Разработка технологического процесса сборки ЭМ II уровня

Размещено на http://www.allbest.ru/

32

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Описание конструкции
• 2. Описание типового технологического процесса
• 3. Анализ технологичности по технологическому коду
• 4. Планирование производства
• 5. Разработка технического процесса
• 6. Расчет ритма конвейера
• 7. Выбор оборудования и оснастки
• 8. Разработка приспособления
• Заключение
• Библиографический список

Введение

Производство радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) на сегодняшний день представляет собой процесс, определяющий во многом дальнейшие научно-технологические процессы. Постепенно происходит развитие и усовершенствование аппаратуры, повышаются требования со стороны пользователей. Задачей разработчиков является понижение габаритов, массы, стоимости продукции, а также повышение её качества, надежности и дизайна в целом. В связи с этим создатели РЭА вынуждены самым тщательным образом систематизировать разработку и производство аппаратуры, согласуя их с определёнными требованиями и стандартами. [1]

Заключительным этапом в производстве радиоэлектронных средств (РЭС) является сборка. Сборочные работы составляют иногда 40-60% от общей трудоемкости изготовления радиоаппаратуры. Согласно определению, сборка - это совокупность операций, при которых детали соединяются в сборочные единицы, блоки, комплексы, системы и изделия. Технологический процесс (ТП) сборки РЭС складывается из различных по характеру операций (механический монтаж, выполнение электрического соединения и общая сборка готового изделия). Такой процесс требует применения разнообразного оборудования, специальной технологической оснастки, инструмента. Процесс является трудоемким, поэтому при разработке ТП сборки с особой остротой встает задача снижения трудоемкости сборочных работ. Этим объясняется актуальность проблемы автоматизации сборки, особенно в многономенклатурном производстве.

Автоматизация сборочных работ должна проводиться на базе групповой технологии либо на основе типовых ТП.

Типовой технологический процесс - это процесс, характеризуемый единством содержания и последовательности большинства технологических операций и переходов для группы изделий с общими конструктивными признаками.

Типизация технологических процессов уменьшает объем технологической документации без ущерба для содержащейся в ней информации, уменьшает объем работ по подготовке производства, создает возможность разработки групповых приспособлений и средств автоматизации.

При построении маршрута операций сборки решают вопрос об организации ТП. Для заводов массового и серийного производства РЭС характерно применение одно- и многономенклатурных непрерывных поточных линий. Поточная сборка более производительна, она сокращает производственный цикл и межоперационные заделы деталей, дает большие возможности применения механизации и автоматизации.

Поточная линия обычно оборудуется конвейером, который определяет ритм работы и по своему назначению может быть транспортным и сборочным. Наивысшая производительность при конвейерной сборке достигается синхронизацией операций. Требованиям синхронизации в условиях изменяющейся производственной программы, прежде всего, отвечают операции, состоящие из большого числа технологических переходов, например, сборка печатных плат из навесных электрорадиоэлементов (ЭРЭ). Задача технолога состоит в выборе из всей совокупности технологических переходов таких операций, которые по времени исполнения одинаковы.

Целью курсового проекта является приобретение практико-теоретических навыков в проектировании технологических процессов сборки РЭС, получение навыков разработки и выбора оборудования и оснастки для выполнения сборочных, монтажных работ[2]

В данном курсовом проекте необходимо разработать технологический процесс сборки емкостного измерителя влажности ПТЭС 468169.001 СБ. Разработать комплект технологической документации, маршрутную карту на весь ТП и операционную карту на одну операцию, распланировать производство, рассчитать тип производства.

1. Описание конструкции

Емкостные датчики влажности в настоящее время получили наибольшее распространение в индустриальной, метеорологической и бытовой аппаратуре, благодаря ряду преимуществ перед резистивными и термическими датчиками. Такие датчики производятся, соответственно, по емкостной технологии, которая обеспечивает максимальную температурную и долговременную стабильность параметров, высокую чувствительность, низкий гистерезис и время отклика, а также полное восстановление характеристики после воздействия конденсата. Вместе с этим, благодаря использованию при производстве «поставленных на поток» современных микроэлектронных технологий, датчики имею очень низкую стоимость.

