88802

Устройства для измерения параметров и настройки пьезоэлектрических резонаторов и монолитных фильтров в диапазоне частот от 1 до 330МГ

Дипломная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Целью дипломной работы является разработка технологического процесса сборки и монтажа устройства CPNA-330 и оснастки для выполнения технологических операций. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: проведен анализ ТЗ; проведен конструкторско-технологический анализ конструкторской документации...

Русский

2015-05-04

4.05 MB

1 чел.

Аннотация

В работе представлен технологический процесс (технологическая документация) сборки и монтажа «Устройства для измерения параметров и настройки пьезоэлектрических резонаторов и монолитных фильтров в диапазоне частот от 1 до 330МГц» CPNA-330 для мелкосерийного производства, разработанный по результатам  анализа конструкторской документации и сборочного состава, расчета технологичности конструкции, расчета и анализа такта выпуска и разработано приспособление для выполнения операциии нарезки выводов в размер.  


Список условных обозначений, сокращений и терминов

зиг-замок           —  вид формовки выводов

ИЭТ                    —  изделие электронной техники

КД                      —  конструкторская документация

КМО                  —  компоненты, монтируемые в отверстия

КМП                  —  компоненты, монтируемые на поверхность

МТП                  —  маршрутный технологический процесс

ПП                     —  печатная плата

ТЗ                       —  техническое задание

ТП                      —  технологический процесс

ЭРЭ                   —  электрорадиоэлемент


Введение

Целью  дипломной работы является разработка технологического процесса сборки и монтажа  устройства CPNA-330 и оснастки для выполнения технологических операций.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

-     проведен анализ ТЗ;

        - проведен конструкторско – технологический анализ конструкторской документации;

-     проведен расчет и анализ технологичности ячейки электронной;

-  разработана схема сборки устройства для серийного производства (для заданной программы выпуска), на основе которой разработан маршрутный ТП;

-  разработан технологический процесс сборки и монтажа устройства для серийного производства;

Для решения поставленных задач использовался системный подход;  методы анализа и синтеза; метод сборки электронных средств с базовой деталью;  методы табулирования и формулярной визуализации данных; проектирование технологического процесса сборки и монтажа на основе синтеза типовых операций; комплектование технологической документации типовыми технологическими операциями;  проектирование оснастки с использованием современных САПР.


Содержание

Аннотация ………………………………………………………………………… 1

Список условных обозначений, сокращений и терминов……………………… 2

Введение…………………………………………………………………………… 3

Содержание…………………………………………………………………………4

Часть I Разработка технологического процесса сборки и монтажа электронного устройства…………………………………………………………………………. 5

1.1  Описание изделия……………………………………………………………   5

1.2  Анализ конструкторской документации…………………………………… 7

1.3  Анализ сборочного состава…………………………………………………   9

1.4  Расчет и анализ коэффициента технологичности электронных средств…12

1.5 Разработка схем сборки опытного образца…………………………………  15

1.6 Разработка маршрутного технологического процесса сборки и

монтажа опытного образца ………...……………………………………………  19

1.7  Расчет и анализ такта выпуска……………………………………………… 21

1.8  Разработка схемы сборки электронной ячейки в серийном

производстве……………………………………………………………………… 22

1.9  Разработка маршрутного технологического процесса сборки

электронной ячейки в  серийном производстве ………………………………  26

1.10  Разработка маршрутно-операционного технологического процесса

сборки……………………………………………………………………………    28

1.11  Разработка эскизного технологического процесса………………………  38

Часть II Разработка оснастки……………………………………………………  46

2.1  Техническое задание на проектирование оснастки………………………  46

2.2  Конструкторские расчеты оснастки………………………………………    48

2.3  Описание последовательности сборки оснастки…………………………   49

2.4  Описание работы оснастки…………………………………………………  55

Выводы (заключение) …………………………………………………………… 56

Список используемых источников………………………………………………57

1 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СБОРКИ И МОНТАЖА УСТРОЙСТВА CPNA-330

1. 1 Описание устройства

Назначение «Устройства для измерения параметров и настройки пьезоэлектрических резонаторов и монолитных фильтров в диапазоне частот от 1 до 330МГц» CPNA-330:

  •  измерение частоты и эквивалентных динамических параметров пьезоэлектрических резонаторов;
  •  непрерывный визуальный контроль параметров пьезоэлектрических резонаторов в процессе их настройки;
  •  непрерывный визуальный контроль параметров монолитных пьезоэлектрических фильтров в процессе их настройки;
  •  измерение и построение графика зависимости изменения параметров резонаторов (Fs, R1, Q) от времени;
  •  измерение АЧХ и ФЧХ пьезоэлектрических резонаторов и монолитных пьезоэлектрических фильтров.

