Министерство образования и науки Украины

Запорожский национальный технический университет

Кафедра КВР

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

"Технология и автоматизация производства расходомера топлива"

по дисциплине:

"Технология и автоматизация производства РЭС"

РЕФЕРАТ

Цель курсового проекта систематизировать и закрепить теоретические знания, полученные при изучении данного курса.

Основные задачи курсового проекта:

- приобретение навыков системного анализа базовой и справочной информации, необходимой для разработки рабочих технологических процессов сборки, монтажа та регулировки РЭА;

- практическое ознакомление с основными этапами разработки рабочих технологических процессов соответственно к единой системе технологической подготовки производства;

- получение практических навыков самостоятельного решения задач анализа типового и синтеза рабочего технологического процесса;

- приобретение и закрепление навыков оформления комплекта технологических документов соответственно требованиям стандартов ЕСТД;

- ознакомление с методами экономической оценки и оптимизации принятых технологических решений.

КОНСТРУКТОРСКАЯ СХЕМА СБОРКИ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА СКБОРКИ, МАРШРУТ СБОРКИ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА

ПРОИЗВОДСТВА, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, КОНСТРУКТОРСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС.

СОДЕРЖАНИЕ

Реферат

Перечень условных сокращений

Введение

1. Анализ технического задания

1.1 Техническая характеристика объекта производства

1.2 Производственно - технологические требования, их анализ и обеспечение

2. Анализ конструкции изделия

2.1 Описание конструкции

2.2 Технологический анализ элементной базы

2.3 Разработка конструкторской схемы сборки (КСС)

3. Оценка технологичности объекта сборки

4. Разработка технологической схемы сборки (ТСС)

4.1 Технологический анализ методов соединения

4.2 Разработка ТСС

5. Разработка технологического маршрута сборки

5.1 Выбор и обоснование выбора основных технологий

5.2 Планирование и организация производственного процесса

5.3 Разработка маршрутного технологического процесса

6. Выбор технологического оборудования

7. Проектирование операций технологического процесса

8. Нормирование технологического процесса

9. Оптимизация технологического процесса сборки и монтажа

Выводы

Перечень использованной литературы

Приложение А Маршрутная карта ТП

Приложение Б Операционный эскиз на операцию

Приложение В Операционный эскиз на операцию

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ПП - печатная плата

ЭрЭ - электрорадиоэлемент

ЭРИ - электрорадиоизделие

кд - конструкторская документация

КСС - конструкторская схема сборки

ТП - технологический процесс

тпп - технологическая подготовка производства

ТСС - технологическая схема сборки

ФУ - функциональный узел

ГПС - гибкие производственные системы

ЧПУ - числовое программное управление

ДСЕ - детали и сборочные единицы

ТЗ - техническое задание

ВВЕДЕНИЕ

При современном конструировании радиоэлектронных аппаратов необходимо в первую очередь учитывать конструктивно - технологические особенности РЭА, которые включают функционально-узловой принцип конструирования, технологичность, минимальные габоритно-массовые показатели, ремонтопригодность, защиту от внешних воздействий. Необходимо обеспечить оптимальную надёжность функционирования, в которую входят: вероятность безотказной работы, среднее время наработки на отказ, среднее время восстановления работоспособности, долговечность и т.д.

Кроме того, производство РЭА должно быть экономически эффективно. При проектировании технологических процессов (ТП) следует предусматривать сокращение длительности и трудоёмкости этапа подготовки производства, капитальных затрат, численности сложных и трудоёмких операций, использование минимального числа единиц оборудования, максимального числа стандартных, унифицированных и типовых сборочных единиц, функциональных узлов РЭА, а также предусматривать изготовление минимального числа сборочных единиц.

В настоящее время основными направлениями развития РЭА, позволяющими решать задачи уменьшения габаритов и массы аппаратуры, повышения её надёжности и технологичности, являются микро миниатюризация аппаратуры, повышение степени интеграции и комплексный подход к разработке, конструированию и технологии производства РЭА.

Цель работы - систематизация и закрепление теоретических знаний по основным разделам курса "Технология и автоматизация производства РЭА".

