Министерство Образования Республики Беларусь
Белорусский Государственный Университет
Информатики и Радиоэлектроники
Факультет: компьютерного проектирования
Кафедра: электронной техники и технологии
Пояснительная записка
к курсовому проекту
на тему:
“Технология сборки и монтажа ПП блока питания”
Минск 2001
Содержание
Введение
1. Анализ технологичности конструкции изделия
2.Разработка технологической схемы сборки
3.Анализ маршрутной технологии, выбор и обоснование технологического оборудования, выбор оптимального варианта технологического процесса
4.Проектирование участка сборки и монтажа
5.Разработка оснастки для сборочно-монтажных работ
Литература
Введение
Под производственным процессом понимают совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонт выпускаемых изделий. Производственный процесс включает подготовку производства: получение, транспортирование, контроль и хранение материалов (полуфабрикатов); технологические процессы изготовления деталей и сборки; изготовление технологической оснастки и др.
Основой любого производственного процесса является технологический процесс (ТП). Технологическим процессом называется часть производственного процесса, содержащая действия по изменению последующему определению состояния предмета производств.
Для данного курсового проекта в данном случае темой является разработка технологического процесса сборки и монтажа формирователей усилителя низкой частоты. На этапе разработки данного технологического процесса необходимо:
- произвести анализ технологичности конструкции изделия;
- разработать технологическую схему сборки т.е. выбрать вид схемы сборки, сформировать отдельные технологические операции, составить наиболее рациональную их последовательность в ТП;
- произвести анализ вариантов маршрутной технологии, выбор технологического оборудования и проектирование ТП, для этого необходимо на основании технологической схемы сборки составить 2-3 варианта маршрутной технологии и для каждого варианта подобрать типовое технологическое оборудование с учетом его производительности;
- произвести проектирование участка ГАП сборки и монтажа;
- произвести разработку оснастки для сборочно-монтажных работ для этого необходимо выбрать наиболее эффективную конструкцию технологической оснастки, подобрать материал для основных деталей, оценить точность исполнительных механизмов, рассчитать производительность;
- определить основные требования по безопасной жизнедеятельности человека и экологической обстановки при выполнении сборочно-монтажных работ;
- в заключении сделать выводы по результатам работ, оценить технико-экономические показатели разработанного ТП, провести сопоставление полученных результатов техническим заданием.
1. Анализ технологичности конструкции изделия
Проектирование технологического процесса сборки и монтажа радиоэлектронной аппаратуры начинается с тщательного изучения исходных данных (ТУ и технических требований, комплекта конструкторской документации, программы выпуска, условий запуска в производство и т.д.). На данном этапе основным критерием, определяющим пригодность аппаратуры к промышленному выпуску, является технологичность конструкции.
Под технологичностью конструкции (ГОСТ 18831-73) понимают совокупность ее свойств, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями конструкций изделий аналогичного назначения при обеспечении заданных показателей качества.
Оценка технологичности преследует цели:
-определение соответствия показателей технологичности нормативным значениям;
-выявление факторов, оказывающих наибольшее влияние на технологичность изделий;
-установление значимости этих факторов и степени их влияния на трудоемкость изготовления и технологическую себестоимость изделия.
Для оценки технологичности конструкции используются многочисленные показатели, которые делятся на качественные и количественные. К качественным относят взаимозаменяемость, регулируемость, контролепригодность и инструментальная доступность конструкции. Количественные показатели согласно ГОСТ 14.201-73 ЕСТПП классифицируются на:
- базовые (исходные) показатели технологичности конструкций, регламентируемые отраслевыми стандартами;
- показатели технологичности конструкций, достигнутые при разработке изделий;
- показатели уровня технологичности конструкции, определяемые как отношение показателей технологичности разрабатываемого изделия к соответствующим значениям базовых показателей.
Номенклатура показателей технологичности конструкций выбирается в зависимости от вида изделия, специфики и сложности конструкции, объема выпуска, типа производства и стадии разработки конструкторской документации.
Базовые показатели технологичности блоков РЭА установлены стандартом отраслевой системы технологической подготовки производства ОСТ 4ГО.091.219-81 "Методы количественной оценки технологичности конструкций изделий РЭА”. Согласно нему все блоки по технологичности делятся на 4 основные группы:
- электронные: логические и аналоговые блоки оперативной памяти, блоки автоматизированных систем управления и электронно-вычислительной техники, где число ИМС больше или равно числу ЭРЭ.
- радиотехнические: приемно-усилительные приборы и блоки, источники питания, генераторы сигналов, телевизионные блоки и т.д.
- электромеханические: механизмы привода, отсчетные устройства, кодовые преобразователи и т.д.
- коммутационные: соединительные, распределительные блоки, коммутаторы и т.д.
В данном курсовом проекте рассматривается радиотехнический блок. Для блока определяются 7 основных показателей технологичности (см. таблицу 2.1), каждый из которых имеет свою весовую характеристику xi
. Величина коэффициента весомости зависит от порядкового номера частного показателя в ранжированной последовательности и рассчитывается по формуле:
(1.1)
где q - порядковый номер ранжированной последовательности частных показателей.
