- частота собственных колебаний механической системы, f0 = 190 Гц;
- амплитуда ускорения ударного импульса, Hу = 150 м/с2;
- допустимое ускорение ударного импульса, м/с2;
- максимальная длина ЭРЭ, l = 18 мм.
Условная частота ударного импульса, Гц:
, (3.60)
Гц;
Коэффициент передачи при ударе прямоугольного импульса:
, (3.61)
где ν – коэффициент расстройки:
, (3.62)
,
.
Ударное ускорение, м/с2:
, (3.63)
м/с2.
Максимальное относительное перемещение:
, (3.64)
Проверяется условие ударопрочности по следующим критериям:
для ИС, транзисторов, резисторов и других ЭРЭ ударное ускорение должно быть меньше допустимых ускорений для данной элементной базы:
, м/с2 (3.65)
196 м/с2;
для элементов РЭА типа пластин должно выполнятся условие:
, (3.66)
где δдоп = 11 мм [3],
;
для печатной платы с ЭРЭ:
, (3.67)
где b = 0,16 м – размер стороны печатной платы параллельно которой установлены ЭРЭ
Таким образом, при воздействии на прибор ударов возникающих в заданных условиях эксплуатации никаких разрушений не произойдет. А следовательно, дополнительные меры по защите устройства от ударов производить нет необходимости.
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1 Анализ технологичности конструкции изделия
Под технологичностью конструкции (ГОСТ 18831-73) понимают совокупность ее свойств, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями конструкций изделий аналогичного назначения при обеспечении заданных показателей качества.
Количественные показатели технологичности конструкций согласно ГОСТ 14.201-73 ЕСТПП классифицируются на:
- базовые (исходные) показатели, регламентируемые отраслевыми стандартами;
- показатели, достигнутые при разработке изделий;
- показатели уровня технологичности конструкции, определяемые как отношение показателей технологичности разрабатываемого изделия к соответствующим значениям базовых показателей [12].
Далее произведен расчет технологичности блока частотного преобразователя. Этот блок является электронным устройством, т. к. это блок автоматизированной системы управления:
1. Коэффициент применения микросхем и микросборок:
(4.1)
где Н Э МС– общее число дискретных элементов, замененных микросхемами и микросборками, Н Э МС = 1000;
Н ИЭТ - общее число ИЭТ, не вошедших в микросхемы, Н ИЭТ = 70.
2. Коэффициент автоматизации и механизации монтажа:
(4.2)
где НММ – количество монтажных соединений ИЭТ, которые предусматривается осуществить автоматизированным или механизированным способом, НММ = 253;
НМ – общее количество монтажных соединений, НМ = 290.
3. Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу:
(4.3)
где НМП ИЭТ – количество ИЭТ в штуках, подготовка выводов которых осуществляется с помощью полуавтоматов и автоматов, Н МП ИЭТ = 83;
НИЭТ – общее число ИЭТ, которые должны подготавливаться к монтажу в соответствии с требованиями конструкторской документации, НИЭТ = 83.
4. Коэффициент автоматизации и механизации регулировки и контроля:
(4.4)
где НАРК – число операций контроля и настройки, выполняемых на полуавтоматических и автоматических стендах, НАРК = 8;
НРК – общее количество операций контроля и настройки (визуальный контроль ПП, входной контроль ИЭТ, визуальный контроль установки ИЭТ, визуальный контроль пайки, выходной контроль печатного узла, настройка схемы перегрузки), НРК = 8.
5. Коэффициент повторяемости ИЭТ:
(4.5)
где НТ.ОР.ИЭТ - количество типоразмеров оригинальных ИЭТ в РЭС, НТ.ОР.ИЭТ = 0;
НТ.ИЭТ – общее количество типоразмеров, НТ.ИЭТ = 28.
6. Коэффициент применения типовых технологических процессов:
(4.6)
где ДТП и ЕТП – число деталей и сборочных единиц (ДСЕ), изготавливаемых с применением типовых и групповых ТП, ДТП = ЕТП =1;
Д и Е – общее число деталей и сборочных единиц, кроме крепежа, Д = 1.
7. Коэффициент прогрессивности формообразования деталей:
(4.7)
где ДПР – детали, изготовленные по прогрессивным ТП, ДПР = 1.
