Технологія та автоматизація виробництва блока живлення БП 94

--PAGE_BREAK--1.Аналіз технічного завдання


1.1 Технічна характеристика об'єкту виробництва
Призначення та область використання виробу

Блок живлення БП-9/4 призначений для живлення радіоелектронної апаратури та інших пристроїв стабілізованою постійною напругою.

Блок живлення працює від електричної мережі загального призначення напругою 220В з допустимими відхиленнями K10%.

Область використання даного виробу -широка номенклатура побутової стаціонарної апаратури.

Технічні характеристики виробу
Номінальна напруга мережі -220В
Номінальний струм навантаження -0,35А

Вихідна постійна напруга при номінальній напрузі мережі та номінальному струмі навантаження -9— 0,2В

Амплітудне значення напруги пульсації вихідної напруги,

не більше -20В

Максимально допустимий струм навантаження, не більше -0,5K0,008А

Струм короткого замикання, не більше -0,31А

Потужність, що споживається від мережі при номінальному струмі навантаження, не більше -12В×А

Маса блоку живлення, не більше -430г

Габаритні розміри (без шнура) -50×65,5×115,5мм

Будова та принцип дії блока живлення

Система електроживлення є невід'ємною частиною РЕА різноманітного призначення; вона являє собою комплекс елементів та пристроїв, що виробляють електричну енергію та перетворюють її до виду, необхідного для нормальної роботи РЕА [2].

Джерела вторинного електроживлення (ДВЕЖ) -це пристрої, що використовують електроенергію, отриману від первинних джерел живлення, та формують вторинне електроживлення апаратури. ДВЕЖ складаються з функціональних вузлів, що виконують одну або декілька функцій, наприклад випрямлення, стабілізування, підсилення, регулювання, інвертування та ін. Даний блок живлення БП-9/4 належить до ДВЕЖ, який забезпечує високу стабільність вихідної напруги у порівнянні з мережею живлення.

Коли для нормальної роботи РЕА необхідно забезпечити більш високу стабільність напруги живлення у порівнянні зі стабільністю мережі змінного струму, як в даному випадку, схеми випрямлювачів додаються стабілізуючими пристроями, що приєднуються на вході чи виході випрямлювача; в останньому випадку (рис. 1.1) в якості стабілізатора (СН) використовуються безперервні (лінійні) чи імпульсні стабілізатори постійної напруги.


Рисунок 1.1 -Структурна схема блока живлення БП-9/4
У даному пристрої випрямлювач виконаний на мостовій схемі з'єднання діодів. Ця схема дозволяє отримати двохнапівперіодне випрямлення. Вона містить трансформатор та 4 діоди, два з яких, з'єднуючись анодами, створюють загальний мінус випрямлювача, а два інших, з'єднуючись катодами, -загальний плюс.

R-C фільтр, застосований у даному блоці живлення, зазвичай використовують у випрямлювачах невеликої потужності при опорі навантаження, що вимірюються десятками кОм. При використанні цієї схеми досягається економія маси, зменшення габаритних розмірів та вартість фільтру.

В даній схемі використано стабілізатор напруги в інтегральному виконанні -мікросхема ХР142ЕН2А. Такі стабілізатори виконуються на основі напівпровідникової планарної технології в об'ємі кристалу кремнію. На виході мікросхеми можна отримати стабілізовану постійну напругу від 3 до 12 В. Мінімальна потужність розсіювання цієї мікросхеми дорівнює 0,8Вт при температурі навколишнього середовища від -60 до +55 °С. Максимальний струм навантаження за цих умов дорівнює 150мА. Для підвищення вихідної потужності стабілізатора використано підключення зовнішнього регулюючого транзистора.
1.2 Виробничо-технологічні вимоги, аналіз та забезпечення
Вимоги до виробу як до об'єкта виробництва
Тип виробництва -масове, так як даний виріб належить до побутової апаратури широкого використання.
Річна програма випуску -100тис. штук.

Ступінь уніфікації та стандартизації -висока, яку потрібно забезпечити значною кількістю використання стандартних та уніфікованих виробів.

Умови виробництва -радіоприладобудівне підприємство з широкою номенклатурою виробів, що означає наявність значної номенклатури обладнання та устаткування для виготовлення РЕА, а також застосування відпрацьованих типових та робочих ТП виготовлення РЕА.

Аналіз вимог

Масове виробництво характеризується вузькою номенклатурою та великим обсягом випуску виробів, що безперервно виготовляються протягом значного проміжку часу [1].

Коефіцієнт закріплення операцій (ГОСТ 3.1108-74) для масового виробництва дорівнює 1, тобто на кожному робочому місці закріплюється виконання однієї операції, яка постійно повторюється. При цьому використовується спеціальне високопродуктивне обладнання, що розставляється за поточною ознакою (тобто за напрямком ТП) та в багатьох випадках зв'язується транспортувальними пристроями та конвеєрами з постами проміжного автоматичного контролю, а також проміжними складами -збирачами деталей та складальних одиниць, що оснащені роботами-маніпуляторами, широко використовуються автоматичні лінії та автоматизовані виробничі системи, що керуються від ЕОМ.