Таблица
2.1 - Показатели технологичности конструкции РЭС
| Порядковый номер (q) показателя | Показатели технологичности | Обозначение | Степень влияния, xi
|
| 1 | Коэффициент автоматизации и механизации монтажа | Км.м.
|
1.0 |
| 2 | Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу | Км.п.ИЭТ
|
1.0 |
| 3 | Коэффициент освоенности деталей и сборочных единиц (ДСЕ) | Косв.
|
0.8 |
| 4 | Коэффициент применения микросхем и микросборок | Км.с.
|
0.5 |
| 5 | Коэффициент повторяемости печатных плат | Кпов.ПП
|
0.3 |
| 6 | Коэффициент применения типовых технологических процессов | Кт.п.
|
0.2 |
| 7 | Коэффициент автоматизации и механизации регулировки и контроля | Ка.р.к.
|
0.1 |
Затем на основании расчета всех показателей вычисляют комплексный показатель технологичности:
(1.2)
Коэффициент технологичности находится в пределах 0 < К < 1.
Коэффициент автоматизации и механизации монтажа:
(1.3)
где Нм.м
- количество монтажных соединений ИЭТ, которые предусматривается осуществить автоматизированным и механизированным способом. Для блоков на печатных платах механизация относится к установке ИЭТ и последующей пайке волной припоя;
Нм
- общее количество монтажных соединений. Для разъемов, реле, микросхем и ЭРЭ определяются по количеству выводов.
Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу:
(1.4)
где Нм.п.ИЭТ
- количество ИЭТ в штуках, подготовка выводов которых осуществляется с помощью автоматов и полуавтоматов;
Нп.ИЭТ
- общее число ИЭТ, которые должны подготавливаться к монтажу в соответствии с требованиями конструкторской документации.
Коэффициент освоенности ДСЕ:
(1.5)
где Дт.з
- количество типоразмеров заимствованных ДСЕ, ранее освоенных на предприятии;
Дт
- общее количество типоразмеров ДСЕ в РЭС.
Коэффициент применения микросхем и микросборок:
Коэффициент повторяемости печатных плат:
(1.6)
где
Дтпп
– число типоразмеров печатных плат в РЭС;
Дпп
- общее число печатных плат в РЭС.
Коэффициент применения типовых технологических процессов:
(1.7)
где Дт.п
и Ет.п
- число деталей и сборочных единиц, изготавливаемых с применением типовых и групповых технологических процессов;
Д и Е - общее число деталей и сборочных единиц в РЭС, кроме крепежа (винтов, гаек, шайб).
Коэффициент автоматизации и механизации регулировки и контроля:
(1.8)
где На.р.к
- число операций контроля и настройки, выполняемых на полуавтоматических и автоматических стендах;
Нр.к
- общее количество операций контроля и настройки. Две операции: визуальный контроль и электрический являются обязательными. Если в конструкции имеются регулировочные элементы, то количество операций регулировки увеличивается пропорционально числу этих элементов.
Для оценки уровня технологичности проектируемого изделия необходимо найти относительную величину достигнутого показателя К к нормальному показателю Кн
:
(1.9)
где Кн
- комплексный показатель изделия аналога, Кн
=0,6;
Ксл
- коэффициент сложности нового изделия по сравнению с аналогом, Кн
=1,02...1,2;
Ком
=Кот
- коэффициент, учитывающий изменение уровня организации производства и труда завода-изготовителя нового изделия по отношению к заводу-изготовителю аналога (Ком
=Кот
=1);
Км
- коэффициент, учитывающий изменение типа производства (Км
=1).
Расчет показателей технологичности
Выполнен на основе отраслевого стандарта ОСТ 4Г0.091.219
Название изделия: усилитель фототока
Тип аппаратуры: радиотехнический
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:
Количество автоматизированных монтажных соединений (шт.) 76
Общее количество монтажных соединений (шт.) 120
ИЭТ, подготавливаемые к монтажу механизированным способом 59
Общее количество ИЭТ (шт.) 61
Число элементов, замененных ИМС 0
Число элементов ИЭТ, не вошедших в ИМС 61
Число типоразмеров печатных плат 1
Общее число печатных плат 1
Число автоматических операций контроля и регулировки 1
Общее число операций регулировки и контроля 2
Заданный показатель технологичности: 0.7
| Коэффициенты | Численныезначения |
| коэффициент автоматизации и механизации монтажа | 0,65 |
| коэффициент автоматизации подготовки ИЭТ к монтажу | 0,97 |
| коэффициент освоенности ДСЕ | 1 |
| коэффициент применения микросхем и микросборок | 0 |
| коэффициент повторяемости печатных плат | 0 |
| коэффициент применения типовых техпроцессов | 1 |
| коэффициент автоматизации контроля и настройки | 0,5 |
| Показатель технологичности комплексный | 0,704 |
Вывод: поскольку Красч.
>Кзад.
(0,704>0,7),то конструкция изделия технологична, можно разрабатывать техпроцесс.
Для повышения технологичности конструкций необходимо выполнение следующих групп мероприятий:
- путем совершенствования конструкции блока: повышение унификации блока; расширение использования микросхем и микросборок; увеличение сборности конструкции; увеличение количества деталей, изготовленных прогрессивным методом, и уменьшение числа деталей, изготовленных точным способом; рациональная компоновка элементов на плате;
- совершенствованием технологии сборки: механизация подготовки элементов к монтажу путем использования автоматов, полуавтоматов; совершенствованием ТП монтажа; механизация операций контроля и настройки; применение прогрессивных методов формообразования деталей.
