Министерство образования и науки Краснодарского края
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
Краснодарского края
«Краснодарский колледж электронного приборостроения»
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
НА ТЕМУ:
ОРЗАНИЗАЦИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
ПО ПРЕДМЕТУ «КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО РА»
Разработчик:
преподаватель спецдисциплин
_____________Рузова В.И.
г. КРАСНОДАР
2014г.
СОДЕРЖАНИЕ
Цели и задачи курсового проектирования.
Состав курсового проекта.
Содержание пояснительной записки.
Литература.
Приложение.
Методическая разработка по организации курсового проекта
по предмету «Конструирование и производство РА»
Цели и задачи курсового проекта
Курсовой проект по предмету «Конструирование и производство РА» преследует следующие цели:
систематизировать и закрепить теоретические знания по предмету;
сформировать навыки самостоятельной работы при разработке конкретных технологических процессов изготовления, сборки, монтажа и контроля РЭА и приборов;
сформировать навыки по оформлению технологических документов;
подготовка к дипломной работе.
Знания, полученные при выполнении курсовой работы, должны найти применение при выполнении технологической части дипломной работы.
Состав курсового проекта
Курсовой проект включает следующие документы:
техническое задание, составленное и утвержденное согласно принятому порядку (приложение 1);
пояснительная записка;
технологические процессы сборки отдельных узлов, оформленные на картах.
Курсовой проект должен состоять из пояснительной записки 20-25 листов с приложением технологического процесса на 10-15 листах общепринятого образца согласно ЕСТД.
Пояснительная записка выполняется в следующей последовательности:
Технологический анализ конструкции.
Технологический анализ конструкции.
Расчёт элементов рисунка печатной платы.
Анализ технологичности конструкции.
Разработка технологического процесса.
Обоснование выбора основных и вспомогательных материалов.
Обоснование выбора оборудования и оснастки.
Результаты выполнения указанных выше работ оформляются в пояснительной записке.
3 Содержание пояснительной записки
3.1 Технологический анализ конструкции
Этот раздел должен дать полное представление о конструктивном исполнении прибора или узла и его комплектующей базе. Учащийся должен дать подробное описание конструкции узла. Необходимо осветить вопросы, связанные с ремонтопригодностью, доступом к элементам схемы, а также как узел закрепляется в корпусе, как выполняется электрическое подключение, как конструктивно осуществима защита от механических нагрузок-ударов, тряски. Описание конструкции и назначение узла должны быть кратко изложены с указанием условий работ данного узла в общей системе.
На работу РЭА и приборов существенное влияние оказывают климатические условия эксплуатации. В связи с этим следует описать, как осуществлена защита от воздействия внешней среды, какими технологическими приёмами обеспечена стабильность работы узла (пропиткой, заливкой, полной герметизацией).
В проекте необходимо отразить комплектующую базу проектируемого изделия, вычертить эскизы комплектующих элементов, обратить внимание на повторяемость элементов, степень использования стандартных и оригинальных деталей, возможность применения типовых процессов, процессов автоматизации и механизации при подготовке ЭРЭ и монтаже.
Размещение навесных элементов на печатной плате производят в соответствии с ОСТ4 010.030 – 92.
Размещение навесных элементов на печатной плате под автоматизированную установку производят в соответствии с ОСТ4 ГО.010.223-82 «Монтаж электрический печатный бытовой радиоэлектронной аппаратуры».
Необходимо описать конструкцию с точки зрения возможности использования для ее сборки автоматических линий.
3.2 Расчёт элементов рисунка печатной платы
Диаметр монтажного отверстия для односторонней печатной платы
d1= dвmax + T1/2 + (υ1 + υ2) √2.
Диаметр монтажного отверстия для двухсторонней печатной платы
d2= dвmax + T1/2 + (υ1 + υ2) √2 + 2 (sп + Т3).
Диаметр контактной площадки для односторонней печатной платы
D1 = d1 + (T1 + T2) /2 + 2b2 + (υ2 + υ3 + υ4 ) √2.