Внешний вид опытного образца CPNA-330 представлен на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Внешний вид устройства CPNA-330

Вид изнутри показан на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Вид устройства CPNA-330 изнутри


1.2 Анализ конструкторской документации

Установка для измерения параметров и настройки пьезоэлектрических резонаторов и монолитных фильтров представляет собой блок с габаритными размерами 130х256х300 мм. В состав прибора входят следующие сборочные единицы: основание корпуса, крышка корпуса, передняя панель, задняя панель, а также набор электронных ячеек в количестве 15 штук.

Несущей конструкцией прибора является металлическое основание корпуса. Конструкция корпуса обеспечивает надежное крепление узлов.

На основание корпуса устанавливаются и крепятся с помощью винтов несколько ячеек, среди которых материнская плата. В материнскую плату устанавливаются остальные ячейки. Некоторые ячейки соединяются с задней панелью. Соединение с разъемами на передней панели и соединение между некоторыми ячейками осуществляется с помощью проводов.

Крышка, передняя и задняя панель крепятся к основанию с помощью винтов.

Для коммутации с внешними приборами используется разъемное соединение с помощью проводов.

Основание корпуса. Основание корпуса имеет П-образную симметричную форму с толщиной стенок 2мм. С нижней стороны на корпусе имеются резиновые стойки.

Крышка корпуса. Крышка корпуса также имеет П-образную форму. Она крепится она с помощью винтов к рейке, к которой крепится и основание.

Передняя и задняя панели выполнены из такого же материала что и крышка с основанием. Крепятся они к соединительной рейке также винтами. На панелях имеются отверстия для крепления разъемов и кнопок.

Электронные ячейки. Устройство включает в себя 15 электронных ячеек, на которых установлены ЭРЭ различных типов. Платы выполнены по второму классу точности и покрыты защитной паяльной маской зеленого цвета. Все отверстия в платах металлизированные. На некоторых платах имеются монтажные отверстия для установки в корпус.

Плата опорного генератора на 1000МГц имеет металлизированные отверстия для крепления выводных компонентов, разъема и микросборки. Остальные компоненты монтируются на поверхность.

ЭРЭ можно разделить на группы:

Выводные элементы, не требующие формовки: разъем на 32 контакта, светодиод (выводы заранее отформованы), микросборка с микросхемой ADF4360-7;

Выводные элементы, требующие формовки:

  •  кварцевый генератор на 10МГц имеет 15 выводов, устанавливается на прокладку, для единичного и мелкосерийного производства фиксацию рекомендуется производить с помощью пружинения выводов; при крупносерийном и массовом производстве фиксацию рекомендуется осуществлять за счет выводов, сформированных в ЗИГ-замок;
  •  резисторная сборка, подстроечный резистор фиксируются либо пружинением выводов, либо с помощью ЗИГ-замка.

Безвыводные элементы устанавливаются на поверхность платы.

Монтаж элементов на плате односторонний. При единичном и мелкосерийном производстве возможно осуществлять ручную пайку ЭРЭ; при крупносерийном и массовом производстве рекомендуется осуществлять пайку групповой заготовки в печи с последующей пайкой волной выводных элементов.

Пространственная компоновка имеет 2 уровня:

1-й уровень – безвыводные резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, транзисторы, диоды и микросхемы;

2-й уровень – трансформаторы и выводные компоненты.

Установка компонентов ведется начиная с наименьшего уровня для удобства пайки.

На основе анализа конструкторской документации для разработки ТП сборки и монтажа устройства необходимо предусмотреть поузловую сборку:

Сборка электронных ячеек.

Сборка основания корпуса и монтаж электронных ячеек.

Сборка передней и задней панели с предварительным образованием посадочным мест под коммутационные элементы.

Сборка крышки корпуса.

Проверка прибора на работоспособность.

Для сборки электронной ячейки и сборки прибора также следует предусмотреть следующие операции:

Распаковка и комплектование ЭРЭ.

Формовка и обрезка выводов ЭРЭ.

Установка и пайка КМП.

Установка и пайка КМО.

Отмывка платы.