2. Разработка технологической схемы сборки
Технологическим процессом сборки называют совокупность операций, в результате которых детали соединяются в сборочные единицы, блоки, стойки, системы и изделия. Простейшим сборочно-монтажным элементом является деталь, которая согласно ГОСТ 2101-68 характеризуется отсутствием разъемных и неразъемных соединений.
Сборочная единица является более сложным сборочно-монтажным элементом, состоящим из двух или более деталей, соединенных разъемным или неразъемным соединением. Характерным признаком сборочной единицы является возможность ее сборки отдельно от других сборочных единиц.
Технологическая схема сборки изделия является одним из основных документов, составляемых при разработке технологического процесса сборки. Расчленение изделия на сборочные элементы проводят в соответствии со схемой сборочного состава, при разработке которой руководствуются следующими принципами:
- схема составляется независимо от программы выпуска изделия на основе сборочных чертежей, электрической и кинематической схем изделия;
- сборочные единицы образуются при условии независимости их сборки, транспортировки и контроля;
- минимальное число деталей, необходимое для образования сборочной единицы первой ступени сборки, должно быть равно двум;
- минимальное число деталей, присоединяемых к сборочной единице данной группы для образования сборочного элемента следующей ступени, должно быть равно единице;
- схема сборочного состава строится при условии образования наибольшего числа сборочных единиц;
- схема должна обладать свойством непрерывности, т.е. каждая последующая ступень сборки не может быть осуществлена без предыдущей.
Включение в схе
му сборочного состава характеристик сборки превр
ащает ее в технологическую
схему сборки.
На практике широко применяют два вида схем сборки: ²веерного² типа и с базовой деталью.
Схе
ма сборки с базовой деталью указывае
т временную последовательность
сборочного процесса. При такой с
борке необходимо выделить базовый
элемент, т.е. базовую деталь или
сборочную единицу. В качестве базо
вой выбирают ту деталь, поверхности которой будут
впоследствии испол
ьзованы при установке в
готовое изделие. В большинстве случаев базовой деталью служитплата
, панель, шасси и другие элементы несущих конструкций изделия. Направление движения
деталей и сборочных единиц н
а схеме показывается стрелками, а прямая линия
,соединяющая базовую деталь и изделие, называется главной осью сборки
. Точки пересечения осей сборки, в которые подаются детали или сборочные единицы
,обозначаются как элементы сборочных операций, например: Сб.1-1,Сб.1-2 и т.д., а точек пересечения вспомогательной оси с главной - как Сб.1, С6.2 и т.д.
При построении техно
логической схемы сборки каждую деталь или сборочную единицу изображают в ви
де прямоугольника, в котором указывают
позицию детали по спецификации к сборочному чертежу, ее наименование и обозначение согласно конструкторского документа, а также количество
деталей, п
одаваемых на одну операцию сборки.
Технологическая схема сборки приведена в графической части.
Разработке технологических схем сборки способствует оптимальная дифференциация работ, что значительно сокращает длительность производственного цикла. Рациональность разделения объема работ на операции в условиях автоматизированного поточного производства определяется ритмом сборки, т.е. каждая операция должна быть равна или кратна ритму:
(2.1)
гдеФд
- действительный фонд времени за плановый период, мин.;
N - программа запуска, шт.
Программа запуска:
(2.2)
где a - коэффициент технологических потерь, принимаем равным 1,5%;
Nв
=100000
- заданная по ТЗ программа выпуска, шт.
Количество элементов, устанавливаемых на i-й операции, должно учитывать соотношение:
(2.3)
где Ti
- трудоемкость i-ой операции сборки.
Схема сборки представлена в приложении
После выбора оптимальной схемы сборочного состава производится расчет следующих коэффициентов:
- средняя полнота сборочного состава (количество сборочных единиц на каждой ступени сборки):
- модуль расчлененности процесса сборки:
(2.4)
где n – число рабочих операций, определенных для конкретных условий производства (при М<1 ТП концентрирован, М>1 - дифференцирован; т.е. ТП дифференцирован);
- коэффициент сборности изделия:
(2.5)
Правильно выбранная схема сборочного состава позволяет установить рациональный порядок комплектования сборочных единиц и изделия в процессе сборки. При переходе от схемы сборочного состава к технологической схеме сборки и расположении операций во времени необходимо учитывать следующее:
- сначала выполняются те операции ТП, которые требуют больших механических усилий и неразъемных соединений;
- активные ЭРЭ устанавливают после пассивных;
- при наличии малогабаритных и крупногабаритных ЭРЭ в первую очередь собираются малогабаритные ЭРЭ;
- заканчивается сборочный процесс установкой деталей подвижных соединений и ЭРЭ, которые используются в дальнейшем для регулировки;
- контрольные операции вводят в ТП после наиболее сложных сборочных операций и при наличии законченного сборочного элемента;
- в маршрутный технологический процесс вводят также те операции, которые непосредственно не вытекают из схемы сборочного состава, но их необходимость определяется техническими требованиями к сборочным единицам, например влагозащита, и т.д.
3. Выбор вариантов маршрутной технологии, технико-экономическое сравнение и проектирование ТП
Проектирование техпроцесса начинается с составления маршрутной технологии сборки на основании анализа технологической схемы сборки. Разработка маршрутной технологии включает в себя определение групп оборудования по операциям, а так же технико-экономических данных по каждой операции.
