Технологический процесс изготовления субблоков и узлов на печатных платах

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Определение типа производства и выбор организационной формы сборки

2. Анализ технологичности

2.1 Качественная оценка технологичности

2.2 Количественная оценка технологичности

3. Разработка технологической схемы сборки

4. Разработка маршрутной технологи

4.1 Анализ типового технологического процесса и выбор необходимых операций для разработки единичного ТП

4.2 Разработка операций единичного ТП, установление их количества, содержания и уровня механизации

4.3 Выбор оборудования, приспособлений, инструмента и вспомогательных материалов

4.4 Маршрутная технология единичного ТП

5. Разработка операционной технологи

5.1 Выбор операции для разработки и оптимизации от степени автоматизации

5.2 Установление содержания переходов для вариантов выполнения операции и их нормирование

5.3 Определение оптимального варианта выполнения операции по трудоёмкости в зависимости от числа изделий в партии

Выводы

Перечень ссылок



ВВЕДЕНИЕ

Технология изготовления приборов является неотъемлемой частью разработки определенного вида изделий. Технологическим процессом сборки называют совокупность операций по соединению, координированию, фиксации, закреплению деталей и сборочных единиц для обеспечения их относительного положения и движения, необходимого для выполнения функционального назначения сборочной единице и общей сборки приборов. На самом раннем этапе разрабатывается технология новых материалов, затем из новых материалов изготавливаются детали и только потом детали собираются в готовый прибор.

Процесс сборки является заключительным этапом изготовления прибора, а значительной степени определяющим его основные эксплуатационные качества. Выполнение сборочных работ связано с большой затратой времени и охватывает механическую сборку деталей, сборку электрорадиоэлементов и монтаж их пайкой, наладку и регулировку, а также контрольные проверочные операции. Под проектированием технологического процесса сборки подразумевают процесс подготовки технической документации для производства изделий в конкретных условиях заданной программы при соблюдении технологических и экономических ограничений. Независимо от типа и вида производства проектирование технологического процесса содержит в себе разработку маршрутных и операционных технологий, выбор технологического оборудования, технологической оснастки и инструментов, технико-экономическую оценку варианта технологического процесса.



1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА И ВЫБОР ОРГАНИЗАЦИОННОЙ ФОРМЫ СБОРКИ

В зависимости от количества выпускаемых деталей, трудоемкости и регулярности выпуска, производство делят на 3 типа: единичное, серийное, массовое.

Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска изделий широкой номенклатуры. При этом, однажды осуществленный для какого - либо изделия процесс изготовления больше не повторяется или повторится через неопределенный промежуток времени.

Серийное - производство ведется сериями (партиями) через определенный промежуток времени. В зависимости от количества изделий в партии, сложности изготовления, частоты повторяемости партии в течении года различают производство мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное.

Массовое - производство при котором в течении длительного срока выпускается одно и тоже наименование продукции. Характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых в течении продолжительного времени. Для определения типа производства введен коэффициент закрепления операции:

, (1.1)

где Кзо - коэффициент закрепления операции;

О - число различных операций, выполняемых на рабочих местах участка или цеха;

Р - число рабочих мест, выполняющих различные операции.

Так как по формуле (1.1) нельзя определить тип производства, потому, что на данном этапе разработки технического процесса неизвестно часть информации. Нам известно, что в авиационных и автомобильных производствах тип серийный. Кроме того годовая программа выпуска (№ годовое) равна 1300. Поэтому принимаем, что у нас серийный тип производства. В серийном типе производства надо рассчитать количество изделий в партии.

= 1300/12·1 = 108,3 (1.2)

где k = количество партий проходящей в месяц.

Принимаем n = 109 штук

Организационной формой сборки называется принятая форма связей между отдельными операциями сборочного процесса. Основными организационными формами сборки является стационарная и подвижная. При стационарной сборке изделие собирается на одном или параллельно на нескольких рабочих местах. Стационарная сборка может быть концентрированной, когда изделие от начала до конца собирается на одном рабочем месте, и дифференцированной, при которой процесс разделяется на узловую и общую сборку. Сборочные единицы собираются одновременно на нескольких рабочих местах. Подвижная сборка заключается в том, что собираемый объект перемещается от одного рабочего места к другому в последовательности, обусловленной ТП. На каждом рабочем месте выполняется одна и та же повторяющаяся операция.

Подвижная сборка выполняется двумя способами:

- со свободным движением собираемого объекта, перемещающегося от одного рабочего места к другому по мере выполнения операции, закрепленной за рабочем местом;

- с принудительным движением собираемого на конвейере объекта, когда его перемещение (непрерывное или периодическое) согласовано с тактом сборки.

Выбор организационной формы сборки осуществляют с учетом рекомендации:

1) стационарная сборка применяется в единичном, мелкосерийном и серийном производстве, когда затрачиваемое на сборку время значительно меньше такта;

2) если время сборки узла кратно такту, но по технологическим соображениям процесс сборки нельзя разделить на отдельные операции, то сборка выполняется на нескольких рабочих местах параллельно. В этом случае рабочие места дублируют друг друга, и сборка получается стационарной, независимо от программы выпуска;

3) в массовом и серийном производствах, во всех тех случаях, когда время сборки прибора превышает такт со значительной кратностью, целесообразно применять подвижную поточную сборку, так как она является наиболее совершенной формой организации сборочных работ.

Так как мы будем автоматизировать сборочные операции, а синхронизировать по времени работу автоматов трудно, то мы выбираем подвижную форму сборки со свободным перемещением собираемого объекта.

