Технология изготовления корпусов электронных устройств на уроках технологии в рамках творческого проекта

Автор: Нефедов Роман Михайлович

КСШ им. Героя Р.Ф. И. В. Сарычева, г. Кораблино

Учитель технологии

Технология изготовления корпусов электронных

устройств на уроках технологии в рамках творческого проекта.

Вопрос о быстром и качественном изготовлении корпусов электронных устройств в условиях школьных мастерских не однократно возникал перед учителями технологии, учащимися, занимающимися проектированием, руководителями кружков радиоконструирования, организованных на базе школ. Несмотря на кажущуюся простоту этой задачи, сделать это в условиях недофинансирования мастерских непросто. Изделия приходится делать из отходов деревообработки, старой школьной мебели, из остатков корпусов старой аппаратуры. Как уже было сказано в настоящее время, учащиеся стремятся изготовить для своего устройства корпус в стиле современной радиоаппаратуры, корпуса которой могут совсем не иметь углов. Такой корпус проще и быстрее всего сделать из древесины. Изготовление корпуса на уроке, даже с использованием одного из лучших корпусных материалов - листового АБС (ABS) или УПС (ударопрочного полистирола) трудноосуществимо.

При проектировании и конструировании корпуса электронного устройства учащиеся учитывают технико-технологические, экономические, экологические и эргономические факторы. При последующем оформлении документации к своему проекту школьники отражают в ней степень учета этих факторов и обосновывают выбранные ими материалы корпуса и виды технологических процессов обработки этих материалов. Для каждого из шести существующих видов технологических процессов при изготовлении корпусов приборов в мастерских подходят следующие:

1) удаление части от целого - резание, точение, фрезерование, строгание, шлифование, пиление, травление;

2) литье, когда окончательная форма изделия определяется стенками сосуда, в которой заливают расплав;

3) перемещение объемов заготовки – прессование, ковка и штамповка – «лепка», когда желаемая конфигурация изделия получается заполнением формообразующей полости штампа под давлением пресса;

4) присоединение частей - склеивание, клепка, пайка;

5) изменение состояния - термическая обработка (закалка, отжиг, отпуск), обжиг;

6) присоединение частей на микроуровне - химико-термическая обработка, наращивание покрытия, окрашивание.

При изготовлении около 90% корпусов применяют методы «удаление части от целого» и «присоединение частей».

Рассмотрим разные способы изготовления корпуса электронного устройства с применением этих видов технологических процессов на примере технологии изготовления корпуса таймера. Этот прибор предназначен для отсчета одинаковых интервалов времени. По окончании каждого периода он подает звуковой и световой сигналы, форма которых тоже может быть выбрана пользователем. Используется этот прибор при проведении спортивных соревнований, обучении младших школьников работе на сверлильном и токарном станках. После изучения станочной обработки материалов, устройства станка и правил безопасности учащимся не следует первое время работать на станках продолжительное время. Чтобы не переутомляться, они работают по очереди. Каждый, подойдя к станку, нажимает кнопку, и прибор начинает отсчет очередного временного интервала, например, 10 минут, по окончании которого прибор подаст сигнал, приглашая к работе следующего ученика.

Рассмотрим технологию изготовления корпуса таймера (рисунок 1) с использованием метода удаления частей целого, в соответствии с технологической картой (таблица 1).

Рис. 1. Таймер.

Сначала из отдельных частей склеивают объемную заготовку, габаритные размеры которой немного превышают размеры корпуса, указанные на чертеже или эскизе. При склеивании заготовки из отдельных частей их смазывают поливинилацетатным клеем (ПВА), соединяют и сжимают при помощи струбцин или винтового пресса. Конечно, куда проще изготавливать корпус из целого бруса, но стоимость такого материала настолько велика, что его даже не закупают школы, имеющие такую финансовую возможность. После склеивания стороны полученной заготовки обрабатывают рубанком до образования ровных поверхностей и наносят разметку. Далее, ножовкой и рубанком удаляют углы, ребра и другие выступающие части до образования так называемой многогранной поверхности. Теперь заготовка приобрела черты будущего корпуса таймера. Но ее стало трудно закреплять в зажимы столярного верстака. Эта трудность как раз и останавливала многих учителей технологии, пытавшихся организовать изготовление подобных устройств в мастерских школы. Для решения этой проблемы было разработано специальное приспособление (рисунок 2), представляющее собой универсальную струбцину, позволяющую закреплять заготовки сложной формы. Струбцина позволяет зажимать и удерживать заготовку одновременно в разных плоскостях, не сминает даже мягкую древесину, легко переналаживается для удерживания заготовок разной формы.

