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电力生产工艺(精选8篇)

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电力生产工艺篇1

我们生产的主要产品是手机锂离子电池保护板,锂离子电池较为“娇气”,若在充电过程中充电电压高于规定电压,充电电流就会超过规定电流;或在放电过程中有过大的放电电流;如果电池放电到终止放电电压还继续放电,就会损坏电池甚至使之报废。电池保护板是锂电池的控制中心,对锂电池的安全性起着至关重要的作用,质量要求非常严格,这就对我们的生产提出很高的要求,特别是SMT生产线。

手机锂离子电池保护板的BN系列产品,在新产品试制的初期MOTOROLA设计部门对供应商的加工工艺提出了新的更加严格的要求--先分断后测试,PCM供应商要完成对产品TAB的掰平工艺(更好的保证PCM最终FCT测试的稳定性,使后线电池组装工艺的安全性与稳定性得到进一步提提升)。这对于一直沿用传统生产工艺流程加工手机锂离子电池保护板的我们来说是一个很大的挑战。

正常情况下我们是按照MOTOROLA发送给我们的新品文件进行正常生产前的一系列准备:BOM的整理、贴片程序的编写、炉温曲线的调试设定、测试夹具的制作、测试代码的编写、网板及相关工装夹具的设计制作等。其中值得注意的是,之前我们的测试是在产品分断前进行的。这也就意味着我们这次所要更改的不仅仅是后线生产中使用的分断夹具还包括后续测试中使用的正板FCT测试夹具。如何满足MOTOROLA 的要求呢?我们进行了一系列的试验。

首先,我们要更改原有分断夹具的基本功能。我们之前使用的分断夹具只是完成对产品工艺边的分断。针对MOTOROLA提出的要求,我们的分断夹具在实现将产品的工艺边分断的同时,需将产品上的TAB完成从90度到0度的折弯。出于成本考虑,我们准备在原有夹具的基础上,更改其从属部件--分断小盒的结构来实现对最终产品的分断掰平工序。目前我们使用的就是2个简单的固定夹板来实现对分断夹具中产品的夹持,辅助完成对产品工艺边的分断切割。原工艺流程:我们的操作顺序是将测试结束后的PCB放入到分断小盒中,在将分断小盒放入到分断夹具中,压下银白色的压杆,在冲刀的作用下就可以完成工艺边的切割分断。而MOTOROLA对BN产品的要求是在完成对PCB工艺边分断的同时完成对TAB从90度到0度的折弯过程。我们从机械分断的先后性及可行性上进行了系列的分析,最终得出结论:

为了确保产品在分断中受到的应力最小,对TAB的折弯要放在对工艺边的切割分断以后。理由是将放有PCB的分断小盒放到机械分断夹具中进行分断的的时候,只有竖直向下施加作用力, PCB板所受到的反作用力对板子的焊接影响才会是最小状态(当在PCB的工艺边上施加向下的剪切作用力时,PCB板本身受到一个与作用力反方向的力,在这个力的作用下板子有向上弓起的趋势,但由于分断小盒在夹具中的放置处两端有限位锁死机构,阻止了板子在剪切力的反作用力下的弯曲变形,更有利于保证产品的焊接质量)。如果我们在完成TAB的折弯工序之后,再按照上面的作用力方向进行工艺边的切割分断的话,已经折成0度的TAB会再次回到90度。所以我们决定将对TAB的折弯工艺放在工艺边的切割分断以后。

完成了工艺顺序的确定,我们开始针对分断小盒专用结构进行系列试验。要实现分断工艺边后对TAB的折弯,我们尝试着将分断小盒下面的2个侧支撑板做成可以活动的机构(在小盒进行切割分断工艺边的时候,2个支撑板是纯粹的支撑作用,辅助完成对PCB工艺边的切割分断;当完成对PCB工艺边的切割分断以后,在相关辅助机构的作用下2个侧支撑开始侧滑动作为实现对TAB的展平折弯工序。)我们经过数次改造完成了对分断夹具及分断小盒底部结构的设计制作 。详细结构请参考下图:

上图的绿色虚线部分是可以向两边打开的,这两部分之间是通过导向杆和弹簧连接在一起的。它的工作原理是:

当上图中分断夹具的刀具(蓝色)部分在气缸的作用下,进行切割PCB工艺边的流程的时候,铜材分断小盒的两个可打开部分在弹簧的拉力作用下保持闭合状态;当刀具完成对PCB工艺边的切割分断以后,刀具在气缸的带动下恢复原位,同时出动微动开关分断夹具底部气缸开始工作:2个锥形顶针在气缸的作用下向上顶起,刚好与铜材分断小盒上的两个导向柱楔形切口接触,由于铜材分断小盒两端的可动部分是通过弹簧边接的,在挤压力的作用下,2挡板同时向外打开将TAB展平,动作结束后底部气缸恢复原位,锥形顶针同时复位,这时铜材小盒上的连接2个挡板的导向柱失去了顶针的挤压力,在弹簧的作用下恢复原位,完成对PCB的分断掰平工艺。

这样我们就解决了分断夹具同时实现了对PCB工艺边分断和TAB展平的问题。下一个要考虑的就是:如何使用整板测试夹具完成对分断掰平后的PCB的测试。

在该产品上PCB的测试点只有保证测试针都准确的扎在相应的测试点上才能准确的完成对产品的测试。

由于之前我们是整板测试,不存在对单拼产品的测试定位问题。但在MOTOROLA要求更改后线测试的工艺流程后,如果我们还希望对产品进行高效的连续性测试的话,就需要更改测试夹具的结构并设计制作新的工装,它既能在分断夹具上辅助产品的分断掰平,同时在测试夹具上又具有准确定位的作用。朝着这个思路方向,我们进行了系列试验。最终设计制作了分断小盒的另一半结构。

为了保证分断掰平后能够准确的对产品进行高效连续性FCT测试,我们使用电木材料制作了小盒。按照整板PCB的间隔尺寸,在电木小盒的相应位置镶嵌金属销子,结合在单拼产品金块测试点位置的开孔,来完成对测试时产品的定位处理。这样当我们使用电木小盒和铜材质小盒配合完成产品的分断掰平以后,就可以直接将盛放有分断掰平以后产品的电木小盒放入到测试夹具中,开始对产品进行最终的电性能测试。

经过一系列的试验分析,我们终于完成了上述从单纯的机械式分断夹具到电气一体化分断掰平测试一体化夹具的改进与完善。我们的设计思路得到了MOTOROLA公司得认可与好评,由于我厂是最先完成该项工艺流程改进的供应商,我们拿到了MOTOROLA产品BN系列的订单。由于该PCB分断、掰平、测试电气一体化夹具的使用,改变了公司原来的机械式、人员密集型的工作模式,原来2条线体6名操作员可以生产合格产品8000EA/班,现在只需要3名操作员就可以生产12000EA/班。该工装夹具的使用有效地降低了分断工位的劳动强度,显著地提高了生产线体的工作效率。

电力生产工艺篇2

行为导向教学法电子产品学习情境工作任务一、学习领域定位

《电子产品工艺与检验》课程是应用电子技术专业的专业核心课程之一。是一门实践要求很高的专业核心课程,也是学生获取电子产品装接工资格证的必修课程。本课程对人才培养的定位是:让学生全面实践了对电子产品装接与检验岗位所需的相关知识和技能,学以致用,强化了自主意识和创新意识,提升了学生的自信心和成就感,培养了学生的竞争意识与团队合作精神,通过本学习领域的学习,学生能获得一定的社会能力、方法能力和专业能力,为学生的可持续发展奠定了基础。

二、学习目标

通过本课程的教学,要求学生学会编制生产工艺文件,能够在工艺文件的指导下,完成识别及检测常用电子元器件,使用常用工具装配、焊接电子产品,按照工艺标准和要求完成电子产品整机调试工作;树立在生产过程中组织、协调、控制、监督电子产品的生产管理意识和责任安全、严格质量标准的生产意识。培养严谨务实的分析问题与解决问题能力。

1、专业能力

能识别常见元器件的种类,能用万用表对元器件进行正确测量,并评价其质量。能识读电路原理图和印制板图;能按要求将元器件引线加工成所需形状;能使用电烙铁手工焊接,并对焊接质量进行分析判断。