Потрібна точність досягається методами автоматичного отримання розмірів на налагоджених верстатах при забезпеченні взаємозамінюваності заготовок та вузлів, які оброблюються чи збираються. Тільки в окремих випадках використовується селективне складання, що забезпечує групову взаємозамінюваність.

Середня кваліфікація робітників в сучасному масовому виробництві нижче, ніж в одиничному, так як на налагоджених станках та автоматичному оснащенні можуть працювати робітники-оператори порівняно низької кваліфікації.

Річна програма випуску на даному підприємстві забезпечується за 3 квартали року завдяки високій продуктивності ТП виготолення виробу.

Висока ступінь уніфікації забезпечується великим відсотком стандартних та уніфікованих частин, що входять до складу даного виробу.

Вимога щодо виготовлення виробу на радіоприладобудівному підприємстві з широкою номенклатурою виробів обумовлює наявність різноманітного обладнання і таким чином дає змогу обирати необхідні типові ТП.

Вибір та обгрунтування вибору складального процесу виробу

Складання виробу являє собою сукупність технологічних операцій механічного з'єднання деталей та ЕРЕ у виробі або його частині, що виконуються у певній послідовності для забезпечення заданого їх розміщення та взаємодії.

Для виготовлення даного виробу у відповідності з річною програмою випуску продукції підприємства необхідно організувати рухомий процес складання виробу з диференціюванням операцій. Рухоме складання характеризується тим, що складальна одиниця рухається конвеєром вздовж робочих місць, за кожним з яких закріплено певну частину роботи. Переміщення об'єкту складання може бути вільним за виконанням закріпленої операції або примусовим у відповідності з ритмом процесу. Диференційоване складання передбачає розчленування складально-монтажних робіт на декілька послідовних простих операцій. Це дозволяє легше механізувати та автоматизувати роботу, використовувати працівників низької кваліфікації.



    продолжение
--PAGE_BREAK--2.Аналіз конструкції


2.1 Опис конструкції


Блок живлення БП-9/4 являє собою конструкцію, що призначена для перетворення рівня напруги. Первинним джерелом живлення для побутової апаратури є електромережа. Для з'єднання джерела живлення та елекромережі у корпусі першого передбачені штирі, через які здійснюється безпосередній електричний контакт. Корпус БП-9/4 виготовлено з полістіролу (для забезпечення електричної ізоляції). Всередині основи корпусу, до якої впресовано контактні штирі, розміщено друковану плату з ЕРЕ та ПФЕ. Електричне з'єднання плати та штирів здійснюється за допомогою проводів, що вміщені до ізоляційних трубок. Електричний контакт блоку живлення та пристрою, що живиться пертвореною ним напругою (наприклад, магнітофон), здійснюється через шнур, на кінці якого розміщено накінечник для безпосереднього контакту з рознімом магнітофону. Інший кінець шнура припаяно до контактних площадок плати. Для зменшення імовірності обривів на кінці шнура передбачено обмежник, а також гумову втулку. На друкованій платі розміщено ЕРЕ, трансформатор та радіатор з встановленим на ньому транзистором. Транзистор до радіатору кріпиться гвинтом, а тепловий контакт їх здійснюється крізь нанесену на радіатор теплопровідну пасту. Сам радіатор кріпиться до плати також гвинтами з діелектричними шайбами. Трансформатор до плати кріпиться двома гвинтами також з діелектричними шайбами. Кришка корпусу, що виготовлена також з полістіролу, кріпиться до основи корпусу гвинтом, для запобігання самовідгвинчування якого всередині кришки предбачено спеціальну пружину. Для побутової апаратури потрібно забезпечити пломбування цього гвинта (для забеспечення гарантійного ремонту). В конструкції кришки для цього передбачено пломбувальний «стакан», що під час складання виробу на виробництві заповнюється пломбувальною пастою перед загвинчуванням гвинта.


2.2 Технологічний аналіз елементної бази


В своєму складі блок живлення БП-9/4 має таку елементну базу: мікросхема, транзистор, діоди, конденсатори, резистори постійні та змінні. Усі перелічені ЕРЕ є стандартними, тобто вони є покупними для даного підприємства, що значно збільшує технологічність виробу при масовому виробництві.
Уніфікованим елементом даного виробу є трансформатор. Уніфіковані елементи виготовляються за стандартами даного підприємства та використовуються у конструкціях декількох інших виробів.

Впровадження принципів стандартизації та уніфікації дозволяє отримати такі переваги [3]:

1) значно скоротити строки та вартість проектування;

2) скоротити номенклатуру деталей та складальних одиниць, що використовуються на підприємстві, збільшити застосованість та масштаб виробництва;

3) виключити розробку нового спеціального оснащення та спеціального обладнання для кожного нового варіанту РЕА, тобто спростити підготовку виробництва;

4) створити спеціалізовані виробництва стандартизованих та уніфікованих СО для централізованого забезпечення підприємства;

5) здійснити поетапне впровадження складальних систем, що складаються з кількох РЕА, та їх поступове доукомплектування, а також модернізацію під час експлуатування;

6) спростити обслуговувння та ремонт РЕА, тобто покращити експлуатаційну технологічність конструкції.