Сушка платы.

Разделение групповой платы.

Выходной контроль электронной ячейки.

Обрезка и зачистка проводов.

Маркировка прибора.

Упаковка прибора.


1.3  Анализ сборочного состава

Конструкция электронной ячейки включает в себя большое количество навесных элементов различных типоразмеров и номиналов. Элементы группируются по способу установки на плату. Обозначения ИЭТ согласно спецификации, число выводов элементов и количество элементов на плате, варианты установки элементов для единичного производства приведены в таблице 1.3.1.

Таблица 1.3.1 – Установка элементов на ПП  опытного образца

п/п

   Наименование

Эскиз варианта установки

Характеристика варианта установки и способа фиксации

Примечания

1

2

3

4

5

  1.  1

R1, R2,R4…R15, R17…R22,

C1…C20, L1…L3

Установка без зазора, фиксация припайкой одного вывода

  1.  2

U2, U4, T1

Установка без зазора, фиксация припайкой диагональных выводов

  1.  3

U3, D1, D2, D3, Q1

Установка без зазора, фиксация припайкой одного вывода

  1.  6

A1

Установка с зазором, фиксация пружинением выводов

Зазор обеспечивается конструкцией выводов  

  1.  7

U1

Установка с прокладкой, фиксация пружинением выводов

  1.  8

S1

Установка без зазора, фиксация пружинением выводов

  1.  9

X1…X3

Установка без зазора, фиксация пружинением выводов

  1.  10

R3

Установка без зазора, фиксация пружинением выводов

Продолжение таблицы 1.3.1

1

2

3

4

5

  1.  11

R16

Установка с зазором, фиксация подпайкой вывода

Зазор обеспечивается конструкцией выводов  

  1.  12

HL1

Установка с зазором, фиксация за счет конструкции выводов

Зазор обеспечивается конструкцией выводов  

Варианты установки ЭРЭ для заданного объёма выпуска N = 1700 (производство мелкосерийное), представлены в таблице 1.3.2.

Таблица 1.3.2 – Варианты установки элементов на ПП для заданного объёма выпуска (мелкосерийное производство)

п/п

   Наименование

Эскиз варианта установки

Характеристика варианта установки и способа фиксации

Примечания

1

2

3

4

5

  1.  1

R1, R2,R4…R15, R17…R22,

C1…C20, L1…L3

Установка без зазора, фиксация паяльной пастой

  1.  2

U2, U4, U3, T1, D1, D2, D3, Q1

Установка без зазора, фиксация паяльной пастой

  1.  6

A1

Установка с зазором, фиксация пружинением выводов

Зазор обеспечивается конструкцией выводов  

  1.  7

U1

Установка с прокладкой, фиксация подпайкой вывода

  1.  8

S1

Установка без зазора, фиксация пружинением выводов

  1.  9

X1…X3

Установка без зазора, фиксация пружинением выводов

Продолжение таблицы 1.3.2

1

2

3

4

5

  1.  10

R3

Установка без зазора, фиксация подпайкой вывода

  1.  11

R16

Установка без зазора, фиксация подпайкой вывода

Зазор обеспечивается конструкцией выводов  

  1.  12

HL1

Установка с зазором, фиксация с натягом

Зазор обеспечивается конструкцией выводов  


1.4 Расчет и анализ коэффициента технологичности электронных средств

Оценку технологичности ячеек проводят по комплексному показателю технологичности, который рассчитывается по  базовым показателям технологичности  по формуле

,

где  и  базовые показатели технологичности, и их весовые коэффициенты.

Расчет технологичности ячейки для заданной программы выпуска

Коэффициенты для расчета и анализа технологичности для  мелкосерийного производства опорного генератора на 1000МГц представлены в таблице 1.4.1.   

Таблица 1.4.1. – Коэффициенты для расчета и анализа технологичности ячейки для  заданного объема выпуска  

Наименование

Обозначение

Значение

Количество ИМС

4

Количество контактных соединений, полученных механизированным путем

134

Общее количество соединений

193

Количество элементов, подготавливаемых механизированным путем

56

Количество операций механизированного контроля и настройки

1

Общее количество операций контроля и настройки

3

Количество типов номиналов ИЭТ

18

Количество типов номиналов оригинальных ИЭТ

0

Базовые показатели технологичности опорного генератора на 1000МГц для заданного объема выпуска представлены в таблице 1.4.2.  