能编写产品总装的工艺流程、装配工艺文件和产品使用说明书;会进行总装的质量检查;能够进行整机调试。

2、方法能力

具有能借助网络、文件资料等学习方法获取新知识和技能的能力;具备自主学习能力和独立决策能力;具有规划与组织活动的能力;具有综合运用知识与技能分析、解决实际问题的能力。

3、社会能力

培养学生团队协作能力、沟通、联络、竞争和语言表达能力;培养良好的职业素质;具有一定的吃苦耐劳的精神和耐心细致、认真负责的工作作风。培养学生的创新意识、成本意识;主动参与和自我调整能力;自我评价和评价他人的能力。

三、学习内容

以能力培养为中心,以就业为导向,打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式,转变为将《电子产品工艺与检测》知识点以真正工作任务及其工作过程为依据整合到学习情境中,使学生在实际情境下学习,以完成典型工作任务全过程为目标,使学生掌握相关知识,教学做结合,理论与实践一体化,激发学习兴趣,培养职业能力。

学习情境的选取依据是以电子技术专业所对应的职业岗位群进行任务和职业能力分析,同时遵循中职学生的认知规律,充分考虑工作任务的实用性、典型性以及可操作性等因素。因此,将本学习领域分解为可调直流稳压电源、电子助听器、超外差式调幅收音机等三个由易至难、由简单到复杂的学习子领域, 每个学习情境内选取典型的工作任务,在教师指导下采用资讯——决策——计划——实施——检查——评价六步法组织教学,建立工作任务与知识、技能的联系,把教师的教学过程与学生的学习过程和企业的工作过程联系起来,使教学内容充分体现企业实际需要,让学生在任务实施中训练操作技能、团队合作和沟通技能、工作能力和方法能力,体验企业工作过程和氛围,构建知识。在教学过程中,教师起指导、咨询作用,让学生有充分的机会自行处理任务实施中出现的各种问题。

1、典型工作任务(职业行动领域)描述

《电子产品工艺与检测》是面向电子行业培养具有良好的职业道德、敬业精神和创新意识,具有较强的电子产品的装配、调试和检测能力。能从事电子产品的整机装配、调试;能编写简单的电子产品工艺文件。

2、工作与学习内容

(1)工作对象:可调直流稳压电源、电子助听器、超外差式调幅收音机。

(2)工具:项目任务书、项目计划书等资料、手工焊接用工具、常用电子仪器设备、各类电子产品组装套件等。

(3)工作方法:

按五个步骤来组织教学活动:

①资讯与调查。根据工作任务要求,制作出任务书。

②计划制定。确定具体的实施步骤;方案决策,制定出详细的实施方案。

③项目实施。根据具体任务进行元器件的筛选、整形,电子产品的装配、调试与检验。

④检查测试。提交工作过程中的各类文档和产品。

⑤项目评价,对实施过程中的各个环节进行评价和指导。

(4)工作要求

①能熟练进行元器件的筛选。

②能对元器件引线加工成形并插装。

③能对电子产品整机进行装配,并能熟练对整机进行调试。

④能编制简单的电子产品工艺文件。

⑤自觉保持安全作业及7S的工作要求。

四、学习情境设计说明

1、学习情境一:电子元器件的整形与插装

情境描述:以可调直流稳压电源为载体,学习电子元器件的筛选、整形和插装。

2、学习情境二:印制电路板的装配与焊接

情境描述:以电子助听器为载体,学习手工焊接和拆焊工艺,电子产品的装配工艺,电子产品工艺文件的编制。

3、学习情境三:电子产品总装和调试

情境描述:以超外差式调幅收音机为载体,学习电子产品的总装工艺以及电子产品整机调试、检验。

每个学习情境以实际项目为载体,按照电子产品装配与调试的实际工作过程来组织教学,最终达到使学生了解电子产品的装配和调试过程,能熟练进行电子产品的装配与调试,并能满足电子产品装配员、调试员和检验员职业标准的要求。

五、课程考核建议

为全面考核学生的学习情况,课程考核采用形成性考核方式,即课程的成绩侧重平时各个学习情境的过程成绩。课程集成组成部分及各项分数比例如下表所示。

电力生产工艺篇3

【关键词】铝电解电容器 胶塞 电子元器件

1 前言

铝电解电容器(以下简称电容器)作为电子线路的重要基础元件,是众多电子元器件中发展较快的元件,据电子元件行业协会预测,铝电解电容器凭借其优异的技术特性在未来的电容器市场中仍将牢牢占据30%以上的份额,并有可能进一步扩大其市场份额。

橡胶封口塞(以下简称胶塞)作为电容器结构中的重要密封材料,其密封和电绝缘性能与电容器的使用寿命密切相关[1]。本文从电容器对胶塞的性能要求入手,详细分析论述了不同配方体系对胶塞性能的影响,并设计了相对应的胶塞生产工艺路线。

2 试验部分

2、1 主要原材料

2、2 主要仪器与设备

3 结果与讨论

3、1 配方设计

3、1、1 电容器对胶塞的基本性能要求

铝电解电容器对胶塞的基本性能要求有四项,分别为密封性,绝缘性,耐热氧老化和耐溶剂性能,耐腐蚀性。

3、1、2 生胶的选择

电容器用胶塞最早使用的材质为天然橡胶,但由于其密封性差及不耐老化而被市场所淘汰。目前胶塞主要采用乙丙胶和丁基胶,表1列出了三种主要气体在胶塞中的扩散率[3]。从表中可见,相比于天然胶和乙丙胶,丁基胶具备最好的密封性,因此是长寿命电容器的首选密封材料。

3、1、3 胶塞硫化体系

常用的橡胶硫化体系有硫磺硫化、过氧化物硫化、树脂硫化及硫载体硫化。硫磺硫化体系易带入游离硫使电解液性能恶化,且该体系形成的多硫键耐热性最差;过氧化物硫化容易引起断链,故不采用;树脂硫化体系可形成C-C、-C-O-C单键,硫载体硫化可形成-C-C-、-S-、-S2-,这些键离解能较高,耐热性能好,压变小,因此在胶塞配方设计上可选择树脂和硫载体硫化体系。

3、1、4 硫化体系对比

3、1、4、1 基础试验配方

该试验为探讨树脂硫化体系及硫载体硫化体系对胶塞的性能影响,基础试验配方见表2。

3、1、4、2 不同硫化体系对硫化特性的影响

分别采用门尼粘度仪和无转子硫化仪测量不同配方胶料的门尼粘度和硫化曲线,测试数据见表3。由表中可见,树脂硫化体系胶料(1#配方)的门尼粘度及起始门尼高,最高最低转矩提高,焦烧时间及工艺正硫化时间长。说明该体系胶料的加工安全性能较好,硫化程度高。

3、2 工艺设计

3、2、1 胶塞成型工艺

胶塞成型工艺主要有注塑成型和真空模压成型,这两种成型工艺的特点是注塑成型节省原料,其毛边率约为10%,而真空成型为30-60%;注塑成型生产工序少,生产效率高,可日产800-900模,而真空成型只有250-300模;但同时,注塑成型的缺点也很明显,由于采用高温硫化,注塑成型的胶塞密度低,力学性能较差,而真空成型的胶塞采用低温、高压、长时间硫化,这有利于提高胶塞的架桥密度,进而提升胶塞的性能。

胶塞的真空模压成型工艺流程如下。

称重-混炼-预成型出片-真空模压成型(一次硫化)-二次硫化-冲切-清洗-包装入库

3、2、2 混炼工艺

混炼工艺的目的是将生胶、炭黑、填料,硫化剂及其助剂等分散均匀,通常使用密炼机混炼,配套开炼机出条,其基本工作原理是利用密炼机混炼室内两转子的相对回转对胶料产生极大的挤压和剪切力,使胶料温度上升,粘度降低,更有利于其它原料在生胶中的分散。

该工艺流程的要点是低温、长时间混炼,虽然提高混炼温度可提高生产效率,但由于混炼是整个胶塞生产工序的起点,其混炼均匀程度对之后各个工序及胶塞质量均有极大影响,因此不建议为提高生产效率而大幅提高混炼温度。