Диаметр контактной площадки для двухсторонней печатной платы
D2 = d2 + (T1 + T2) /2 + 2b3 + (υ2 + υ3 + υ4 + υ5 ) √2,
где dвmax - диаметр или диагональ вывода;
υ1 – погрешность расположения относительно идеальной координатной
сетки. Для аксиальных выводов υ1 = ± 0,025;
υ2 - погрешность расположения относительно идеальной координатной
сетки. Для монтажных отверстий υ2 = ± 0,05;
υ3 – погрешность расположения относительно идеальной координатной
сетки. Для проводников υ3 = ± 0,05;
υ4 – смещение рисунка ПП относительно отверстий, υ4 = 0,2;
υ5 – смещение двух рисунков одного слоя относительно друг друга, υ5 = 0,1
T1 – допуск на диаметр просверленного монтажного отверстия, T1 = ± 0,05;
T2 – допуск на размеры элементов рисунка ПП, T2 = ± 0,05;
b2 - занижение контактных площадок неметаллизированных отверстий,
b2 ≥ 0,2;
b3 – занижение контактных площадок металлизированных отверстий
внешних слоёв многослойных печатных плат;
sп – толщина защитного покрытия в монтажном отверстии, sп = 0,025.
3.3 Анализ технологичности конструкции узла
Основные регламентирующие документы для обработки изделий на технологичность: ГОСТ 14.201-83. ЕСТПП «Общие правила отработки изделий на технологичность».
ГОСТ 14.202 – 83. ЕСТПП «Правила выбора показателей технологичности конструкции изделий».
ГОСТ 14.203 – 83. ЕСТПП «Правила обеспечения технологичности конструкции сборочных единиц».
ГОСТ 18.831 – 83. «Технологичность конструкции. Термины и определения».
Стандарты ЕСТПП предусматривают обязательную отработку конструкции на технологичность. Учащийся в своем курсовом проекте дает количественную оценку технологичности конструкции узла. Основным показателем, используемым для оценки технологичности конструкции, является комплексный показатель технологичности конструкции.
Методика расчета технологичности конструкции узла.
Все блоки РЭА разбиты условно (по номенклатуре показателей) на 4 класса:
электронные;
радиотехнические;
электромеханические, механические;
соединительные, коммутационные, распределительные.
Оценка технологичности сборочного узла ведется для электронных блоков. Исходные данные для расчета показателей технологичности вносятся в таблицу 3.3.1, состоящую из следующих данных: Нам; Нм; Нмс; Нэрэ; Нмпэрэ; Нмкн; Нкн; Нт.эрэ; Нт.ор.эрэ; Дпр; Д.
ТАБЛИЦА 3.3.1
ТАБЛИЦА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОГО БЛОКА
п/п
Исходные данные
Обозначение
Значение
показателя
1
2
3
4
1.
Количество монтажных соединений, которые могут осуществляться или осуществляются механизированным или автоматизированным способом, то есть имеются механизмы, оборудование или оснащение для выполнения монтажных соединений.
Нам
2.
Общее количество монтажных соединений.
Нм
3.
Общее количество микросхем и микросборок в изделии, шт.
Нмс
4.
Общее количество ЭРЭ, шт.
Нэре
5.
Количество ЭРЭ, шт., подготовка которых к монтажу может осуществляться (или осуществляется) механизированным или автоматизированным способом, то есть имеются механизмы, оборудование или оснащение для выполнения этих операций. В число указанных включаются ЭРЭ, не требующие специальной подготовки к монтажу (реле, разъемы и т.п.).
Нмпэрэ
6.
Количество операций контроля и настройки, которые могут осуществляться механизированным или автоматизированным способом.
Нмкн
7.
Общее количество операций контроля и настройки.
Нкн
8.
Общее количество типоразмеров ЭРЭ в изделии.
Нт.эрэ
9.
Количество типоразмеров оригинальных ЭРЭ в изделии.
Нт.ор.эрэ
10.
Количество деталей, шт., заготовки которых или сами детали получены прогрессивными методами формообразования (штамповкой, прессованием, пайкой, сваркой, склеиванием и т.д.).
Дпр
11.
Общее количество деталей (без нормализованного крепежа) в изделии, шт.
Д
По исходным данным, приведенным в таблице 3.3.1, ведем расчеты относительных показателей:
Коэффициент автоматизации и механизации монтажа
Кам = Нам / Нм, где (3.3.1.)
Нам – количество монтажных соединений, которые могут осуществляться (или осуществляются) механизированным или автоматизированным способом, то есть имеются механизмы, оборудование или оснащение (или техническая документация) для выполнения монтажных соединений;
Нм – общее количество монтажных соединений.
Коэффициент использования микросхем и микросборок
Кимс = Нмс / (Нмс + Нэрэ), где (3.3.2.)
Нмс – общее количество микросхем и микросборок в изделии, шт.;
Нэрэ – общее количество ЭРЭ, шт.
