Блок управления и контроля автоматизированного тестера параметров радиоэлементов

13

410

520

Реле

16

612

1152

Всего

8600

Суммарная площадь, которую занимают ЭРЭ 9112 мм². Определим площадь платы ПК-2 по формуле (1)

S_пл = 8600 / 0.3 = 28666.7 мм²

Так как материнская плата крепится на кассете, то оптимальными её размерами будут 210140 мм.

С учётом того, что на плате оставляется место под резерв, размер материнской платы возьмём равным 303140 мм.

4.2 Расчёт теплового режима блока

Расчет теплового режима блока проведём на ЭВМ по методике приведённой в /19/, текст программы приведён в /20/.

Исходными данными для расчета являются:

мощность потребляемая блоком, Вт;

размеры блока (L1,L2,L3), м;

коэффициент заполнения блока по объёму;

площадь перфорационного отверстия (м²) и их количество (шт.);

давление окружающей среды, МПа;

температура окружающей среды, ⁰С.

Рассчитаем коэффициент заполнения блока по объёму по формуле

, (1)

где V_э - суммарный объём элементов установленных в блоке, м³;

V - объём блока, м³.

Исходные данные для расчета:

мощность потребляемая блоком Р = 3 Вт;

размеры блока L1= 0,045м , L2 = 0,03 м , L3 = 0,008 м;

рассчитаем коэффициент заполнения блока по объёму по формуле (1)

давление окружающей среды Р=0,1 МПа;

температура окружающей среды Т= 20 0С;

площадь перфорационного отверстия S=0,0068 м².

Результаты расчета теплового режима блока:

температура корпуса блока Т_к=20,19 ⁰С;

температура нагретой зоны Т_з= 20,57 ⁰С;

средняя температура воздуха в блоке Т_в= 20,32 ⁰С.

4.3 Расчет надёжности блока

Расчет надежности проведём на ЭВМ с помощью программы приведённой в /20/.

Исходные данные для расчета приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Исходные данные для расчета надёжности.

№ типа	Тип ЭРЭ	Количество	Интенсивность отказов *Е +6 ,1/ч	Коэффициент нагрузки
1	Конденсаторы КМ1	10	0,075	0,5
2	Конденсаторы КМ-5б	2	0,075	0,5
3	Пайка	300	0,05	0,5
4	Плата	1	0,7	0,6
5	Провод	10	0,015	0,5
6	Резисторы МЛТ	13	0,03	0,5
7	Реле	16	0,5	0,2

В ходе выполнения расчёта мы получили следующие результаты:

Интенсивность отказа блока 9.840001E-06 1/ч.

Время наработки на отказ 468000 ч.

Вероятность отказа блока при времени работы указанном в ТЗ (10000 ч)

P=0.9062863.

Значения зависимости вероятности безотказной работы блока от времени его работы приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Зависимость вероятности безотказной работы блока от времени его работы

T час	P(T)	T час	P(T)	T час	P(T)
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000 9500 10000	1 .9950921 .9902083 .9853484 .9805124 .9757001 .9709114 .9661463 .9614046 .956686 .9519907 .9473184 .942669 .9380425 .9334387 .9288574 .9242987 .9197623 .9152482 .9107562 .9062863	10500 11000 11500 12000 12500 13000 13500 14000 14500 15000 15500 16000 16500 17000 17500 18000 18500 19000 19500 20000	.9018384 .8974122 .8930078 .888625 .8842636 .8799238 .8756052 .8713078 .8670315 .8627762 .8585417 .854328 .8501351 .8459627 .8418108 .8376793 .833568 .8294769 .8254059 .8213549	20500 21000 21500 22000 22500 23000 23500 24000 24500 25000 25500 26000 26500 27000 27500 28000 28500 29000 29500	.8173237 .8133124 .8093207 .8053486 .8013961 .7974629 .793549 .7896543 .7857788 .7819222 .7780846 .7742658 .7704658 .7666844 .7629216 .7591772 .7554513 .7517436 .7480541

5. Технологическая часть

5.1 Качественный анализ конструкции

Основными показателями технологичности изделия являются его трудоемкость изготовления, себестоимость, программа выпуска и тип производства.

Анализируя техническое задание на дипломный проект, полагаем, что тип производства материнской платы - единичный. Таким образом, применение автоматизированного оборудования является нерентабельным. Следовательно, большинство операций по изготовлению материнской платы являются ручными, с применением станков и оборудования. В качестве материала для изготовления материнской платы используется стеклотекстолит марки СТФ-1-35-1,5 ТУ 15-503.16-83. Он обладает высокой механической прочностью, высокими электроизоляционными свойствами, низким водопоглощением. На материнской плате в оптимальной последовательности устанавливаются ЭРЭ, разъемы и детали крепежа. Такой вариант формирования является наиболее приемлемым, так как плата разбита на законченные функциональные узлы. Это позволяет легкую замену вышедшего из строя узла. Принимаемые типы ЭРЭ позволяют вести подготовительные операции (обрезку, лужение, формовку) в автоматизированном режиме, что позволяет снизить трудоемкость сборки печатной платы.