3、2、3 预成型工艺

预成型工艺的目的是获得长、宽、厚均适宜的胶片,便于后道硫化工艺的顺利实施,通常采用挤出机配套压延机以及冷却系统组成。

该工艺流程的要点是该工艺执行前后均要对胶片进行一段时间的停放,这是由于胶塞属高分子材料,其内部的高分子链段经历混炼和挤出的过程中均会产生一定程度的内应力,而适当时间的停放正是内应力自我消除的过程,这一点在进行预成型之后,硫化之前尤其重要。

3、2、4 硫化工艺

胶塞的硫化工艺分一次硫化和二次硫化两个阶段。一次硫化使胶塞成型,二次硫化进一步加深交联程度,改善胶塞的力学和压缩永久变形性能。

该工序的操作要点是合理分配一次硫化和二次硫化的硫化程度,在产品性能和生产效率上得到平衡。

3、2、5 冲切工艺

冲切即除边,是将除产品之外的多余部分去除,获得产品。胶塞冲切一般可分为干法冲切和湿法冲切:1)干法冲切,不需要介质,直接将成型胶片对孔平放于冲切机上冲切,其特点是模具使用寿命较短,产品易出现毛边、毛刺;2)湿法冲切,将成型胶片浸入介质中浸泡后的冲切,其特点是冲切环境中产生的微粒较少,胶丝、胶屑也很少。建议电容器用胶塞采用湿法冲切。

3、2、6 清洗工艺

清洗工艺的目的是去除胶塞生产过程中带入的微粒及各类离子,保证胶塞的绝缘性能。一般包括预清洗和精洗,预清洗:即通过震动,用水冲洗除去产品表面较大的胶屑及易掉的污染物;精洗:通过外力或产品自身的相互摩擦力去除产品表面的污染及微粒,精洗一般可分为三类:1、利用产品的相互摩擦力清洗;2、利用强力冲击清洗;3、利用超声波清洗。

4 结论

合理的胶塞配方及工艺设计是保证电容器性能的基本条件,选择丁基胶、树脂硫化体系及配套真空模压成型工艺可满足长寿命电容器对胶塞的使用性能要求。

参考文献

[1]王宁、铝电解电容器密封材料与电容器可靠性的关系[Z]、中国国防科技质量与可靠性高峰论坛、北京,2010:98-99、

[2]朱绪飞,贾红兵,文威,林霖、橡胶塞的老化和电容器的寿命[J]、电子元件与材料,2002,21(2):1-5、

[3]朱绪飞,刘霖,陈建平、电容器用橡胶制品及其发展趋势[J]、特种橡胶制品,2002,23(5):30-33、

电力生产工艺篇4

【关键词】电子元器件 制造成熟度 工艺成熟度

1 引言

风险与不确定性广泛存在于装备领域科研项目中,以“拖进度、涨经费”为主要特征的项目管理风险是世界各国在国防科研项目管理和装备采办过程中普遍存在的问题。为了降低国防科研项目管理和装备采办中的风险,美国国家宇航局(NASA)和国防部(DoD)在其科研项目管理和装备采办过程中引入技术成熟度(TRL)评价方法。在装备研制过程中,作为对技术风险的一种度量方法,技术成熟度评价已经获得了装备领域重大项目管理和采办的广泛接受,但是,技术成熟度作为一种衡量方式还存在一些应用上的局限性。TRL评价仅仅是从技术能力满足目标产品性能方面度量成熟度,只能度量技术风险的一个维度,而无法给出与技术风险有关的完整信息。

2 制造成熟度发展概述

技术成熟度评价方法在装备项目中的广泛应用,能够深入判断技术和设计满足目标需求的程度,在一定程度上满足了项目需求,降低了技术风险,但是,随着科研项目从理论设计转向实际生产时,由于对目前制造领域的技术条件没有系统的分析,由制造问题而引起的风险逐渐显现出来,而这是在实施技术成熟度时没有考虑在内的问题,为了弥补技术成熟度评价的局限性,也为了更全面地评估科研管理和项目采办过程中的风险,因此,制造成熟度(MRL)概念应运而生,目的是弥补技术成熟度在由技术向生产转化时,对技术转化能力的一种评估。

3 制造成熟度评价技术

3、1 制造成熟度等级划分

MRL是用来度量一项技术或工艺是否达到了向装备生产转化,或者确定一个装备研制项目是否达到了进入下一阶段的判断指标。自从开始研究制造成熟度以来,各研究机构已经了多个版本的制造成熟度等级手册、评价手册、等级指南草案等。通过长期的研究和实践,制造成熟度等级和评价不断完善,2010年,美国国防部制造成熟度手册将MRL分为10个等级。

3、2 影响制造成熟度的因素

在装备由设计转向生产制造时,制造风险将变得尤为重要,不成熟的制造工艺用于生产,将会导致成本上升、产品性能不稳定、可靠性不高和难以按期交付等问题。为了全面完整地识别由产品制造引起的风险,美国国防部制造成熟度评价方法中将涉及制造的风险因素划分为技术和工业基础、设计、成本和投资、材料成熟度、工艺能力和控制、质量管理、制造人员、设施和制造管理等9大制造风险因素,每个风险因素通常还包括若干个子因素,通过综合考虑9大制造风险因素及其子因素,形成了对应每一级的MRL评价准则,作为制造成熟度评价的依据。

4 电子元器件工艺成熟度评价研究

在我国,针对制造成熟度的研究还处于起步阶段,如何适应我国实际情况对制造成熟度进行描述、评估,迄今为止仍未能形成一套比较成熟的理论体系,也没有一个比较客观的评价标准对项目制造成熟度进行度量和评估,还有许多问题有待探索和实践。

电子元器件是一切电子信息系统和装备控制系统的基础,其性能和可靠性直接影响整机装备的功能,是装备发展的基础。制造成熟度评价方法将涉及上述九大因素,每个制造风险因素还包括若干个子因素,对于如何制定出科学、可行的制造成熟度评价准则,则是一项非常困难的工程。因此,本文将着重于研究探讨电子元器件工艺成熟度评价技术。

4、1 工艺成熟度等级划分

工艺成熟度(Process Readiness Level,PRL)将着重于评价产品从设计开发到最终产品实现的工艺能力水平高低的研究,工艺成熟度评价的对象是工艺,即产品制造工艺水平的高低。工艺成熟度评价着重于产品的可制造性,产品能不能批量生产,产品质量和成本能不能达到目标要求,最终能不能投入市场满足客户需要等。

工艺成熟度等级是度量工艺成熟度的一种量化的表示方法。工艺成熟度和技术成熟度是相互关联的,两者都是识别相关风险的。标准技术不成熟和设计不稳定都将影响产品制造工艺,如果产品技术不成熟或设计不稳定的话,工艺成熟度就无从谈起。因此,在每一个工艺成熟度等级定义中都包含了相应的技术成熟度等级,也就是说当工艺成熟状态达到某一等级时,其技术成熟状态必须达到相应的技术成熟度等级,其定义如下:

PRL 1:工艺基本原理被发现;

PRL 2:制造工艺概念得到确认;

PRL 3:工艺方案被确认,工艺方案的可行性得到验证;

PRL 4:具备生产出原理样件的能力,该原理样件通过了试验室环境的验证;

PRL 5:具备生产出样件的能力,该样件安装到分系统级样机,并通过了模拟使用环境的验证;

PRL 6:具备生产试生产件的能力,该试生产件安装到系统级装备中,并通过了典型使用环境的验证;

PRL 7:具备小批量生产的能力,生产线能力得到验证;

PRL 8:生产线可接受的量产和可生产性水平得到验证;

PRL 9:全速率生产能力得到验证。

4、2 工艺成熟度等级详细定义

工艺成熟度等级仅给出了一个粗略的等级划分标准,还需要针对工艺成熟度每一级定义制定一套具体的评价准则,评价准则在工艺成熟度评价过程中,起到提示的作用,启发专家从哪些方面考虑问题,从哪些方面来评价工艺成熟度,但又不局限于这些问题。一般来说,工艺成熟度等级的第1,2的技术不足以定义一个制造过程,因此,从3开始,其评价准则如下:

PRL 3:工艺方案被确认,工艺方案的可行性得到验证。

PRL 3等级是对产品生产工艺路线的制定,并且制造工艺在实验室环境下得到验证,并评估关键部件的当前工艺方案的可生产性;