Исходными документами являются: сборочный чертёж представленный на ПТЭС 468169.001 СБ и технические условия.

Плата представлена с просверленными отверстиями для монтажа элементов и маркировкой расположения элементов, их упрощенным изображением и заводским номером. Плата двусторонняя, изготовленная из стеклотекстолита фольгированного огнестойкого СФ-2-35 Г. - 1,5, монтаж радиоэлементов и прокладка печатных проводников осуществляется по разные стороны печатной платы. От лакирования платы решено отказаться, так как защиту от внешних воздействий будет выполнять пластмассовый корпус, в который будет помещена плата. Печатная плата прямоугольная, имеет небольшие размеры 90х100 мм, надежно крепиться в корпусе, что повышает вибропрочность изделия.

Параметры устройства:

1. Габаритные размеры 180х100х40 мм.

2. Напряжение питания 9 В.

3. Потребляемая мощность не менее 710 мВт.

4. Масса не более 1 кг.

5. Диапазон измерения влажности 0 - 100% RH

6. Диапазон рабочих температур -40…+120°С

2. Описание типового технологического процесса

В основе проектирования любого технологического процесса сборки ПП должны быть заложены следующие основные принципы:

а) Обеспечение высокого качества собираемого блока, гарантирующего долговечность и надежность ее эксплуатации;

б) Минимальный цикл сборки;

в) Минимальная трудоемкость сборочных работ;

г) Применение рациональной механизации, прямо влияющей на повышение производительности и облегчение труда сборщиков, а также вопросы, связанные с обеспечением безопасных условий труда. [5]

В общем виде порядок сборки состоит из нескольких этапов:

Размещено на http://www.allbest.ru/

32

Размещено на http://www.allbest.ru/

3. Анализ технологичности по технологическому коду

Технологический код изделия построен на принципах фасетно-иерархической классификации с буквенно-цифровым алфавитом кода и содержит 14 знаков (разрядов). Первая (основная) часть технологического кода (1-6 разряды) включает конструкторские признаки, которые в совокупности определяют основное содержание (маршрут) группового технологического процесса. Вторая (дополнительная) часть технологического кода (7-14 разряды) включает признаки, содержащие количественные характеристики конструкции и иерархически раскрывает признаки основной части технологического кода.

Рисунок 1. Технологический код изделия, получаемого с применением электромонтажной сборки

1-й разряд - Технологический метод - Электромонтажная сборка - код 8.

2-й разряд - Уровень разукрупнения изделия - Конструктивно выполненные в виде блока, панели, субблока (к этому подклассу относятся электронные модули 2-го уровня ЭМ2), а также

средства вычислительной техники (конструкции III и IV уровней по ГОСТ 25122-82) - код 5.

3-й разряд - Конструктивно-структурное исполнение изделия - приборные (переносные) - код 6.

4-й разряд - Уровень разукрупнения составных частей. Для намоточных изделий (НИ): Характеристика группы моточных проводов - Панель с приборами, механические средства и ЭРИ - код 7.

5-й разряд - Вид функциональной связи составных частей. Для кабельно-жгутовых изделий (КЖИ): вид объединения проводов - код 2.

6-й разряд - Метод и средства контроля (диагностирования) - Визуальный контроль - код 0

7-й разряд - Количество составных частей - 8 штук - код 3.

8-й разряд - количество типоразмеров составных частей - 10 штук - код 4

9-й разряд - Уровень разукрупнения механических средств, входящих в состав изделия. Для НИ: уточнение группы моточных проводов - Унифицированная несущая конструкция и дополнительные детали - код 1.

10-й разряд - Уточнение вида функциональной связи составных частей. Для КЖИ: уточнение вида объединения проводников - Односторонние или двухсторонние печатные платы с

контактными площадками или металлизированными отверстиями - код 2

11-й разряд - Вид защиты от внешних воздействий - Защита негерметичным кожухом (корпусом) - код 1.

