lec11 Разработка технологических процессов (Лекции проф Давыдова УГГИ), страница 3
Описание файла
Файл "lec11 Разработка технологических процессов" внутри архива находится в папке "Лекции проф Давыдова УГГИ". Документ из архива "Лекции проф Давыдова УГГИ", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "основы конструирования и технологии приборостроения радиоэлектронных средств (окитпрэс)" из 6 семестр, которые можно найти в файловом архиве МАИ. Не смотря на прямую связь этого архива с МАИ, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "основы конструирования и технологии рэс" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "lec11 Разработка технологических процессов"
Текст 3 страницы из документа "lec11 Разработка технологических процессов"
Рис. 11.2.2.
Примем, что на каждой плате устанавливаются 2 лепестка заземления, 2 провода-перемычки, 80 ИМС, 80 конденсаторов типа К53 и 160 диэлектрических прокладок под каждый корпус навесного элемента. Составим в табличной форме маршрутный ТП с указанием содержания и последовательности операций, а также предварительно выбранного оборудования (рис. 11.2.2). Примем, что ПП, ИМС и конденсаторы прошли типовые ТП подготовки к сборке и монтажу.Проанализируем выбор оборудования в маршрутном ТП. Тшт операции установки лепестков и монтажа перемычек не превышает 0,5 мин. Это позволяет выполнять на одном рабочем месте монтажника вручную слесарно-сборочную и монтажные операции, так как предельное в этом случае значение Кзо =Tв/Tmт = 12. Эмаль стопорения лепестков сохнет 5-6 ч, что требует одновременного размещения в шкафу не менее 60 плат (сменный выпуск) и работы с суточным заделом.
Так как на плате устанавливаются ИМС и конденсаторы различных типономиналов и типоразмеров корпусов, целесообразно применение специального монтажного устройства, с помощью которого на плату устанавливаются ИМС. Учитывая его производительность (см. рис.) и затраты времени на нанесение клея и подпайку выводов, необходимы два устройства.
Полуавтомат непрерывной пайки планарных выводов ИМС имеет высокую производительность и позволяет переналаживать паяльную головку в зависимости от типоразмеров корпусов. Неизбежны трудности механизированной пайки цилиндрических выводов конденсаторов с планарной формовкой. Эту операцию можно выполнить на лазерной установке пайки. Линии промывки, лакирования и сушки модулей по производительности значительно превышают расчетный такт выпуска. Их применение гарантирует соблюдение режимов и условий обработки при обработке различных типов изделий. При заданном объеме выпуска N, шт/год, известной производительности оборудования n шт/ч и годовом фонде времени его работы Фоб, ч, можно определить расчетное количество оборудования для каждой операции:
Красч = N/nФоб.
Разработка технологических операций. Цель этапа разработки операционного ТП - полная детализация выполнения операций. Этот этап включает:
-
определение структуры операции, последовательности переходов и работы инструментов;
-
выполнение операции с изображением состояния объекта, схемы базирования или установки деталей, инструментов, направлений главных перемещений, геометрических размеров, достигнутых на данной операции. Эскиз сопровождается таблицей, содержащей переходы, условия и режимы их выполнения, основное tо и вспомогательное tв время, действительную и допустимую погрешности базирования;
-
расчет режимов и условия сборки и монтажа, времени Тшт с учетом технологических возможностей предварительно выбранного оборудования, уточнение времени фактической загрузки оборудования;
-
расчет точности операции, условий собираемости сопрягаемых деталей, действительных погрешностей, определение точностных требований к сборочно-монтажным приспособлениям;
-
нормирование операций, выбор разряда рабочего, расчет технологической себестоимости операции, технико-экономическое обоснование вариантов операции;
-
обоснование выбора технологической оснастки или разработка технического задания на ее проектирование.
Рассмотрим более подробно этапы разработки монтажной операции пайки ИМС с планарными выводами на полуавтомате непрерывной пайки.
Структура операции параллельно-последовательная. Пайка выполняется параллельно двумя наконечниками (жалами) одновременно двух противолежащих выводов и последовательно остальных выводов микросхемы, а также ИМС, установленных в одном ряду. Необходимы три прохода (3 ряда ИМС) с возвратом паяльной головки каждый раз в исходное положение (условие непрерывной пайки) и перемещением к координате следующего ряда.