PRL 4:具备生产出原理样件的能力,该原理样件通过了试验室环境的验证。

当工艺成熟度达到4级时,技术成熟度应该达到相应的等级之上。此时,应该已经具备生产样件的原材料;关键工艺得到确认并在实验室环境下得到评估;解决可生产性不足的风险降低措施得到确认;

PRL 5:具备生产出样件的能力,该样件安装到分系统级样机,并通过了模拟使用环境的验证。

当工艺成熟度达到5级时,表明产品已经进入工艺开发阶段。此时,材料消耗定额已经确定,对工艺装备、试验和检测设备的选择及鉴定原则和方案的制定已经完成,但过程能力不足,产品成品率低。

PRL 6:具备生产试生产件的能力,该试生产件安装到系统级装备中,并通过了典型使用环境的验证。

当工艺成熟度达到6级时,生产所需的原材料性能、数量、进度满足生产要求,对产品特点、结构、特性要求进行了工艺分析及说明,对关键件、重要件、关键工序的识别,以及质量控制点的合理设置,特殊过程工艺试验和检测项目的正确性,过程能力满足要求,产品成品率处于一般水平。

PRL 7:具备小批量生产的能力,生产线能力得到验证。

当工艺成熟度达到7级时,产品初始质量水平得到验证,具备小批量试生产能力,工装、检测和测试设备在生产环境下得到验证,工艺流程得到验证,过程能力充分,具备工序控制点精度保证及质量稳定性控制的能力,产品成品率处于行业较高水平,表征产品工艺水平的关键指标处于行业中等水平,所有设计要求得到了满足。

PRL 8:生产线可接受的量产和可生产性水平得到验证。

当工艺成熟度达到8级时,产品生产过程能力非常充分,产品成品率处于行业高水平,表征产品工艺水平的关键指标处于行业较高水平,设计稳定,很少或者没有设计变更,制造工艺充分得到理解而且控制在相应的质量水平,生产线达到要求的稳定水平。

PRL 9:全速率生产能力得到验证。

工艺成熟度达到9级时,产品生产过程能力绝对充分,产品成品率处于行业最高水平,表征产品工艺水平的关键指标处于行业最高水平,生产线运行达到要求的质量水平之上,稳定的生产。

4、3 关键工艺特性确定

工艺成熟度评价准则仅给出了一个宽泛的评价指标,而最终能够指导评定专家展开工艺成熟度评价工作的是根据这个评价准则,以具体产品为评定对象,通过识别产品的关键工艺,制定关键工艺特性判定细则,最后根据该关键工艺判定细则进行工艺成熟度评价工作。

所谓的关键工艺特性是指在特定的工艺方案中存在影响产品功能性能的不稳定制造工艺、制造过程控制的不确定性及生产过程不可检验项目等决定该工艺方案的关键工艺参数的总和称为关键工艺特性。

4、4 评价实施

工艺成熟度评价过程的实施主要包括两个阶段:

4、4、1 识别关键工艺特性

这一阶段主要是项目负责人根据产品使用环境和功能确定基本工艺特性清单,然后被评定方根据产品工艺流程及工艺特点提供初始关键工艺特性清单,向评定专家组提供被评价项目的关键工艺特性初始清单,评定专家组针对基本工艺特性清单和关键工艺特性初始清单进行评审并确定最终关键工艺特性清单。然后,被评定方根据最终确定的关键工艺特性制定关键工艺评价细则,提交评定专家组进行评审、修订并补充形成最终评价细则。评审专家组最终根据确定的关键工艺成熟度评价细则进行评审工作。

4、4、2 评价关键工艺的成熟度

评定专家组按照工艺成熟度评价准则和关键工艺评价细则逐级、逐项评价每一项关键工艺的情况,深入了解该工艺研究与应用情况,分析工艺原理的掌握程度,掌握工艺攻关的完成情况,搞清亟需突破的技术瓶颈,并按工艺成熟度评价细则,评定其工艺成熟度等级。评价的依据是工艺成熟度评价准则、关键工艺成熟度评价细则和相关关键工艺的基本数据。该阶段主要包括关键工艺成熟度评价、关键工艺成熟度评价结果协调和完成工艺成熟度评价报告等工作。

5 装备研制阶段对电子元器件选用要求建议

电子元器件的质量、性能与可靠性是整机装备成败的关键因素之一。据有关资料统计,某航天产品在初样研制阶段发生的32项重大质量问题中,15项是由电子元器件质量问题引起的,特别是在装备总装测试过程中发现的13个重大质量问题中,有高达8项是由电子元器件引起的,电子元器件在整机装备研制生产过程中存在的问题,必须引起高度重视。电子元器件工艺成熟度等级定义贯穿于装备研制的整个阶段,因此,应在立项论证阶段、方案阶段、初样阶段、试样阶段和整机定型阶段的各个阶段过渡前进行电子元器件工艺成熟度评价工作,并将其作为立项论证、转阶段评审的重要依据之一。如图1所示,立项论证阶段时的工艺成熟度应至少达到三级,方案阶段转初样阶段工艺成熟度应达到五级,试样阶段工艺成熟度应达到六级,整机定型阶段电子元器件的工艺成熟度等级应至少达到七级。

6 结束语

对电子元器件工艺成熟度的评估,可对军用电子元器件承制单位的工艺水平做出评估,从而为装备用电子元器件的选用提供依据。通过对产品工艺成熟度的评价,可以有效地识别电子元器件制造工艺过程中存在的各种风险、及时了解产品工艺的行业水平,有利于企业找出工艺控制能力方面的薄弱环节及对工艺投资的决策,并且可以借鉴同行业的经验及各评定专家的意见,改进和提升本单位的工艺水平。

参考文献

[1]OSD manufacturing technology program in collaboration with the joint service/industry MRL working group[R]、Manufacturing Readiness Level Deskbook,2010、

[2]马宽,王声,刘瑜,周少鹏、制造成熟度及其在我国航天的应用研究[J]、航天器工程,2014,23(02),132-137、

[3]高原,高彬彬,董雅萍、制造成熟度管理方法研究[J]、制造技术与机床,2012(03):30-36、

[4]余斌、航天电子元器件质量保证体系研究[D]、国防科技大学硕士毕业论文,2009、

电力生产工艺篇5

关键词:电火花线切割;实训教学;基础知识面;创新思维

中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1005-5312(2013)21-0240-01

一、目前电火花线切割实训教学存在的问题

(一)工艺方法和工艺分析的教学欠缺

在电火花线切割的加工中,工艺方法是决定产品质量的重要因素之一。由于重设计、轻工艺的观念一直存在于中国的制造业,导致了技工学校教学也出现了重设计轻工艺的现象:在教学中对工艺方法的讲解不到位、对工艺分析不透彻等。学生只要把零件加工方法设计出来并加工完毕,就算完成实训任务了。至于做出的产品是否精致、是否美观就另当别论了,常常是形像而实不像。这样的教学方法对学生的工程素质和综合素质的培养与提高都是不利的。

(二)对学生创新思维和创新能力的正确引导不到位

中技生常常有一些非常好的创意,但对后期的加工工艺考虑不全,制造出来的作品与设计要求相差甚远,又由于缺乏相关工艺知识,不能进行技术改造,好的创意便夭折了。

(三)基本知识的认识模糊

在实训教学过程中,笔者发现很多学生缺乏相关基础知识。例如:有关电火花线切割中的电参数术语很多,而学生能记得的却很少。实训中的电极丝的材质是什么的?目前数控电火花线切割的电极丝规格最大或最小是多少?零件加工时的安全电流和工作电流是多大等。对于这些应掌握的基本知识,学生感觉都很模糊,那么就更谈不上学好用好了。

二、电火花线切割实训教学的改革对策

(一)加强工艺实训教学的内容

在电火花线切割实践教学内容上,很多老师的授课思路是:基本知识――程序编程――演示操作――学生实训――布置实训报告。如何让学生记住所学知识而且还有所拓展呢?笔者认为,上课时首先要给学生提出基本工艺要求,现场示范时要结合实际问题作详细地讲解。例如:学生对工艺孔定位的概念很模糊,那么要在演示操作时尽可能作全面介绍,要让学生知道起切点设定在坯料里面的工艺孔中和从坯料外面设置起切点的定位加工时就会出现材料的应力变形不同,起切点的定位设在外面的给工件的加工带来形变影响等。工艺内容的讲授不是老师讲完就算,还要积极引导学生自己动手制作。