Крім того потрібно якомога зменшити номенклатуру типів та типорозмірів ЕРЕ. Це пов'язано з тим, що для кожного типорозміру ЕРЕ існують свої пристрої захоплення елементів. Ще для кожного виду формовки виводів існують також свої пристрої. Тому усі типорозміри та види формовки мають бути узгоджені з наявними на підприємстві устаткуванням та обладнанням.

В даному випадку всі елементи з осьовими виводами мають нетипову формовку виводів. Але це не впливає на технологічність виробу, оскільки це забезпечує найменші розміри плати, а на даному підприємстві є необхідне обладнання.

Технологічний аналіз елементної бази наведено в табл.2.1, з якої видно, що майже всі ЕРЕ, крім трансформатора, придатні для автоматичного захоплення, автоматичної формовки, автоматичного встановлення на ДП. Крім того вони не потребують додаткового кріплення (крім транзистора). Використання такої елементної бази дозволяє атоматизувати операції формовки виводів елементів та встановлення їх на плату, що в умовах серійного виробництва значно підвищує технологічність виробу і спрощує технологічний процес його складання.
Таблиця 2.1 -Технологічний аналіз елементної бази.



2.3 Розробка КСС
Конструкторська схема складання -це графічне зображення складових частин конструкції, що відбиває взаємозв'язок його елементів та показує їх конструктивно-технологічну ієрархію. Вона не залежить від типу виробництва та вимагає максимальної диференціації складових частин.

Конструкція даного виробу являє собою корпус, в якому розміщено плату. Плата -одностороння, виготовлена з гетинаксу, на ній встановлено деталі та СО. До СО належать деталі корпусу, шнур та радіатор з встановленим на ньому транзистором. До оригінальних деталей належать: деталі корпусу (основа, кришка, штирі, пружина); гумова втулка, обмежувач (деталі, що входять до складальної одиниці «шнур»); друкована плата, радіатор, стяжка. На ДП встановлено ЕРЕ, що приєднуються до плати за допомогою пайки, а також трансформатор та радіатор з транзистором, вони кріпляться до плати гвинтами. Під час складання використовуються такі конструктивні матеріали: провода, ізоляційні трубки. Технологічні матеріали -припій, флюс, лак, стопорна фарба, теплопровідна паста та пломбіровочна мастика. Технологічний аналіз оригінальних деталей, що входять до складу виробу, наведено у табл.2.2. КСС даного виробу наведено на рис.2.1.
Таблиця 2.2 -Технологічний аналіз оригінальних виробів



Проаналізувавши побудовану КСС можна зробити висновок, що даний виріб має три рівня складальних одиниць, які можна складати паралельно. Крім того, виріб має багато оригінальних деталей, але це не знижує його технологічність, оскільки він виготовляється у масовому виробництві.




3.Оцінка технологічності об'єкта складання
3.1 Технологічний контроль конструкторської документації (якісна оцінка технологічності)
Відпрацювання конструкції на технологічність передбачає виконання таких взаємопов'язаних задач: забезпечення технологічності конструкції РЕА; керуванням рівнем технологічності РЕА за стадіями розробки КД [1]. Забезпечення технологічності конструкції РЕА -функція підготовки виробництва, що передбачає взаємопов'язане вирішення конструкторських та технологічних задач на стадіях проектування, конструювання, технологічного підготування виробництва (ТПВ), виготовлення, випробувань дослідних зразків, передавання виробу у серійне виробництво та експлуатацію, що спрямовані на підвищення продуктивності праці, досягнення оптимальних трудових та матеріальних витрат, скорочення часу на виобництво, технічне обслуговування та ремонт виробу (ГОСТ 14.201-83).

Даний виріб є технологічним, оскільки у ньому забезпечуються такі показники технологічності:

-використання обмеженої номенклатури складових частин конструкції виробу (плата з ЕРЕ, ЕРЕ, корпус, кришка) та матеріалів, що використовуються під час виготовлення виробу;

-використання типових ТП (на платі -групова пайка ЕРЕ, корпус виготовлено пресуванням, кришку -литтям), стандартних засобів технологічного оснащення (формовка виводів, пайка, пресуваня корпусу та ін.). У даному випадку вдалося досягнути раціонального рівня механізації та автоматизації праці, так як формовка всіх ЕРЕ виконується на спеціальних пристроях, пайка ЕРЕ до плати виконується автоматично. Проте виріб має також деяку кількість ручних операцій (електричне з'єднання плати з корпусом проводами, встановлення трансформатора та радіатора на плату), що за умов масового виробництва зменшує технологічність виробу;

-використання стандартної елементної бази (всі ЕРЕ є стандартними), стандартних чи уніфікованих (як трансформатор) складових частин виробу;

-використання конструкторських рішень, що дозволяють зменшити витрати на доступність до складових частин, їх встановлення та знімання, забезпечення взаємозамінюваності (тобто мінімальну необхідність у регулювальних та підгоночних операціях під час заміни частини конструкції). Доступ до плати з ЕРЕ стає можливим одразу після знімання кришки корпусу. Але в конструкції даного виробу є елемент, що заважає доступу до інших -це радіатор;

-використання обгрунтованих сортаментів матеріалів та їх марок, що дозволяє зменшити матеріалоємність виробу. Наприклад для виготовлення корпусу використано полістірол УМП-0,3, який можна використовувати як для пресування, так і для лиття; плату виготовлено зі стеклотекстоліту СФ1-35-1,5; радіатор виготовлено литтям з алюмінієвого сплаву АК-12, що забезпечує достатній тепловідвід від транзистору.