Монтаж платы односторонний, поэтому производить замену элементов печатной платы можно, не снимая ее. А также при сборке производить пайку прогрессивным методом - волной припоя. Крепление платы на салазках обеспечивает легкую ее замену в случае выхода из строя.

При сборке изделия используются освоенные в производстве детали, такие как контакты, лепестки, прокладки и т.д.

Точность технологических процессов является одной из главных количественных характеристик, но она не достаточна для того, чтобы в полной мере осуществить качество того или иного процесса. Для таких оценок вводят количественные характеристики и совместный учет точностных характеристик и характеристик устойчивости, позволяющих сделать обоснованное заключение о технологическом процессе. Чтобы плата была технологичной предусмотрено: приготовление деталей из унифицированных и стандартных элементов и использование деталей, заимствованных из освоенных ранее изделий, сокращение числа оригинальных и сложных деталей, размеры и поверхности которых требуют точности и шероховатости, экономически необоснованных, а также использование недефицитных и не дорогих материалов, являющихся технологичными.

Исходя из выше сказанного, конструкцию материнской платы можно считать технологичной.

5.2 Проектирование технологического процесса сборки печатной платы

Обеспечение высокой точности и надежности, серийно выпускаемых изделий достигается применением комплекса мероприятий, важной составной частью которого является технология сборки. Поэтому качественное проведение сборочных операций является одним из условий повышения качества сборки изделия, долговечности собираемых узлов и изделий.

В общем виде сборочный процесс представляет собой соединение в определенной последовательности отдельных деталей и электрорадиоэлементов в сборочные узлы для получения законченного изделия. Различают общую и узловую сборку. Общей сборкой называется часть технологического процесса, в течение которой происходит фиксация составляющих сборочных единиц. Узловая сборка - часть технологического процесса, которая имеет целью образования сборочных единиц, входящих в данное изделие, в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями.

При проектировании технологического процесса сборки печатной платы анализируют технологичность конструкции. Общие технические требования сводятся к допустимости параллельной и независимой узловой сборки, взаимозаменяемости деталей, обеспечению свободного допуска к монтажу.

Основой проектирования сборочного процесса являются типовые технологические процессы сборки узлов, основываясь на которые мы составляем схему рабочего технологического процесса сборки печатной платы.

Рисунок 5.1 - Схема рабочего технологического процесса сборки печатной платы

Основными частями схемы являются операции комплектования, подготовки ЭРЭ, подготовки печатной платы, сборки, контроля, лакирования.

Согласно приведенной схемы составим маршрутные и операционные карты (смотри приложение Г).

Сборка печатной платы не должна осуществляться с применением сложного оснащения, сборочные операции должны быть максимально механизированы. С этой целью проведем выбор средств технологического оснащения. Для подготовки ЭРЭ к сборке используем следующее широко применяемое оборудование.

Для резисторов и конденсаторов используют автомат типа К12-010.00.00.000.

Лужение всех остальных элементов будем производить погружением в ванну ГГ-0867-4003. Пайку ЭРЭ производим в автоматизированном режиме на установке АУБ 28.00.

Используем также универсальные инструменты и приспособления согласно технологическому процессу.

5.3 Определение количественных показателей технологичности конструкции разрабатываемой материнской платы

Показатели технологичности конструкции изделия определяют по общесоюзным и отраслевым методикам. В дипломном проекте показатели технологичности определяем в соответствии с ОСТ 4.091.114-78 и ОСТ 4.091.105-79.

Исходные данные всех показателей приведены в таблице 5.1.

Трудоемкость изготовления изделия

Ти = Тi (5.1)

где Ti - трудоёмкость изготовления сборки, регулировки контроля и испытания i-ой составной части изделия, нормо/ч.