При разработке маршрутной технологии необходимо руководствоваться следующим:
- при поточной сборке разбивка процесса на операции определяется тактом выпуска (ритмом сборки), причем время, затрачиваемое на выполнение каждой операции, должно быть равно или кратно ритму;
- предшествующие операции не должны затруднять выполнение последующих;
- на каждом рабочем месте должна выполняться однородная по характеру и технологически законченная работа;
- после наиболее ответственных операций сборки, а также после регулировки или наладки предусматривают контрольные операции;
- применяют более совершенные формы организации производства - непрерывные и групповые поточные линии, линии и участки гибкого автоматизированного производства (ГАП).
При выполнении курсового проекта достаточно рассмотреть 2 варианта маршрутной технологии сборки и монтажа изделия. При этом необходимо руководствоваться схемами типовых технологических процессов сборки блоков РЭА с применением микросхем и навесных ЭРЭ (ОСТ 4ГО.054.267).
Средства технологического оснащения, используемые при изготовлении изделий, согласно ГОСТ 14.301-73 включают:
- технологическое оборудование (в том числе контрольное и испытательное);
- технологическую оснастку (в том числе инструмент и контрольные приспособления);
- средства механизации и автоматизации производственного процесса.
Затраты на реализацию технологического процесса в установленный промежуток времени при заданном качестве изделий должны быть представлены в виде отношений: основных времен, штучных времен, приведенных затрат на выполнение работ. Лучшим вариантом считается тот, значения показателей которого минимальные.
Выбор вариантов оборудования, характеризующихся степенью механизации и автоматизации, должен проводиться исходя из следующих условий:
- приведенные затраты на выполнение технологического процесса - минимальные;
- период окупаемости оборудования - минимальный.
Важным показателем правильности выбора технологического оборудования является коэффициент загрузки и использования оборудования по основному времени. Коэффициент загрузки оборудования Кз
определяется как отношение расчетного количества единиц оборудования по данной операции Ср
к принятому (фактическому) количеству Спр
:
(3.1)
Расчетное количество единиц оборудования (рабочих мест) определяется как отношение штучного времени данной операции Тшт
к такту выпуска t:
(3.2)
При выборе оптимального варианта техпроцесса используют следующие технико-экономические показатели:
- технологическую себестоимость;
- производительность труда;
Экономичный - процесс, который при заданных условиях обеспечивает минимальную технологическую себестоимость. Производительность соответствует наименьшим затратам живого труда и обеспечивает быстрый выпуск продукций, важной для народного хозяйства.
Производительность - количество деталей в штуках, которое изготовлено за единицу времени. Средняя величина производительности определяется:
(3.3)
где Ф - полезный фонд на заданный плановый период времени;
Тшт
i
– суммарная трудоемкость по i-ой операции.
Штучно-калькуляционное время:
(3.4)
где Тп.з.
- подготовительно-заключительное время, которое затрачивается на ознакомление с чертежами, получение инструмента, подготовку и наладку оборудования и выдается на всю программу выпуска:
Тшт
- штучное время, затрачиваемое на каждую сборку:
Тшт
= Тосн
+ Твспом
+ Тобсл
+ Тпер
,(3.5)
где Тосн
- основное время (время работы оборудования);
Твспом
- вспомогательное время (время на установку и снятие детали);
Тобсл
- время обслуживания (время обслуживания и замены инструмента);
Тпер
- время перерывов (время на регламентированные перерывы в работе).
Для сборочно-монтажного производства объединяют Тосн
и Твспом
и получают оперативное время, а (Тобсл
+ Тпер
) составляют дополнительное время и задают его в процентах от Топ.
в качестве коэффициентов.
Согласно ОСТ 4ГО.050.012 "Нормирование сборочно-монтажных работ в производстве РЭА" выделяются 3 группы сложности:
1) РЭА 2-го поколения с использованием ПП и дискретных элементов;
2) РЭА 3-го поколения (ПП, ИМС);
3) РЭА 4-го поколения (МБС, МБОГ).
Для 1 группы сложности и крупносерийного производства К1
=0,75;
К2
- коэффициент, учитывающий подготовительно-заключительное время и время обслуживания в % от оперативного времени (К2
=5,4%);
К3
- коэффициент, учитывающий долю времени на перерывы в работе в % от оперативного времени, зависит от сложности выполняемой работы и условий труда (для простых условий труда К3
=5%).
Выбор оптимального варианта технологического процесса осуществляется путем сравнения 2-3-х вариантов, отличающихся различным оборудованием, уровнем механизации и автоматизации.
Выбор технологического оборудования производят с учетом следующих критериев:
1. сравнение типов оборудования, которые отвечают одинаковым требованиям по реализации ТП по следующим параметра
- производительность;
- потребляемая мощность;
- габариты;
- затраты на приобретение и эксплуатацию.
2. проверяется учет требований ТЗ, промышленной оснастки и экологических требований для выбранного оборудования.