Таблица 1.4.2. – Базовые показатели технологичности ячейки для заданного объема выпуска

б/п

Наименование базового

показателя

Расчетная формула

Коэф-фициент значи-мости, i

Примечания

1

Коэффициент использования ИМС

1.0

Hимс-кол-во ИМС

Hиэт = Hимс + Hэрэ

Конструкторский показатель

2

Коэффициент автоматизации монтажа

0.8

Hам-кол-во монтажных соединений, полученных автоматизи-рованным или механизированным способом.

Hм-общее количество паяных соединений

Технологический показатель

3

Коэффициент механизации подготовки к монтажу

0.5

Hмп.иэт-число элементов, автоматически подготавливаемых к монтажу

Hиэт-общее число ИЭТ

Технологический показатель

4

Коэффициент механизации контроля и настройки

0.5

Hмкм-количество операций механизированного контроля и настройки

Hкм-общее число операции контроля и настройки

Технологический показатель

5

Коэффициент повторяемости ИЭТ

0.3

Hт.иэт- число типноминалов ИЭТ.

Hиэт-общее число ИЭТ

Конструкторский показатель

6

Коэффициент применяемости ИЭТ

0.2

Hт.ор.иэт- число оригинальных ИЭТ.

Hт.иэт-число типовых ИЭТ

Конструкторский показатель

7

Коэффициент использования прогрес-сивных форм

0.1

Дпр.-число деталей пространственной компоновки прогрессивной формы.

Д-общее число деталей пространственной компоновки

Конструкторско-технологический показатель

Комплексный показатель технологичности опорного генератора на 1000МГц для заданного объема выпуска определяется на основании базовых показателей по формуле:

 

Полученное значение комплексного показателя технологичности  соответствует нормативному комплексному показателю для мелкосерийного производства. В мелкосерийном производстве используются специальное и специализированное оборудование, при этом квалификация рабочих должна быть высокой.


1.5 Разработка схемы сборки опытного образца

Схема сборки необходима для описания последовательности основных сборочных операций и служит  источником данных для разработки маршрутного ТП.

Для сборки и монтажа прибора используется общая схема сборки с базовой деталью. В качестве базовой детали выбирается сборочная единица – основание корпуса, на которое устанавливается ячейка электронная. Для каждой сборочной единицы разрабатываются промежуточные схемы сборки, которые объединяются в общую схему сборки.

На первом этапе производится сборка передней панели устройства. Схема сборки передней панели опытного образца представлена на рисунке 1.5.1.

Рисунок 1.5.1 – Схема сборки передней панели

На следующем этапе собирается задняя панель, на которую устанавливаются разъемы. Схема сборки задней панели представлена на рисунке 1.5.2.

Рисунок 1.5.2 – Схема сборки задней панели

Схема сборки электронной ячейки показана на рисунке 1.5.3.

Рисунок 1.5.3 – Схема сборки ячейки электронной

К основанию прибора крепятся 3 ячейки. Остальные ячейки вставляются в основную плату. Схема сборки всего прибора показана на рисунке 1.5.4.

Рисунок 1.5.4 – Схема сборки опытного образца

1.6  Разработка маршрутного технологического процесса  сборки опытного образца электронной ячейки

Маршрутный технологический процесс (МТП) сборки установки для измерения параметров и настройки пьезоэлектрических резонаторов и монолитных фильтров отражает последовательность выполнения технологических операций, содержит информацию об оборудовании и времени выполнения каждой операции.  МТП разрабатывается на основе анализа конструкторской документации и схемы сборки устройства.

На первом этапе выполняются подготовительные операции:  сборка передней и задней панели устройства, распаковка, комплектование ЭРЭ, расфасованных  в тару для удобного и быстрого поиска; входной контроль качества, формовка и обрезка выводов элементов.

Подготовленные ЭРЭ устанавливается на плату в порядке,  указанном на схеме сборки.

После установки ЭРЭ проводится пайка выводов паяльником, контроль качества пайки, отмывка и сушка платы.

Собранные ячейки устанавливаются на основание корпуса, после чего прибор закрывают крышкой.  

Собранный прибор проходит функциональный контроль.  

Годный прибор маркируется и упаковывается.

Последовательность операций сборки опытного образца устройства  представлена в таблице 1.6.1.