Заканчивают обработку наружной поверхности надежно закрепленной заготовки при помощи набора стругов – рубанков с набором ножей,

Рис. 2. Универсальная струбцина.

режущая часть которых имеет овальную выпуклую и вогнутую формы, а края режущих частей тоже закруглены, чтобы не царапать поверхность (рисунок 3). Учащихся без навыков работы с такими инструментами нельзя сразу допускать к работе с будущим корпусом, так как они могут

Рис. 3. Ножи стругов, предназначенных для изготовления корпусов из древесины.

его испортить. Сначала, например, в начале учебного года, нужно повести с учащимися тренировочные упражнения, во время которых они должны научиться удерживать в процессе работы подошву рубанка под прямым углом к радиусу скругления угла. После скругления углов поверхность шлифуется различной наждачной бумагой с последовательным уменьшением ее зернистости.

В случае применения при изготовлении корпуса таймера такого распространенного вида технологическогопроцесса, как «присоединение частей», его корпус собирается из отдельных деталей. Эти детали изготавливают из фанеры, ДСП, ДВП, досок и т. д. Чаще всего детали имеют форму плоских прямоугольников, а корпус - форму коробки (рисунок 4). Для придания такому корпусу овальных или цилиндрических форм углы скругляют при помощи инструментов или применяют накладные элементы. Такие элементы изготавливают при помощи ручных инструментов описанным выше способом. Но наиболее совершенным и интересным для учащихся способом получения накладных деталей является изготовление их на токарном деревообрабатывающем станке СТД-120 и на металлообрабатывающем станке ТВ-6. Изготовив по чертежу цилиндрические детали нужной формы, их распиливают на части ножовкой с мелкими зубьями, чтобы кромки были ровными. После этого полученные детали наклеивают на плоские части корпуса. На дополнительных занятиях учащиеся работают над конструированием

Рис. 4. Варианты простых по конструкции и по форме корпусов электронных устройств.

более сложных устройств, корпусы которых изготавливают «традиционными» способами, применяемыми в промышленности. Электронная часть этих устройств сложная. Корпуса таких приборов изготавливают из текстолита, дюралюминия и тонколистовой стали. Монтаж внутренних элементов осуществляют на шасси. Такой корпус служит защитой элементов устройства от механическихповреждений и от случайного попадания внутрь прибора частей человеческого тела. Он объединяет все элементы устройства в единое целое, в том числе и шасси.
В на рисунке 5 показаны типовые конструкции корпусов:
с П - образным кожухом, Г-образными откидными крышками,
и с плоскими боковыми панелями. Для соединения деталей корпусов используют уголки из металла толщиной 1,5 мм или прутки круглого

Рис. 5. Типовые конструкции корпусов электронных устройств.

сечения. Соединение производят винтами или клепкой. В корпусах предусматривают отверстия или щели для естественного или принудительного охлаждения устройства воздухом. В нашей школе корпуса таких конструкций применяли при изготовления источников питания и радиоаппаратуры для коллективной радиостанции. При сверлении набора вентиляционных отверстий, получаемая «вентиляционная решетка» должна иметь хороший вид с точки зрения технической эстетики и быть механически прочной. То же самое можно сказать и про отверстия для динамической головки. Разработка конфигурации расположения таких отверстий входит в задачи проектирования учащимися корпусов и передних панелей приборов. Отверстия размечают непосредственно на корпусе или применяют накладные шаблоны из оргстекла. При конструировании радиоаппаратуры на кружках учащиеся пользуются специальной литературой, где содержатся дополнительные сведения о компоновке и изготовлении электрических и радиоэлектронных приборов и устройств.

Металлические корпуса приборов окрашивают в соответствующие тона, придавая им современный эстетический вид. Панели приборов, а также ручки управления и их цвет подбираются с учетом требований антропометрии, эргономики, технической эстетики и техники безопасности. Некоторые учащиеся хотят сохранить естественную древесную текстуру корпуса, сделанного из древесины, покрыв его лаком, при этом ручки органов управления они также изготавливают из древесины той же породы, что и корпус. Такие ручки удобно изготавливать на токарно-винторезном станке ТВ-6 (рисунок 6). В таблице 2. приведена технологическая карта на изготовление ручек для переменных резисторов.

Рис. 6. Изготовление на токарно-винторезном станке ТВ-6 ручек для переменных резисторов и выключателей.

Таблица 1. Технологическая карта на изготовление корпуса таймера

Таблица 2. Технологическая карта на изготовление ручек для переменных резисторов

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/346104-tehnologija-izgotovlenija-korpusov-jelektronn