(二)拓宽基础知识面的教学思路

电火花线切割加工原理与机加工的加工原理有着本质的不同,所以对基本知识的讲授,不能只停留在照本宣科的教学方法上,而要让学生知道它与机加工的本质区别在哪里。学生在初次接触电火花线切割的加工工艺时,会产生很强的好奇心。对此,可展示一些电火花线切割机加工出来的产品给学生看,满足他们的好奇心,调动起学习热情。然后再逐一讲解有关电火花线切割加工的基本原理和设备的基本结构,现场加以示范加工一个小零件,让学生清楚它的加工原理与机加工原理的不同之处,从而更清楚地理解其基本原理和基本工艺特点,知道相关工艺在生产中的运用规律。同时还要进行现场讲解,让学生了解电火花线切割机为什么分为快走丝、慢走丝,它们各自有什么特点?再以这种加工方法为例,向他们介绍相关加工工艺。例如:电火花成型加工、电火花高速打孔等。让学生亲眼看到电加工可以加工那一类零件,为什么要分那么多不同形式的加工设备;知道那种加工所具有的经济价值以及它们在国内的发展趋势,了解国外电加工的发展动态等。基础知识面的拓宽开拓了学生的眼界、了解了加工工艺在制造业中的位置,对新技术、新工艺、工艺发展史产生了很大的兴趣,学习收获也就更大了。

(三)培养学生的创新思维和创新能力

电火花线切割实训,为培养学生的创新思维和创新能力提供了良好的平台。学习的过程中,老师要帮助和启发他们关注发展和学习发展中的知识点,从中悟出创造的真谛。例如:我校实训用的是DK77系列快走丝电火花线切割机床,其过滤系统在加工中存在着循环过滤不够干净、放电不稳定等问题。对加工过程中放电通道的通畅和放电平稳很不利,加工效益低,质量不稳定。对此,当做实训时可引导学生通过改进过滤系统,提高加工效益。这样的引导和启发是很有效的,学生在参观一大型企业时看见数控铣床的过滤系统就联想到对电火花线切割机床的过滤系统的改进,并提出了初步的改进方案。可见,培养学生的独立思考问题的能力和开启他们的潜能是很有必要的。

电火花线切割的实训教学,为学生了解和掌握电火花线切割的加工原理、加工工艺及创新思维和创新能力的培养提供了很好的机会,为学生的专业课程学习建立了感性平台,同时也为他们今后的就业提供一技之长。

电力生产工艺篇6

电子类职高学生主要工作方向是在生产第一线从事电子产品的生产加工和电子设备安装、调试、维修、产品的销售服务、工艺编制与技术改造等工作,为了学生能适应这种岗位的需求,我们应该加强学生的基本技能训练,使学生具备扎实熟练的基本功。掌握读图识图能力,安装焊接能力,测量调试能力,查找资料能力,设计制作能力。了解岗位标准,学会总结分析,书写报告。只有这样才能达到将来实际工作的要求。

(一)读图、识图的能力。只有读懂电路原理图,才能了解工作原理,去生产、去加工、去分析、去检测、去维修维护实际电路。能不能识读电路图直接影响学生应用实际电路的能力,甚至影响到学生走上工作岗位后专业技术的提高。那么如何才能提高学生的读图能力呢?这需要在多方面的培养。首先,在理论授课过程中,如模拟电路、数字电路等课程里除了要讲解一些典型原理电路外,还应讲解一些实际应用电路,使学生能积累一定数量的典型器件应用电路的知识。其次,在实验实习过程中,要求学生对每个单元电路要看懂电路图,再制作实物。将原理电路图和实际硬件电路对应起来识读,在测量中明确测量的参数在原理图中的含义,提高理解分析能力。在对整体电路的学习中,着力理解整个电路是由哪几部分典型电路构成的,各部分电路在整个系统中的功能是什么,电源的供给方式,电路之间的信号的传输处理过程是怎样的。从而使学生掌握一些识读实际原理电路和具体硬件电路的方法。最后,把识图技能作为一个专题来进行讨论,要利用专门的时间来讲解电路图的识读方法,综合训练学生的读图能力。

(二)元器件的测量能力。职高学生的基础较弱,习性好动,细心和耐心都需要培养。而电子产品的制作过程中是不允许有丝毫的偏差,否则实验必然失败。在具体焊接前正确的识别元件,判断管脚,处理元件都不是可以忽略的细节,否则只能返工检修。通常制作电子产品的电阻,电容,二极管,三极管,集成电路以及一些特种元件都需要能够正确的识别和判断。来确认其参数、管脚和安装位置。经常有学生在照样焊接时做得不错,可一离开样子,却错误百出。这就是不能正确识别造成的问题。在对元件的测量和判断教学中,一定要反复强调测量的重要性和元件的测量判断标准。通过测试的方法让每个学生都能确实掌握元件测量的基本功。

(三)安装焊接的能力。各种类型的电子产品都必须通过焊接工序。安装焊接是每个学生必须具备的基本技能。要让学生掌握良好的焊接安装技能,就必须具备一定的焊接工艺知识。能了解良好焊点的形成机理,知道焊接过程中所用到的主要材料,常用工艺方法、工艺参数。初步掌握通孔插装焊接技术,表面安装焊接技术,拆焊技术集成电路焊接技术等。了解虚焊,假焊对产品的影响及判断虚焊,假焊的方法。通过测试实际考核学生对焊接技术的掌握程度,要求人人达到合格的水平,此外还应专门进行焊接安装工艺实训课题教学,从理论上和实践上去指导学生掌握焊接安装技能。

(四)测量调试检修能力。作为生产一线的电子工程技术人员必须掌握测量基本技能。要求学生能正确选用测量仪器和测量方法去检测具体电路参数,并能根据要求进行相应的调整。首先,在课程基础实验中,应使学生掌握常用电子测量仪器的使用方法,典型电路参数的测试调整方法;其次,要加强综合实验、实训等实践性环节,可以给定实际电路原理图和具体元器件,让学生自己去搭接电路、选用仪器、测试和调整电路参数。也可以给定一正常或有故障的实际硬件电路让学生去测试调整电路参数或去排除故障,以提高学生的实际应用能力。测量能力的培养要贯穿于整个实验、实训过程中。

(五)印刷电路板的设计和制作能力。初步掌握电子线路及印制电路板的设计制作,是职高学生职业能力和今后专业上发展的一个要了解的重要方面。虽然各种成熟的电子电路数不胜数,但在实际工作生活中,经常会遇到这样的问题,要实现某种功能应选用哪种电路更好?某种电路在实际使用中存在一定的缺陷如何改进?这就要求我们的学生能根据出现的问题及技术性能要求,查询、收集相关资料,运用所学的理论和实践知识,分析研究类似电路性能并进行改进,通过组装调试等实践活动,设计制作出性能指标达到相应要求的电路。在实习初期我们用多孔的万用电路板来制作电路,并不需要讨论印刷电路板,只是在后期学生有一定的基础后,讲解印刷电路板的有关知识,给学生介绍印刷电路板的设计方法和制作工序,让学生动手亲自做一块电路板,感受制作的全部过程。

(六)查阅资料选择分析能力。学生走上工作岗位后,要想做好自己的工作,要想有所发展,必须要有获取新知识的能力。科学技术的发展日新月异,在实际学习工作过程中,有很多是我们所不熟悉的、陌生的新内容。这就要求我们的学生要具有继续学习的能力,要学会查阅各种资料并为我所用。教会学生查阅晶体管手册,集成电路手册,学会使用网络来寻找需要的资料。我们在理论教学和实践教学中要注重培养学生的自学能力。从开始布置思考题,提供参考书,过渡到只布置思考题,不提供参考书,到最后学生自己发现问题,自己去想办法解决问题,来逐步提高学生的查阅、获取新知识的能力。