Таблица 1.6.1 – Исходные данные для заполнения маршрутной карты для сборки опытного образца преобразователя  

№ операции

Наименование операции

Оборудование

Время, сек

1

2

3

4

Сборка основания корпуса

10

Комплектование  основания корпуса

Стол монтажный

40

20

Подготовка основания корпуса к сборке (сверление отверстий)

60

30

Монтаж пластин к основанию корпуса

Стол монтажный

40

Сборка передней панели

35

Подготовка передней панели к сборке (сверление отверстий)

Стол монтажный

60

40

Комплектование  деталей передней панели

Стол монтажный

60

50

Монтаж элементов на переднюю панель

Стол монтажный

60

Сборка задней панели

Стол монтажный

60

Комплектование  деталей задней панели

Стол монтажный

40

Продолжение таблицы 1.6.1

1

2

3

4

65

Подготовка задней панели к сборке (сверление отверстий)

Стол монтажный

60

70

Монтаж элементов на заднюю панель

Стол монтажный

60

Сборка ячейки электронной

80

Распаковка и комплектование ЭРЭ

Стол монтажный

600

90

Установка ЭРЭ на печатную плату

Стол монтажный

720

95

Пайка паяльником

Стол монтажный

300

100

Обрезка выводов

Стол монтажный

20

105

Промывка платы

Установка промывки

30

110

Сушка платы

Установка сушки

120

120

Функциональный контроль ячейки

Стенд контроля

300

Сборка прибора

130

Комплектование прибора

Стол монтажный

300

140

Установка передней панели

Стол монтажный

30

150

Установка задней панели

Стол монтажный

30

160

Установка электронных ячеек на основание корпуса

Стол монтажный

120

170

Установка электронных ячеек на основную плату

Стол монтажный

30

180

Фиксация ячеек, установленных на основную плату

Стол монтажный

120

190

Монтаж проводов

Стол монтажный

300

200

Установка крышки прибора

Стол монтажный

30

210

Функциональный контроль

Стенд контроля

1200

220

Маркировка

Стол монтажный

120

230

Упаковка

Стол монтажный

180

Суммарное штучное время сборки опытного образца ячейки Тшт = 5030 сек = 84 мин.


1.7  Расчет и анализ такта выпуска

Анализ объема выпуска изделия проводится с целью определения возможности выпуска изделий по данному ТП в заданном объеме  в установленные сроки путем сравнения штучного времени сборки изделия с заданным тактом выпуска. По результатам  анализа такта выпуска принимается решения о необходимости изменения технологического процесса, и даются  рекомендации по выбору более производительных оборудования и оснастки, использованию групповых методов обработки, объему партии изделий.   

Заданный объём выпуска Nвып= 1700 шт./год.

По заданному объёму выпуска определяется такт выпуска:

Тв= Ф*60/Nвып,

где Тв - такт выпуска;  Ф – годовой фонд рабочего времени  (Ф≈ 2070 часов) при односменной работе; где Nзап– программа запуска.    

Тогда:

Тв = 2070*60/1700 = 73 мин/шт

Следовательно, производительность:

Q = 60/Тв = 60/73 = 0.82 шт/час

Из сравнения штучного времени сборки ячеек Tшт (Tшт= 84 мин) и такта выпуска Тв (Тв = 73 мин) следует, что технологический процесс сборки и монтажа, в котором используются ручные методы сборки, требует изменения с целью сокращения штучного времени. Для этого рекомендуется использовать автоматизированную установку компонентов на плату;  селективную  пайку элементов, устанавливаемых в отверстия;  пайку поверхностно монтируемых компонентов в печи;  оснастку для групповой отмывки печатных плат после пайки, проводить групповую сушку печатных плат после промывки.


1.8 Разработка схемы сборки электронной ячейки в серийном  производстве

Схема сборки необходима для описания последовательности основных сборочных операций и служит  источником данных для разработки маршрутного ТП.

Для сборки и монтажа прибора используется общая схема сборки с базовой деталью. В качестве базовой детали выбирается сборочная единица – основание корпуса, на которое устанавливается ячейка электронная.Для каждой сборочной единицы разрабатываются промежуточные схемы сборки, которые объединяются в общую схему сборки.

На первом этапе производится сборка передней панели устройства. Схема сборки передней панели опытного образца представлена на рисунке 1.8.1.

Рисунок 1.8.1 – Схема сборки передней панели

На следующем этапе собирается задняя панель, на которую устанавливаются разъемы. Схема сборки задней панели представлена на рисунке 1.8.2.