1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

Отработка изделия на технологичность является одной из важнейших функций технологической подготовки производства. Недостаточно сконструировать изделие с необходимыми потребительскими свойствами, требуется сконструировать его так, чтобы при изготовлении, эксплуатации и ремонте имели бы место минимальные затраты труда, материалов и энергетических средств.

ГОСТ 14.205-83 даёт определение:

Технологичность - совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для достижения заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работы.

Самые общие принципы этой функции ТПП изложены в ГОСТ 14.201-83, которые намечают лишь основные пути, по которым идет отработка на технологичность. С помощью этого документа отрабатывать на технологичность конкретные изделия практически невозможно. Поэтому необходима конкретизация и развитие ГОСТ 14.201-83, регламентирующая отработку на технологичность на отраслевом уровне и уровне предприятия.

Основные проблемы повышения технологичности РЭА - это проблемы снижения трудоемкости, энергоемкости и расхода материалов. Все эти проблемы тесно связаны друг с другом. В последние годы проблему снижения трудоемкости при изготовлении изделий решают с помощью широкого внедрения в промышленности гибких производственных систем, которые включают в себя оборудование с ЧПУ, конвейерные транспортные средства, роботы и манипуляторы, автоматизированные склады заготовок, готовых деталей и узлов, систему управления ГПС, позволяющую быстро переходить от изготовления одного вида продукции к другому.

Показатель технологичности изделия закладывается, прежде всего, на уровне деталей и сборочных единиц; поэтому первоочередной задачей, направленной на повышение технологичности изделия является задача унификации и стандартизации ДСЕ с учетом требований ГПС.

Отработку конструкции изделия на технологичность в соответствии с ГОСТ 14.201-83 должны проводить совместно организация-разработчик и предприятие- изготовитель. В отработке на технологичность участвуют: научно-исследовательский (тематический) отдел, конструкторский отдел (отдел главного конструктора), технологический отдел (отдел главного технолога) и другие отделы предприятий. Предприятие-разработчик осуществляет отработку изделия на технологичность, начиная со стадии разработки технического задания и до освоения изделия в производстве.

Практически активно включается в отработку изделие на технологичность предприятием-изготовителем на стадии разработки рабочей документации. На предприятие- изготовитель возлагается решение следующих задач: своевременная подготовка и представление предприятию-разработчику информации по результатам производства изделий- аналогов других предприятий-разработчиков; информация о существующем технологическом уровне производства и его перспективах; участие в экспертизе конструкции изделия на технологичность; оценка и уточнение уровня технологичности изделия на стадиях установочной серии и установившегося серийного или массового производства.

Качественная оценка характеризует технологичность конструкции изделия обобщенно, на основании опыта исполнителя. Качественную оценку вариантов конструкции изделия осуществляют для выбора лучшего конструктивного решения без определения степени различия сравниваемых вариантов. Она предшествует количественной и определяет ее целесообразность.

Количественная оценка ведется с помощью показателей технологичности. Численное значение каждого показателя технологичности характеризует степень удовлетворения требований по одному или нескольким признакам.

Показатели технологичности подразделяются на основные и дополнительные.

Основные показатели характеризуют важнейшие признаки конструкции разрабатываемого изделия. К основным показателям относятся в первую очередь трудоемкость изготовления изделия и его себестоимость, а также показатели, характеризующие стандартизацию и унификацию.

Дополнительные показатели технологичности характеризуют технологичность изделия по какому-то одному признаку. К ним относятся относительные трудоёмкости различного рода работ.

Комплексные показатели технологичности формируются на основе частных показателей с учетом коэффициентов влияния[1].

Исходные данные для расчета берутся из курсового проекта ОКРЕС: "Цифровой измеритель h21э транзисторов" и заносятся в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Исходные данные для расчета

Так как в основе функционирования расходомера топлива лежат микросхемы, то исследуемый прибор РЭС принадлежит к классу электронных блоков.