Таким чином даний виріб є технологічним і його можна запускати у серійне виробництво.
3.2 Якісна оцінка технологічності виробу
Технологічність конструкції визначається за показниками технологічності [1]. Технологічність конструкції виробу характеризується конструкторськими та технологічними показниками технологічності. Конструкторські показники визначають конструктивне наслідування -сукупність властивостей виробу, яка характеризується повторюваністю в ньому складових частин, що відносяться до виробів даної класифікаційної групи, та використованістю нових складових частин, що обумовлені його функціональним призначенням, а також деякі вимоги до складності ТП складання.До конструкторських показників технологічності даного виробу належать:

1 коефіцієнт повторюваності ЕРЕ
КПОВ ЕРЕ=1-НТР ЕРЕ/НЕРЕ,
де НТР ЕРЕ-кількість типових ЕРЕ у виробі;

НЕРЕ-загальна кількість ЕРЕ у виробі.

2 коефіцієнт установочних розмірів
КВР=1-НВР/НЕРЕ,
де НВР-кількість видів установочних розмірів ЕРЕ.

3 коефіцієнт складності складання
КСК СК=1-ЕТР СП/ЕТР,
де ЕТР СП-кількість типорозмірів вузлів, що потребують регулювання чи підгонки у складі виробу з використанням спеціальних пристроїв чи спеціальної обробки з розробкою та повторним складанням;

ЕТР-загальна кількість типорозмірів вузлів.

Технологічні показники технологічності конструкції визначають технологічне наслідування конструкції, пристосованість її до механізації та автоматизації під час виготовлення, а також складність ТП обробки деталей.

До технологічних показників техногогічності конструкції даного виробу належать:
4 коефіцієнт автоматизації та механізації монтажних з'єднань


КАМ=НАМ/Нм,
де НАМ-кількість монтажних з'єднань, що виконуються з використанням автоматизації та механізації;

НМ-загальна кількість монтажних з'єднань.

5 коефіцієнт механізації підготовки ЕРЕ до монтажу
КМП ЕРЕ=НМП ЕРЕ/НЕРЕ,
де НМП ЕРЕ-кількість ЕРЕ, що механізовано підготовляються до монтажу.

Таким чином, для даного виробу вказані показники в числовому виразі мають вигляд:
КПОВ ЕРЕ=1

КВР=1-10/19=0,47

КСК СК=1

КАМ=46/52=0,88

КМП ЕРЕ=18/19=0,95
У нормативній документації наведено такі значення коефіцієнтів значимості показників технологічності для радіотехнічних блоків:
1j1(КПОВ ЕРЕ)=0,31

2 j2(КВР)=0,5

3 j3(КСК СК)=1

4 j4(КАМ)=1

5 j5(КМП ЕРЕ)=0,75


Технологічність конструкції РЕЗ визначається за допомогою комплексного показника, що визначається за формулою:

Таким чином комплексний показник технологічності конструкції даного виробу дорівнює:
К=0,88
За значенням комплексного показника технологічності можна зробити висновок, що даний виріб технологічний, що підтверджується і висновками з якісної оцінки технологічності.




4.Розробка технологічної схеми складання
4.1 Технологічний аналіз методів з'єднання
У даному виробі використовуються як роз'ємні, так і нероз'ємні з'єднаня деталей. До роз'ємних належать різьбові з'єднання, до нероз'ємних -пайка.

Різьбове з'єднання є основним видом роз'ємних з'єднань. Для його здійснення в даному випадку використовується напівавтоматичне та автоматичне устаткування. Важливою умовою забезпечення якості таких з'єднань при роботі з використанням механізованого та автоматичного оснащення є встановлення необхідного зусилля затяжки. Величина моменту, що прикладається до гвинта, залежить від того, який елемент лімітує міцність. При з'єднанні гвинтом момент затяжки визначається міцністю на розтяг. Для підвищення надійності з'єднань і запобігання самовідгвинчування в даному виробі застосовано стопоріння анаеробними герметиками (тобто стопорною фарбою). Стопоріння стопорную фарбою застосовується для різьбових з'єднань невеликого діаметра (М1-М6) та для кріплення вузлів конструкції, що розташовані всередині блоків, які під час складання регулюються. У даному виробі за допомогою гвинтів кріпляться такі елементи конструкції: трансформатор до ДП, транзистор до радіатору та радіатор до ДП, а також кришка до основи корпусу.