Поскольку мы будем автоматизировать сборочную операцию с помощью простых автоматов, а их работу синхронизировать во времени сложно, то выбираем подвижную форму сборки со свободным движением собираемого объекта.



2. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ

Под технологичностью изделия понимают совокупность свойств конструкции изделия, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технологической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте при обеспечении необходимого качества изделия. Показатель технологичности есть качественная или количественная сравнительная оценка того или иного свойства или совокупности свойств объекта, которая используется для принятия управленческого решения по изменению или стабилизации этого свойства или их совокупности.

2.1 Качественная оценка

Качественная оценка при сравнении вариантов конструкции в процессе проектирования изделия предшествует количественной и зачастую определяет целесообразность выполнения количественной оценки. Качественная оценка технологичности конструкции изделия выражается понятиями: «хорошо - плохо», «соответствует - не соответствует», «технологично - нетехнологично», «допустимо - недопустимо» и т.д. Качественная оценка раскрывает конструктивно - технологические особенности изделия к изготовлению по основным видам работ. У сборочных единиц оцениваются: компоновочные решения; взаимозаменяемость; элементная база; контролепригодность; вид подготовки, установки и монтажа ЭРЭ; инструментальная доступность; регулируемость; способы защиты от внешних воздействий.

Компоновочные решения

ЭРЭ расположены с одной стороны печатной платы, что технологично. Плотность расположения компонентов на плате средняя, что технологично, так как гораздо проще при закреплении элементов на плату. Форма печатной платы прямоугольная, что технологично, так как есть рамки для плат, которые облегчают работу при закреплении элементов на плату.

Взаимозаменяемость

Все элементы, расположенные на печатной плате стандартные, следовательно, такая плата технологична.

Контролепригодность

Легко осуществляется контроль собранного изделия в целом - технологично.

Вид подготовки, установки, монтажа ЭРЭ

Анализ подготовительных работ с выводами ЭРЭ говорит о не технологичности ПУ, так как ЭРЭ характерна необходимость выполнять операции над выводами: формовка, лужение и обрезка.

Установка элементов осуществляется на собственных выводах - технологично. Монтаж ЭРЭ осуществляется пайкой - технологично.

Инструментальная доступность

Инструментальная доступность - технологична, так как плотность монтажа радиокомпонентов нормальная.

Элементная база хорошая, так как ЭРЭ

Элементная база приведена в таблице 1.1

Таблица 2.1

Элементная база

Тип ЭРЭ	Форма и размеры корпуса, мм	Количество и расположение выводов	Базовое расстояние для ЭРЭ с осевыми выводами	Подготовит. работы с выводами ЭРЭ	Размещение выводов относительно устан. платы
Резистор МЛТ-0,125	Цилиндрический, длина 6, ширина 2.2	2 осевых вывода	12	формовать, лудить, обрезать	+
Резистор СП3-19а- 0,5	Цилиндрический, длина 7.5, ширина 2	3 вывода по одну сторону	-	-	+
Конденсатор К50-35	Цилиндрический, длина 7.5, диаметр 16	2 вывода по одну сторону	-	лудить, обрезать	+
Конденсатор К10-17Б	Цилиндрический, длина 9, ширина 5, высота 7.1	2 вывода по одну сторону	-	лудить, обрезать	+
Конденсатор, К50-35	Цилиндрический, длина 3.5, диаметр 8	2 вывода по одну сторону	-	лудить, обрезать	+
Микросхема К140УД608	Параллелепипед, длина 14, ширина 5	4 вывода с двух сторон	-	-	¦
Микросхема КР1171СП	Цилиндр Высота 5.2, Ширина 4 Длина 5.2	3 вывода по одну сторону	-	-	¦
Микросхема АТ90S2313	Параллелепипед, длина 26, ширина 5	10 выводов с двух сторон	-	-	¦
Микросхема SG78L05	Цилиндр, Высота 5.2, Ширина 4, Длина 5.2	3 вывода по одну сторону	-	-	¦
Диод LED	Цилиндр, диаметр 5, длина 8.6	2 вывода в одну сторону	-	лудить, обрезать	+
Диод 1N4148	Цилиндр, диаметр 1.6, длина 3.9	2 осевых вывода	10	формовать, лудить, обрезать	+
Разъем PLS-4	Параллелепипед, Ширина 2.54, Длина 2.54	4 выводов	-	-	+
Разъем ТВ300-02-1		4 выводов	-	-	+
Разъем ВН-10	Параллелепипед, Длина 20.3, Ширина 9	10 выводов	-	-	+
Кварц HC-49U 10.0 MHZ	Параллелепипед, Длина 10.5, Ширина 5, Высота 3.6	2 вывода по одну сторону	-	-	+

Инструментальная доступность

Инструментальная доступность - технологична, так как плотность монтажа радиокомпонентов нормальная.

Регулируемость

Наличие всего одного регулировочного ЭРЭ (R7) свидетельствует о технологичности печатного узла.

Способ защиты от внешнего воздействия

После сборки плата покрывается эмалью, что технологично.

2.2 Количественная оценка технологичности

Количественная оценка технологичности предполагает определение относительных частных показателей и комплексного показателя. Комплексный показатель представляет собой сумму частных показателей с учетом их значимости по выбранному критерию.

Исходными данными для анализа технологичности являются:

- Нмс = 5- общее количество микросхем и микросборок в изделии;

- Нэрэ = 43 - общее количество ЭРЭ;

- Нам = 124 - количество монтажных соединений, которые могут осуществляться механизированным или автоматизированным способом;

- Нм = 124 - общее количество монтажных соединений;

- Нмпэрэ = 43- количество ЭРЭ, подготовка которых к монтажу может осуществляться автоматизированным или механизированным способом;

- Нмкн = 3 - количество операций контроля и настройки, которые можно осуществить механизированным способом;

- Нкн = 6 - общее количество операций контроля и настройки;

- Нтэрэ = 15 - общее количество типоразмеров ЭРЭ в изделии;

- Норэрэ = 0 - количество типоразмеров оригинальных ЭРЭ в изделии.