Выберем частичные показатели технологичности, которые наиболее характерны для расходомера топлива. Частичные показатели технологичности и коэффициенты воздействий приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Базовые показатели технологичности электронных блоков

Вычислим значения показателей технологичности по формулам:

Коэффициент использования микросхем и микросборок в блоке:

Кисп мс=Нмс/(Нмс+Нэрэ) (3.1)

где Нмс - общее количество микросхем и микросборок в изделии, шт,

Нэрэ - общее количество ЭРЭ, шт.

Коэффициент автоматизации и механизации монтажа:

Кам=Нам/Нм (3.2)

где Нам - количество монтажных соединений, которые могут выполняться механизированным или автоматизированным способом;

Нм - общее количество монтажных соединений.

Коэффициент автоматизации та механизации подготовки ЭРЭ:

Кмп эрэ= Нмп эрэ/ Нэрэ (3.3)

где Нмп эрэ - количество ЭРЭ (шт.), подготовка которых к монтажу может осуществляться механизированным или автоматизированным способом, или не требует подготовки к монтажу совсем.

Коэффициент повторения электрорадиоелементов:

Кпов эрэ=1-Нт эрэ/Нэрэ (3.4)

где Нт эрэ - количество типоразмеров ЭРЭ.

Коэффициент установочных размеров:

Кур=1-Нур/ Нэрэ (3.5)

где Нур - количество видов установочных размеров ЭРЭ.

Данные для расчета приведены в таблице 3.1. Результаты расчета приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Результаты расчёта

Вычислим комплексный показатель технологичности по формуле:

(3.6)

где.

К=(0,275*1+0,936*1+0,94*0,750+0,58*0,310+0,76*0,500)/(1+1+0,750+0,310+0,500)= 0,7

Сравнив комплексный показатель технологичности с нормативным комплексным показателем технологичности, можно сделать вывод, что конструкция данного изделия обладает средней технологичностью для условий автоматизации, это удовлетворяет требованиям при среднесерийном типе производства.

4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ СБОРКИ

4.1 Технологический анализ методов соединения

В расходомере топлива используются разъёмные (резьбовые) и неразъёмные (пайка, расклёпывание, склеивание) методы соединения.

Резьбовые соединения являются основным видом разъемных соединений. Важным условием обеспечения качества таких соединений при работе с использованием механического и автоматического оснащения является установление необходимого усилия затяжки. При соединении винтом момент затяжки определяется прочностью на растяжение. Для увеличения надежности соединений и предотвращение самооткручивания в данном изделии использовано стопорную краску. Стопорение стопорной краской используется для резьбовых соединений небольшого диаметра (М1М6) и для крепления узлов конструкции, которая расположена в середине блока. Резьбовые соединения применяются в данной конструкции для присоединения кнопок и клемм к корпусу, а также для присоединения скоб к платам.

Пайка - это процесс соединения металлов в твердом состоянии с помощью введения в зазор расплавленного припоя, который взаимодействует с основным металлом и образует жидкий металлический слой, кристаллизация которого производиться до образования паяльного шва. В данном изделии применяется групповая и индивидуальная пайка. Групповая пайка применяется при установке ЭРЭ на платы, а индивидуальная для монтажного соединения в корпусе между ЭРИ и платами.

Основным групповым методом пайки в данном изделии является пайка волной припоя. Этот метод широко используется как в массовом, так и в единичном производстве. Он имеет такие достоинства, как высокая продуктивность, относительно маленькое термическое влияние на ПП, ЭРЭ, ФУ, наличие широкого выбора моделей оборудования, высокое качество паяных соединений, при этом необходимо выполнять металлизацию отверстий. Технология пайки волной припоя имеет возможность образования комплексно-автоматизированного оборудования, но главным условием высокой разделительной способности является образование тонкого и равномерного слоя припоя на проводниках.

Кроме того, в данном изделии некоторые соединения выполняются индивидуальной пайкой при помощи паяльника. При помощи индивидуальной пайки осуществляется монтаж соединений в корпусе между ЭРИ и платами.

В данном изделии используется ступенчатый метод пайки: сначала выполняется пайка волной при помощи припоя ПОС-40, а затем осуществляется индивидуальная пайка при помощи припоя ПОС-61.

