3. Основы точности и контроля качества производства радиоаппаратуры

3.1. Общие понятия и определения производственных погрешностей

Современная радиоэлектронная аппаратура, которая эксплуатируется, как правило, в сложных условиях, должна отвечать важнейшим техническим требованиям: иметь высокую надежность, обеспечивать взаимозаменяемость деталей и узлов, минимальный объем регулировочных и доводочных работ и т. д. Однако на практике эти требования не всегда выполняются. Одной из причин такого положения является отсутствие хорошо разработанной методики расчета электрических допусков изделий радиоаппаратуры. Обычно эти допуски устанавливают, исходя из значительного разброса величин параметров изделий из-за производственных погрешностей и дальнейшего рассеивания их в условиях эксплуатации, например под воздействием окружающей среды и т. п. Ввод дополнительных подстрочных элементов для компенсации этих погрешностей увеличивает объем регулировочных работ и снижает надежность аппаратуры. Если номинальные значения параметров схем находят обычными методами инженерного расчета, то допуски на эти параметры устанавливают либо «на глазок» и достаточного основания, либо экспериментально. И в том, и в другом случае возможны существенные ошибки, которые, не повышая, увеличивают трудоемкость схемы.

Коллектив инженеров под руководством В. И. Гусева и Н Фомина провел анализ производственных погрешностей радиоэлектронной аппаратуры и разработал методику расчета электрических допусков радиоэлектронных устройств, которая позволяет обоснованно назначить и выбрать допуски на параметры электровакуумных, полупроводниковых и других элементов схем, обеспечивающих заданные допуски на выходные параметры изделий.

Под электрическими допусками на радиоаппаратуру понимают пределы, в которых должны находиться ее электрические параметры согласно заданным техническим условиям. Это понятие может быть отнесено не только к электрическим параметрам всего изделия, но и к параметрам отдельных, входящих в него электрических функциональных узлов и блоков. Обоснованный выбор электрических допусков на радиоаппаратуру является важнейшим фактором повышения ее надежности.

Степень проявления и влияния отказов в значительной мере зависит от правильности выбора и обеспечения допусков на характеристики используемых радиодеталей, а также допусков на выходные и входные электрические параметры радиоэлектронных схем. Применяемый в настоящее время метод подбора и частичного расчета дли определения допусков на радиоаппаратуру нельзя признать удовлетворительным. Для проведения научно обоснованных расчетов допусков надо знать:

зависимость между входными и выходными параметрами системы, устройство узлов;

изменение выходных параметров радиоэлектронных узлов в зависимости от разброса характеристик радиодеталей;

изменение выходных параметром радиоэлектронных узлов в зависимости от воздействия различных внешних и внутренних факторов и процессов старения;

зависимость выходных параметров радиоэлектронных узлов от паразитных емкостей, индуктивностей и т. д.

Надежность радиоаппаратуры, предназначаемой для эксплуатации и тяжелых условиях, можно улучшить, повысив точность ее изготовления путем введения соответствующих электрических допусков на параметры элементов схем с учетом воздействия температуры окружающей среды, старения и других факторов, влияющих па разброс характеристик. Так, учитывая старение и температуру при расчете электрических допусков, неизбежно приходят к необходимости уменьшить производственный разброс параметром элементов схем. По данным В. П. Гусева, проблему точности производства радиоэлектронной аппаратуры следует решать в трех направлениях:

1) исследование производственных погрешностей радиоаппаратуры;

2) обоснование расчета электрических допусков радиоаппаратуры;

3) техническое обеспечение расчетной точности.

В процессе изготовления любого вида продукции, особенно радиоаппаратуры, как известно, невозможно обеспечить выпуск изделий с абсолютно тождественными количественными показателями. Мри любом неизменном технологическом процессе изготовления даже одной партии изделий одним и тем же рабочим на одном и том же оборудовании и даже в пределах одной наладки (настройки) последнего все-таки появляются некоторые колебания геометрических и физических параметров этих изделий. Еще более существенные различия наблюдаются в разных партиях, изготовленных разными рабочими и на различном оборудовании. Это изменение значений параметров отдельных деталей, которые колеблются в определенных пределах, обычно называется вариацией, а ряд значений параметров для всей партии или выборки деталей — вариационным рядом. Вариационный ряд отражает закономерности существующего технологического процесса. Если этот ряд представить графически, то получится кривая распределения параметров изготовляемой детали, узла или погрешностей их производства.

Таким образом, под производственными погрешностями понимаются различного рода отступления от значений номинальных параметров, указанных в чертежах, нормалях, технических условиях и другой технической документации. Причины производственных погрешностей деталей и узлов весьма многочисленны и разнообразны. Они могут порождаться неточностями оборудования, инструмента и оснастки; деформациями системы станок — инструмент—деталь под влиянием действующих на нее усилий при механической обработке; температурными деформациями при обработке; деформациями из-за остаточных напряжений; колебаниями величины припусков на обработку; изменением механических свойств материала но сечению; различными отклонениями при выполнении таких важнейших в технологии производства радиоприборов операций, как намотка, сушка, пропитка и т. д.

Производственные погрешности можно классифицировать по различным признакам, Учитывая, что они являются следствием выполнения технологического процесса, их, естественно, надо классифицировать но виду самого технологического процесса. Например, погрешности прессования, намотки, сборки, монтажа и т. д. Этот класс погрешностей можно также рассматривать применительно к отдельным операциям технологического процесса.

По конструктивному признаку производственные погрешности могут быть отнесены к деталям, узлам, блокам, устройствам, системам. В этом случае производственная погрешность рассматривается как результат воздействия ряда (или комплекса) технологических процессов на данное изделие. Например, производственная погрешность прополочного переменного резистора является следствием воздействия процессов изготовления проволоки, каркаса, наматывания, зачистки контактной дорожки, сборки, регулировки и т. д.

Производственные погрешности выходных параметров блоков, устройств и систем являются следствием влияния нестабильности технологических процессов изготовления отдельных радиодеталей, процессов сборки и монтажа, а также целого ряда других факторов, связанных с типом производства радиоаппаратуры.