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 производственного процесса усилителя низкой частоты”
Разработал студент
Принял:
Минск 2001
Содержние
Введение
1. Анализ технологичности конструкции изделия
2. Разработка технологической схемы сборки
4. Проектирование участка сборки и монтажа
5. Разработка оснастки для сборочно-монтажных работ
Заключение
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
Технологичность конструкции является одной из важных характеристик изделия. Под технологичной понимают такую конструкцию, которая, отвечает всем эксплуатационным требованиям, обеспечивает изготовление изделия в данных конкретных условиях с наименьшим затратами времени, труда и материалов при использовании наиболее прогрессивных, экономических оправданных методов производства.
Требования, предъявляемые к технологичности конструкции, меняются в зависимости от вида изделия, объема выпуска, может оказаться нетехнологичным при массовом изготовлении.
Конструкция деталей должна отвечать следующим требованиям: состоять из стандартных и унифицированных элементов, изготовляться из стандартных заготовок, обеспечивать возможность применения стандартных и типовых процессов изготовления, а также возможность одновременного изготовления нескольких деталей и получения заготовок наиболее рациональным способом и др. [1]
В данном случае технологичность будем считать для радиотехнического блока, т.к к этим бокам относится и УНЧ. В таблице 1 представлены показатели технологичности конструкции радиотехнических РЭС с учётом степени влияния каждого коэффициента [3].
Таблица 1
| Порядковый номер (i) показателя | Показатели технологичности |
Обозначение |
Степень влияния, ζi |
1 2 3 4 5 6 7 |
Коэффициент автоматизации и механизации монтажа Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу Коэффициент освоенности деталей и сборочных единиц Коэффициент применения микросхем и микросборок Коэффициент повторяемости печатных плат Коэффициент применения типовых технологических процессов Коэффициент автоматизации и механизации регулировки и контроля |
Км. м.
Км. п. ИЭТ
Косв
Кмс
Кпов. п. п
Кт.п.
Ка. р. к.
|
1.0 1.0 0.8 0.5 0.3 0.2 0.1 |
Коэффициент автоматизации и механизации:
(1)
где Hм. м
- количество монтажных соединений ИЭТ, которые предусматривается осуществить автоматизированным или механизированным способом.
Нм
- общее количество монтажных соединений.
Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу:
(2)
где Нм. п. ИЭТ
- количество ИЭТ в штуках, подготовка выводов которых осуществляется с помощью полуавтоматов и автоматов, в число их включается ИЭТ, не требующие специальной подготовки;
Нп. ИЭТ
- общее число ИЭТ, которые должны подготавливаться к монтажу в соответствии с требованиями конструкторской документации.
Коэффициент освоенности деталей и сборочных единиц:
(3)
где Дт. з
- количество типоразмеров заимствованных ДСЕ, ранее освоенных на предприятии;
Дт
- общее количество повторяемости печатных плат.
Коэффициент применения микросхем и микросборок:
(4)
где Кэ. мс
- общее количество дискретных элементов, замененных микросхемами и установленных на микросборках в РЭС;
Ниэт
- общее число ИЭТ, не вошедших в микросхемы.
Коэффициент повторяемости печатных плат:
(5)
Заданная технологичность 0.7, рассчитанная составляет К=0.72. Поскольку Красч > Кзад, то конструкция изделия технологична, и можно разрабатывать технологический процесс.
2. Разработка технологической схемы сборки
Технологическим процессом сборки называют совокупность операций, в результате которых детали соединяются в сборочные единицы, блоки, стоики, системы и изделия. Деталь представляет собой изделие, изготавливаемая из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций [1].
Сборочная единица представляет собой изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии изготовителя с помощью сборочных операций. [1].
