Categories:

Получение корпусов из разверток

Электронные устройства лучше всего помещать в металлические корпуса, это хорошо с точки зрения устранения электромагнитных помех, кроме того, если такой корпус присоединен к шине Земли (GND), или Общей шине, электронной схемы вашего устройства, то это принципиально снижает уровень помех и взаимных наводок в схеме электронного устройства. При самостоятельном изготовлении электронных устройств, металлический корпус устройства лучше всего делать из жести, особенно хорошо подходит т.н. Белая Жесть, из которой делают консервные банки. Белая жесть, название такое, потому что она имеет белый цвет, который получен от того, что стальной лист толщиной примерно 0,3 мм облужен оловом. Делать корпуса электронных устройств из жести консервных банок, это конечно, классическая партизанщина, зато это самый доступный вариант получения достаточно качественного  и легко обрабатываемого материала для изготовления металлических корпусов самодельных электронных устройств.

При желании, можно пустить на корпуса ваших устройств оцинкованные ведра и ванны, кастрюли и чайники из нержавеющей стали, даже корпуса старых автомобилей, но там толстый металл, с которым сложно работать, и даже если что и получится, то устройства получаются тяжелыми и настолько прочными, что их можно будет использовать уже по какому-то другому хозяйственному назначению, или вообще идти с ними на войну или в космос запускать, но это другая специфика, мы её пока обойдём.

Для того чтобы сделать объемный корпус электронного устройства, надо, вначале, получить т.н. “развертку”, путем сгибания отдельных частей которой и будет получен корпус.

Развертки проектируются в программе 3D-проектирования, типа SolidWorks, Autodesk Inventor и т.д., не пытайтесь проектировать развертки в программах 2D-проектирования типа AutoCAD, это связано с тем, что любой материал имеет определенную, вполне конкретную, толщину и её надо учитывать автоматически на уровне проекта, и достаточно точно, а не держать в уме, как профессиональный высококвалифицированный конструктор с многолетним опытом работы с данным конкретным материалом, и программа должна иметь возможность проводить именно объемное проектирование, в котором толщина материала развертки учитывается как штатный размер и может произвольно устанавливаться пользователем, исходя из его конкретной практической ситуации, на основе неких практических результатов. Толщину материала учитывают только программы 3D-проектирования, а программы 2D-проектирования, это просто рисовалки, в которых вместо бумаги используется дисплей компьютера, конечно, в современных условиях и к AutoCAD можно прикрутить модуль 3D-проектирования, но это будет иметь смысл только для опытных пользователей AutoCAD, которым лень переучиваться и хочется использовать имеющийся профессиональный опыт, а если вы только начинаете осваивать программы САПР, то лучше сразу начинать с программы 3D-проектирования – затраты времени на освоение программы будут те же, но эти программы, по сути своей, изначально, имеют больше возможностей.

Смысл необходимости 3D-проектирования разверток в том, что, например, если в справочнике стоит толщина жести, скажем, 0,3 мм, то это вовсе не означает, что и на практике она точно 0,3 мм, а может быть, например 0,3125 мм или 0,295 мм, и на развертках может получиться некая накопленная погрешность уже в миллиметры, что становится существенно, когда вам придется совмещать отверстия или разные корпуса, а зачем вам нужен такой реализм, когда деталь, полученная из развертки, на практике, получает некое расхождение с проектом, которое потом придется компенсировать напильником, молотком, зубилом и возможно кувалдой, и, чтобы не было этих недоразумений, и все было как можно ближе к идеалу, к тому, что в проекте на компьютере, вы можете, сделать пробную развертку, по этой пробной развертке сделать деталь, оценить и записать накопленную погрешность, а потом уже, на основании этого, вычислить точное практическое значение толщины жести, скажем до 0,001 мм, и внести его в программу проектирования развертки, а для компьютера, учитывать все эти микроны – штатная вычислительная нагрузка, в отличие от человека, который старается все числа округлять.

Что касается проектирования развертки корпуса без использования компьютера, то это либо интеллектуальный мазохизм без всякого практического результата, либо требует знаний и навыков на уровне дизайнера и раскройщика одежды, хотя, при определенном трудовом героизме у вас может получиться нечто, что своим видом будет вызывать сожаление и иллюстрировать такое слово как Паритзанщина. Кстати, когда научитесь делать качественные развертки, имейте в виду, что вы можете абсолютно так же делать и развертку для одежды, это называется “раскрой материала”, по которой вполне можете сделать элементы одежды, или вообще всю одежду так как вам нравится и из тех материалов которые вам нравятся.

После получения распечатки развертки, она просто наклеивается на лист жести и там, по распечатке делаются вырезы, отверстия и сгибы, но там есть один нюанс – толщина материала жести, её надо учитывать и обращать внимание на то с какой стороны приклеивается распечатка развертки и в какую сторону будут производиться сгибы. В общем, обычно, лучше исходить из того, что материал развертки будет сгибаться в ту сторону, на которую приклеена бумажная распечатка развертки. 