При определении значений коэффициентов необходимо знать, что чем ближе к единице результат, тем технологичнее изделие. В скобках записана значимость данного показателя при определении комплексного.

Коэффициент использования микросхем и микросборок:

.

Коэффициент автоматизации и механизации монтажа:

Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ЭРЭ к монтажу:

Коэффициент автоматизации и механизации контроля и настройки электрических параметров:

Коэффициент повторяемости ЭРЭ:

Коэффициент применяемости ЭРЭ:

Определение значения комплексного показателя технологичности.

где - значение показателя по таблице базовых показателей технологичности электронных блоков;

ц - значимость показателя: ц1 = ц2 = 1,000; ц3 = 0,750; ц4 = 0,500; ц5 = 0,310; ц6 = 0,187;

i - порядковый номер показателя;

S - общее число показателей.

= 0,68.

Поскольку комплексный показатель технологичности попал в диапазон 0,5-0,8, то можно сделать вывод, что разработанная конструкция технологична для стадии разработки рабочей документации для серийного производства.



3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ СБОРКИ

Технологическая схема сборки является первым этапом разработки технологического процесса и в наглядной форме отражает маршрут сборки изделия и его составных частей. Основой для разработки процесса сборки и его схемы служит схема расчленения изделия - разделение его на сборочные единицы и детали с изображением их относительного расположения [6]. Технологическая схема сборки показывает, в какой последовательности необходимо присоединять и закреплять друг к другу элементы, из которых собирается изделие. Такими элементами являются детали, комплекты, узлы, под узлы и сборочные единицы. Технологические схемы упрощают проектирование процессов сборки и позволяют оценить технологичность конструкции изделия.

Исходными данными для разработки технологической схемы сборки являются: сборочный чертеж электронного узла; результаты анализа элементной базы; технические требования конструктора.

При определении последовательности сборочных работ необходимо учитывать рекомендации [1]:

1) предшествующие операции не должны затруднять выполнение последующих;

2) последующие операции не должны ухудшать качество уже установленных ЭРЭ и выполненных работ;

3) однородные работы необходимо группировать;

4) после выполнения ответственных работ назначают сплошной или выборочный контроль;

5) технологическую схему сборки разрабатывают при условии составления большого количества сборочных единиц;

6) в первую очередь выполняют неподвижные соединения, которые требуют значительных механических усилий;

7) как правило, механические сборочные работы выполняют раньше, если это не противоречит рекомендациям 1, 2;

8) возможно чередование механических и электрических соединений в тех случаях, когда полное окончание механических сборочных работ усложняет доступ к узлам и деталям для электрического соединения;

9) на заключительных этапах собирают подвижные части изделий, разъемные соединения, устанавливают детали, которые заменяют в процессе настройки;

10) установка элементов на печатную плату рекомендуется начинать с меньших по высоте и размерах.

Последовательность и виды сборочных работ зависят от конструкции печатного узла. При использовании двух групп компонентов - монтаж в отверстия (КМО) и монтаж на поверхность (КМП) печатных плат, а также одно- или двустороннего их размещения на плате возможны шесть вариантов конструкции функциональных узлов.

Согласно нашему печатному узлу выбираем конструктивное выполнение варианта 3 [1]. Согласно ей только на верхней стороне платы устанавливаются компоненты для монтажа в отверстия (КМО1) и поверхностного (КМП1) монтажа. Монтаж компонентов состоит из следующих операций: нанесение паяльной пасты на контактные площадки верхней стороны платы; установка (КМП1); контроль; сушки и оплавления паяльной пасты; установка в отверстия (КМО1); пайки (КМО1) двойной волной припоя; промывание печатной платы с компонентами; контроль паяных соединений.

В качестве базовой выбираем ту деталь, с которой начинают сборку и поверхности которой будут в последствии использоваться для установки других деталей и сборочных единиц. Такой деталью служит плата. Сначала маркировать печатную плату согласно требованиям конструктора. Далее нанести паяльную пасту. Затем, установить компоненты поверхностного монтажа: микросхемы поз.9, микросхемы поз. 11. Произвести контроль, сушку и оплавление. Затем производится установка ЭРЭ наименьших размеров, с последующей подгибкой выводов согласно п.1 и п.10 технических рекомендаций: резисторы поз. 12-19, диоды поз. 20, 21, микросхемы поз. 8, поз.10, кварцевый резонатор поз. 2. конденсаторы поз. 3-7. Далее провести контроль, нанести припой, промыть, сушить, контролировать, затем нанести эмаль, сушить и контролировать. Далее установить разъемы поз. 22-24. После установки, промыть, сушить, нанести эмаль, сушить, затем произвести контроль электрических параметров. В заключение провести остаточный контроль.

организационный технологический сборка плата



4. РАЗРАБОТКА МАРШРУТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

4.1 Анализ типового технологического процесса и выбор необходимых операций для разработки единичного ТП

Маршрутный ТП определяет количество операций, их содержание, их технологическую последовательность, уровень механизации, квалификацию рабочих. Маршрутный ТП будем разрабатывать на базе типового технологического процесса (ТТП).

Типовой технологический процесс - схематический процесс изготовления деталей одной классификационной группы, включающей основные элементы конкретного процесса: способ базирования и крепления, последовательность операций, типы оборудования и оснастки, приближенную трудоемкость для заданного выпуска изделий.