При расчете рабочего пути паяльной головки необходимо знать шаг установки и длину корпуса ИМС. Если шаг велик или в ряду отсутствует ИМС, то целесообразно на нерабочих участках перемещать головку ускоренно для увеличения производительности. Технологическая скорость выбирается из условия ограничения времени контакта жала с выводом (не более 2—3 с), обеспечения качества пайки (скелетная форма соединения, растекание припоя вдоль вывода, отсутствие перемычек). Зная пути рабочих и холостых ходов головки, легко определить основное tо и вспомогательное tв время пайки. Время установки (снятия) платы определяется экспериментально или задается по нормативам на соответствующие виды монтажных работ. Таким образом, можно рассчитать время операции пайки ИМС. Температура пайки зависит от используемого припоя и допустимого нагрева корпуса ИМС.
Исходными данными для точностного расчета операции являются размеры планарных выводов ИМС и контактных площадок платы; максимальная величина смещения выводов после установки и приклейки корпуса ИМС; точность настройки наконечников головки; точность позиционирования и рабочего перемещения головки. Размеры выводов и площадок определяются из конструкторской документации, точность установки ИМС - из анализа предыдущей монтажной операции, остальные данные - из документации на оборудование. Зная перечисленные погрешности, можно рассчитать допустимую суммарною погрешность на данной операции.
При нормировании операции пайки ИМС следует взять за основу tо и вспомогательное время tв, определить время технического обслуживания tобсл полуавтомата, подготовительно-заключительное время Tпэ на его наладку, и принять решение о назначении разряда рабочего.
Для технико-экономического обоснования рассматриваемой операции можно путем расчета технологической себестоимости пайки ИМС CТ = А + B/N (A - текущие расходы, В - единовременные расходы) сравнить возможные варианты ее реализации на разных типах устройств пайки.
В качестве технологической оснастки для операции пайки ИМС в рассмотренном примере необходимо приспособление для установки и закрепления платы на столе полуавтомата. Исходными данными для его проектирования являются схема базирования; допустимая погрешность, определенная при точностном расчете операции; время на операцию. Кроме перечисленных данных в ТЗ приводится схема установки платы в приспособлении. Она позволяет выбрать конструкцию установочных элементов (опор) приспособления, их расположение и точки приложения усилий закрепления платы. Вспомогательное время регламентирует быстросменность плат в приспособлении и тип привода закрепления (ручной, пневматический, электромагнитный, механический).
Технологические процессы и качество РЭА. Разработка ТП изготовления, сборки и наладки РЭА должна базироваться на двух основах: технической и экономической. Техническая основа - ТП должен обеспечивать необходимое качество получаемой РЭА. Экономическая основа - ТП должен обеспечить выпуск РЭА с минимальными затратами и с высокой производительностью труда.
Под качеством понимается совокупность свойств РЭА, удовлетворяющих требованиям заказчика, государственным и мировым стандартам. Понятие качества можно свести к следующим показателям: надежность и долговечность, технологичность, точность, эргономичность, патентно-правовые показатели, стандартизация и унификация, экономические показатели, экологические показатели. Различают базовые, частные и комплексные показатели качества.
На качество изделия большое влияние оказывает точность входящих в него деталей, компонентов, узлов и т. п.
Точность параметров РЭА. Точность — степень соответствия действительного (полученного) параметра заданному (X) номинальному. Эта степень соответствия задается допуском () на параметр изделия и обозначается с плюсовым, минусовым или равносторонним допуском (например, Х ± /2).
Все параметры качества делятся на следующие группы.
-
Геометрические - линейные размеры, микронеровности (шероховатость), макронеровности (непараллельность, овальность, неперпендикулярность и т. д.).
-
Физические - индуктивность, сопротивление, емкость, магнитная проницаемость, проводимость и т. п.
-
Химические - растворимость, концентрация, скорость травления, скорость диффузии и т. п.