Комплексный показатель технологичности:
(4.8)
где φi – весовая характеристика i- го коэффициента технологичности, определяется из таблицы 3.2 [12]:
φ1 = 1; φ2 = 1; φ3 = 0,8; φ4 = 0,5; φ5 = 0,3; φ6 = 0,2; φ7 = 0,1.
Т. к. показатель технологичности больше нормативного (КН = 0,7), то конструкция изделия технологична и можно разрабатывать ТП.
4.2 Разработка технологической схемы сборки для узла А2
Технологическим процессом сборки называют совокупность операций, в результате которых детали соединяются в сборочные единицы, блоки, стойки, системы и изделия. Простейшим сборочно-монтажным элементом является деталь, которая согласно ГОСТ 2101-68 характеризуется отсутствием разъемных и неразъемных соединений.
Технологическая схема сборки изделия является одним из основных документов, составляемых при разработке технологического процесса сборки. Расчленение изделия на сборочные элементы проводят в соответствии со схемой сборочного состава, при разработке которой руководствуются следующими принципами:
- схема составляется независимо от программы выпуска изделия на основе сборочных чертежей, электрической и кинематической схем изделия;
- сборочные единицы образуются при условии независимости их сборки, транспортировки и контроля;
- минимальное число деталей, необходимое для образования сборочной единицы первой ступени сборки, должно быть равно двум;
- минимальное число деталей, присоединяемых к сборочной единице данной группы для образования сборочного элемента следующей ступени, должно быть равно единице;
- схема сборочного состава строится при условии образования наибольшего числа сборочных единиц;
- схема должна обладать свойством непрерывности, т.е. каждая последующая ступень сборки не может быть осуществлена без предыдущей.
Включение в схему сборочного состава характеристик сборки превращает ее в технологическую схему сборки. Применяются схемы сборки «веерного» типа и схема сборки с базовой деталью.
В схеме «веерного» типа стрелками показывают направление сборки деталей и сборочных единиц. Достоинством схемы является ее простота и наглядность, но она не отражает последовательности сборки во времени.
Схема сборки с базовой деталью указывает временную последовательность сборочного процесса. При такой сборке необходимо выделить базовый элемент, т.е. базовую деталь или сборочную единицу. В качестве базовой выбирают ту деталь, поверхности которой будут впоследствии использованы при установке в готовое изделие. В большинстве случаев базовой деталью служит плата, панель, шасси и другие элементы несущих конструкций изделия. Направление движения деталей и сборочных единиц на схеме показывается стрелками, а прямая линия, соединяющая базовую деталь и изделие, называется главной осью сборки. Точки пересечения осей сборки, в которые подаются детали или сборочные единицы, обозначаются как элементы сборочных операций.
Правильно выбранная схема сборочного состава позволяет установить рациональный порядок комплектования сборочных единиц и изделия в процессе сборки. При переходе от схемы сборочного состава к технологической схеме сборки и расположении операций во времени необходимо учитывать следующее:
- сначала выполняются те операции ТП, которые требуют больших механических усилий и неразъемных соединений;
- активные ЭРЭ устанавливают после пассивных;
- при наличии малогабаритных и крупногабаритных ЭРЭ в первую очередь собираются малогабаритные ЭРЭ;
- заканчивается сборочный процесс установкой деталей подвижных соединений и ЭРЭ, которые используются в дальнейшем для регулировки;
- контрольные операции вводят в ТП после наиболее сложных сборочных операций и при наличии законченного сборочного элемента;
- в маршрутный технологический процесс вводят также те операции, которые непосредственно не вытекают из схемы сборочного состава, но их необходимость определяется техническими требованиями к сборочным единицам, например влагозащита, и т.д [12].
Для определения количества устанавливаемых на одной операции ЭРЭ и ИМС на платы в ходе выполнения сборочных операций необходим предварительный расчет ритма:
, (4.9)
где Фд - действительный фонд времени за плановый период, мин.;
N = программа выпуска, шт/г.
Действительный фонд времени рассчитывается:
, (4.10)
где Д - количество рабочих дней в году, Д = 250 дней;
S - число смен, S = 1;
t - продолжительность рабочей смены, t = 8 ч;
Крег.пер. - коэффициент, учитывающий время регламентированных перерывов в работе, Крег.пер.=0,94 … 0,95.