Рисунок 1.8.2– Схема сборки задней панели

Схема сборки ячейки  показана на рисунке 1.8.3.

Рисунок 1.8.3– Схема сборки ячейки электронной

К основанию прибора крепятся 3 ячейки. Остальные ячейки вставляются в основную плату. Схема сборки всего прибора показана на рисунке 1.8.4.

Рисунок 1.8.4– Схема сборки опытного образца

1.9  Разработка маршрутного технологического процесса сборки электронной ячейки в  серийном производстве

Учитывая рекомендации по совершенствованию технологического процесса с целью снижения штучного времени,  для сборки устройства в серийном производстве  выбирается автоматизированная установка компонентов и пайка компонентов в печи; разрабатывается приспособление для намотки нарезки проводов.

Исходные данные для заполнения маршрутной карты для сборки устройства  в серийном производстве представлены в таблице 1.9.1.

Таблица 1.9.1- Исходные данные для заполнения маршрутной карты для сборки устройства в серийном производстве

№ операции

Наименование операции

Оборудование

Время, сек

1

2

3

4

Сборка основания корпуса

10

Комплектование  основания корпуса

Стол монтажный

40

20

Подготовка основания корпуса к сборке (сверление отверстий)

60

30

Монтаж пластин к основанию корпуса

Стол монтажный

40

Сборка передней панели

35

Комплектование  деталей передней панели

Стол монтажный

60

40

Подготовка передней панели к сборке (сверление отверстий)

Стол монтажный

60

50

Монтаж элементов на переднюю панель

Стол монтажный

60

Сборка задней панели

60

Комплектование  деталей задней панели

Стол монтажный

40

65

Подготовка задней панели к сборке (сверление отверстий)

Стол монтажный

60

70

Монтаж элементов на заднюю панель

Стол монтажный

60

Сборка ячейки электронной

80

Распаковка и комплектование ЭРЭ

Стол монтажный

600

85

Нанесение паяльной пасты

Устройство для нанесения паяльной пасты

120

90

Установка КМП на плату

Автомат для установки КМП

60

Продолжение таблицы 1.9.1

1

2

3

4

100

Пайка в многозонной печи

Многозонная печь

120

110

Установка КМО на печатную плату

Стол монтажный

100

120

Пайка паяльником

Стол монтажный

100

130

Обрезка выводов

Стол монтажный

20

140

Промывка платы

Установка промывки

30

150

Сушка платы

Установка сушки

120

160

Функциональный контроль ячейки

Стенд контроля

300

Сборка прибора

170

Комплектование прибора

Стол монтажный

300

180

Установка передней панели

Стол монтажный

30

190

Установка задней панели

Стол монтажный

30

200

Установка электронных ячеек на основание корпуса

Стол монтажный

120

210

Установка электронных ячеек на основную плату

Стол монтажный

30

220

Фиксация ячеек, установленных на основную плату

Стол монтажный

120

230

Монтаж проводов

Стол монтажный

300

240

Установка крышки прибора

Стол монтажный

30

250

Функциональный контроль

Стенд контроля

1200

260

Маркировка

Стол монтажный

120

270

Упаковка

Стол монтажный

180

Суммарное штучное время сборки ячейки в серийном производствеTшт = 73 мин. Полученное значение штучного времени сборки  преобразователя напряжения равно такту для заданного объема выпуска ( Тв = 73 мин/шт), что обеспечивает сборку  устройства в серийном производстве в соответствии  с производственной программой выпуска.


1.10  Разработка маршрутно-операционного технологического процесса

На основе маршрутного технологического процесса разрабатывается маршрутно-операционный технологический процесс. Исходные данные для маршрутно-операционного ТП представлены в таблице 1.10.1.

Таблица 1.10.1- Исходные данные для заполнения маршрутно-операционной карты для сборки устройства в серийном производстве

№ операции

Наименование операции

Оборудование и оснастка

Материалы и режимы

Tшт., сек

1

2

3

4

5

Сборка основания корпуса

10

Комплектование  основания корпуса

Стол монтажный

40

01

Распаковать тару

Тара упаковочная, ножницы

02

Извлечь деталь корпуса из тары, проконтролировать визуально и положить в  технологическую тару

Тара упаковочная, тара технологическая

03

Повторить переход 02 для всех деталей основания корпуса

20

Подготовка основания корпуса к сборке (сверление отверстий)