12-й разряд - Количество элементов регулируемых при настройке - Регулировка не требуется - код 0.

13-й разряд - Количество прочих составных частей - 12 штук - код 5.

14-й разряд - Количество контролируемых параметров - Визуальный контроль - код 0.

В итоге получилось 856720.34121050.

Оценка технологичности является одним из элементов управления процессом выбора и обоснования оптимальных технических решений и основывается на сравнении фактических количественных значений показателя технологичности с базовыми значениями соответствующих показателей. [4]

Результат количественной оценки технологичности выражается уровнем выполнения (достижения) установленных требований по технологичности.

Расчет значения уровня выполнения требований по технологичности производится по формуле:

У = К_факт/К_баз, где (1)

где У - значение уровня выполнения требований по технологичности; Кфакт - фактическое значение комплексного показателя технологичности; Кбаз - базовое значение комплексного показателя технологичности

За базовое значение показателей технологичности принимаются нормативные значения показателей технологичности, установленные для соответствующих групп изделий (или в ТЗ).

Фактическое значение комплексного показателя технологичности изделия рассчитывается по формуле:

, где (2)

Ki - значение i-го частного показателя технологичности; m - количество частных показателей.

С целью обеспечения дифференцированной оценки технологичности схемотехнических, конструктивных решений фактическое значение комплексного показателя технологичности изделия рассчитывается по формуле, являющейся частным выражением формулы (11):

К_компл = К_сх *К_к *К_сч, где (3)

где К_сх - значение показателя, характеризующего технологичность схемотехнического решения; К_к - значение показателя, характеризующего технологичность конструктивного решения; К_сч - значение усредненного показателя технологичности составных частей изделия.

Значение показателя Ксх определяется по формуле:

Ксх = Кт.р *Км.р *Кк.п *Ксл.н, где (4)

Кт.р - частный показатель технологической рациональности элементной базы; Км.п - частный показатель монтажепригодности; Кк.п - частный показатель ремонтопригодности; Ксл.н - частный показатель сложности настройки.

Значение показателя К к определяется по формуле:

Кк = Кбнк *Ксл.м.сб *Кк.х, где (5)

Кбнк - частный показатель применения унифицированных несущих конструкций; Ксл.м.сб - частный показатель сложности механической сборки; Кк.х - частный показатель типоразмерной характеристики.

Значение показателя Ксч определяется по формуле:

, где (6)

Ксчi - значение комплексного показателя технологичности i-й составной части; i - применяемость i-й составной части; - коэффициент весомости i-й составной части; N - количество коэффициентов весомости составных частей.

Произведем расчеты:

К_т.р.= 0,9

К_м.п..= 0,99

К_к.п..= 1

К_сл.н..= 0,99

Ксх = 0,9*0,99*1*0,99 = 0,88

К_баз = 0,95

У = 0,88/0,95 = 0,93 < 1

Следовательно схемотехническое решение нетехнологично.

К_т.х.= 0,97

К_бнк.= 1

К_{сл.м.сб.}= 0,99

Кк = 0,97*1*0,99 = 0,96

К_баз = 0,96

У = 0,96/0,97 = 0,99 ?1

Следовательно конструктивное решение технологично.

Ксч = (0,4*12*0,96)+(0,65*1*0,92)+(0,6*2*0,92)+(1*2*0,9)/(0,4*12+0,65*1+0,6*2+1*2) = 0,94

Ккомпл = 0,88*0,96*0,94 = 0,76

К_баз = 0,8

У = 0,79/0,8 = 0,99 ?1

Следовательно, изделие считается технологичным.

4. Планирование производства

Данный тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций:

К_ЗО = О/Р, где (7)

О - количество различных операций,

Р - количество рабочих мест для выполнения различных операций.