Единичный технологический процесс - ТП к изделию одного наименования, типа размера и исполнения.

В результате анализа ТТП[9] выпишем необходимые операции для ЕТП:

- комплектовочная;

- подготовительная*;

- нанесение пасты*;

- маркирование;

- контроль*;

- сушка*;

- промывка *;

- сборка*;

- пайка*;

- лужение*;

- монтажная;

- покрытие эмалью*.

* - операции с разным содержанием или будут выполняться несколько раз.

4.2 Разработка операций единичного ТП, установление их количества, содержания и уровня механизации

Комплектовочная:

Извлечь ЭРЭ, детали, платы из упаковки; проверить сроки годности, номиналы, наличие сопроводительной документации, отсутствие нарушений внешнего вида; подобрать чертеж, уложить комплект согласно чертежу в тару (выполняется механизировано).

Подготовительная

Будет 3 операции:

а) получить комплект ЭРЭ, деталей, плату; проверить комплект на соответствие чертежу, изучить технологическую документацию, проверить отсутствие повреждений внешнего вида ЭРЭ, плат, деталей - вручную;

б) произвести обрезку выводов конденсаторов поз.3-8, резонатора поз.2, диодов поз. 20,21, резисторов поз 12-19, микросхем поз 8,10. Операция выполняется автоматически;

в) нанести паяльную пасту с помощью автомата.

Сборка

Будет 3 операции:

а) установить микросхемы поз. 9,11 - вручную;

б) установить ЭРЭ поз. 2- 8, поз. 10, поз. 12- 21 с помощью автомата;

в) установить ЭРЭ поз 22-23 - вручную.

Контроль

Будет 6 операции:

а) проверить печатную плату на наличие повреждений перед сборкой - вручную;

б) контроль качества нанесения пасты на микросхемы поз. 9,11- вручную;

в) контроль качества установки ЭРЭ на плату - вручную;

г) контроль качества пайки соединений - вручную;

д) контроль качества электрических параметров - операция автоматизирована;

ж) остаточный контроль - операция автоматизирована.

Сушка

Будет 6 операции:

а) сушить плату, детали и ЭРЭ после промывки при получении со склада - механизировано в сушильном термошкафе;

б) сушить плату поз. 1 после нанесения паяльной пасты на микросхемы поз. 9,11;

в) сушить плату после пайки всех ЭРЭ - операция автоматизирована;

г) сушить плату поз. 1 после покрытия эмалью - механизировано в сушильном термошкафе;

д) сушить плату после установки разъемов поз 22-24 - механизировано в сушильном термошкафе;

ж) сушить плату после нанесения эмали на разъемы поз 22-24 - механизировано в сушильном термошкафе.

Пайка

Будет 3 операции:

а) применить пайку волной для всех монтируемых элементов припоем ПОС61 ГОСТ 21931-76. Операция выполняется автоматически;

б) оплавление паяльной пасты - операция автоматизирована;

в) паять выводы ЭРЭ поз. 22-24- вручную.

Лужение:

Лудить выводы резисторов поз. 2- 8, поз. 10, поз. 12- 21. Операция будет осуществляться автоматически - погружением выводов ЭРЭ в емкость с расплавленным припоем.



Промывка

Будет 3 операции:

а) промыть плату после распаковки - операция автоматизирована;

б) промыть печатную плату поз. 1 после разъемов поз.22-24 - вручную;

в) промыть печатную плату поз. 1 после пайки ЭРЭ - операция автоматизирована.

Монтажная:

Установить и запаять разъемы поз. 22-24. Операция выполняется вручную.

Маркирование:

Маркировать краской ИМ, черный, БМ, белый, ТУ029-02-859-78, операция выполняется вручную с помощью кисти.

Лакирование

Будет 2 операции:

а) покрыть плату эмалью после установки ЭРЭ, путем окунания платы в ванну;

б) покрыть плату сборки эмалью после установки разъемов поз. 22-24 при помощи кисти.

4.3 Выбор оборудования, приспособлений, инструмента и вспомогательных материалов

Для выбора оборудования необходимо учитывать его функциональное назначение и технические возможности, степень его механизации и автоматизации - с учетом обеспечения требуемой точности, наибольшей экономичности и производительности труда[7].

Оборудование - постоянная часть оснастки на которой выполняется заданная операция.

Приспособление - сменная часть оснастки, способствующая выполнению данной операции.

Инструмент - сменная часть оснастки при помощи которой непосредственно выполняется заданная операция.

Оборудование:

- верстак 1-8-3 - для комплектовочной операции, для подготовительной (а);

- автомат распаковки ЭРЭ из тары-спутника - для комплектовочной;

- установка лужения выводов УГЛ-300.ГГМ.330.002 - для операции лужения;

- виброустановка Т-858095 ГГМ2.339.002 - для промывки (а, б, в);

- сушильный шкаф ВШ-0.035ГГМ2.335.002 - для сушки (а, б, в, г, д, ж);

- автомат OMNIPLACE 4621A - для сборки (а, в);

- установка «Силуэт» - для сборки (б);

- установка для нагрева - для пайки (б);

- стол ОТК - для операции контроля (а, б, в, г);

- верстак 1-8-3 ОСТ 10730401.00189 - для операции контроля (д, ж);

- установка пайки волной АП-4 ГГ-1621 - для пайки (а, в);

- верстак 1-8-3 - для пайки (в)

- верстак 2-1-1 ОСТ 4.ГО.60. 234-82 - для лакировки;

- вытяжной шкаф 6358-2730 - для лакировки.

