погружают в сетку и опус­ кают в ванну с раствором стиральной пасты, нагретым до темпера­ туры 80—90° С. После шлифования контроль заготовок производят под микроскопом типа МБС-1.

Заготовки для ферритовых пластин памяти, имеющие размер 23 X 23 мм и толщину 1— 1,5 мм, после шлифовки с обеих сторон не должны иметь сколов площадью более 0,1 мм2, трещин, расслоений и раковин площадью более 0,1 мм2, царапин длиною 1,5—2 мм. Непараллелыюсть сторон проверяется с помощью индикатора.

Отверстия в ферритовых пластинах памяти можно получать при литье заготовки под давлением за счет конструкции литей­ ной формы. Однако при небольших размерах отверстий в пластинах этот метод не обеспечивает высокую точность. Неодинаковая усадка ферритовых пластин и отдельных участков в пластине во время обжига, связанная с неоднородностью физической структуры и различной температурой в печи, приводит к тому, что отверстия

в собранном пакете обожженных пластин могут не совпадать друг

сдругом. Чем меньше размеры отверстий, тем больше возможность их смещения.

Гораздо большую точность обеспечивает технологический про­ цесс ультразвукового «сверления» или, как мы будем называть в дальнейшем, ультразвуковой прошивки отверстий. Сущность ультразвуковой размерной обработки состоит в направленном раз­ рушении обрабатываемого материала от ударов абразивных зерен, находящихся между поверхностями материала и инструмента, ко­ леблющегося с ультразвуковой частотой (рис. 5-16).

84

Относительно высокая интенсивность процесса обеспечивается высокой частотой повторения ударов инструмента (18—25 тыс.

как ?должны быть расположены отверстия в готовой пластине.

инструмент «ерш» (рис. 5-17) плавно без ударов опускают на установ­ ленное основание с наклеенной на него с помощью мастики фер­ ритовой заготовкой. Создают давление 2400 ± 200 гс и индикатор давления ставят на 0. В зону обработки вводят абразивную сус-

85

пепзию (40% абразива из микропорошка карбида бора или карбида кремния КЗМ14 и 60% воды). Включают генератор и прошивают отверстия на глубину h = 0,55 + 0,05 п, где h — показание инди­ катора, п — порядковый номер обрабатываемой пластины одним инструментом.

Одним инструментом («ершом») разрешается прошивка отверстий не более, чем в 10—15 пластинах при диаметре отверстий 0,2 мм. Перед началом работы и после каждой смены «ерша» и ультразвуко­ вого концентратора проводят проверку параллельности между плоскостью стола и торцевой плоскостью концентратора. Диаметры отверстий в обрабатываемой ферритовой пластине на 0,01—0,03 мм больше диаметров стержней инструмента. При прошивке отверстий диаметром 0,2 мм в пластинах толщиною 0,5—0,6 мм стержень ерша

кпп /к/к(v/k/к (к(к (к(к

Рис. 5-18. Инструмент для прошивки отверстий в ферритовой пласти­ не («ерш»)

изнашивается примерно на 0,05 мм при прошивке каждой пластины. Отверстия в пластине имеют конусность около 0,03 мм, при этом выходное отверстие меньше входного. Для уменьшения конусности пластину прошивают не насквозь, а отверстия вскрывают шлифов­ кой с обратной стороны пластины в том случае, когда ферритовая заготовка имеет толщину свыше 0,5 мм.

Технологическая характеристика ультразвуковой размерной об­ работки определяется производительностью труда, точностью и качеством обработки.

Производительность процесса зависит от амплитуды и частоты колебаний инструмента, давления его на обрабатываемую деталь, которое зависит от диаметра инструмента, твердости материала дета­ ли и инструмента, характера абразива и его концентрации в суспен­ зии, условий обмена абразива в зоне резания и других факторов. С увеличением амплитуды колебаний рабочего инструмента произ­ водительность процесса при прочих равных условиях возрастает по зависимости, близкой к линейной. Выбранный режим ультра­ звуковой обработки использует оптимальные условия при сравни­ тельно малых амплитудах (15—20 мкм). Установлено, что квад­ ратичная зависимость производительности от амплитуды заметна только в диапазоне низких звуковых частот (400—500 гц). Даль­ нейшее повышение частоты не приводит к увеличению производи­ тельности.

86

Производительность является максимальной при оптимальной величине давления инструмента на деталь. При возрастании дав­ ления от нуля до оптимальной величины рост производительности носит линейный характер (рис. 5-19). Дальнейшее увеличение дав­ ления приводит к снижению производительности процесса, что объясняется ухудшением условий обмена абразива в рабочей зоне. Зернистость абразива в значительной степени влияет на произво­ дительность процесса. Уменьшение величины зернистости снижает производительность. При постоянных амплитудах и давлении ин­ струмента на деталь максимальная производительность достига-

ется при оптимальной зернистости абразива (рис. 5-20). Применя­ емые абразивы обладают высокой твердостью, прочностью и незначи­ тельной хрупкостью. В табл. 5-4 приведены основные абразивные материалы, применяемые, при ультразвуковой размерной обработке твердых и хрупких материалов.