Технологическая схема сборки изделия является одним из основных документов, составленных при разработке
Расчетное количество единиц оборудования (расчетное количество числа рабочих мест) и коэффициента загрузки оборудования по операциям в зависимости от варианта приведены в таблице:
Таблица - 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 | 0,565 | 1,13 | 2 | 0,565 |
| 020 | 0,065 | 1 | 0,065 | 0,065 | 1 | 0,065 |
| 030 | 0,429 | 1 | 0,429 | 2, 19 | 3 | 0,73 |
| 040 | 0,87 | 1 | 0,87 | 1,22 | 2 | 0,61 |
| 050 | 0,46 | 1 | 0,46 | 1,22 | 2 | 0,61 |
| 060 | 0,815 | 1 | 0,815 | 0,88 | 1 | 0,88 |
| 070 | 1,54 | 2 | 0,77 | 1,54 | 2 | 0,77 |
| 080 | 1,54 | 2 | 0,77 | 1,54 | 2 | 0,77 |
| 090 | 1,97 | 2 | 0,985 | 1,97 | 2 | 0,985 |
| 100 | 0,429 | 1 | 0,429 | 1,35 | 2 | 0,675 |
| 110 | 0,438 | 1 | 0,438 | 0,438 | 1 | 0,438 |
| 120 | 1,315 | 2 | 0,657 | 1,315 | 2 | 0,657 |
| 130 | 0,438 | 1 | 0,438 | 0,438 | 1 | 0,438 |
| 140 | 0,877 | 1 | 0,877 | 0,877 | 1 | 0,877 |
| 150 | 0,85 | 1 | 0,85 | 0,85 | 1 | 0,85 |
| 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 3.1 и 3.2).
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:
(3.7)
(3.8)
где m - число операций по первому варианту, n - соответственно по второму варианту.
Кз, %
Кз. ср=62.78
N операции
Рисунок - График загрузки оборудования по варианту II
Кз,%
Кз. ср=70,3
N операции
Рисунок 3.2 - График загрузки оборудования по варианту I
Для определения границ оптимальности каждого варианта технологического процесса необходимо рассчитать критический размер партии изделия Nкр:
(3.9)
где m - число операций по варианту ТП N1;
n - число операций по варианту ТП N2.
На основании значений рассчитанных в табл.3.1 имеем:
Далее необходимо построить график зависимости трудоемкости процесса от выпуска. Трудоемкость рассчитывается по формуле
Т=N*Тшт+Тп. з. (3.10)
где N-программа выпуска, шт.
Как видно из формулы, график представляет собой прямую, поэтому его построения необходимо определить две точки:
Вариант 1:
при N=0; Т=0*19.496+88900=88900 шт;
при N=Nкр; Т=3836.8*19.496+88900=163702,25 шт;
Вариант 2:
при N=0; Т=0*27.44+58920=58920 шт;
при N=Nкр; Т=3836,8*27,44+58920=164201,79 шт.
На основании рассчитанных величин можно построить графики:
Из графика видно, что при заданной программе выпуска Nв
=100000 шт. /год оптимальным с точки зрения производительности является принятие первого варианта технического процесса.
Для определения степени дифференциации выбранного варианта технологического процесса необходимо установить тип производства, который характеризуется коэффициентом закрепления операций:
(3.11)
где О - количество операция для данного техпроцесса;
Р - число рабочих мест на которых эти операции выполняются:
Поскольку рассчитанное значение находится в диапазоне
0.8 < Кз. о < 0.9
то формально тип производства - мелкосерийный.
Как видно из приведенных графиков (рис.3.1.,рис.3.2) загрузка оборудования невысока, поскольку она обладает достаточно большой производительностью и выполняет положенные операции за время значительно меньше такта выпуска. Но в представленных вариантах техпроцессов (табл.3.1) используется именно указанное высокопроизводительное оборудование в силу того, что повышение доли ручных операций что приведет к снижению комплексного показателя ниже заданного, что недопустимо.
С целью повышения эффективности используемого оборудования можно предложить ряд следующих мероприятий:
1. часть работ со смежных производственных участков перенести на рассматриваемый;
2. на автоматическом и полуавтоматическом оборудовании задать некоторые заделы для последующих ручных операций;
3. использовать совмещение специальностей работы;
4. модернизировать организационную структуру с целью повышения качества взаимодействия смежных участков.