Сравнение двух вариантов маршрутного технологического процесса сборки и монтажа усилителя фототока с указанием марок используемого оборудования приводится в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Сравнение вариантов маршрутного ТП
| № | Последовательность операций | Вариант 1
|
Вариант 2
|
|||||||
Оборудование и оснастка |
Топ
|
Тшт
|
Тпз.см
|
Оборудование и оснастка |
Топ
|
Тшт
|
Тпз.см
|
|||
| Мин. | мин. | |||||||||
| 010 | Входной контроль печатных плат | Стол монтажный СМ-3 | 0.3 | 0,225 | 5 | Стол монтажный СМ-3 | 0.3 | 0,225 | 5 | |
| 020 | Установка шпилек и развольцовка | Стол монтажный СМ-3, приспособление | 0.15 | 0,112 | 5 | Стол монтажный СМ-3, приспособление | 0.15 | 0,112 | 5 | |
| 030 | Подготовка ЭРЭ к монтажу | Полуавтомат ГГ-2420 | 0,98 | 0,735 | 20 | Приспособление | 5,0 | 3,75 | 10 | |
| 040 | Установка ЭРЭ на плату (кроме транзисторов) | Полуавтомат УР-1, (ГГ-1633) |
1,99 | 0,149 | 20 | Пинцет ГГ-7879-4215 | 2,8 | 2,1 | - | |
| 050 | Установка тразисторов | Полуавтомат УР-2 | 1,05 | 0,778 | 20 | Пинцет ГГ-7879-4215 | 2,8 | 2,1 | - | |
| 060 | Пайка плат волной припоя | Линия пайки ЛПМ-500 | 1,86 | 1,396 | 50 | Установка пайки ПАП-300 |
2,01 | 1,5 | 50 | |
| 070 | Установка конденсаторов | Паяльник ПСН-40 Стол монтажный СМ-3 |
3,52 | 2,64 | 5 | Паяльник ПСН-40 Стол монтажный СМ-3 |
3,52 | 2,64 | 5 | |
| 080 | Установка транзисторов с радиатором VT5-VT-6 | Паяльник ПСН-40 Стол монтажный СМ-3 |
3,52 | 2,64 | 5 | Паяльник ПСН-40 Стол монтажный СМ-3 |
3,52 | 2,64 | 5 | |
| 090 | Установка трансформаторов Tp-Tp2 | Паяльник ПСН-40, пассатижи, стол монтажный СМ-3 | 4,5 | 3,37 | 5 | Паяльник ПСН-40, пассатижи, стол монтажный СМ-3 | 4,5 | 3,378 | 5 | |
| 100 | Очистка плат | УЗ ванна УЗВ-1.5 | 0,98 | 0,735 | 10 | Ванна цеховая, Щетка | 3,10 | 2,327 | - | |
| 110 | Сушка плат | Термошкаф СНОЛ | 1 | 0,75 | 5 | Термошкаф СНОЛ | 1 | 0,75 | 5 | |
| 120 | Влагозащита | Стол монтажный СМ-3 с вытяжкой | 3 | 2,252 | 5 | Стол монтажный СМ-3 с вытяжкой | 3 | 2,252 | 5 | |
| 130 | Сушка плат | Термошкаф СНОЛ | 1 | 0,75 | 5 | Термошкаф СНОЛ | 1 | 0,75 | 5 | |
| 140 | Покрытие лаком | Шкаф 3Ш-Ж | 2 | 1,5 | 10 | Шкаф 3Ш-Ж | 2 | 1,5 | 10 | |
| 150 | Маркировка, контроль |
Приспособление визуального контроля ГГ 63669/012 |
1,95 | 1,464 | 5 | Приспособление визуального контроля ГГ 63669/012 | 1,95 | 1,464 | 5 | |
| Итого: | 42,35
8 |
19,496
|
175
75 |
51,2
65 |
27,44
|
115
|
||||
Расчетное количество единиц оборудования (расчетное количество числа рабочих мест) и коэффициента загрузки оборудования по операциям в зависимости от варианта приведены в таблице 4.2:
Таблица 4.2 - Расчётное количество единиц оборудования и коэффициента загрузки оборудования по операциям
№ операции |
Вариант 1
|
Вариант 2
|
||||
| Cpi
|
Спр
i |
Кз
|
Cpi
|
Спр
|
Кз
|
|
| 010 | 1,13 | 2 | 1,13 | 2 | ||
| 020 | 0,065 | 1 | 0,065 | 1 | ||
| 030 | 0,429 | 1 | 2,19 | 3 | ||
| 040 | 0,87 | 1 | 1,22 | 2 | ||
| 050 | 0,46 | 1 | 1,22 | 2 | ||
| 060 | 0,815 | 1 | 0,88 | 1 | ||
| 070 | 1,54 | 2 | 1,54 | 2 | ||
| 080 | 1,54 | 2 | 1,54 | 2 | ||
| 090 | 1,97 | 2 | 1,97 | 2 | ||
| 100 | 0,429 | 1 | 1,35 | 2 | ||
| 110 | 0,438 | 1 | 0,438 | 1 | ||
| 120 | 1,315 | 2 | 1,315 | 2 | ||
| 130 | 0,438 | 1 | 0,438 | 1 | ||
| 140 | 0,877 | 1 | 0,877 | 1 | ||
| 150 | 0,85 | 1 | 0,85 | 1 | ||
| Всего: | 13,16
|
20
|
-
|
17,02
|
25
|
-
|
Для наглядного представления о средней загрузке оборудования на линии и каждой единицы оборудования строим графики загрузки оборудования (см. рисунки 4.1 и 4.2).
На графиках указаны средние значения коэффициента загрузки
оборудов
ания на линии, нормативные значения которого зависят от типа производства.