ФД=250×1×8×0,95×60=114000 мин.
Программа выпуска:
, (4.11)
где a - коэффициент технологических потерь, принимаем равным 1,5%;
Nв=200000 - заданная по ТЗ программа выпуска, шт.
шт.
мин/шт.
Количество элементов, устанавливаемых на i-й операции, должно учитывать соотношение:
, (4.12)
где Ti - трудоемкость i-ой операции сборки.
Далее разработана технологическая схема сборки узла А2, т.к. он является наиболее сложным в данной конструкции.
При разработке данного устройства выбрана технологическая схема сборки с базовой деталью. Базовой деталью является плата печатная, на нее, в дальнейшем будут монтироваться ЭРЭ.
Последовательность сборки будет следующей. Расконсервация печатной платы, визуальный осмотр качества печатного монтажа (при наличии дефектов на поверхности платы необходимо провести ее отбраковку). Нанесение паяльной пасты ПЛ-111 АУЭЛ.033.012 ТУ. Далее производится установка элементов поз. 2-4, 8-10, 17, 18, 21-25, 29, 33 согласно сборочному чертежу ПАЛ 302822.001 СБ, после чего необходимо провести визуальный контроль правильности установки элементов и пайку оплавлением в печи. Следующим этапом является визуальный контроль качества пайки. Далее производится установка навесных элементов поз. 6, 7, 12, 13, 15, 16, 26-28, 30, 32 в соответствии с требованиями по ПАЛ 302822.001 СБ, визуальный контроль правильности установки элементов, пайка волной припоя ПОС - 61 ГОСТ 21931-73. Визуальный контроль качества пайки, при наличии непропаев, перемычек между элементами печатного монтажа и других дефектов их необходимо устранить при наличии такой возможности, в противном случае отбраковать изделие. Далее необходимо произвести установку и пайку паяльником элементов поз. 5, 11, 14, 19, 20, 31 и 34 припоем ПОС - 61 ГОСТ 21931-73; визуальный контроль качества пайки. Покрыть лаком УР-231 ТУ 6-10-863-76 по ОСТ 92-1709-81. Настроить подстроечный резистор R12 таким образом, чтобы схема защиты по перегрузке срабатывала при токе на выходе не более 3,3 А. Контролировать правильность функционирования устройства на автоматическом стенде.
4.3 Выбор типового технологического процесса сборки и монтажа узла А2
Целью разработки технологического маршрута является установление временной последовательности технологических операций, определяющих вариант организационной структуры ТП. Разработка маршрутной технологии осуществляется в следующей последовательности:
1. Определяется (ориентировочно) тип производства.
2. Проводится выбор технологического метода изготовления или сборки с учётом типа производства.
3.Определяется состав технологических операций и выявляется последовательность их осуществления во времени.
Проектирование технологического процесса начинается с составления маршрутной технологии сборки на основе анализа технологической схемы сборки. Разработка маршрутной технологии включает в себя определение групп оборудования по операциям, а также технико-экономических данных по каждой операции.
Разработка маршрутной технологии проводится для изделий, конструкция которых отработана на технологичность.
При разработке маршрутной технологии необходимо руководствоваться следующим:
1. При поточной сборке разбивка процесса на операции определяется ритмом сборки, причем время, затрачиваемое на выполнение каждой операции, должно быть равно или кратно ритму;
2. Предшествующие операции не должны затруднять выполнение последующих;
3. На каждом рабочем месте должна выполнятся однородная по характеру и технологически законченная работа;
4. После наиболее ответственных операций сборки, а также после регулировки или наладки предусматривают контрольные операции;
5. Применяют более совершенные формы организации производства – непрерывные и групповые поточные линии, линии и участки гибкого автоматизированного производства (ГАП) [12].
Выбор конкретного варианта ТП проводится на основе анализа типового технологического процесса с учётом специфики производства изделия. Типовой процесс сборки и монтажа узла РЭА на ПП включает в себя следующие операции:
1.Входной контроль - это проверка поступающих на завод-потребитель комплектующих по параметрам, определяющим их работоспособность и надежность перед включением этих элементов в производство. Необходимость входного контроля вызвано ненадежностью выходного контроля на заводе-изготовителе, а также воздействиями различных факторов при транспортировании и хранении, которые приводят к ухудшению качественных показателей готовых изделий.