Расклепывание применяется для прочного соединения неметаллических и металлических деталей. Преимуществом является то, что такое соединение можно использовать при высоких температурах и давлениях. Недостатки: отсутствие герметичности шва, ослабление материала в месте соединения, концентрация и неравномерный раздел напряжений. В данном изделии расклёпывание применяется на платах при расклёпывании лепестков.

Склеивание - это технологический процесс соединения изделий (деталей) с помощью специальных веществ, что вследствие взаимодействия с поверхностью изделия (детали) и изменения своего физического состояния способны при определённых условий крепко их склеивать. В данной конструкции применяют склеивание при присоединении светодиодов к передней панели корпуса. Склеивание применяется для соединения материалов в самых различных сочетаниях. Соединения, полученные склеиванием, обладают высокой долговечностью, коррозионной стойкостью, звукопоглощающими, демпфирующими и теплоизолирующими свойствами и герметичностью.

Таким образом, исходя из анализа методов соединения, видно, что во время сборки данного прибора отсутствует потребность в разработке и изготовление специального инструмента или приспособления, хотя есть значительная необходимость в разных дополнительных конструкционных элементах и материалах для осуществления соединения.

Технологический анализ методов соединения приведён в таблице 4.1.

Произведя технологический анализ методов соединений расходомера топлива можно сделать вывод что, автоматизация производится при пайке волной и при проведении механических соединений, то есть при использовании электромеханической отвёртки.

Таблица 4.1 Технологический анализ методов соединений

4.2 Разработка ТСС

Разработка технологического маршрута сборки и монтажа РЭА начинается с расчленения изделия или его частей на составные элементы путём построения схем сборки и схем технологической сборки. Построение таких схем позволяет установить последовательность сборки, взаимосвязь между элементами и наглядно изобразить проект ТП1.

Для описания сборочного процесса данного прибора было использовано схему с базовой деталью. Такая схема показывает временную последовательность процесса сборки. Во время поточного изготовления изделия необходимый уровень дифференцирования операций зависит от их содержания, оборудования, которое используется, и экономической эффективности. В первую очередь выполняются неподвижные соединения, которые требуют значительных механических усилий. Каждая предыдущая операция не должна препятствовать выполнению следующая.

Разработанная схема сборки позволяет проанализировать ТП с учетом технико-экономических показателей и выбрать оптимальный вариант, как с технического, так и с организационного взгляда.

ТСС данного изделия приведена на рисунке 4.1. По ней видно, что в процессе сборки прибора формируется структура операций сборки, устанавливается их рациональная последовательность, особенности выполнения сборки.

Построение таких схем позволяет установить взаимосвязь между элементами конструкции и установить оптимальную последовательность сборки изделия и визуально представить основную часть процесса сборки.

Рисунок 4.1 - ТСС расходомера топлива

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Технология и автоматизация производства РЭА: Учебник для вузов /И.П.Бушминский, О.Ш.Даутов, А.П.Достанко и др.; Под ред. А.П.Достанко, Ш.М.Чабдарова. М.: Радио и связь, 1989.

2. Гумбина А.Б. Электрические машины и источники питания радиоэлектронных устройств.: [Учебник для среднеспециальных учебных заведений радиотехнических специальностей] М.: Энергоатом-издат, 1990.

3. ГелльП.П., Иванов-ЕсиповичН.К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов. Л.: Энергоатомиздат, 1984.

4. ПавловскийВ.В., ВасильевВ.И., ГутманТ.Н. Проектирование технологических процессов изготовления РЭА. Пособие по курсовому проектированию: Учеб. Пособие для вузов.М.: Радио и связь, 1982.

5. ВейцманЭ.В., ВенбринВ.Д. Технологическая подготовка производства радиоэлектронной аппаратуры. М.: Радио и связь, 1989.

6. Автоматизация и механизация сборки и монтажа узлов на печатных платах /А.В.Егунов, Б.Л.Жоржолиани, В.Г.Журавский, В.В.Жуков; Под ред. В.Г.Журавского.М.:Радио и связь, 1988.