Для выбора варианта ТП составляем два уравнения:
14,41(мин.),(4.7)
29,31(мин.),(4.8)
где m - число операций по первому варианту, n - соответственно по второму варианту.
Рисунок 3.1 – График загрузки оборудования по варианту I
Рисунок 3.2 – График загрузки оборудования по варианту II
Рассчитываем критический размер партии:
Nкр
=2343 шт.,(4.9)
Для варианта ТП с большим уровнем автоматизации характерна большая величина подготовительно-заключительного времени и меньшая сумма штучного времени.
Подготовительно-заключительное время Тпз.
рассчитывают как:
Тпз
=Тпз.см
×S×Др
, (4.10)
где Тпз.см
- подготовительно-заключительное сменное время, определяется в соответствии с инструкцией по эксплуатации и выражае
т готов
ность оборуд
ования наначало технологического процесса (см. таблицу 4.1).
Исходя из полученных результатов, оптимальным по трудоемкости является вариант I, т.е. автоматизированный, т.к. время на изготовление изделия автоматизированным методом меньше времени изготовления изделия с помощью простейших приспособлений.
Заметим, что величина размера критической партии, полученная с помощью программы variant.exe, составляет 1947 шт., что с определенной степенью допущения можно считать приближенно равным рассчитанному выше значению.
Для наглядности построим график зависимости Тшт.кал
=f(Nв
). Для этого, пользуясь формулой (4.4), найдем значения суммарного штучно-калькуляционного времени для двух сравниваемых процессов. Полученные значения приведены в таблице 4.3:
Таблица 4.3 – Результаты расчета Тшт.кал
| Nв.
,шт. |
500 | 1000 | 1500 | 2343
|
2500 | 3000 | 4000 | 5000 | 6000 | 7000 | 8000 | 9000 | 10000 | |
| I вариант ТП | Тшт.кал.1
, мин |
164 | 89 | 64 | 46
|
44 | 39 | 33 | 29 | 26 | 25 | 23 | 22 | 21 |
| II вариант ТП | Тшт.кал.2
, мин |
109 | 69 | 55 | 46
|
45 | 42 | 39 | 37 | 36 | 35 | 34 | 33,7 | 33,29 |
Логический смысл сравнения заключается в том, что вариант I с большим уровнем автоматизации имеет большую сумму подготовительно-заключительного времени ввиду сложности оборудования, однако ему соответствуют меньшие затраты штучного времени вследствие большей производительности оборудования.
Из графика видно, что при заданной программе выпуска Nв
=250000 шт./год и размере критической партии Nкр
=2343 шт., меньшую величину суммарного штучно-калькуляционного времени будет иметь I-ый вариант ТП. Просто размер партии будет лежать значительно правее построенных кривых на рисунке 4.3. Так значения Тшт.кал
для заданной программы составят:
- для I варианта 14,65 мин.;
- для II варианта 29,45 мин.
Этот факт еще раз подтверждает правильность выбранного варианта I.
5. Проектирование участка сборки и монтажа
Высшей формой организации сборочного процесса являются автоматические и автоматизированные линии. Применение их в массовом производстве обеспечивает значительный экономический эффект. Однако поскольку производство РЭА в основном мелкосерийное и среднесерийное широкой номенклатуры, то наибольший эффект дает использование линий и участков гибкого переналаживаемого производства (ГАП), что позволяет быстро перестроить оборудование при изменениях номенклатуры выпуска, повысить качество изделий и обеспечить ритмичность выполнения заданной программы. Однако конструктивно-технологические требования к печатным платам, на которых осуществляется автоматизированная сборка РЭА и ИМС, ужесточаются по сравнению с ручной сборкой.
Для организации линии автоматизированной сборки необходимо решить следующие проблемы:
- обеспечить конструктивно-технологические требования к печатным платам под автоматизированную сборку;
- выбрать элементы, подлежащие автоматической установке на платы, и варианты их закрепления;
- выбрать автоматизированное или автоматическое технологическое оборудование для сборки и монтажа элементов на платах и скомпоновать технологическую линию;
- выбрать транспортное средство, обеспечивающее подачу элементов и деталей на сборку, перемещение объекта по позициям сборки, удаление и складирование готовой продукции.
Технологические требования к конструкциям сборочных единиц на печатных платах, предназначенных для автоматизированной сборки, установлены ОСТ 4.091.124-79.
При организации линии или участка сборки выбор транспортных средств зависит от организационной формы сборки. Для массового и крупносерийного производства изделий небольшого числа наименований при значительной доле ручного труда на сборке применяют одно- и многопредметные непрерывные поточные линии. Поточная сборка изделий более производительна, т.к. сокращаются производственный цикл и межоперационные заделы, углубляется специализация рабочих, создается возможность механизации определенных операций путем применения специальной технологической оснастки и полуавтоматического оборудования.
Поточная линия оборудуется конвейером, который по своему назначению может быть распределительным и рабочим. На распределительном конвейере сборка происходит при съеме предмета с несущего органа на рабочее место сборщика. Такой конвейер применяется в тех случаях, когда отдельные операции выполняются на параллельных рабочих местах. Рабочий конвейер используется для сборки предметов, находящихся непосредственно на ленте конвейера. Лента конвейера может иметь непрерывное или пульсирующее движение. Для передачи изделий и сборочных единиц с одного участка на другой применяют транспортные конвейеры.