Паянням називають процес з'єднання металів у твердому стані за допомогою введення у зазор розплавленого припою, який взаємодіє з основним металомта створює рідкий металевий прошарок, кристалізування якого призводить до створення паяного шва. Паяні електричні з'єднання дуже широко застосовуються під час монтажу електронної апаратури через низький та стабільний електричний опір, універсальність, простоту автоматизації, контролю та ремонту. Але цей метод має значні недоліки: висока вартість використаних кольорових металів та флюсів, тривала дія високих температур, корозійна активність залишків флюсів, виділення шкідливих речових. Технологічний аналіз методів з'єднання наведено в табл.4.1.

Основним -груповим -методом пайки у даному виробі є паяння хвилею припою. Цей метод широко використовується як у масовому, так і в одиничному виробництві. Він має такі переваги, як висока продуктивність, відносно малий термічний вплив на ДП, ЕРЕ, ФВ, наявність широкого вибору моделей устаткування, висока якість паяних з'єднань. Але при цьому потрібно виконувати металізацію отворів. Технологія паяння хвилею припою має можливість створення комплексно-автоматизованого обладнання, але головною умовою високої роздільної здатності є створення тонкого та рівномірного шару припою на провідниках.

Крім того, в даному виробі деякі з'єднання виконуються індивідуально за допомогою паяльника. Таке паяння ефективне під час монтажу ДП в умовах одиничного виробництва, при об'ємному монтажу, при запаюванні елементів зі штирьковими виводами на одному боці ДП після виконання пайки груповим методом на іншому боці, при виготовленні макетів, при ремонтних та регулювальних роботах і т.ін. Так як даний виріб виготовляється в умовах масового виробництва, то індивідуальна пайка суттєво зменшує його технологічність. Цим методом виконуються електричні з'єднання плати на основи корпусу, а також приєднання шнура до плати. Решта з'єднань виконуються груповою пайкою хвилею припою.

Таким чином, виходячи з аналізу методів з'єднання, видно, що під час складання даного виробу відсутня потреба у розробці та виготовленні спеціального інструмента чи пристосування, хоча є потреба у значній різноманітності додаткових конструкційних елементів та матеріалів для здійснення з'єднань.




Таблиця 4.1 -Технологічний аналіз методів з'єднання



4.2 Розробка ТСС
Розробка технологічного маршруту складання та монтажу РЕА починається з розчленування виробу або його частини на складові елементи шляхом побудови схем складального складу та схем технологічного складання. Побудова таких схем дозволяє встановити послідовність складання, взаємозв'язок між елементами та наглядно зобразити проект ТП [1].

Для опису складального процесу даного виробу було використано схему з базовою деталлю. Така схема відбиває часову послідовність процесу складання. Під час поточного виготовлення пристрою необхідний рівень диференціювання операцій залежить від їх змісту, обладнання, що використовується, та економічної ефективності. В першу чергу виконуються нерухомі з'єднання, що вимагають значних механічних зусиль. Кожна попередня операція не повинна перешкоджати виконанню наступних. На заключних етапах збираються рухомі частини виробів, роз'ємні з'єднання, встановлюються деталі, що можуть бути заміненими під час настроювання.

Розроблена схема складання дозволяє проаналізувати ТП з урахуванням техніко-економічних показників та обрати оптимальний як з технічного, так і з організаційного погляду.

ТСС даного виробу наведено на рис.4.1. З неї видно, що в процесі складання виробу є три технологічних підскладання, тобто паралельно виконується встановлення трансформатору на ДП та встановлення транзистору на радіатор; групова пайка елементів на ДП та складаня кришки корпусу. Крім того видно, що даний виріб з погляду організації ТП складання є нескладним, але містить багато ручних операцій.




5.Розробка технологічного маршруту складання
5.1 Вибір та обгрунтування основних технологій
Заключним етапом у вробництві РЕА є складання, яку проводять у три підрівня.

До першого підрівня відноситься механічний монтаж, що часто проводиться у такій послідовності:

-виконання нероз'ємних з'єднань деталей та вузлів з рамою, шассі, платою виробу;

-встановлення деталей кріплення;

-виконання рухомих частин вузлів та блоків;

-контроль монтажу.
    продолжение
--PAGE_BREAK--Другий підрівень -виконання електричного з'єднання, що складається з наступних видів робіт:
-заготовчі операції;

-встановлення навішаних ЕРЕ та мікросхем на платах;

-вузлове складання та електричне з'єднання;

-складання вузлів на платі (шассі) та міжвузлове електричне з'єднання, з'єднання жгутів з рознімами приладу;

-контроль та регулювання приладу.

Третій підрівень заключається в загальному складанні готового виробу. Виконують закріплення регулювальних деталей, встановлення кожухів та ін.

Перед встановленням ЕРЕ на ДП потрібно зробити формовку їх виводів. Вона виконується на спеціальних пристосуваннях. Формовку виконують не на автоматичних пристроях через те, що більшість ЕРЕ мають нестандартний вид формовки.

Механічні з'єднання, які потрібно виконати під час складання виробу, -це різьбові з'єднання різних деталей за допомогою гвинтів, а також заклепочне армування ДП, яке виконується для створення контактних площадок для припаювання з'єднувальних проводів та шнура.

Електричні з'єднання -приєднання ЕРЕ до провідників ДП. Деякі з цих з'єднань виконуються індивідуально (паяльником), а більшість -груповим методом.