3. Выбор вариантов маршрутной технологии, технко-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:
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:
(3.2)
где Ф - полезный фонд на заданный плановый период времени;
Тшт
i
- суммарная трудоемкость по i-ой операции.
Штучно-калькуляционное время:
(3.3)
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
, (3.4)
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. Тогда штучное время, затрачиваемое на каждую сборку:
(3.5)
где К1
- коэффициент, зависящий от группы сложности аппаратуры и типа производства. 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 параметрам:
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: | 42,358 | 19,496 | 17575 | 51,265 | 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:
Таблица - 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 оборудования 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.
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 на начало 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., ш
т. |
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 |
Графически данные таблицы 4.3 приведены на рисунке 4.3:
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.
4. 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 однопредметной непрерывно-поточной линии, построенной на конвейере, проводят расчет в следующей последовательности:
определяют ритм выпуска изделий r по выражению 2.1 В массовом производстве ритм выпуска единицы продукции получается весьма незначительным, поэтому линию рассчитывают иногда по ритму пачки одноименных сборочных единиц:
(4.1)
где nтр. -
количество изделий, транспортируемых в пачке.
Для нашего случая (см. раздел 2) r=2,28 мин. /шт.
рассчитывают количество рабочих мест, выполняющих параллельно одну и ту же операцию:
(4.2)
где Топ
i
- нормы оперативного времени i-й операции.
определяют коэффициент загрузки рабочих мест как отношение расчетного числа рабочих мест к принятому, фактическому:
(4.3)
Данные о расчетном, принятом количестве рабочих мест, а также данные о коэффициенте загрузки см. в таблице 3.2
Операции считаются синхронизированными, если 0,9<Кз
i
<1,2.
находят общее количество рабочих мест сборщиков на линии:
(4.4)
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 14, то организация линии поточной сборки экономически целесообразна.
рассчитывают общее количество рабочих мест на линии:
Кобщ
=Кр
+Крез
+Ккомп
+Кконтр
=14+2+1+1=18 (р/м), (4.5)
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=1,2×2,28=2.736 (м), (4.6)
где Vн
- скорость непрерывного движения ленты конвейера, м/мин.
определяют длину конвейера:
L=Lр
+L1
+L2
=7,6+1+1=9,6 (м), (4.7)
где Lр
- рабочая длина несущего органа конвейера:
(4.8)
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
=14+3+4+197=218 (шт), (4.9)
где Nтех
- технологический задел, представляющий собой изделия на линии, над которыми непосредственно проводятся технологические операции:
Nтех
=Кр
×nтр
=14×1=14 (шт), (4.10)
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:
(4.11)
Nрез
- резервный задел, который необходим для нормальной работы линии и составляет 2% от сменного задания:
(4.12)
Nобор
- оборотный задел, создаваемый на комплектовочной и упаковочной площадках в размере сменной потребности линии:
(4.13)
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.
5. 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.
Заключение
В заключении необходимо отметить, что все поставленные задачи, при этом исходный вариант изделия подвергся лишь незначительным изменениям. Путем применения соответствующих техпроцессов было достигнуто заданное количество комплексного коэффициента технологичности; из двух вариантов тех процессов был выбран оптимальный с точки зрения трудоемкости; разработана маршрутная карта; произведена планировка участка сборки. В качестве оснастки было выбрано приспособление для развальцовки пустотелых шпилек.
В качестве недостатка можно отнести тот факт, что оценка оптимальности вариантов техпроцессов производилась несколько односторонне. Очевидно, что для получения более тонкой оценки трудоемкости необходимо учитывать немаловажный фактор стоимости применяемого оборудования.
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. 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.