二、整合实践过程,培养工程能力

我校开设的电子专业课有自己的教学目标和教学实施办法,都应有相应的理论要求和技能要求。理论教学和实践教学是由同一位教师来完成,按需要分时进行教学,理论教学为实际应用服务,实践教学应紧密地和实际应用相联系,实践教学即能为验证理论教学服务又能培养学生的动手能力。实际应用电路是一个综合的系统的电路,用到专业课程各章节的知识。因此,在实践教学的安排上,要考虑到各专业知识间的横向联系和各个实践教学环节间的相互配合,对各个实践教学环节进行整合,全盘优化考虑。实践性教学环节可分为三个层次进行。

(一)基础训练。主要通过课程实验、电子工艺实训,训练学生识别选用元器件、使用常用电子仪器、测试简单电路、掌握焊接装配工艺等技能。课程实验,目的是培养学生测试电子电路和使用电子仪器的能力。通过对电子元器件的识别、性能测试和对各种电路性能指标测量,巩固学生所学电子技术理论知识,学会正确使用仪器和科学地测量电路方法。为后续实训环节打下基础。电子工艺实训,目的是训练学生基本操作技能和操作规范,通过元器件检测、筛选、焊接装配、制作印制电路板、电路调试、故障排除等环节,系统地进行生产一线实践工作的训练。既学会生产一线所需基本技能,又培养良好职业习惯和职业道德,为学生将来适应工作岗位打下基础。

(二)模块训练。就是对某一单元电路进行专项实训,目的是提高学生的实践动手能力,使学生能掌握一些专项技能,积累一些实际电路知识和工程知识。通过以模拟电路、数字电路、单片机电路等为主的实际应用电路的设计、制作安装、检测与调试,分阶段来训练学生的基本技能,并为后面的综合训练做好铺垫。使学生切实学会“识图、设计制作、焊接安装、测量、上岗、查资料、写文档”,为今后从事生产,实践应用工作打下基础。

(三)综合训练。在模块训练的基础上,将模块电路综合成某种系统电路,即将模拟电路、数字电路、计算机电路等结合起来,能根据所需实现功能,充分应用通用的单元电路改造和设计相应原理电路及印制电路板,并进行制作安装、综合调测。目的是训练学生综合运用知识的能力。在这个阶段我们主要带学生进行了晶体管收音机的安装调试,电视机的调试检修,单片机控制楼道门禁系统的原理介绍等系统电路的训练。通过查阅资料、选择方案、设计电路、制作电路板、安装调试、撰写报告等环节,系统地进行电子电路工程实践训练,从而进一步提高学生分析问题、解决问题的工程应用能力和创新能力,为今后有效地应用电子技术打下基础。

(四)顶岗操作。作为生产一线的工作人员和工程管理人员应当掌握生产工艺管理的主要工作内容。要求学生了解生产工艺管理体系的任务及工作程序,知道主要工作方案、工艺规程的编制方法,工艺过程的控制方法,工艺管理基础的实施方法等。初步掌握常用工艺文件编制的思路、要点和方法。应专门开设生产工艺的理论课程,来讲述生产工艺管理和生产工艺技术的有关知识。并进行生产工艺实际训练,来模拟工厂电子产品的生产过程。采用流水线方式组织生产,组装、调试、检验严格按工艺文件的要求进行。控制好各个工序管理的环节来保证产品的质量。在这个阶段根据学校的安排我们带学生到工厂进行参观学习,进行顶岗操作。亲自体会工厂生产的全过程和工作要求。

(五)书写文档。学生将来作为生产第一线的工作和技术管理人员要想有所发展,必须要有良好的文字表达能力。我们在理论教学和实践教学中,要使学生掌握各种报告、文件、论文编写的格式和主要内容,要注重培养学生的写作能力,对学生写的总结报告、实验报告、课程设计报告、各种测试报告、工艺管理文件、毕业技能鉴定等要严格要求。并要加强锻炼,切实提高学生的写作能力。

三、实施质量监控,全面提高学生综合素质

在电子工艺实训、电子产品制作实训中,要仿照企业控制产品质量的方法,建立健全每道工序质量的控制办法,措施到位、责任到人。严格按企业所要求的质量观念去要求学生,让每位学生都能学会产品检验的标准,让标准细化可操作,参照企业的管理模式去管理学生。加强自检、互检、专职检,层层把关,帮助学生建立质量第一、文明生产、安全生产、遵守劳动纪律的观念。从多个方面、逐个项目去考核学生的实训成绩,而不能只重视结果。使每个学生都能学有所获,真正体会到控制实训过程的重要性和必要性。

四、加强学习,不断创新,紧跟时展

电力生产工艺篇7

关键词:电机;制造工艺

中图分类号:C35文献标识码: A

一、电机制造工艺的简述

电机制造工业为电力工业提供发电设备,又为其他各种工业、交通运输业和农业提供动力机械。因此,电机制造工业的发展程度已成为衡量一个国家工业技术水平的重要标志之一。电机制造过程可以概括分为两个阶段:第一阶段是各种零件的加工;第二阶段是将若干零件装配成部件,并且进一步将若干零件和部件装配成电机。

实践证明,即使采用相同的产品图样,有着相同的规模和技术水平,各厂所制造的产品的质量也是有差别的。这是由于各厂所用的工艺方法不同造成的。因此,工艺是工厂活动的基础,是提高劳动生产率、节省能源和原材料、确保安全生产、发展生产、提高经济效益的重要手段。工艺是涉及工厂各部门都须密切配合的工作,只有将工艺工作做好,工厂才能走上健康发展的道路。因此,工厂要建立和健全工艺管理机构,充实工艺队伍,使工艺工作得到加强。这就充分说明电机制造工艺在电机制造工业中的重要性。

电机结构是制造工艺进行的依据,而制造工艺则是电机结构实现的条件。在设计电机结构时,除要满足运行性能要求外,还应考虑生产的经济效果,使其达到最大。电机是一种电力机械,其制造属于机械制造范畴。陈老师向我们介绍了电机制造工艺与一般机械制造工艺相比主要具有的五个特点:(1)工种多,工艺涉及面广(2)非标准设备和非标准工艺装备多(3)加工精度要求高(4)手工劳动量较大(5)贵重材料用量大。

电机的生产类型对制造工艺影响很大。按照一种电机年产量的多少,可分为单件生产、成批生产和大量生产三种类型。单件生产,年产量只有一台或几台。制造以后便不再重复生产,即使是再生产,也是不定期的。成批生产,年产量较大且成批地制造,每隔一定时间重复生产。按照产品结构的复杂程度和年产量的多少,成批生产又可分为小批量生产、中批量生产和大批量生产三种。大量生产,年产量很大,大多数生产地点经常用固定的工艺进行生产。

电机的各个部位的制造工艺包括电机零部件的机械加工、铁心的制造工艺、笼型转子的制造工艺、绕组的制造工艺、换向器与集电环的制造工艺、电机的装配工艺、大型电机与微特电机的工艺特点。

二、绕组绝缘材料的选择

绕组是电机的关键部位。电机的寿命和运行可靠性,主要取决于绕组的制造质量以及运行中的电磁作用、机械 振动和环境因素的影响。而绝缘材料与结构的选择、线圈制造过程中的绝缘缺陷和绝缘处理的质量是影响绕组制造质量的关键因素。因此,为了保证绕组的制造质量,必须正确地掌握线圈制造、线圈嵌装和绝缘处理的工艺要领、工艺参数和工艺诀窍。首先,电机绕组按其用途分,有电枢绕组和磁极绕组。电枢绕组根据结构和制造方法的不同,可分为软绕组(散嵌绕组)和硬绕组(成型绕组)两大类。磁极绕组安装在磁极铁心上,可分为绝缘圆导线绕制的及带状导线绕制的两种。 电机绕组用的导电金属主要是高纯度的铜和铝。为适应匝间绝缘的需要,绕组用的铜和铝大多制成表层有绝缘层的导线,称为电磁线。电磁线按其截面形状可分为圆线、扁线和带状导线。按其绝缘层的特点和用途,可分为漆包线、绕包线、特种电磁线等。电磁线在力学、电气学、热力学、化学等方面都有着极其特殊的性能,这里就不一一说明了。选择绝缘材料时,应该根据其耐热等级及分类、以及主要的性能慎重选择。一般情况下,电机绝缘结构和绝缘材料的选用原则有以下几点:尽可能降低绝缘材料及绝缘处理的成本;电机绝缘必须适应环境条件;绝缘材料的耐热等级应与电机各部位的实际温度相匹配;绝缘结构的整体工艺性要好;绝缘结构的相容性要好。正确的选用绝缘材料和绝缘结构,不但可以提高电机使用寿命,而且可以降低电机的制造成本。