Пайка елементів зі штирьковими виводами в умовах поточного виробництва виконується двома основними методами: зануренням та хвилею припою. Для даного виробу пропонується паяння зануренням. Найбільш досконалим методом реалізації такого методу є паяння протягуванням, коли ДП укладається на утримувач під кутом біля 5°, занурюється у ванну та протягується по дзеркалу припою. Спереду утримувача є закріплений скрібок, що очищує поверхню дзеркала. Створюються гарні умови для видалення флюсу та надлишків припою. Час паяння протягом збільшується до 10с.

ДП з боку виконання пайки покривається лаком для захисту від корозії паяних з'єднань та друкованих провідників. Покриття здійснюється вручну пензликом.

Як видно, ТП складання РЕА складається з різних за характером операцій. Він потребує застосування різноманітного обладнання, спеціального технологічного оснащення, покупного інструменту та є трудомістким. Але конструкція даного виробу дозволяє автоматизувати більшість складальних операцій, які до того ж не потребують великої різноманітності обладнання. Крім того, під час складання даного виробу використовуються лише типові технологічні процеси, що були вже неоднократно використані на даному підприємстві і вже відпрацьовані.

Типовий технологічний процес (за ГОСТ 3.1109-73) -це процес, що характеризується єдністю змісту та послідовності більшості технологічних операцій та переходів для групи виробів із загальними конструктивними ознаками. До типових процесів відноситься напівавтоматичне армування ДП; автоматичне встановлення ЕРЕ на ДП; автоматична групова пайка хвилею припою.

Типізація ТП зменшує об'єм технологічної документації без втрат інформації, що міститься в ній, зменшує об'єм робіт з підготовки виробництва, створює можливість розробки групових пристосувань та засобів автоматизації, організації спеціалізованих ділянок, поточних ліній, виключає можливість грубих помилок у нормуванні матеріальних та трудових витрат.
5.2 Планування та організація виробничого процесу
За розробленою раніше ТСС визначають найбільш доцільну послідовність загального ТП складання виробу. Зміст операцій складаня встановлюють так, щоб на кожному робочому місці виконувалася однородна за характером та технологічно завершена робота. Це сприяє спеціалізації робітників та підвищує продуктивність праці. Так як складальні роботи неоднорідні, то їх належить розділяти. Звичайно механічні складальні роботи виконуються раніше. Але в даному випадку повне закінчення цих робіт (а саме встановлення транзистора на радіаторі на ДП) ускладнює доступ до вузлів та деталей для виконання електричного з'єднання, тому допускається чергуваня робіт з механічного та електричного з'єднання.

При побудові маршрута операцій складання вирішують питання про організацію виробничого процесу. Для заводів масового та серійного виробництва РЕА характерне застосування одно- та багатономенклатурних безперервних однопоточних ліній (ГОСТ 14.312-74). Поточне складання характеризується безперервністю процесу, побудованого на диференційованих операціях, та випуском готових виробів через певний проміжок часу, що називається ритмом (тактом) випуску. Поточне складання більш продуктивне, воно скорочує виробничий цикл та міжопераційні заділи деталей, дає можливість застосовувати механізацію та автоматизацію у виробництві, зменшує трудомісткість виготовлення виробів.

Для забезпечення ритмічного випуску виробів час, що витрачається на виконання кожної операції, повинний бути однаковим та рівним чи кратним ритму. При масовому складанні, малих розмірах складальних елементів ритм випуску одиниці виробу є досить незначним. З метою зменшення допоміжного часу, зручності складання, транспортування, планування та обліку праці лінію розраховують та організують не за штучним ритмом, а за ритмом условного об'єкту -пачки одноіменних складальних елементів. Технологічною основою організації поточних ліній є типові та групові ТП складання.

Поточна лінія зазвичай оснащується конвеєром, який часто визначає ритм робіт та за своїм призначенням може бути транспортним (розподільним) та складальним. Найвища продуктивність при конвеєрному складанні досягається синхронізуванням операцій. Вимогам синхронізації перш за все відповідають операції, що складаються з великої кількості технологічних переходів, наприклад складання ДП з навісних ЕРЕ. Тому потрібно вибирати з всієї сукупності технологічних переходів такі операції, що за часом виконання однакові. Це дає можливість на всіх робочих місцях конвеєру починати та закінчувати операцію приблизно в той самий момент часу, а також застосовувати замість безперервного конвеєр пульсуючої дії.

В даному випадку складальний цех повинен бути оснащений транспортним конвеєром, який має переміщувати пристрій вздовж робочих місць. Це необхідно для того, щоб зменшити витрати та час транспортування виробу та деталей.

Для організації виробничого процесу розраховується такт випуску чергового предмету на однопредметній поточній лінії:
Т=ТПЛ/N,


де ТПЛ-плановий період (в даному випадку він складає три квартали, тобто 200 робочих днів за умови п'ятиденного робочого тижня),

N -програма випуску за плановий період даного виробу (це 100000 штук).
Т=(200×8,25×60)/100000=0,99 (хв/шт)
5.3 Розробка маршрутного ТП
У поточному виробництві необхідний рівень диференціювання операцій в основному визначається ритмом складання. Оптимальна послідовність технологічних операцій залежить від їх змісту, обладнання, що використовується, та економічної ефективності. В першу чергу виконуються нерухомі з'єднання, що вимагають значних механічних зусиль. Кожна наступна операція не повинна перешкоджати виконанню наступних. На заключних етапах складаються рухомі частини виробів, роз'ємні з'єднання, встановлюються деталі, які будуть замінюватися під час настройки.