Приспособления:

- лупа ЛП 1-2.5 ГОСТ 7594-75 - для комплектовочной операции, для подготовительной (а), для операции контроля (а, б, в,);

- антистатический браслет 7890-4850 - для комплектовочной операции;

- тара типа ЭП ОСТ 4.ГО417.200 - для подготовительной (а), для промывки (а), для сушки (а, б, в, г, д), для сборки (а, б), для операции контроля (а), для лакировки (а, б), для пайки (а, б, в);

- установка схем контроля электрических параметров - для контроля (д);

- кронштейн 6378-2714 - для лакировки (а, б), для промывки (а, б, в);

- ванна для лужения ВП ГГ0867-4003 - для лужения;

- тара типа III ОСТ 4.ГО417.200 -для операции лужения, для сборки (а, б), для операции контроля (д, ж);

- приспособление для обрезки выводов - для подготовительной (б).

Инструменты:

- пинцет ПГГМ 120 ОСТ 4. ГО. 060.013 - для комплектовочной операции, для сушки (а, б, в, г, д), для операции лужения, для сборки (а, б), для промывки (в);

- пинцет ППМ 120 ОСТ 4. ГО. 060.013 - для сборки (а, б), для операции контроля (д), для промывки (а);

- ножницы прямые 100 мм ГОСТ 12087-76 - для комплектовочной операции.

4.3.1 Вспомогательные материалы

Вспомогательные материалы (припой, лак, флюс, промывочная жидкость и др.), некоторые могут оставаться в изделии, они указаны в технических требованиях конструктора. Также используются материалы, которые не остаются в изделии. Иногда необходима очистка (промывка) элементов, монтажных узлов, блоков, обезжиривание поверхностей перед склеиванием. Для таких работ необходимо выбрать промывочные жидкости. При выполнении пайки необходим флюс.

Флюсы и припои должны соответствовать ОСТ 4ГО.033.200. Согласно конструкторским требованиям для пайки используется припой ПОС-61 ГОСТ 21331-76. Ниже приведены характеристики трех наиболее подходящих нам флюсов, а именно: ФКСп, ФТБ, ФКТ[8].

Характеристики флюса ФКСп - ГОСТ 19005-73:

1) состав: канифоль сосновая марки А, В или ОК-5 - 30-50% спирт этиловый - 65-70%;

2) область применения: ручная и механизированная пайка и лужение монтажных элементов ПП и ЭРЭ в изделиях РЭА и БРА. Консервация изделий для сохранения паяемости в условиях складского хранения и хранения в условиях сборочного цеха в течение одного года;

3) применяемые припои: оловянно-свинцовые, серебряные (ПСр1,5, ПСр2);

4) паяемый металл или металлическое покрытие: медь, серебряное, оловянное, оловянно-висмутовое, оловянно-свинцовое покрытие. Коэффициент растекаемости припоя ПОС-61 при t = 250 5: 1,0.

Характеристики флюса ФТБ:

1) состав: кислота бензойная - 4,0-4,5% триэтаноламин - 1,0-1,5% спирт этиловый - 95-94%;

2) область применения: механизированная пайка, защита зеркала расплавленного припоя от окисления;

3) применяемые припои: оловянно-свинцовые, оловянно-свинцово- висмутовые; 4) паяемый металл или металлическое покрытие: медь, серебряное, оловянное, оловянно-свинцовое. Коэффициент растекаемости припоя ПОС-61 при t = 250 5: 1,1.

Характеристики флюса ФКТ ГОСТ 19113-73:

1) состав: канифоль сосновая марки А или ОК-5 - 20% тетрабромид динентена - 0,1-0,15% этилацетат - 1,9-1,85% спирт этиловый - 78%;

2) область применения: ручная и механизированная пайка и лужение монтажных элементов ПП и ЭРЭ в изделиях РЭА и БРА. Консервация изделий для сохранения паяемости в условиях складского хранения и хранения в условиях сборочного цеха в течение одного года;

3) применяемые припои: оловянно-свинцовые, серебряные;

4) паяемый металл или металлическое покрытие: медь, серебряное, оловянное, оловянно-висмутовое, золотое, кадмиевое. Коэффициент растекаемости припоя ПОС-61 при t = 250 5: 2,2.

Из всех вышеперечисленных флюсов выбираем ФКТ, так как коэффициент растекаемости у него наибольший.

Для промывки и очистки платы используем одно из приведенных средств согласно ОСТ 4Г. 0.029. 233-84, представленных в таблице 4.1[4].

Таблица 4.1

Промывочные жидкости

Состав моющих средств	Массовая концентрация в воде, кг/	Назначение	Область применения	Рекомендуемые способы очистки	Дополнительны е указания
Средство моющее техническое «Электрин»	50	Механизированная очистка узлов и блоков РЭА от флюсов (ФКТ, ФКТБ, ФКСП, ФТС). Финишная очистка ПП от органических загрязнений.	Узлы и блоки РЭА с печатным монтажом, в том числе и микросхемы печатной платы.	В струйных установках при t = 50-55, в вибрационных установках.	Не допускается промывка узлов и блоков РЭА с негерметичным и элементами.
Смесь: спирт этиловый технический (5%), хладон 113 (95%)	1000 3000	Механизированная очистка узлов и блоков РЭА от канифольных флюсов после пайки, расконсервации ПП	Печатные узлы платы, РЭА с печатным монтажем.	Погружение в жидкую фазу без нагревания. Очистка в кипящем растворителе.	Возможна регенерация методом перегонки.
Смесь: нефрас (50-67%), спирт этиловый технический (33-50%)	300 1000	Механизированная и ручная очистка узлов и блоков РЭА от канифольных флюсов после пайки и лужения (ФКсп, ФКЭт, ФКТ).	ПП, узлы, блоки, шкафы РЭА с печатным и объемным монтажем.	Погружение в жидкую фазу без нагревания. Протирка кистью или хлопчатобумаж-ным тампоном.	Оборудование должно быть во взрывоопасном исполнении.