三、常见绕组的绝缘结构

(一)低压电机绝缘结构包括匝间绝缘、槽绝缘(对地绝缘)、层间绝缘(双层绕组)、端部相间绝缘和引接线绝缘等。因为其额定电压不高,因而决定绝缘结构的主要因素是绝缘的耐热性能、力学性能和耐环境性能。低压电机常采用散嵌绕组和分爿嵌绕组。散嵌绕组以电磁线本身的绝缘作为匝间绝缘,如漆包线的漆膜、玻璃丝包线外包的玻璃丝或薄膜绕包线外包的薄膜等。它的槽绝缘是嵌线之前插入槽内的,通常采用薄膜复合绝缘材料,也有采用多层绝缘组成复合槽绝缘的。在双层绕组的槽内,存在异相的上下层线圈边,它们之间承受的是线电压,故层间绝缘的材料与槽绝缘相同。嵌绕组的匝间绝缘为双板玻璃丝包扁线之间的绝缘。它的槽绝缘、层间绝缘、垫条、槽楔等与散嵌绕组的要求大致相同。

(二)高压电机绕组的绝缘分为连续式和复合式两大类,其中复合式又分为全带式和套简式。高压电机主绝缘材料由基材、补强材料经胶粘剂粘合而成,绝缘材料一般采用耐电晕性能优良的云母材料。它的对地绝缘包括槽部绝缘和端部绝缘,且均是在线圈嵌装前包扎和绝缘处理成形的。槽部绝缘的选择应符合设计要求,端部绝缘以采用多胶粉云母带为宜。

(三)直流电机绝缘包括电枢绝缘和定子绝缘。直流电机电枢绕组分为散嵌绕组和成形绕组,按接线方式分,又有叠绕组、波绕组及各种形式的蛙式绕组。电枢绝缘结构主要包括电枢线圈绝缘、电枢端部绝缘和换向器绝缘。

(四)电枢线圈及槽部绝缘包括匝间绝缘、层间绝缘、对地绝缘、保护绝缘以及衬垫支撑绝缘。匝间绝缘一般采用导线本身的绝缘作匝间绝缘;层间绝缘的材料通常是DMD、NMN、NHN等复合材料或柔软云母板。对地绝缘常由玻璃漆布、柔软云母板、有机薄膜或薄膜与合成纤维纸、玻璃漆布等复合而成。保护绝缘一般有槽衬、槽顶垫条、槽底垫条等衬垫绝缘以及成型线圈外层的玻璃丝带等。

(五)电枢部端绝缘除线圈本身的绝缘外,还包括层间绝缘、绑扎无纬带或扎钢丝带绝缘以及支架绝缘。

(六)定子绕组绝缘包括主极绝缘、换向极绝缘、补偿绕组绝缘以及绕组连接线、引出线绝缘。主级绝缘和换向器绝缘都包括线圈绝缘和极身绝缘。对并、他励主极线圈,小型电机一般采用电磁线绕制;大、中型电机多数用双玻璃丝包扁线绕制;串励绕组和均衡绕组的线圈常用漆包圆线、扁线或双玻璃丝包扁线绕制,其层间、匝间不需要另加绝缘。极身绝缘常采用DMD、NMN、NHN或绝缘纸板等围包方式。

(七)换向极绝缘也包括线圈绝缘和极身绝缘,且与主极绝缘结构基本相同。它通常有裸线平绕或扁绕等形式,其中裸线平绕又有带匝间绝缘和无匝间绝缘之分。多层式绕组有直接绕在极身上的,也有套极式的。

四、 在电机制造工艺中的主要制造工序

(一) 对电机端盖的制造工艺

在电机生产中,端盖是连接转子与机座的重要结构零件之一,其不仅起着保护电机内部构造的巨大作用,还能够通过对端盖顶端所安放的滚动轴承,来进一步确定定子与转子之间的相互位置。因此,也可以说对端盖的制造在电机制造中占据着十分重要的地位。尤其是通过大量实践数据分析我们可以清楚的认识到,在实际电机端盖制造中,由于端盖壁较薄极易变形,因此对其使用装夹进行加工是十分困难的。同时,端盖又是定子与转子之间的重要联接件,主要是依靠止口和轴承室的精度配合,来实现对电机气隙准确性的保证,所以,在实际制造加工中应该要尽可能的减少以及避免,印装卸磨损而造成的精确度影响。目前,我国在端盖的实际制造中,其制造工艺流程仍较为简单,主要是通过车削与钻孔两项完成端盖的制造。

(二) 对电机机座的制造工艺

通过对电机的系统分析,我们能够清楚认识到,电机机座不仅是支撑与固定定子铁芯的重要零件,其也是轴承端盖式结构中与端盖相互配合,保护电机绕组与支持转子的重要零件。因此,电机机座制造水平,对整个电机的制造而言都有着十分重要的影响。而如若我们对电机机座进行详细分析,则可以看到,目前电机机座的结构类型较多,主要有:铸钢机座、铸铁机座、整体形机座和分离形机座等。但从电机机座的制造工艺角度来讲,则主要以:分离形钢板焊接机座、有底脚的整体形铸铁机座两种制造工艺,最具代表性。目前,在机座的制造中,通常以底脚平面定位和以止口定位两种加工方案。需要格外注意的是,在加工机座时,应当对各主要加工面的质量要求加以综合考虑,才能最终确定零件的装夹方式。如果装夹方式不正确,必然会对加工后零件的壁厚、止口与内圆的同轴度产生影响,引起不良的变形。

结束语:

综上所述,从各个方面加强对电机制造工艺的研究,有利于我国电机制造业的发展。不仅要对其出现的问题进行相应的完善,还要对其工艺进行不断的创新,保证电机的质量,提高其在人们生产和生活中的使用率,促进电机制造业的发展。

参考文献:

[1]李函霖,董娜、浅析电机的制造工艺[J]、科技与企业,2011,(08)、

电力生产工艺篇8

关键词:微电子实验室;集成电路设计;微电子工艺;实验教学;

作者简介:李建军(1980—),男,四川江油,博士,副教授,主要从事超大规模集成电路教学与科研工作

当前,全球微电子技术及产业飞速发展,22nm节点技术已量产,以微电子集成电路为核心的电子信息产业已成为全球第一大产业,而我国的微电子技术及产业同国外比还有较大的差距,集成电路设计和微电子工艺方面的人才比较匮乏。当前和今后一段时期是我国微电子产业发展的重要战略机遇期和攻坚期,2014年6月我国了《国家集成电路产业发展推进纲要》以加快推进我国集成电路产业发展,并明确指出“重点支持集成电路制造领域”[1]。因此,为适应该领域技术和产业的人才需求,亟须加强对微电子和集成电路相关专业本科生的工艺实验与工程实践能力的训练,培养其创新和实践能力。

高校实验室是培养创新和实践能力重要基地,也是开展教学、科研、生产实践三结合的重要场所[2-3],特别是对于实践性强的微电子学科,实验室在教学中发挥着举足轻重的作用。因此,建设专业的实验室并开展实践与创新相结合的实验教学,才能更多、更有效地培养满足社会急需的微电子技术人才[4]。

1微电子实验室建设指导思想

微电子实验室建设及人才的培养是以国家对微电子技术人才的需求为目的,以满足社会经济快速发展的需要。近10多年来是我国微电子和集成电路产业飞速发展时期,2000年和2011年国家先后出台了《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》、《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》,到2014年了《国家集成电路产业发展推进纲要》。在政策导向下,高校微电子专业实验的建设成就也十分显著。但是,我国的微电子技术及产业同国外比还有较大的差距,这其中缩小差距重要的一点是缩小微电子实验室技术的差距。因此,对于高校微电子专业实验室的建设发展还需进一步的改革创新[5-7]。

微电子实验室建设应以《国家中长期教育改革和发展规划纲要》为导则,明确国家教育改革战略目标和战略主题是优化知识结构,丰富社会实践,强化能力培养,要着力提高学生的学习能力、实践能力、创新能力[8]。