При проектировании одно-предметной непрерывно-поточной линии, построенной на конвейере, проводят расчет в следующей последовательности:
- определяют ритм выпуска изделий r по выражению 3.1. В массовом производстве ритм выпуска единицы продукции получается весьма незначительным, поэтому линию рассчитывают иногда по ритму пачки одноименных сборочных единиц:
r=,(5.1)
где nтр.
- количество изделий, транспортируемых в пачке.
Для нашего случая (см. раздел 3) r=0,89 мин./шт.
- рассчитывают количество рабочих мест, выполняющих параллельно одну и ту же операцию:
,(5.2)
где Топ
i
- нормы оперативного времени i-й операции.
- определяют коэффициент загрузки рабочих мест как отношение расчетного числа рабочих мест к принятому, фактическому:
Кзi
=,(5.3)
Данные о расчетном, принятом количестве рабочих мест, а также данные о коэффициенте загрузки см. в таблице 4.2.
Операции считаются синхронизированными, если 0,9<Кзi
<1,2.
- находят общее количество рабочих мест сборщиков на линии:
Кр
==18 (р/м),(5.4)
где Тсб
- трудоемкость сборки изделия, равная ;
n - количество операций.
При количестве рабочих мест, равном или меньше 10, организация линии поточной сборки экономически нецелесообразна, если количество мест больше 50 – необходимо организовать две или более линий. Поскольку в нашем случае число рабочих мест составляет 18, то организация линии поточной сборки экономически целесообразна.
- рассчитывают общее количество рабочих мест на линии:
Кобщ
=Кр
+Крез
+Ккомп
+Кконтр
=18+2+1+1=22 (р/м),(5.5)
где Крез
- количество резервных мест, равное 0,1×Кр
;
Ккомп
, Кконтр
- количество рабочих мест комплектовщиков и контролеров соответственно, принимаем Ккомп
=Кконтр
=1.
- рассчитывают шаг конвейера:
d=Vн
×r=1,2×0,89=1,07 (м),(5.6)
где Vн
- скорость непрерывного движения ленты конвейера, м/мин.
- определяют длину конвейера:
L=Lр
+L1
+L2
=9,2+1+1=11,2 (м),(5.7)
где Lр
- рабочая длина несущего органа конвейера:
Lр
=9,2 (м), (5.8)
где Кmax
– максимальное количество рабочих мест на линии;
l – расстояние между двумя соседними рабочими местами, l=0,8 м.
L1
,L2
- длина приводной и натяжной станций соответственно, выбираемые по справочным данным, принимаем L1
=L2
=1 м.
Выбираем ленточный распределительный конвейер ПТ-92 с двусторонним в ²шахматном² порядке расположением рабочих мест.
- рассчитывают размеры заделов, т.е. то количество изделий, которые в данный момент времени либо находятся на линии, либо транспортируются, либо необходимы для нормальной бесперебойной работы:
Nз
=Nтех
+Nтр
+Nрез
+Nобор
=18+9+10+500=537 (шт.),(5.9)
где Nтех
- технологический задел, представляющий собой изделия на линии, над которыми непосредственно проводятся технологические операции:
Nтех
=Кр
×nтр
=18×1=18 (шт.),(5.10)
Nтр
- транспортный задел, т.е. количество изделий, которые находятся в каждый момент времени в движении с одного рабочего места на другое при непрерывном движении конвейера:
Nтр
=9 (шт.),(5.11)
Nрез
- резервный задел, который необходим для нормальной работы линии и составляет 2% от сменного задания:
Nрез
=10 (шт.), (5.12)
Nобор
- оборотный задел, создаваемый на комплектовочной и упаковочной площадках в размере сменной потребности линии:
Nобор
=500 (шт.),(5.13)
При составлении технологической планировки поточной линии необходимо обеспечить рациональное направление грузопотока, максимальную прямоточность процесса сборки, рациональную компоновку рабочих мест на линии.
Планировку участка сборки выполняют в масштабе 1:50 или 1:100, при этом указывают основную производственную площадь, вспомогательные помещения, перегородки, окна, двери, колонны, силовые щиты электроснабжения, вентиляционные шахты, места подводки электроэнергии, сжатого воздуха, местного освещения и т.п.
Требования, которые должны быть учтены при планировке участка:
1) технологический поток изготовления изделий должен быть непрерывным;
2) транспортно-складские работы должны быть максимально автоматизированы и механизированы;
3) должна быть обеспечена сохранность материальных ценностей, а также возможность учета деталей, полуфабрикатов и готовых изделий;
4) капитальные затраты должны быть оптимальными, а окупаемость оборудования должна укладываться в нормативы.
Для планировки участка необходимо знать:
1) нормы ширины проходов:
- между линиями при транспортировании деталей на электрокаре – 1400 мм;
- от стены – 1000 мм.
2) нормы расстояния между рабочими местами – 1000¸1200 мм.
3) нормы расстояния между рабочими местами и колонками – 1300 мм.