Из приведенных в таблице 4.1 веществ в качестве промывочной жидкости выберем средство моющее техническое «Электрин», так как оно менее токсично и широкодоступно.

4.4 Маршрутная технология единичного техпроцесса

В таблице 4.4 «Единичный технологический процесс сборки» представлены результаты разработки операций

Таблица 4.4

Единичный технологический процесс сборки

Номер операции	Наименование и содержание операции	Оборудование	Приспособление	Инструмент	Вспомогательные материалы	Техноло-гический режим	Разряд работ
05	Комплектовочная. Извлечь ЭРЭ, детали, плату из упаковки; проверить сроки годности, номиналы, наличие сопроводительной документации, отсутствие нарушений внешнего вида. Уложить комплект согласно чертежу в тару.	Верстак 1-8-3, автомат распаковки ЭРЭ из тары спутника	Антистатический браслет 7890- 4850; лупа ЛП1- 2.5 ГОСТ 7594- 75	Ножницы прямые 100 мм ГОСТ 12087-76; пинцет ПГГМ 120ОСТ 4.ГО.060.013			3
10	Подготовительная. Получить комплект ЭРЭ, деталей, плату. Проверить комплект на соответствие чертежу. Изучить технологическую документацию. Проверить отсутствие повреждений внешнего вида ЭРЭ, плат; деталей; произвести обрезку выводов конденсаторов поз.3-8, резонатора поз.2, диодов поз. 20,21, резисторов поз 12-19, микросхем поз 8,10.	Верстак 1-8-3	Антистатический браслет 7890- 4850; тара типа ЭП ОСТ 4.ГО.417.200; лупа ЛП 1-2.5 ГОСТ 7594-75, приспособление для обрезки выводов				3
15	Лужение. Лудить выводы элементов поз. 2- 8, поз. 10, поз. 12- 21.	Установка лужения выводов УГЛ-300.ГГМ.330.002	Тара типа III ОСТ 4.ГО417.200	Пинцет ПГГМ 120 ОСТ 4. ГО. 060.013	Припой ПОС-61 ГОСТ 21930-76	t = 256С Т = 1-3 с	4
20	Промывка. Промывка платы после получения со склада.	Виброустановка Т-858095 ГГМ2.339.002	Тара типа ЭП ОСТ 4.ГО417.200, кронштейн 6378-2714	Пинцет ПГГМ 120 ОСТ 4. ГО. 060.013	Средство моющее техническое «Электрин»		3
25	Сушка. Сушить после промывки плату поз. 1	Сушильный шкаф ВШ- 0.035 ГГМ2.335. 002	Тара типа ЭП ОСТ 4.ГО.417.200	Пинцет ПГГМ 120 ОСТ 4.ГО.060.013		t = 60С T = 15 мин	3
30	Маркирование.	Верстак 8050010000					6
35	Нанесение паяльной пасты.	Вытяжной шкаф 6358	Тара III ОСТ 4.ГО.417.200				4
40	Сборка Установить и крепить на плате микросхем поз. 9,11	Автомат OMNIPLACE 4621A	Тара типа ЭП ОСТ 4.ГО417.200	Пинцет ПГГМ 120 ОСТ 4.ГО.060.013			3
45	Контроль. Контроль качества нанесения пасты на микросхемы поз. 9,11	Стол ОТК	Лупа ЛП1-2.5 ГОСТ 7594-75				6
50	Сушка. Сушить плату поз. 1 после нанесения паяльной пасты.	Сушильный шкаф ВШ-0.035 ГГМ2.33	Тара типа ЭП ОСТ 4.ГО.417.200	Пинцет ПГГМ 120 ОСТ 4.ГО.060.013		t = 60 С T = 15 мин	3
55	Пайка. Оплавление паяльной пасты.	Установка для нагрева	Тара ЭП ОСТ4.ГО.417.200.			t = 256С Т = 2-3 с	4
60	Сборка Установить и закрепить на плате элементы поз. 2- 8, поз. 10, поз. 12- 21	Установка «Силуэт»	Тара ЭП ОСТ 4.ГО.417.200	Пинцет ПГГМ 120 ОСТ 4.ГО.060.013.			3
65	Контроль. Контроль правильности установки ЭРЭ	Стол ОТК	Лупа ЛП1-2.5 ГОСТ 7594-75				6
70	Пайка. Выводы ЭРЭ поз. 2- 8, поз. 10, поз. 12- 21 паять механизированной пайкой волной припоя к контактным площадкам на плате	Установка пайки волной АП-4 ГГ-1621	Тара ЭП ОСТ 4.ГО.417.200		Припой ПОС-61 ГОСТ21931-76; флюс ФКТ ГОСТ 19113-73	t = 256С Т = 2-3 с	4
75	Промывка Промыть плату поз. 1 от флюса после пайки ЭРЭ.	Виброустановка Т-858095 ГГМ2.339. 002	Кронштейн 6378-2714	Пинцет ПГГМ 120 ОСТ 4.ГО.060.013	Моющее средство техническое «Электрин»	t = 40С, Т = 2 с	3
80	Сушка Сушить плату после пайки всех ЭРЭ.	Сушильный шкаф ВШ-0.035 ГГМ2.335. 002	Тара типа ЭП ОСТ 4.ГО.417.200	Пинцет ПГГМ 120 ОСТ 4.ГО.060.013		t = 60С, T = 1 мин	3
85	Контроль Контроль качества пайки - вручную.	Стол ОТК	Лупа ЛП 1-2.5 ГОСТ 7594-75				6
90	Контроль. Контроль по электрическим параметрам.	Стол ОТК	Тара III ОСТ 4.ГО.417.200, установка схем контроля электрических параметров	Пинцет ППМ 120ОСТ4.ГО.060.013			6
95	Лакирование. Покрыть эмалью печатную плату поз. 1 с установленными на нее ЭРЭ погружением в ванну с лаком.	Верстак 2-1-1 ОСТ 4.ГО.60. 234-82, вытяжной шкаф 6358-2730	Тара типа ЭП ОСТ 4.ГО.417.200, Кронштейн 6378-2714		Эмаль ЭП-252, белый ТУ6-10-1539-76.	Т = 1 мин	4
100	Сушка. Сушить после покрытия эмалью печатной платы.	Сушильный шкаф ВШ-0.035 ГГМ2.335. 002	Тара типа ЭП ОСТ 4.ГО.417.200	Пинцет ПГГМ 120 ОСТ 4.ГО.060.013		t = 60С T = 15 мин	3
105	Контроль. Контроль качества нанесения эмали на печатную плату поз.1	Стол ОТК	Лупа ЛП 1-2.5 ГОСТ 7594-75				6
110	Пайка. Паять разъемы поз. 22-24- вручную	Верстак 1-8-3	Тара типа ЭП ОСТ 4.ГО.417.200	Паяльник ПНТ-36-25 ОСТ4ГО.060.209.			4
115	Промывка. Промыть плату поз. 1 от флюса после пайки ЭРЭ.	Виброустановка Т-858095 ГГМ2.339. 002	Кронштейн 6378-2714	Пинцет ПГГМ 120 ОСТ 4.ГО.060.013	Моющее средство техническое «Электрин»	t = 40С, Т = 2 с	3
120	Сушка. Сушить плату после пайки ЭРЭ.	Сушильный шкаф ВШ- 0.035 ГГМ2.335. 002	Тара типа ЭП ОСТ 4.ГО.417.200	Пинцет ПГГМ 120 ОСТ 4.ГО.060.013		t = 60С, T = 1 мин	3
125	Лакирование. Покрыть эмалью печатную плату поз. 1 с установленными на нее разъемов поз. 22-24 - вручную.	Верстак 2-1-1 ОСТ 4.ГО.60. 234-82 вытяжной шкаф 6358-2730	Тара типа ЭП ОСТ 4.ГО.417.200				5
130	Сушка. Сушить после покрытия эмалью печатной платы.	Сушильный шкаф ВШ-0.035 ГГМ 2.335. 002	Тара типа ЭП ОСТ 4.ГО.417.200	Пинцет ПГГМ 120 ОСТ 4.ГО.060.013		t = 60С T = 15 мин	3
135	Контроль. Контроль по электрическим параметрам.	Стол ОТК	Тара III ОСТ 4.ГО.417.200, установка схем контроля электрических параметров	Пинцет ППМ 120ОСТ4.ГО.060.013			6
140	Остаточный контроль. Контроль платы после покрытия платы лаком и пайки.	Стол ОТК, верстак 1-8-3 ОСТ 107304 01.00189	Тара III ОСТ 4.ГО.417.200.				6