На ранних стадиях проектирования технологических процессов и при использовании изделий-аналогов можно рекомендовать следующую методику расчёта закрепления операций за рабочим местом. [3]

К_ЗО = T_в/t_{шт ср}, где (8)

T_в - такт выпуска,

t_{шт ср} - среднее штучное время для выполнения операции сборки, единицы продукции.

Такт выпуска рассчитывается по формуле

T_в = F_д /N, где (9)

F_д = 110 ч. - действительный годовой фонд времени работы станка или рабочего места.

N = 70 шт. - годовая программа выпуска изделия.

T_в = F_д /N = 110/70 = 1,6 ч/шт.

К_ЗО = T_в/t_{шт ср}= 1,6/1,5 = 1,07?1

Исходя из коэффициента К_ЗО, сделаем вывод, что производственных мощностей хватит для удовлетворения требований ТУ, годовую норму выработки изделия сокращать не надо. Производство единичное.

5. Разработка технического процесса

При разработке ТП необходимо учитывать принцип совмещения технических, экономических и организационных задач, решаемых в заданных производственных условиях.

Построение технологического процесса и степень его детализации зависит от типа производства - единичного, серийного и массового.

Сборка представляет собой совокупность технологических операций механического и электрического соединения деталей и ЭРЭ в изделии, выполненных в определенной последовательности для обеспечения заданного их расположения и взаимодействия. Различают стационарную и подвижную сборку.

Стационарная сборка выполняется на одном рабочем месте, к которому подаются все необходимые детали и сборочные единицы. Она является наиболее распространенная в условиях единичного и серийного производства. При этом стационарная сборка может строится по принципу концентрации и дифференциации. При концентрации весь сборочный процесс выполняется одним сборщиком, а при дифференциации разделяется на предварительную и окончательную. Предварительная сборка производится несколькими отдельными бригадами параллельно, а общая сборка - специальной бригадой или рабочим. Это обеспечивает специализацию рабочих и сокращает длительность сборки. Пояснения к сетевому графу сборочного процесса указаны в таблице.

Операции (ребра графа)	Событие (вершины графа)
	X0 Корпус, модуль 1, модуль 2, кабель и разъем.
1. Подготовительная. Подготовка кабелей и сборочных единиц к монтажу и сборке	Х1 Корпус, модули с деталями и прочими изделиями
2. Монтажная. Монтаж модуля 1 на лицевую панель.	Х2 Лицевая панель с установленным модулем 1
3. Монтажная. Монтаж модуля 2 на лицевую панель.	Х3 Лицевая панель с установленным модулем 2
4. Паяльная. Пайка кабеля к модулю 2	Х4 Модуль 2 с припаянным кабелем
5. Паяльная. Пайка разъема к модулю 1	Х5 Модуль 1 с припаянным кабелем
6. Монтажная. Монтаж и сборка корпуса	Х6 Блок в сборке
7. Контроль Проверка правильности выполнения операций	X7 Блок соответствует установленным требованиям

Проанализировав, можно сказать, что он является довольно простым, и в данном случае можно отказаться от построения графа и матрицы связности, т.к. вариант сборочного процесса может быть только один.

0,17+0,25+0,33+0,25+0,17+0,33+0,12 = 1,75 часа.

Операции технологического процесса по варианту 1 указаны в таблице.

Операции технологического процесса

Порядковый номер операции	Номер операции техпроцесса	Содержание операции.
Оп. 1	010	Подготовка кабелей и сборочных единиц к монтажу и сборке
Оп. 2	020	Монтаж модуля 1 на лицевую панель.
Оп. 3	030	Монтаж модуля 2 на лицевую панель.
Оп. 4	040	Пайка кабеля к модулю 2
Оп. 5	050	Пайка разъема к модулю 1
Оп. 6	060	Монтаж и сборка корпуса
Оп. 7	070	Проверка правильности выполнения операций



Рисунок 5.1. Схема сборки емкостного измерителя влажности с выделением базовой конструкции

6. Расчет ритма конвейера

В рассчитанном ранее пункте планирование производства следует что, при данном типе производства конвейерная линия не требуется, т.к. производство единичное, все операции выполняет 1 работник на 1 рабочем месте, и такт выпуска состовляет 1,6 ч/шт.