Блок-схема ТП складання данного виробу представлена на рис.5.1. З неї видно, що для складання даного пристрою необхідно мати один цех №44, в якому потрібно розмістити різноманітні ділянки, які повинні з'єднуватися замкнутим транспортним конвеєром, а всі операції повинні виконуватися зі зняттям виробу з транспортувальної платформи. А операція армування ДП повинна виконуватися в іншому цеху №41, де виконуються всі операції, що потребують значних механічних зусиль.

Для кожної операції розраховується кількість робочих місць, а також розраховується загальна кількість робочих місць на лінії. Кількість робочих місць на лінії розраховується за формулою:
К=åСі=ТТР/Т,


де Сі-кількість робочих місць, що виконують паралельно і-ту операцію;
Сі=ТШТі/Т,
ТШТі-норма штучного часу і-ї операції;

ТТР-важкість складання предмету;

Т -такт випуску виробу (він дорівнює 0,99хв/шт).

Тоді для кожної операції значення кількості робочих місць вказані у табл.5.1 (номера операцій у відповідності з вказаними на блок-схемі маршрутного ТП складання).

Деякі операції за видами робіт можна об'єднати у ділянки, які будуть розташовані у цеху за ТП складання виробу. Таким чином цех має містити:

1 -механічну ділянку (де будуть проводитись операції з виконання різьбових з'єднань);

2 -підготовчу ділянку (де потрібно виконувати операції з підготовки складальних одиниць та елементів, що входять у виріб, до складання);

3 -ділянку встановлення ЕРЕ на ДП (тут потрібно розмістити автоматичні пристрої);

4 -ділянку групової пайки (вона має містити пристрої для виконання пайки зануренням та промивки після неї);

5 -ділянку контролю та дефектації (тут мають проводитись операції контролю електричних параметрів, контролю якості паяння та дефектації ДП);

6 -ділянку покриття лаком ДП;

7 -ділянку ручної пайки (тут мають виконуватися електричні з'єднання шнура з ДП та ДП з основою корпусу);

8 -ділянку контролю ВТК;

9 -склад готових виробів (де також буде виконуватися упаковування готових виробів до індивідуальної тари).

Загальний план цеху наведено на рис. 5.2.


    продолжение
--PAGE_BREAK--Таблиця 5.1 -Визначення кількості робочих місць на лінії     продолжение
--PAGE_BREAK--


З цієї таблиці можна зробити висновок, що виконання деяких операцій потрібно поєднати на одному робоому місці. Це такі операції, як комплектація та розпаковування ЕРЕ; лудіння виводів ЕРЕ та упаковування їх у касети; контроль якості пайки та контроль електичних параметрів; ручна пайка шнура та електромонтаж; встановлення пружини на кришку, встановлення кришки на основу та пломбування.

Таким чином, таблиця 5.1 приймає вигляд, показаний у табл.5.2.
Таблиця 5.2 – Кількість робочих місць на лінії за операціями



За результатами розробки маршруту складання виробу було складено маршрутну карту, яка вміщена в додатку А.1.



    продолжение
--PAGE_BREAK--6.Вибір технологічного устаткування


У відповідності з ГОСТ 14.301-83 засоби технологічного устаткування включають: технологічне обладанання (в тому числі контрольне та випробувальне); технологічне оснащення (в тому числі інструменти та засоби контролю); засоби механізації та автоматизації виробничих процесів.

Для складання даного виробу було вибрано обладнання, вказане у табл.6.1, а його опис приведено нижче.
Таблиця 6.1 -Обладнання для складання виробу


Формовка виводів
ГГ1944-4003 – пристрій для формовки виводів ЕРЕ, призначений для формовки виводів ЕРЕ з циліндричною формою корпусу та осьовими дротяними виводами (можна і П-образної) з «зигзамком» та без нього. Його параметри:

-продуктивність -800шт/год;

-габаритні розміри ЕРЕ:

довжина корпусу -7…36мм;

діаметр корпсу -2,7…14мм:

-габаритні розміри пристрою -255´305´295мм;

-маса -28кг.
    продолжение
--PAGE_BREAK--Лудіння виводів ЕРЕ
В умовах великої номенклатури та малих партій ВЕТ знаходить широке використання установка лудіння типу УВЛ-902. Вона оснащена ванною, що містить 15кг припою, зі щілинною сопловою насадкою розміром 200´300мм.

Габаритні розміри установки -54´290´330мм [5];

Маса -20кг;

Споживана потужність -1,5кВт.
Упаковування ЕРЕ
Упаковування ЕРЕ для переміщення з одного робочого місця на інше відбувається вручну у касети С11 -однорядні зі стиканням ЕРЕ більшою поверхнею.