5. РАЗРАБОТКА ОПЕРАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Для проектирования операций необходимо знать маршрутную технологию общей и узловой сборки, схему базирования и закрепления изделия, намеченные ранее операции. При проектировании операции уточняют ее содержание, устанавливают последовательность, и возможность совмещения переходов во времени; окончательно выбирают оборудование, приспособления и инструменты (или дают задание на их конструирование), назначают режимы работы сборочного оборудования, корректируют нормы времени, устанавливают настроечные размеры и составляют схемы наладок. Проектирование сборочной операции - задача многовариантная. Варианты оценивают по производительности и себестоимости.

5.1 Выбор операции для разработки и оптимизации от степени автоматизации

Поскольку проектирование ТП многовариантное, то технологу необходимо подобрать такой вариант, который обеспечит максимальную эффективность сборки. Этот вариант сборки называется оптимальным, а его выбор - оптимизацией. В большинстве случаев экономические требования стают решающими. Для их оценки чаще всего используют трудоемкость и себестоимость, а в нашем случае технологическую себестоимость.

Различают 5 степеней механизации:

1) ручная;

2) приспособление;

3) программируемая установка «Силуэт»;

4) полуавтомат;

5) автомат.



5.2 Установление содержания переходов для вариантов выполнения операции и их нормирование

При оптимизации операции рассмотрим трудоемкую и сложную операцию, в которой неявно просматривается степень автоматизации. В качестве таковой выберем операцию установки на ПП конденсаторов, операция №060. Нормирование операций переходов для ручной установки ЭРЭ на печатную плату с одновременной подгибкой занесем в таблицу 5.1

Таблица 5.1

Нормирование операций переходов ручной сборки

Номер перехода	Содержание перехода	Топ, табличное, мин.	Кол-во нормированных единиц, необходимых для выполн. перехода	Топ, расчетное, мин
1.	Извлечь плату из тары	0,1	1	0,1
2.	Установить плату на подставку	0,08	1	0,08
3.	Извлечь ЭРЭ из тары	0,035	40	1,4
4.	Установить ЭРЭ на плату вставив выводы в соответствующие отверстия платы	0,06	40	2,4
5.	Подогнуть выводы с обратной стороны	0,03	80	2,4
6.	Обрезать излишки выводов	0,0206	80	1,648
7.	Проверить правильность установки ЭРЭ внешним осмотром	0,05	40	2
8.	Снять плату с установленным ЭРЭ с подставки	0,09	1	0,09
9.	Уложить плату в тару	0,06	1	0,06
Общее время на установку ЭРЭ УТоп 1	7,778