2.Распаковка из первичной тары поставщика. С завода-изготовителя комплектующие поступают в разнообразной таре-упаковке. Большая часть ее рассчитана на загрузочные узлы сборочных автоматов, в которых осуществляется извлечение элементов из тары и сборка на ПП. Однако значительное число ЭРИ поступает в таре, из которой их необходимо переложить в промежуточную тару-кассету.
3.Формовка выводов – это операция гибки выводов электрорадиоизделий для придания им конфигурации, определяющей положение корпуса элемента относительно печатной платы.
4.Обрезка выводов. С завода-изготовителя ЭРИ приходят с удлиненными выводами. Обрезать их в соответствии с чертежом можно на разных этапах технологического процесса: сразу же после формовки, перед формовкой или, например, после сборки компонентов на ПП (этот вариант обеспечивает групповую обработку).
5.Лужение выводов. Основное назначение этой операции - обеспечение хорошей паяемости выводов, так как горячее покрытие оловянно-свинцовым сплавом улучшает паяемость по сравнению с другими способами и покрытиями и сохраняет ее в течение года и более. Элементы, используемые при сборке данного устройства поступают с заводов изготовителей с уже лужеными выводами.
6.Комплектование групп - заключается в доставке на рабочие места необходимого количества ЭРИ перед монтажом.
7.Подготовка поверхности ПП. Обычно ПП поступают на сборку подготовленными к монтажу, с нанесенным консервирующим покрытием. Поэтому, перед сборкой производят расконсервацию платы и проверку паяемости. Однако при длительном хранении плат их качественные показатели ухудшаются. В этом случае производят горячее лужение или оплавление ПП
8.Нанесение паяльной пасты. Паяльную пасту можно наносить через трафарет и через специальные дозаторы. В нашем случае паста наносится с помощью автоматического дозатора.
9.Установка SMD элементов.
10.Контроль качества установки элементов. Производится визуально, если какие либо элементы установлены не в соответствии со сборочным чертежом, то производится переустановка элемента.
11.Пайка. Способы пайки бывают контактные (паяльником) и бесконтактные (лазером, концентрированными потоками энергии и др.), групповые и последовательные, импульсные (за доли секунды) и обычные (2-3 сек.). Пайка поверхностно-монтируемых элементов осуществляется ИК-излучением в модуле ИК-обработки.
12.Контроль пайки. Выявление дефектов паяных соединений может производиться визуальным осмотром или с помощью таких способов, как тепловой контроль, контроль по току, рентгенотелевизионный контроль и др.
13.Сборка навесных компонентов на ПП. Состоит из подачи их к месту установки, ориентации выводов относительно монтажных отверстий или контактных площадок, сопряжением со сборочными элементами и фиксации в требуемом положении. Фиксация может производиться подгибкой выводов после их введения в монтажные отверстия, а также легкоплавкими жидкостями - припоем или органическим составом. Развитие элементной базы потребовало в отдельных случаях введение приклейки компонентов, так как в условиях механических воздействий прочность паяных соединений, выводов элементов может оказаться недостаточной для удержания компонентов на ПП.
14.Контроль правильности установки компонентов на ПП. Производится визуально или с помощью автоматических оптических тестеров.
15.Пайка. Способы пайки бывают контактные вручную и групповые. В нашем случае для пайки навесных элементов используется пайка волной припоя, а для пайки конденсатора поз. 11, выпрямительного моста, реле, клемной колодки, держателей предохранителя и разъема - ручная пайка паяльником.
16.Контроль пайки. Выявление дефектов паяных соединений может производиться визуальным осмотром или с помощью таких способов, как тепловой контроль, контроль по току и др.
17.Промывка. Для очистки печатных узлов от остатков флюса применяют следующие методы: ручная и механизированная очистка щетками, химическое и электрохимическое обезжиривание, струйная промывка, ультразвуковой метод, вибрационный метод. Для очистки применяют такие жидкости как трихлорэтилен, хладон-113, спирто-бензиновая смесь и т.д.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