7. Выбор оборудования и оснастки

Для сборки блока, нужен специализированный инвентарь.

1. Пинцет монтажный.

Пинцет с лупой - 1PK-TZ019.

Рисунок 6.1. Пинцет 1PK-TZ019.

Пинцет прецизионный титановый 5-035, 120 мм, прямой

Рисунок 6.2. Пинцет 5-035

Пинцет с лупой, поможет оператору, быстрее установить элементы в монтажные отверстия. Поэтому выбираем пинцет сопряжённый с лупой - 1PK-TZ019.

2. Набор отверток.

Набор отверток для точных работ Stayer.

Рисунок 6.3. Набор отверток Stayer

Набор отверток Sparta

Рисунок 6.4. Набор отверток Sparta

Набор отверток для точных работ Stayer предназначены для проведения точных механических работ, что поможет оператору работать с маленькими деталями. Поэтому выбираем набор отверток Stayer.

3. Паяльная станция

Паяльная станция AOYUE-2738 - станция для бессвинцовой пайки, включает фен и паяльник со встроенным поглотителем дыма. Паяльник мощностью 70 Вт со стабилизацией температуры. Станция предназначена для пайки материалов с высокой температурой плавления. Станция управляется микропроцессором, с цифровой индикацией текущей и установленной температуры. Режим «sleep» - автоматический переход в дежурное состояние после 15 минут бездействия системы.

Рисунок 6.5. Паяльная станция Aoyue

Lukey-702 - это компактная термовоздушная паяльная станция (фен + паяльник) с цифровой индикацией и широким диапазоном рабочих температур. Станция может быть использована для решения задач различной сложности. С успехом применяется для демонтажа или пайки различных компонентов в корпусах SOIC, PLCC, QFP, BGA и т.д. Подходит для сжимающихся гибких трубок, сушки, предварительного нагрева, пластической пайки.

Рисунок 6.6. Паяльная станция Lukey-702

Паяльная станция Lukey-702 имеет малые габаритные размер и малую массу в отличии от паяльной станции Aoyue, что не будет занимать большую площадь рабочего места оператора. Поэтому выбираем паяльную станцию Lukey-702.

4. Флюс и припой.

Флюс выберем жидкий - IF8001-001, припой, приспособленный для автоматической пайки ПОС61

а) б)

Рисунок 6.7. Флюс IF8001-001 (а) и припой ПОС-61 (б)

Выбираем флюс IF8001-001 и припой ПОС-61, т.к. самый оптимальный вариант как по цене так и по назначению.

5. Столы и стулья.

Стол радиомонтажника с перфорированной задней стенкой

(СРМ-1300 (1500) - ПС)

- габариты 1300х680х740 мм, общая высота со светильником - 1760 мм.

- регулируемые ножки по высоте

- столешница (ДСП 16 мм. 1300х680 мм.) антистатическое покрытие, металлическая окантовка (уголок Д16Т 15х15), металлическая пластина (нержавейка 400х250 мм.) для заземления инструмента, индивидуальное заземление под антистатический браслет

- светильник (1200 мм., две лампы по 36 Вт.) на кронштейнах, выключатель света, розетка (двойная «евро»)

- вентпатрубок (гофрошланг ф-50 мм, фланец для подсоединения ф-60 мм.)

- подкатная тумба (ящики - 2 шт. маленькие, 1 шт. - большой)

- опора для ног

- панель перфорированная

Блоки питания к столу:

БП-1 (~6в, ~36в, ~42в)

БП-2 с измерителем температуры (~6в; от ~28 до ~42в)

БП-3 (300 вт) с управлением (3 канала) температуры и ее измерением

БП-4 регулировка напряжения от ~28 до ~42 В, разъем ~6В для обжигалки или микропаяльника, без измерителя.