При изготовлении развертки есть ещё одна тонкость: перед тем как делать разрезы на листе жести, на краях этих разрезов, в глубине площади листа жести, надо сделать отверстия диаметром примерно 1 мм с целью удаления материала – дело в том, что при сгибании листа в этих местах будут собираться излишки материала развертки, которые будут мешать делать сгиб, и эти излишки надо удалить заранее, до нанесения разрезов, потому что после того как разрез сделан, попытка нанести отверстие на его краю, будет уводить сверло в сторону разреза. Эти отверстия ценны ещё и тем, что они точно укажут край разреза по листу жести.

Во всем этом деле самая вредная мысль, что если что-то чуть-чуть не получится, то уж на жестянке можно легко и быстро исправить – эта мысль предельно ошибочная – исправить неправильно сделанную деформацию металла очень трудно, дело в том, что при деформации идет наклеп (нагартовка), упрочнение материала, и если радиус изгиба очень мал, то наклеп становится весьма существенным. Например: если толщина жести консервных банок – 0,3 мм, и радиус сгиба под прямым углом составляет 0,5  мм, то по обе стороны от него формируются полосы наклепа примерно по 0,5 мм, что означает что очень трудно будет сместить неправильно сделанный сгиб на 0,5 мм, в любую сторону, это конечно можно будет сделать, но наклепанные области будут иметь большую жесткость и будет трудно на них сформировать радиус сгиба в 0,5 мм, для этого нужно будет приложить гораздо большие усилия.

Вот, вы получили на компьютере, в программе САПР развертку, наклеили её на лист жести, и как теперь сделать, чтобы все получилось красиво и ровно, как на экране компьютера. Тут проблема в том, что жесть имеет определенную упругость и совершенно не хочет сгибаться ровно, так как вам хочется. Чтобы точно согнуть развертку в корпус, нужна болванка, которая будет ограничивать сгибание металла под ударами молотка, чтобы жесть оказалась между молотком и болванкой, вполне сойдет болванка из дерева – дерево относительно легко обработать. Когда болванка получена, надо приклеить развертку наибольшей плоскостью к болванке, это нужно, чтобы точно и жестко зафиксировать развертку на болванке, конечно, приклеивание будет идти через лист бумаги распечатки развертки, но нам нужно просто исключить небольшие смещения при сгибании развертки, а не намертво приклеить развертку к болванке. Лучше всего приклеивать термоклеем, используя термоклеевый пистолет – это позволяет быстро получить клеевое соединение, а потом можно просто нагреть место склея феном и разъединить болванку и полученную деталь.

Развертка подгоняется к болванке ударами молотка и различных слесарных инструментов, тут, как раз, стоит почитать книжки, посвященные слесарному делу и жестяницким работам, там специфические тонкости подробно описаны, а тут я лишь поясняю, как все это применять конкретно к сборке электронных устройств.

Существует вопрос: а как обеспечить точность кромки деревянной болванки, ведь дерево достаточно мягкий материал. Этот вопрос решается тем, что часть болванки можно сделать, прикручивая к деревянной болванке металлические пластины такой толщины, чтобы они обеспечили нужную размерную точность болванки, т.е. у нас получается композитная болванка – основная масса выполнена из дерева, а наиболее нагружаемые кромки выполнены металлическими, например стальными пластинами, и можно даже использовать пластины из закаленной стали, это напоминает подковы копыт лошадей, да впрочем, для этого же и делается, и таким образом наша болванка получится ещё более износостойкой, чем, если бы она была сделана, например, из чугуна, и при этом она будет достаточно легкой, можете так и называть её - копыто. В принципе, такие болванки можно использовать как матрицы и пуансоны штампов в массовом производстве – дерево это достаточно упругий материал, в массе, оно только на кромках не очень прочное, но там будут стоять закаленные стальные пластины. С точки зрения прочности сочленения стальной пластины и деревянной болванки, надо стальную пластину прикручивать не менее чем на 5 винтов, независимо от диаметра винтов, для равномерного распределения нагрузки от стальной пластины на дерево болванки, т.е. это получается 4 винта по углам квадрата и один по центру квадрата. Для привинчивания используются винты-саморезы, но перед завинчиванием этих винтов нужно, в дереве, предварительно засверлить отверстия диаметром равным меньшему диаметру резьбы винта, иначе вы рискуете расколоть древесину, когда будете ввинчивать саморез. Ввинчивать лучше дрелью - шуруповертом, это 1 – 2 винта легко ввернуть вручную, а когда таких винтов больше 3-х, это становится реально напряжно. Чтобы увеличить прочность сцепления винтов-саморезов и дерева, перед завинчиванием винтов, в засверленное отверстие можно загнать шприцем спиртовой раствор пчелиного воска – чтобы воск заполнил возможные пустоты между винтом-саморезом и деревом – там будет воздух и при частом использовании болванки эти пустоты имеют тенденцию к увеличению, что приведет к расшатыванию винта.

Что касается стальных пластин, то, возможно, на рынке, могут появиться некие стандартные закаленные стальные пластины, которые впоследствии будут использоваться для сборки вот таких композитных деревянных болванок, причем не только в радиолюбительской практике, но и во вполне массовом производстве.

Error

default userpic

Your reply will be screened

When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.