Ти =43,4+5,16+13,8+83,04+20,08+43,4=208,8 нормо/ч

Таблица 5.1 - Исходные данные показателей

Наименование показателя	Условное обозначение	Значение показа-теля
Основные и дополнительные технико-экономические показатели трудоемкости
Изготовление изделия	Ти нормо/ч	109,55
Литейных работ	ТЛ нормо/ч	0
Работ по обработке металлов давления	ТД нормо/ч	0
Работ по формообразованию деталей из полимерных материалов	ТП нормо/ч	0
Заготовительных работ выполняемых обработкой резанием	ТО нормо/ч	0
обработки резанием	ТО Р нормо/ч	10,8
сборно-монтажных работ	ТС нормо/ч	25,9
Регулировочных и контрольно-испытательных работ	ТР К нормо/ч	29,7
работ по изготовлению печатных плат	ТП П нормо/ч	9,5
Наименование показателя	Условное обозначение	Значение показа-теля
Основные и дополнительные технико-экономические показатели себестоимости
Расходы на сырье и материалы (за вычетом стоимости отходов)	СМ руб.	480,6
Основная зарплата производственных рабочих с начислениями	С руб.	183,09
Расходы на износ инструментов	СИ Н руб.	18,4
Расходы на содержание оборудования	СО руб.	32,48
Стоимость покупных изделий	СП К руб.	480,6
Полная себестоимость изделий	СИ руб.	1144,29
Дополнительные технические показатели
Количество типоразмеров заимствованных деталей	ДТ З шт.	13
Общее количество типоразмеров деталей в изделии	ДТ шт.	6
Общее количество деталей в изделии	Д шт.	87
Количество монтажных соединений выполненных на печатных платах, которые могут осущ. мех. способ.	НМ М шт.	192
Общее количество монтажных соединений	НМ шт.	246
Общее количество ЭРЭ, в изделии которые должны подготавливаться к монтажу в соответствии с требованиями конструкторской документации	НП ЭРЭ шт.	20
Показатели техничности изделия - аналога
Трудоемкость изготовления	ТН О шт.	3127
Технологическая себестоимость	СТ шт.	280,76

Таблица 5.2 - Коэффициенты весомости по классу показателя изделия (электронного)

ТОС =1	СОПК =1	КОСВ =0,76	КПОВ ПП =0,2
ТООР =0,5	СОТ =0,8	КТП =0,68	КСБ =0,4
ТОРК =0,3	КМС =0,92	КПОВ Д =0,52
ТОЗР =0,2	КАРК =1	КФ =0,44
ТОПП =0,1	КПП =0,6	КМП ЭРЭ=0,2

Технологическая себестоимость

(5.2)

С_Т = 30,2+64,4+18,4+32,48=280,76 руб.

Дополнительные технико-экономические показатели технологичности.

Относительная трудоемкость обработки резанием определяется по формуле:

(5.3)

Относительная трудоемкость сборочно-монтажных работ определяется по формуле:

 (5.4)

Относительная трудоемкость регулировочных и контрольно-испытательных работ определяется по формуле:

(5.5)

Относительная трудоемкость изготовления печатных плат определяется по формуле:

(5.6)

Относительная себестоимость покупных комплектующих изделий определяется по формуле:

(5.7)

Относительная технологическая себестоимость изделий определяется по формуле:

(5.8)

1.1.1.1 Коэффициент освоенности деталей определяется по формуле:

(5.9)

1.1.1.2 Коэффициент повторяемости деталей определяется по формуле:

(5.10)

1.1.1.3 Коэффициент механизации монтажа определяется по формуле:

 (5.11)

1.1.1.4 Коэффициент применения типовых технологических процессов определяется по формуле:

(5.12)

1.1.1.5 Коэффициент механизации подготовки ЭРЭ к монтажу определяется по формуле:

(5.13)

1.1.1.6 Комплексный относительный технико-экономический показатель трудоемкости определяется по формуле:

(5.14)

где К_iэ - коэффициенты весомости по классу показателя изделия

T_oi - показатели трудоемкости рассчитанные выше

1.1.1.7 Комплексный относительный технико-экономический показатель себестоимости определяется по формуле:

1.1.1.8 (5.15)

где К_iэ - коэффициенты весомости по классу показателя изделия

С_oi - показатели себестоимости рассчитанные выше

1.1.1.9 Комплексный относительный показатель техничности определяется по формуле:

(5.16)

где К_iэ - коэффициенты весомости по классу показателя изделия

К_iтте - показатели техничности рассчитанные выше

Уровень технологичности по трудоемкости изготовления определяется по формуле:

(5.17)

Уровень технологичности по комплексному относительному технико-экономическому

показателю трудоемкости определяется по формуле:

(5.18)

Уровень технологичности по технологической себестоимости определяется по формуле:

(5.19)

Уровень технологичности по комплексному относительному технико-экономическому показателю себестоимости определяется по формуле:

 (5.20)

Уровень технологичности по комплексному относительному техническому показателю определяется по формуле:

1.1.1.10 (5.21)

Значения уровней технологичности разрабатываемой конструкции должны находиться в пределах 0< К_УТ <1; 0< К_УС <=1; 0< К_УОТ <=1; 0< К_УОС <=1; К_УОТЕХ >=1. В нашем случае все значения уровней технологичности разрабатываемой конструкции удовлетворяют требованиям данных условий.