Коэффициент механизации подготовки ЭРЭ к монтажу
Кмпэрэ = Нмпэрэ / Нэрэ, где (3.3.3.)
Нмпэрэ – количество ЭРЭ, шт., подготовка которых к монтажу может осуществляться (или осуществляется) механизированным или автоматизированным способом, то есть механизмы, оборудование или оснащение (или техническая документация) для выполнения этих операций. В число таких ЭРЭ включаются ЭРЭ, не требующие специальной подготовки к монтажу (реле, разъемы, патроны и т.п.).
Коэффициент механизации контроля и настройки
Кмкн = Нмкн / Нкн, где (3.3.4.)
Нмкн – количество операций контроля и настройки, которые можно осуществлять механизированным или автоматизированным способом;
Нкн – общее количество операций контроля и настройки.
Коэффициент повторяемости ЭРЭ
Нтэрэ
Кпов.эре = 1- Нэре , где (3.3.5.)
Нтэрэ – общее количество типоразмеров ЭРЭ в изделии. Под типоразмером ЭРЭ понимается габаритный размер (без учета номинальных значений).
Коэффициент применяемости ЭРЭ
Нт.ор.эрэ
Кпэрэ = 1 - Нтэрэ , где (3.3.6.)
Нт.ор.эрэ – количество типоразмеров оригинальных ЭРЭ в изделии. К оригинальным деталям следует относить составные части (детали, узлы, ЭРЭ), разрабатываемые и изготовляемые впервые как самим предприятием-разработчиком, так и в порядке кооперирования с другими предприятиями.
Коэффициент прогрессивности формообразования деталей
Кф = Дпр / Д , где (3.3.7.)
Дпр – количество деталей, шт., заготовки которых или сами детали получены прогрессивными методами формообразования (штамповкой, прессованием, порошковой металлургией, литьем под давлением, пайкой, сваркой, склеиванием, из профилированного материала);
Д – общее количество деталей (без нормализованного крепежа) в изделии, шт.
Основным показателем, используемым для оценки технологичности конструкции, является комплексный показатель технологичности, определяемый с помощью базовых показателей по формуле
s
Ki * i K 1 * 1 + K2 * 2 + … + Ks * s
I=1
К = ------------ = -------------------------------------------------------, где (3.3.8.)
s
i 1 + 2 + … + s
I=1
К – значение показателя по таблице 3.3.2 состава базовых показателей соответствующего класса блоков;
i - функция, нормирующая весовую значимость показателей в зависимости от его порядкового номера в таблице;
1…s - порядковый номер показателя в ранжированной последовательности (место в таблице);
s
i - общее количество относительных частных показателей в таблице для
I=1 данной стадии проектирования.
ТАБЛИЦА 3.3.2
СОСТАВ БАЗОВЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ
ДЛЯ ЭЛЕКТРОННЫХ БЛОКОВ.
Полученный комплексный показатель технологичности сравниваем с нормативным комплексным показателем технологичности, указанном в таблице 3.3.3 (согласно ОСТ4 ГО.091.219.)
ТАБЛИЦА 3.3.3
НОРМАТИВЫ КОМПЛЕКСНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ
КОНСТРУКЦИЙ БЛОКОВ ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Наименование класса блоков
СТАДИИ РАЗРАБОТКИ
Опытный образец
Установочная
серия
Установочное серийное производство
1. Электронные
0,40-0,70
0,45-0,75
0,50-0,80
2. Электромеханические
и механические.
0,30-0,50
0,40-0,55
0,45-0,60
3. Радиотехнические
0,40-0,60
0,75-0,80
0,80-0,85
4. Соединительные, комму-
тационные, распредели-
тельные.
0,35-0,55
0,50-0,70
0,55-0,75
После чего делаем вывод о технологичности нашего узла, указываем пути повышения технологичности.
3.4 Разработка технологического процесса
В процессе работы необходимо руководствоваться указателем государственных стандартов и соответствующими стандартами ЕСТД и ЕСТПП. В разделе «Разработка технологического процесса» необходимо осветить следующие вопросы:
выбор организационной формы процесса;
обоснование выбора оборудования и оснастки;
обоснование выбора основных и вспомогательных материалов.
Выбор организационной формы процесса
При построении маршрута операций сборки следует решить вопрос об организованной форме технологического процесса. Выбор организационной формы производственного процесса осуществляется с учетом типа производства, особенностей конструкции, трудоемкости работ. Для заводов массового и серийного производства РЭА характерно применение одно- и многономенклатурных непрерывных однопоточных линий.