Таблица 5.2

Нормирование операций переходов на «Силуэт»

Номер перехода	Содержание перехода	Топ, табличное, мин.	Кол-во нормированных единиц, необходимых для выполн. перехода	Топ, расчетное, мин
1.	Включить питание установки с помощью тумблера	0,05	1	0,05
2.	Вынуть плату из тары, установить ее на монтажный стол и закрепить	0,25	1	0,25
3.	Включить программу	1,5	1	1,5
4.	Взять ЭРЭ из подсвеченной ячейки	0,01	40	0,4
5.	Установить ЭРЭ выводами в подсвеченные отверстия на плате	0,03	40	1,2
6.	Закрепить элементы на ПП технологическим зажимом	0,15	1	0,15
7.	Снять плату с монтажного стола	0,1	1	0,1
8.	Подогнуть выводы элементов	0,01	80	0,8
9.	Снять технологический зажим с ПП	0,15	1	0,15
10.	Положить ПП с элементами в тару	0,06	1	0,06
Общее время на установку ЭРЭ УТоп 2	4,66

5.3 Определение оптимального варианта выполнения операции по трудоёмкости в зависимости от числа изделий в партии

Определяют подготовительно - заключительное время ТПЗ для каждой операции по нормативам;

а) определим штучное время для операции ручной и автоматической сборки

где К - поправочный коэффициент, учитывающий группу сложности и вид производства, К = 1.2;

К₁ - подготовительно-заключительное время, время обслуживания

рабочего места, и личные потребности, процент от оперативного времени, К₁ = 7.6% от Т_оп;

К₂ - время на отдых, процент от оперативного времени, К2 = 5% от Т_оп.

Штучное время для ручной операции

Штучное время для автоматической операции

б) штучно-калькуляционное время Тшт.к определяют по формуле:

где Т_пз - подготовительно-заключительное время на партию, процент от оперативного времени;

Т_шт.к- норма штучно- калькуляционного времени;

n - количество изделий в партии, n = 109;

Т_шт - норма штучного времени;

Т_штк - норма штучно- калькуляционного времени.

в) подготовительно-заключительное время

Для определения штучно-калькуляционного времени, сначала найдем подготовительно-заключительное время для партии производимого товара по формуле:

где n - количество изделий в партии. В нашем случае это 109 изделия

Подготовительно-заключительное время для ручного монтажа



Подготовительно-заключительное время для монтажа на автомате, с учетом времени включения автомата равного 15-25 минут

Штучно-калькуляционное время в таком случае будет равно:

Для ручного монтажа

Для автоматического монтажа

Для выбора рациональной степени механизации необходимо проанализировать графики при ручном способе механизации и ручном с помощью «Силуэта», построенные по записанным выше зависимостям.

С помощью графиков, определим оптимальный вариант по трудоемкости в зависимости от количества изделий в партии.

Из графика видим, что оба варианта равноценны при критическом объёме партии n_кр ? 1 шт. В других случаях менее трудоёмким является тот вариант, при котором штучно-калькуляционное время выполнения операции будет меньшим. Если n<n_кр, то более оптимален вариант ручного монтажа, а если n>n_кр, то - вариант монтажа на автомате.

Поскольку в нашем случае n = 109>n_кр, то делаем вывод, что оптимальным вариантом для рассмотренной нами операции является монтаж на автомате.

Рисунок 5.1 - График, с помощью которого выбирается рациональная степень механизации



ВЫВОДЫ

В данном домашнем задании была разработана технологическая схема сборки платы измерителя истинной скорости самолета. Проведен качественный и количественный анализ технологичности, разработана технология единичного техпроцесса, выполнена маршрутная и операционная технология.



ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1. Заболотний В.А. Проектування технологічних процесів складання електронної апаратури: навч. посібник / В.А. Заболотний, О.В. Заболотний, В.О. Книш. - Х.: Нац. аерокосм. ун-т «Харк. авіац. ін-т», 2008. - 64 с.

2. Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Э.Т. Романычева, А.К. Иванова, А.С. Куликов и др.; Под ред. Э.Т. Романычевой.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Радио и связь, 1989. - 448 с.

3. Технология сборки и испытаний авиационных приборов: Учеб. пособие / П.И. Коваленко, И.Г. Корицкий, В.Г. Юраева. - Харьков: Харьк. авиац.ин-т, 1988. - 93с.

4. ОСТ 4Г 0.029.233-84. Аппаратура радиоэлектронная. Моющие средства. Состав, свойства и область применения. Введ. 1985.

5. ОСТ 4Г 0.054.267. Пайка электромонтажных соединений. Вед. 1987.

6. ОСТ 4 Г0.054.265. Установка ЭРЭ на печатные платы. Введ. 1980.

7. ОСТ 4 Г0.054.264. Подготовка ЭРЭ к монтажу. Введ. 1980.

8. ОСТ 4 Г0.033.200. Припои и флюсы для пайки. Марки, состав, свойства и область применения. Введ. 1980

9. Кн. 2. Типовой технологический процесс изготовления субблоков и узлов на печатных платах технологический процесс изготовления субблоков и узлов на печатных платах, 1984

Размещено на Allbest.ru