Приложения
Обозначение |
Наименование |
Примеч. |
|||||||||||||||
| Документация | |||||||||||||||||
| РТКП 527103.001 СБ | Сборочный чертеж | ||||||||||||||||
| ДЕТАЛИ | |||||||||||||||||
| 1 | РТКП 758722.015 | Плата печатная | 1 | ||||||||||||||
| 2 | РТКП 745611.008 | Прокладка | 2 | ||||||||||||||
| 3 | РТКП 710218.003 | Радиатор | 2 | ||||||||||||||
| Стандартные изделия | |||||||||||||||||
| Конденсаторы ОЖО.464.049. ТУ | |||||||||||||||||
| 4 | К52-2-25-30мкФ±10% -Б | 6 | С1, С2, С4,С7, С10, С12 | ||||||||||||||
| 5 | К52-2-50-20мкФ±10% -Б | 1 | С3 | ||||||||||||||
| 6 | К52-2-200мкФ±10% | 2 | С13, С14 | ||||||||||||||
| Конденсаторы ОЖО.462. - 032 ТУ | |||||||||||||||||
| 7 | МБМ-160-0.25мкФ±10% | 2 | С9, С11 | ||||||||||||||
| 8 | МБМ-1600-0.1мкФ±10% | 1 | С3 | ||||||||||||||
| 9 | МБМ-160-0.47мкФ±10% | 1 | С5 | ||||||||||||||
| 10 | МБМ-160-1мкФ±10% | 1 | С6 | ||||||||||||||
| Резисторы МЛТ-0.125 | |||||||||||||||||
| ГОСТ 15301-79 | |||||||||||||||||
| 11 | 220 Ом±10% | 3 | R9,R11,R19 | ||||||||||||||
| 12 | 100 Ом±10% | 3 | R7,R14,R15 | ||||||||||||||
| РТКП 527103.001 | |||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | |||||||||||||
| Разработал | Марковский | Лит. | Лист | Листов | |||||||||||||
| Проверил | Хмыль А. А | Усилитель низкой | У | 1 | 2 | ||||||||||||
| частоты | |||||||||||||||||
| Н. контр. | БГУИР гр.710202 | ||||||||||||||||
| Утвердил | |||||||||||||||||
Обозначение |
Наименование |
Примеч. |
|||||||||||||||
| 13 | 560 Ом±10% | 1 | R18 | ||||||||||||||
| 14 | 510 Ом±10% | 2 | R5,R12 | ||||||||||||||
| 15 | 56 Ом±10% | 1 | R6 | ||||||||||||||
| 16 | 1 кОм±10% | 1 | R13 | ||||||||||||||
| 17 | 1.5 кОм±10% | 2 | R1,R2 | ||||||||||||||
| 18 | 2 кОм±10% | 1 | R4 | ||||||||||||||
| 19 | 3 кОм±10% | 2 | R3,R8 | ||||||||||||||
| 20 | 10 кОм±10% | 2 | R10,R21 | ||||||||||||||
| 21 | 20 кОм±10% | 2 | R16,R23 | ||||||||||||||
| 22 | 56 кОм±10% | 1 | R17 | ||||||||||||||
| 23 | 100 кОм±10% | 1 | R25 | ||||||||||||||
| 24 | 220 кОм±10% | 3 | R24,R26,R27 | ||||||||||||||
| 25 | 510 кОм±10% | 1 | R22 | ||||||||||||||
| 26 | 680 кОм±10% | 1 | R20 | ||||||||||||||
| 27 | Контактный штырь | 12 | Л1-Л12 | ||||||||||||||
| 28 | Трансформатор | 1 | Тр1 | ||||||||||||||
| 29 | Трансформатор | 1 | Тр2 | ||||||||||||||
| Транзистор | |||||||||||||||||
| 30 | КТ 610Г ЖК.3.376.214 ТУ | 4 | VT1-VT4 | ||||||||||||||
| 31 | ГТ 810А ААО.301.256 ТУ | 2 | VT5-VT6 | ||||||||||||||
| 32 | Вмнт ВМ3-6д х 18.36.05 | ||||||||||||||||
| ГОСТ 17473-80 | 12 | ||||||||||||||||
| РТКП 527103.001 | Лист | ||||||||||||||||
| 2 | |||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | |||||||||||||