在实验室建设的措施实施上,一是贯彻实施《高等学校本科教学质量与教学改革工程》,进一步推动高校实验室建设和实验教学改革,促进优质教学资源共享,提升高等学校办学水平,加强学生动手能力、实践能力和创新能力的培养,全面提高教育质量;二是贯彻实施《卓越工程师教育培养计划》,面向微电子产业,按通用标准和行业标准强化培养学生的工程和创新能力[9-10]。

2微电子实验室建设

为适应国际半导体产业和我国电子信息产业的快速发展以及社会对微电子专业人才的大量需求,从2002年起我校就对微电子实验室进行了改造,并持续进行了升级换代建设,截止到目前共计投入了800余万元的建设经费。我校的微电子实验室建设主要包括2方面的内容,一是微电子设计实验室建设,二是微电子工艺实验室建设。目前,微电子实验室可满足每年500人的实验教学规模以及高水平实验项目的开设。学生在此完成集成电路芯片设计、制造的整个过程,并对制造的芯片进行测试和分析。

2、1微电子设计实验室建设

微电子设计实验室主要开展超大规模集成电路设计以及微电子器件仿真和工艺模拟的实验教学。教学目的是使学生掌握超大规模集成电路设计的基本原理和方法,初步掌握用于集成电路设计的电子设计自动化EDA(electronicdesignautomation)软件工具的使用,以及掌握用于半导体工艺流程模拟和微电子器件仿真的工艺计算机辅助设计TCAD(technologyputeraideddesign)软件工具的使用。我校共计投资300余万元用于微电子设计教学实验室建设,建立了配备40台SUNBlade工作站、面积100m2的专用教室,并专门建立了EDA、TCAD软件校内共享第二层交换网络,多个实验室可以同时使用授权EDA、TCAD软件。

微电子设计教学内容的建设包括以下内容:

一是开设VHDL(高速硬件描述语言)程序实验,要求学生编写逻辑电路的VHDL代码,对程序代码进行仿真综合。目的使学生掌握运用VHDL语言进行逻辑电路设计的技能。

二是开设FPGA(现场可编程门阵列)实验,要求学生将综合后的网表文件下载到FPGA器件中,对设计的电路进行硬件验证。目的是使学生掌握电子设计的FPGA物理实现方法,以及应用示波器等调试仪器对电路进行诊断排错的技巧。

三是开设ASICAPR(专用集成电路自动布局布线)版图设计实验,要求学生将通过硬件验证过的电路设计,借助半定制的ASIC设计EDA工具,结合代工厂提供的标准单元库,进行自动布局布线,得到所设计电路的物理版图。目的是使学生掌握电子设计的AISC实现方法。

四是开设工艺模拟和器件仿真实验,要求学生通过TCAD软件的学习熟悉集成电路制造工艺流程,并指定产生的器件结构,在满足制造设备的能力和精度下(即给定工艺参数范围内),让学生设计实验并加以仿真实现。

2、2微电子工艺实验室建设

微电子技术的发展是以集成电路制造技术工艺节点为标志,遵循摩尔定律,变化日新月异。虽然理想的工程教育要求教学最新最前沿的技术,但是不断升级换代,昂贵的实验设备费用是任何高校都负担不起的。况且,每一代集成电路制造技术的工艺流程都具有类似性,因此,单纯追求工艺先进性的实验教学是没有必要的。所以,结合实际教学资源情况,建设主流、典型工艺技术的工艺实验线,并开展理论联系实践的实验教学是微电子工艺实验室建设的重点。

我校先后投入500余万元建设微电子工艺教学实验室,建立了面积300m2的净化室,具有主流CMOS(互补金属氧化物半导体)工艺和具有代表性的双极工艺完整流程,最小工艺线宽为1μm。并且,由于工艺设备条件的限制,因地制宜地开发了铝栅CMOS工艺。这2类工艺实验课程的学时数都为40学时,学生根据专业方向选择具体工艺类型。

微电子工艺实验课程的目的是培养学生具有一定的工艺设计和分析能力,并通过实践掌握集成电路制造工艺流程。

首先,通过TCAD软件的学习熟悉集成电路制造工艺流程,按指定器件结构设计实验并加以仿真实现。并且,TCAD软件是基于物理的器件仿真,不仅能够得到最终的电学特性,还可以了解器件工作时内部物理机制,能够直观分析器件内部能带、电场、电流以及载流子等的分布和变化,有助于学生分析工艺参数的变化对器件物理特性影响,从而最终导致电学参数的改变,从而有利于学生深入理解工艺原理与器件机理的联系。

然后,根据设计的器件尺寸参数,采用L-edit图形编辑器进行器件版图设计,并且选用已设计的器件单元来设计简单的集成电路,如倒向器、或非门、与非门等电路。最后是进行工艺实验实践环节,采用设计的版图制作掩膜版。微电子工艺实验课程的工程化能力要求也主要体现在这一环节,一方面是工程化的理念,另一方面就是相应的实践能力。在这一过程既要培养实际操作能力,更要培养分析问题、解决问题的能力,分析工艺过程中的原因以及造成芯片测试参数与设计参数差别的原因。

2、3实验教学资源建设

2、3、1实验教材编写

微电子设计实验开设的难点之一是实验步骤繁多,学生操作起来较为困难。其原因是国内外缺乏针对本科学生的实验指导书,而EDA工具厂商提供的操作指南过于繁琐,本科学生难以掌握。为配合上述实验的开展,课程组组织相关有实际ASIC设计经验的教师编写了《VLSI自动布局布线(APR)设计实验指导书》实验教材,从操作原理、操作步骤、数据管理、报告撰写等方面对学生进行指导,力求做到学生通过阅读实验教材就能按图索骥,自行完成实验流程。因此在教材的编写上,不厌其详,采用了大量的EDA工具实际操作的截面图,力争反映出每一个操作细节。

对于微电子工艺实验,由于实验内容根据学校实验工艺线实际条件开设,实验内容一是要具有代表性,二是要根据实际情况建立工艺流程。因此,也没有现成的教材或实验指导书可供选择。课程组组织具有丰富工艺实践经验的教师,根据实验室设备条件编写了对应的、适用的《微电子器件设计与制造综合性实验指导书》实验教材。

2、3、2多媒体资料制作

教学信息载体的多样化,包括文字、图片、音频、视频、网络等载体,这是现代教学发展的必然趋势。实验教学多媒体资料可以充分调动教学要素,激发学生的学习兴趣,融教与学为一体[11-12]。

为了让学生对集成电路设计和微电子制造工艺有直观的认识。课程组结合实际的实验实践教学过程,制作了全程相关单项工艺原理、流程及设备操作视频演示多媒体资料。多媒体资料将动画、声音、图形、图像、文字、视频等进行合理的处理,做到图文声像并茂。由于微电子实验课程是与实际联系很紧密的课程,形象化教学素材十分丰富,能激发学生的学习兴趣,对提高教学效果、教学质量非常有益。同时制作器件、集成电路电路的设计、仿真视频演示多媒体资料,让学生能快速熟悉设计软件并理解设计方法。在熟悉微电子器件基本理论和集成电路制造工艺的基础上,掌握器件和集成电路的设计方法,最后通过实验操作制作芯片并测试。

3微电子实验室建设成效

充分发挥了以学生为主的教学形式,完成从设计到实验制作再到测试验证整个过程。每个学生都设计了各自结构的器件,因此在器件制作过程中,每个学生就会切实关注每步工艺对器件性能的影响,在实际工艺过程中的操作锻炼了动手能力,在实践过程中了解哪些工艺因素可能对器件造成影响。微电子实验教学将理论与实践结合、创新与实践结合,培养了学生分析问题、解决问题的能力。

微电子实验采用理论联系实际的方式在国内首次实现了“微电子工艺原理”课程的完整实验教学,并因此而获得2004年四川省教学成果二等奖。此外,我校“电子科学与技术”在2012年全国学科评估中排名全国第一,其中微电子实验教学是本学科本科教学的重要组成部分。

我校微电子实验室除了满足每年本校500人的实验教学外,还向其他高校或二级学院开设微电子实验课程,如西南交通大学和电子科技大学成都学院,起到了教学资源共享,以及辐射带动作用。