6. Разработка оснастки для сборочно-монтажных работ
Технологическая оснастка представляет собой дополнительные или вспомогательные устройства, предназначенные для реализации технологических возможностей оборудования или работающие автономно на рабочем месте с использованием ручного, пневматического, электромеханического и других приводов. Технологическая оснастка применяется для выполнения следующих операций:
- подготовки выводов радиоэлементов к монтажу (гибка, обрезка, формовка, лужение);
- подготовки проводов и кабелей к монтажу (снятие изоляции, зачистка, заделка, маркировка, вязка жгутов, лужение);
- механосборочных (расклепка, развальцовка, запрессовка, расчеканка, свинчивание, стопорение резьбовых соединений);
- установки радиоэлементов на печатные платы (укладка, закрепление, склеивание);
- монтажных (пайка, сварка, накрутка, демонтаж элементов);
- регулировочных и контрольных операций (подстройка параметров, визуальный и автоматический контроль) и т.д.
Разработка технологической оснастки имеет целью механизировать или автоматизировать отдельные операции технологического процесса.
Выбор технологической оснастки проводят в соответствии с ГОСТ14.305-73 путем сравнивания вариантов и определения принадлежности к стандартным системам оснастки. На этом этапе используются отраслевые стандарты: ОСТ4ГО.054.263 - ОСТ4Г0.054.268.
Оснастка разрабатывается с учетом затрат на реализацию технологического процесса в установленный промежуток времени при заданном качестве изделий. Вид оснастки определяется предварительным выбором используемого оборудования.
В данном курсовом проекте разработаем оснастку для формовки резисторов с осевыми выводами. Оснастка проста в использовании и имеет хорошую надежность, может широко применяться из-за своей универсальности.
Чертеж оснастки для формовки выводов резисторов С2 и чертеже деталей оснастки приведены в графической части.
Приведем расчет технических данных оснастки.
При свободной гибке выводов радиоэлементов усилие гиба на один выбирается из условия:
Fг
=4,58 (Н),(6.1)
где L - длина линии изгиба, м;
d - диаметр вывода, м;
B - плечо гибки, равное r+1,25×d, м:
где r - внутренний радиус гибки, м;
sТ
- предел текучести материала выводов, для меди 42 МПа.
Так как разработанное устройство может одновременно осуществлять формовку четырнадцати резисторов (у каждого по два вывода), то общее усилие гиба приспособления равно:
FГ.общ.
=FГ
×28=4,58×28=128,24 (Н),(6.2)
Рассчитанное усилие, необходимое для работоспособности приспособления, должно быть как минимум в 5-8 раз меньше усилия, развиваемого приводом приспособления или технологическим оборудованием.
Усилие, развиваемое пневмоприводом:
Fп
=12,5 (кН),(6.3)
где D – диаметр поршня или диафрагмы в пневмоприводе, м;
р – давление сжатого воздуха, Па;
h - КПД, принимаем равным 80%;
Fс
– усилие сопротивления возвратной пружины в крайнем рабочем положении поршня, Н:
FC
=(Н),(6.4)
где k –коэффициент жесткости одного витка пружины, по справочным данным для пружины сжатия и растяжения первого класса, первого разряда (ГОСТ 13766-68) из материала проволоки класса 1 по ГОСТ 9389-75 для диаметра проволоки 3 мм и наружным диаметром пружины 16 мм k=36,87;
n – количество витков пружины, n=4;
х – рабочая длина пружины, мм.
Как видно из результатов формул (6.2) и (6.3) условие Fп
/Fг.общ.
>5..8 выполняется.
Время срабатывания пневмопривода:
t=1 (c),(6.5)
где L – длина хода поршня, для диафрагмы L=(0,25¸0,35)×D, принимаем L=0,3×D, м;
- диметр воздухопровода, м;
V – скорость подачи воздуха, принимаем равной 2000 м/с.
Литература
1. Варламов Р.Г. Справочник конструктора РЭА – М., Сов. Радио, 1980
2. Гуськов Г.Я. Монтаж микроэлектронной аппаратуры – М., Радио и связь, 1986
3. Достанко А.П. Технология и автоматизация производства – М., Радио и связь, 1985
4. Достанко А.П., Ланин В.Л. Методическое пособие к курсовому проектированию по курсу «Технология РЭА и оборудования» – Мн., МРТИ, 1987
5. ЕСТД. Общие требования к формам, бланкам и документам (ГОСТ 3.1104-81). Формы и правила оформления маршрутных карт (ГОСТ 3.1118-82). Система обозначения технологической документации (ГОСТ 3.1201-85).
6. Классификатор технологических операций машиностроения и приборостроения – М., Издательство стандартов, 1987
7. Павловский В.В., Васильев В.И. Проектирование технологических процессов изготовления РЭА – М., Радио и связь, 1982
8. Хмыль А.А., Ланин В.Л. Методическое пособие к курсовому проектированию по курсу «Технология РЭА, оборудование и автоматизация» – Мн., МРТИ, 1979
9. 1. Достанко А.П., Емельянов В.А., Ланин В.Л., Хмыль А.А. Методическое пособие по курсовому проектированию по дисциплине ²Технология РЭС и автоматизация производства² для студентов специальности ²Проектирование и производство РЭС ². - Мн.:БГУИР, 1997. - 104 с.
10. 2.ОСТ 4ГО.054.263 Сборочно-монтажное производство. Подготовка проводов, сборка жгутов и кабелей.
11. 3.ОСТ 4ГО.054.264 Подготовка ЭРЭ к монтажу.
12. 4.ОСТ 4ГО.054.265 Установка ЭРЭ на плате.
13. 5.ОСТ 4ГО.054.267 Пайка электромонтажных соединений.
14. 6.ГОСТ 25378-82 Работы промышленные. Номенклатура основных показателей.