CH 452. Кресло CH 452

Легкое, элегантное, эргономичное кресло в стиле Hi-Tech отлично впишется в интерьер современного офиса и обеспечит комфортные условия работы для сотрудников. Отличительной особенностью данной модели является изогнутая форма спинки, выполненной в сетчатом акриле, самом модном материале сезона. Спинка, повторяющая анатомическое строение спины, обеспечивает поясничную поддержку и снимает напряжение во время продолжительной статичной работы за компьютером. Широкое мягкое сидение, обитое одним из самых популярных и устойчивых к износу и скатыванию материалов - TW, делает кресло CHAIRMAN CH 452 особенно комфортным. Обращаем Ваше внимание на крестовину данной модели. Выполненная из прочного пластика, она покрыта металлическими накладками, которые хорошо сочетаются с серебристыми вставками подлокотников. Накладки предохраняют крестовину CH 452 от царапин, таким образом, кресло сохраняет первоначальный вид даже после длительной эксплуатации.



Рисунок 6.8. Стол радиомонтажника СРМ-1300 (1500) - ПС, кресло CH 452

Стол должен быть просторным, с возможностью наращивания на него дополнительно оборудования, поэтому выбираем промышленный монтажный стол АТРОН.

Стул должен обеспечивать комфорт оператора в течение смены, его мобильность, для захвата платы с конвейера и её обратного помещения на неё. Поэтому выбираем стул - С-9Н.

Рисунок 6.9. Стул - С-9Н и стол АТРОН

Выбираем стол радиомонтажника с перфорированной задней стенкой (СРМ-1300 (1500) - ПС), т.к. этот вариант обладает большим набором функции.

Выбираем кресло CH 452, т.к. этот вариант будет более комфортным для оператора.

8. Разработка приспособления

В комплектацию паяльной станции Lukey-702 входят различные насадки для фена. И для этого необходимо разработать специальное приспособление для снятия насадок термофена.

Для технической операции пайки было разработано приспособление ключ для снятия насадок термофена ПТЭС 304119.001. Это приспособление позволит с быстро и легко снять насадку и насадку термофена.

конвейер технологический оснастка

Рисунок 8.1. Ключ для снятия насадок термофена.

Заключение

В курсовом проекте был разработан технологический процесс сборки емкостного измерителя влажности. Был произведён анализ технологичности, была разработана технологическая оснастка, так же разработаны маршрутная и технологическая карта на технологический процесс и технологическую операцию соответственно.

При проведении анализа технологичности, было выявлено, что изделие является высокотехнологичным. Для производства были выбраны новейшие достижения промышленности. Однако для проведения простейших операций, часть оборудования была выбрана из экономических соображений, что ни в коем случае не снизило качество продукции. При планировке производства были учтены требования пожаробезопасности, а так же требования труда и отдыха работников.

В итоге было сформировано общее представление об организации производства, о разработке конструкторской документации на производимую продукцию и о технологическом процессе сборки блока.

Библиографический список

1. Анализ технологичности электронных модулей. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 20.08 / Составители: В.Ф. Истомин, О.С. Фокин. - Ульяновск: УлГТУ, 2005. - с. 62.

2. Павловский В.В., Васильев В.И., Гутман Т.Н. Проектирование технологических процессов изготовления РЭА. Пособие по курсовому проектированию: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1982. - 160 с.

3. Оптимизация технологических процессов производства электронной аппаратуры. Методические указания к лабораторным работам. // Сост. О.С. Фокин. - Ульяновск: УлГТУ, 2005. - 57 с.

4. Козырева Н.А. Технология радиоэлектронных средств. Методические указания для курсового проектирования / Н.А. Козырева. - Ульяновск: УлГТУ, 2004.

5. Козырева Н.А. Технология радиоэлектронных средств. Методические указания к лабораторным работам. Часть 1/ Н.А. Козырева. - Ульяновск: УлГТУ, 2003.-65 с.

Размещено на Allbest.ru