Армування ДП

Армування ДП порожнинними заклепками для наступного виконання ручної пайки до них виконується на напівавтоматі для встановлення та розвальцовування порожнинних заклепок БМ769-1358 (ОСТ 4Г0.054.088), що має продуктивність 60шт/хв.

Встановлення ЕРЕ на ДП

Автомат VS 2016 TDK призначений для складання ВЕТ нестандартної форми. Він оснащений 4 головками та може встановлювати до 20 типів ВЕТ на ДП розміром до 400´300мм зі швидкістю 3600шт/год. Складальні головки та пристрої підгинання виводів переміщуються вздовж вісі Y, а ДП -вздовж вісі Х. Є пристрої завантаження-розвантаження та транспортування ДП. ВЕТ розміщуються у прямоточних пеналах чи укладеними до стрічки.
Виконання різьбових з'єднань
Різьбові з'єднання виконуються вручну за допомогою електромеханічної викрутки ОЭМ ОСТ 4Г0.060.017 М-6350-987
Пайка зануренням
Для виконання групової пайки було обрано пристрій MPS 100-0,1.30 (ФРГ) для пайки елементів зі штирьковими виводами. Пристрій займає мало місця та має високу продуктивність, використовується під час випуску невеликих партій товарів народного споживання. Його параметри:

-максимальні розміри ДП -290´190мм;

-робоча ширина конвеєру -290мм;

-швидкість конвеєру -0,5 -5,0 м/хв;

-маса припою -38кг;

-місткість ванни з флюсом -4дм³;

-споживана потужність -4,8кВт;

-габаритні розміри -2135´535´340мм;

-маса -125кг.
Промивка
Для промивки ВДП від залишків каніфольних флюсів застосовується в умовах серійного виробництва установка вЫМ1.240.001. вона працює на воді, технічних миючих засобах типу «Електрин» (ТУ38-407242-83) при температурі (60±5)°С.

Контрольні операції
Для контролю ВДП призначений тестер моделі CMS 100 C фірми Vicheck (Англія). Він являє собою відеоскануючий пристрій з 2…8 приймальними ЕПТ, розміщеними зверху та знизу. Оброблюються паралельно декілька контролюємих ділянок. Сигнали ЕПТ порівнюються із закладеною до пам'яті моделлю.
Тестер оснащений координатним столом типу ММЕ, розміри якого 450´400мм, похибка руху не гірше ±0,02мм, повторюваність ±0,01мм. Швидкість переміщення столу 150мм/с, допустиме навантаження -150Н.

Основні технічні характеристики тестера:

-максимальний розмір ДП -450´400мм;

-тривалість контролю ДП розміром 400мм² -10с;

-габаритні розміри -1845´950´1950мм;

-маса -500кг.

Покриття ДП лаком

Покриття ДП виконується вручну на монтажному столі за допомогою пензлика.
Ручна пайка
Для виконання ручної пайки була обрана двоканальна паяльна станція МВТ201АЕ. До базового комплекту її входять універсальний паяльник SP-2A та паяльник з відсосом SX-70. Параметри станції:

-температура насадок -(232 -482)±1,1;

-потужність споживання -207Вт;

-габаритні розміри -135´165´203мм;

-маса -3,7кг.




7.Проектування операцій технологічного процесу
Технологічна операція є основною одиницею виробничого проектування та обліку. На основі операцій оцінюється трудоємність виготовлення виробів та встановлюються норми часу та розцінки; визначається необхідна кількість робітників, обладнання, пристосувань та інструментів, собівартість виготовлення (складання); ведеться календарне планування виробництва та здійснюється контроль якості та строків виконання робіт.

В умовах автоматизованого виробництва під операцією потрібно розуміти закінчену частину ТП, яка виконується безперервно на автоматичній лінії, що складається з декількох одиниць технологічного обладнання, пов'язаних автоматично діючими транспортно-згрузочними пристроями. За умови гнучкого автоматизованного виробництва безперервність виконання операції може порушуватися.

Проектування технологічних операцій являє собою розробку операційних карт на визначені операції (встановлення радіаторної збірки на ДП та встановлення трансформатору на ДП).

Операційні карти -документи, що призначені для опису технологічних операцій із вказанням послідовного виконання переходів, даних про засоби технологічного оснащення, режимах та витратах праці.

Розроблені в даному розділі операційні карти на виконання операцій встановлення на ДП радіаторної збірки та трансформатора входять до складу маршрутної карти, розробленої у підрозділі 5.3, що розміщена в додатку А.1.

Операційний ескіз містить зображення виробу в тому вигляді, який він буде мати після виконання даної операції. Крім того на ескізі виріб повинен бути розміщений так, як він буде розміщений під час виконання даної операції.

Ескіз виконується згідно вимогам ЄСКД, але в довільному масштабі. На операційному ескізі все, що було зроблено до виконання даної операції, зображується тонкими лініями, а те, що буде зроблено під час виконання даної операції, -основними лініями. Крім того проставляються виконуючі розміри з заданими допусками та довідкові розміри.

Розроблені ескізи на задані операції номер 040 та 050 розміщені в додатках Б.1 та Б.2

    продолжение
--PAGE_BREAK--