Поточная сборка производительна, она сокращает производственный цикл и межоперационные заделы, повышает специализацию рабочих, дает возможность применять механизацию и автоматизацию в производстве, уменьшает трудоемкость. Поточная линия обычно оборудуется конвейером.
Конвейер же затрудняет перевод производства с выпуска одного изделия на другое, препятствует быстрому увеличению или уменьшению объема выпуска продукции, что мешает предприятию гибко реагировать на изменение спроса. Кроме того, конвейер тормозит повышение качества продукции из-за невозможности выявить виновника брака среди большого числа рабочих, выполняющих элементарные операции.
В качестве альтернативы конвейерной формы организации труда на современных предприятиях радиопромышленности находят применение автоматические поточные линии.
Автоматизированные линии сборки РЭА могут быть использованы только в том случае, если проектируемый вариант отвечает требованиям ОСТ4 ГО.010.223-89 «Монтаж электрический печатный бытовой радиоэлектронной аппаратуры».
При выборе той или иной организационной формы сборки необходимо ориентироваться на освоение передовых форм организации производства, обеспечивающих наиболее экономичные методы изготовления, отвечающие требованиям оптимальных условий труда при гарантии получения высокого качества продукции.
Обоснование выбора основных и вспомогательных материалов
В этом пункте необходимо указать, что выбор материала является основной задачей и от правильности выбора материалов зависят конструктивно-технологические, экономические и эксплуатационные показатели.
Необходимо указать, что во избежание ошибок при выборе материалов учитывают не только функциональное назначение сборочной единицы, но и ряд сопутствующих факторов: влажность, температуру, атмосферное давление, загрязненность окружающей среды, механические воздействия, наличие радиации и т.п.
Необходимо указать, что выбор основных и вспомогательных материалов производится на основании действующих в настоящее время технических условий (ТУ) и государственных стандартов (ГОСТов), в которых приводятся технические характеристики материалов с допустимыми отклонениями, а также изменения характеристик под действием факторов окружающей среды.
В данном разделе, необходимо указать, какой материал выбран для изготовления печатной платы. Указать полное наименование материала, марку, ГОСТы, ТУ и привести его основные характеристики.
Например. Для изготовления печатной платы применяем стеклотекстолит фольгированный с двух сторон с толщиной фольги 35 мкм, с толщиной основания 1,5 мм.
СФ-2-35-1,5 ГОСТ 10316-78
Необходимо указать, что по технологии нанесения все покрытия подразделяются на два типа: органические и лакокрасочные. Указать, какие покрытия выбраны для защиты печатных плат и, обосновать выбор этого покрытия.
Необходимо правильно и обосновано провести выбор флюса и припоя, используемых при пайке радиоэлементов.
Указать полное наименование материалов, марку, ГОСТы, ТУ и привести их основные характеристики.
3.4.3 Выбор технологического оборудования и оснастки
Согласно ГОСТ 14.301-73 средства технологического оснащения включают:
технологическое оборудование (в том числе контрольное и испытательное);
технологическую оснастку (в том числе инструменты и средства контроля);
средства механизации и автоматизации производственных процессов.
Выбор средств технологического оснащения производится с учетом:
типа производства и его организационной структуры;
вида изделия и программы его выпуска;
характера намеченной технологии;
возможности группирования операций;
максимального применения имеющихся стандартной оснастки и оборудования;
равномерной загрузки имеющегося оборудования.
Выбор технологического оборудования согласно ГОСТ 14.304-73 должен быть основан на анализе затрат на реализацию технологического процесса в установленный промежуток времени при заданном качестве изделий.
Анализ затрат должен предусматривать:
а) сравнение вариантов оборудования, отвечающих одинаковым требованиям и обеспечивающих решение одинаковых задач в конкретных производственных условиях;
б) выбор вариантов, обоснованный на использовании следующей информации:
техническое требование к изделию;
количество и сроки изготовления;
технические возможности технологического оборудования;
затраты на приобретение технологического оборудования и его эксплуатацию;
в) учет требований техники безопасности и промышленной санитарии.
Общие правила выбора технологической оснастки как средства технологического оснащения регламентируются ГОСТ 14.301-73.
Выбор технологической оснастки (ГОСТ 14.305-73) должен быть основан на анализе затрат на реализацию технологического процесса в установленный промежуток времени при заданном качестве изделий.
При выборе технологической оснастки должны учитываться конкретные производственные условия, при которых применение различных систем технологической оснастки будет наиболее рациональным.