Наиболее распространенными абразивами являются карбид кремния и карбид бора. Карбид бора — дорогой материал; по своим режущим свойствам он является лучшим материалом, со­ держит значительное количество графита. Для обработки фер­ ритовых материалов применяют карбид кремния. Этот материал

87

менее дефицитен, меньше загрязняет рабочее место, руки и одежду оператора. Карбид бора применяется при обработке особо твердых материалов — кварца, стекла, германия и пр.

Из жидкостей для приготовления суспензии лучшей является вода, которая обладает невысокой вязкостью, хорошей смачивае­ мостью и хорошими охлаждающими свойствами. Ниже приведены данные по производительности при размерной ультразвуковой обработке в относительных условных единицах для различных жидкостей:

Увеличение производительности достигается за счет непре­ рывной подачи абразивной суспензии в зону обработки детали с помощью насоса.

Прошивка 256 отверстий ф 0,25 мм в ферритовой пластине на ультразвуко­ вом станке модели 4770 с помощью группового инструмента — «ерша» — произ­ водится в течение 1 мин при точности их взаимного расположения ± 0 ,0 2 5 мм. Точность получения диаметра отверстия в пластине + 0 ,0 5 мм определяется точ­ ностью производства стержней «ерша». Точность расположения отверстий в пла­ стине зависит от точности взаиморасположения стержней и может быть выполнена достаточной для производства пластин, содержащих несколько сотен отверстийдиаметром до 0,15. мм. Взаиморасположение стержней относительно друг друга в «ерше» зависит от того, с какой точностью изготавливается кондуктор — плас­ тина с отверстиями, в которую набирают стержни «ерша». Точность сверления отверстий в кондукторе ± 0 ,0 1 5 мм.

Контроль размеров отверстий и точность их взаиморасположения произво­ дится на часовом проекторе с помощью прозрачного шаблона, выполненного из плексиглаза (оргстекло). На шаблоне с большой точностью нанесено увеличенное изображение пластины памяти в масштабе 25 : 1, 50 : 1 или 100 : 1. Масштаб зависит от размеров пластины памяти. На рабочем столике часового проектора устанавливается ферритовая пластина, изображение которой методом отражения с помощью оптической системы проектируется на экран часового проектора в уве­ личенном виде. Масштаб изображения пластины должен соответствовать масштабу шаблона.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные конструктивные разновидности магнитопроводов, их преимущества и недостатки.

2.В чем заключаются основные требования к производству магнитопроводов?

3.Расскажите об основных методах производства пластинчатых магнитопро­

водов.

4.Какими методами изготавливают ленточные магнитопроводы?

5.Из каких основных операций состоит процесс производства ферритовых магнитных элементов?

6.Как производится выбор шлифовальных алмазных кругов?

7.В чем заключается сущность ультразвуковой «прошивки» отверстий в фер­

ритовых пластинах?

8. Какими методами достигается точность ультразвуковой обработки ферри* товых пластин?

8 8

ГЛАВА ШЕСТАЯ

ТЕХНОЛОГИЯ МИКРОКОНТАКТИРОВАНИЯ

6-1. Методы микроконтактирования

Микроконтактированием называется создание контактных сое­ динений, обеспечивающих постоянство механической и электри­ ческой связи между намоточным проводом и выводами элементов.

Вкачестве выводов используется круглая или плоская монтажная

инамоточная проволока, а также плоские или круглые контакты и лепестки. Присоединение выводов к внешней схеме радиоэлектрон­ ного устройства осуществляется обычными методами монтажа на­ весных элементов — пайкой или сваркой. Значительно более слож­ ной задачей является выполнение надежных внутренних соединений намоточной проволоки с выводами элементов. Контактные соедине­ ния могут явиться серьезным источником ненадежности работы элементов. Количество таких соединений может оказаться значи­ тельным. Объем, приходящийся на контактные соединения, становится соизмеримым с объемом элемента или может его прев­ зойти. Существующие методы, применяемые при монтаже обычных элементов, неприемлемы для микроконтактирования миниатюрных

элементов. Причинами этого являются следующие особенности контактных соединений: а) малые размеры и толщины контактных поверхностей; б) малые размеры элементов; в) малые диаметры вы­ водов элементов и применяемой микропроволоки (0,01—0,2 мм). Это ограничивает механическую прочность микроконтактных сое­ динений, требует применения специального оборудования и инстру­ мента, затрудняет очистку контактных поверхностей. Кроме того, такие элементы, как резисторы и катушки индуктивности, например, требуют в местах контактирования строгого ограничения теплового воздействия по величине и продолжительности. Длительное тепло­ вое воздействие или превышение допустимого значения температуры изменяет электрические параметры этих элементов. Наконец, при большом количестве выполнения микроконтактных соединений увеличивается возможность возникновения ошибок по физиологи­ ческим причинам: микроконтактирование, выполняемое вручную, требует особого внимания и напряжения.

Методы микроконтактирования должны удовлетворять сле­ дующим требованиям: а) прочность соединения должна быть не ниже прочности соединяемых выводов и проволоки; б) соединение должно иметь минимальное омическое сопротивление; в) основные параметры процесса контактирования (температура нагрева, удель­ ное давление и длительность выдержки) должны быть мини­ мально возможными с тем, чтобы не повреждать элементы; г) воз­ можность соединения разнообразных сочетаний материалов и типо­ размеров; д) после процесса контактирования не должно оставаться материалов, вызывающих коррозию; е) качество соединения должно

89