Для определения точности линейных размеров элементов деталей используется единая система допусков и посадок (ЕСДП), опирающаяся на международную систему стандартов ИСО. В ЕСДП приняты 19 квалитетов точности (вместо ранее применявшихся классов точности), записываемые в порядке понижения точности: 01, 0, 1, 2, 3, ..., 17. Квалитеты 01, 0 и 1 предназначены для концевых мер длины; квалитеты со 2-го по 4-й - для калибров и особо точных изделий. В квалитетах с 5-го по 13-й даются допуски для сопрягаемых размеров деталей, а в квалитетах с 14-го по 17-й - для несопрягаемых размеров деталей. Допуски обозначают IT с порядковым номером квалитета, например IT12. Для физических параметров допуск может быть проставлен в процентах. Например, электрическое сопротивление R ± 5 %.
Параметры имеют разброс из-за производственных погрешностей (). Различают три вида производственных погрешностей: систематические, закономерно изменяющиеся, случайные.
Погрешность обработки партии деталей называют систематической (постоянной), если погрешности деталей, входящих в партию, одинаковые. Такая погрешность получается под действием неизменных факторов в течение обработки всей партии деталей. Погрешность называют закономерно изменяющейся, если при переходе от одной детали к другой значение погрешности изменяется по тому или иному закону. Например, износ инструмента закономерно приводит к росту внешних размеров и уменьшению внутренних (диаметров). Погрешность называют случайной, если закономерность изменения отсутствует, и предугадать время появления и направление действия погрешности невозможно. Пример случайной погрешности - температурные колебания, погрешности базирования и т. п.
На практике ни одна из этих погрешностей в чистом виде не проявляется, и общая погрешность представляет комбинацию указанных видов погрешностей.
Если значение погрешностей больше заданного конструктором допуска, то часть параметров выйдет за поле допуска и будет забракована. Чтобы этого не произошло, необходимо повысить точность ТП, подобрать более точное оборудование, стабилизировать режимы, изменить метод обработки, монтажа и т. п.
Методы оценки точности. Из большого разнообразия методов оценки точности рассмотрим чаще всего применяющиеся в производстве РЭА: наблюдение в цехах, статистический, расчетно-аналитический.
Метод наблюдения в цехах основан на сборе данных о точности изделий, получаемых при обработке и сборке с использованием определенного оборудования и приспособлений, с учетом обрабатываемых материалов, инструментов и т. п. Эти данные систематизируют и сводят в таблицы для различных методов обработки. Такие таблицы можно использовать для предварительной оценки точности разрабатываемого ТП.
Статистический метод оценки точности основан на положениях теории вероятности и математической статистики. Так как процесс производства РЭА характеризуется большим количеством факторов, влияющих на качество и требующих системного подхода к его анализу и синтезу, для исследования точности ТП используют различные статистические методы. Наиболее универсальным является метод кривых распределения, позволяющий оценить разброс погрешностей для данного ТП и определить процент возможного брака.
Рис. 11.2.3.
Для построения кривой распределения погрешностей следует замерить партию деталей (конкретный параметр, допустим, размер L) в количестве N = 100 шт. Замеренный параметр разбивается на равные интервалы и подсчитывается число n параметров в каждом интервале. Определяется частота m = n/N повторений отклонений параметров в партии и строится гистограмма и полигон распределения параметров (рис. 11.2.3). Вид кривой распределения зависит от характера погрешностей. Случайная погрешность подчиняется закону нормального распределения (закон Гаусса).Кривые распределения случайных погрешностей характеризуются средним размером и средним квадратичным отклонением. Средний размер Lcp определяют по формуле:
где Li - размеры отдельных деталей. Среднее квадратичное отклонение определяется выражением:
(1/N (Li – Lcp)2 = (1/N (Li)2 – (Lср)2.
Для определения вероятностных характеристик важную роль играет количество деталей, которые нужно измерить, чтобы получить значения характеристик с достаточной степенью точности и достоверности. Для практических целей обычно бывает достаточно измерения 50-100 деталей. В тех случаях, когда столько деталей получить невозможно и вероятностные характеристики определяются по меньшему N, точность и достоверность результатов необходимо оценивать на основании методов математической статистики.
Ошибку при определении среднеквадратического значения вычисляют по формуле