Оформление технологических документов на процесс
В процессе работы необходимо руководствоваться ГОСТами, стандартами ЕСТД и ЕСТПП. В качестве справочного материала к методическому пособию в приложениях 2, 3, 4 прилагаются стандартный инструмент, стандартные приспособления и оборудование для слесарно-сборочных и монтажных работ.
ЛИТЕРАТУРА
Павловский В.В., Васильев В.И., Гутман Т.Н. Проектирование технологических процессов изготовления РЭА. – М.: Радио и связь, 1982.
Вейцман Э.В., Венбрин В.Д. Технологическая подготовка производства радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Радио и связь, 1989.
Ильин В.А. Технология изготовления печатных плат. – Л.: Машиностроение, 1984.
Максимилихин Б.А. Технологические процессы пайки электромонтажных соединений. – Л.: Энергия.
Автоматизация и механизация сборки и монтажа узлов на печатных платах. Под редакцией доктора техн. наук В.Г. Журавского – М.: Радио и связь, 1988.
Справочник технолога-приборостроителя. Т. 1, 2. Под общей редакцией доктора техн. наук проф. П.В. Спроватченко.
ОСТ 4.010.030-81. «Установка навесных элементов на печатные платы».
ОСТ 4Г 0.010.223-82. «Монтаж электрический печатный бытовой радиоэлектронной аппаратуры».
ОСТ107.680.226.001-86. «Электромонтаж проводной бытовой радиоэлектронной аппаратуры».
Приложение 2
Стандартный инструмент
для слесарно-сборочных и монтажных работ
Обозначение в технологическом процессе
Плоскогубцы с тонкими прямыми губками длиной 125 мм
Плоскогубцы ПТПГ 125,
ОСТ 4. ГО.060.010 АТТ6.890.000
Плоскогубцы с удлиненными губками длиной 150 мм
Плоскогубцы ПУГ 150,
ОСТ 4. ГО.060.010 ГТ7814-1020
Круглогубцы с удлиненными губками длиной 150 мм
Круглогубцы КУГ 150,
ОСТ 4.ГО.060.011 ГТ7814-1000
Ножницы прямые длиной 120 и 180 мм
Ножницы НП 120,
ОСТ 4.ГО.060.014 АТТ6.890.015
Пинцет с гладкими кубками с металлическим корпусом длиной 120 мм
Пинцет ПГТМ 120,
ОСТ 4.ГО.060.013 АТТ6.890.022
Пинцет с гладкими губками с диэлектрическим корпусом длиной 120 мм
Пинцет ПГТД 120,
ОСТ 4.ГО.060.013 АТТ6.890.021
Паяльник электрический
И=6 В, Р=60 Вт
И=36 В, Р=90 Вт
Паяльник электрический
366/ 60 Вт
ГТО 838-1011
ГТО 838-1012
Линейка
1-50
1-300
Линейка 1-150
ГОСТ 427-75
Приложение 3
Стандартные приспособления
для слесарно-сборочных и монтажных работ
Устройство для подготовки к сборке микросхем ГГ-1875.
Устройство для подрезки выводов микросхем ГГ-1939
Устройство для формовки и обрезки планарных выводов ГГ-2489.
Приспособление для формовки выводов ЭРЭ ГГ-1944.
Приспособление для рихтовки выводов резисторов МЛТ ГГ-1422.
Приспособление для обрезки выводов резисторов ГГ-1425.
Стойка технологическая для печатных плат ГГ 7879-4097.
Приложение 4
Оборудование
для слесарно-сборочных и монтажных работ
Автомат вклейки ЭРЭ в липкую ленту ГГ-1740.
Автомат П-образной формовки выводов ЭРЭ ГГ-1611.
Полуавтомат для подготовки к сборке микросхем в плоских корпусах со штырьковыми выводами ГГ-2126.
Установка для зачистки проволочных выводов радиоэлементов ГГ-1614.
Полуавтомат для укладки ЭРЭ на печатные платы УР-6 ГГ-2311.
Полуавтомат для укладки ЭРЭ и микросхем на печатные платы, модель
УР-10 ГГ-2487.
Линия механизированной пайки ЛПМ-300 для пайки узлов на печатной плате.
Установка вЫМ 1.240.001 для отмывки узлов на печатной плате от остатков флюса.
Установка «Барботаж» для отмывки печатных плат от консервирующего флюса.
Линия «Трасса» для автоматизированной установки ЭРЭ на печатную плату