Стол монтажный

60

01

Извлечь основание из тары технологической

Тара технологическая

02

Установить основание в приспособление для сверления

03

Просверлить отверстие по чертежу

Дрель

04

Повторить переход 03 для всех отверстий

05

Убрать основание в тару

Тара технологическая

30

Монтаж пластин к основанию корпуса

Стол монтажный

40

01

Извлечь основание корпуса, пластины и необходимое количество винтов из тары

Тара технологическая

Продолжение таблицы 1.10.1

1

2

3

4

5

02

Закрепить пластину на основании корпуса винтами и положить основание корпуса в тару

Отвертка ручная

03

Повторить переходы 01 - 02 для второй пластины

Сборка передней панели

35

Комплектование  деталей передней панели

Стол монтажный

60

01

Распаковать тару

Тара упаковочная

02

Извлечь деталь передней панели из тары, проконтролировать визуально и положить в   технологическую тару

Тара упаковочная, тара технологическая

03

Повторить переход 02 для всех деталей передней панели

04

Набрать необходимое количество винтов и положить в тару технологическую

Тара технологическая

40

Подготовка передней панели к сборке (сверление отверстий)

Стол монтажный

60

01

Извлечь переднюю панель из тары технологической

Тара технологическая

02

Установить панель в приспособление для сверления

03

Просверлить отверстие по чертежу

Дрель

04

Повторить переход 03 для всех отверстий

05

Убрать переднюю панель в тару

Тара технологическая

50

Монтаж элементов на переднюю панель

Стол монтажный

60

01

Извлечь элементы передней панели из тары

Тара технологическая

Продолжение таблицы 1.10.1

1

2

3

4

5

02

Установить элемент на переднюю панель и при необходимости закрепить винтами

Отвертка ручная

03

Повторить переход 02 для всех элементов передней панели

Сборка задней панели

60

Комплектование  деталей задней панели

Стол монтажный

40

01

Распаковать тару

Тара упаковочная

02

Извлечь деталь задней панели из тары, проконтролировать визуально и положить в   технологическую тару

Тара упаковочная, тара технологическая

03

Повторить переход 02 для всех деталей передней панели

04

Набрать необходимое количество винтов и положить в тару технологическую

Тара технологическая

65

Подготовка задней панели к сборке (сверление отверстий)

Стол монтажный

60

01

Извлечь заднюю панель из тары технологической

Тара технологическая

02

Установить панель в приспособление для сверления

03

Просверлить отверстие по чертежу

Дрель

04

Повторить переход 03 для всех отверстий

05

Убрать заднюю панель в тару

Тара технологическая

70

Монтаж элементов на заднюю панель

Стол монтажный

60

01

Извлечь элементы задней панели из тары

Тара технологическая

Продолжение таблицы 1.10.1

1

2

3

4

5

02

Установить элемент на заднюю панель и при необходимости закрепить винтами

Отвертка ручная

03

Повторить переход 02 для всех элементов задней панели

Сборка ячейки электронной

80

Распаковка и комплектование ЭРЭ

Стол монтажный

600

01

Извлечь печатную платы из тары упаковочной и положить в тару технологическую

Тара упаковочная,

тара технологическая

02

Извлечь ЭРЭ из тары упаковочной, проконтролировать  визуально на отсутствие внешних дефектов и положить  в тару технологическую согласно чертежу и комплектовочной ведомости

Тара упаковочная,

тара технологическая

03

Повторить переход 01 для всех ЭРЭ

85

Нанесение паяльной пасты

Устройство для нанесения паяльной пасты

120

01

Извлечь печатную плату из технологической тары

Тара технологическая

02

Установить печатную плату в установку

03

Нанести паяльную пасту

Трафарет, ракель

04

Извлечь печатную плату из установки

90

Установка КМП на плату

Автомат для установки КМП

60

01

Закрепить печатную плату в установке

Продолжение таблицы 1.10.1

1

2

3

4

5

02

Провести установку элементов

03

Извлечь печатную плату из установки и положить в тару

Тара технологическая

100

Пайка в многозонной печи

Многозонная печь

120

01

Извлечь печатную плату из тары

Тара технологическая

02

Установить плату на транспортер

03

Провести пайку

04

Снять печатную плату и положить в тару

Тара технологическая

05

Визуально проконтролировать качество пайки

Тара технологическая

110

Установка КМО на печатную плату

Стол монтажный

100

01

Извлечь компонент из тары и установить  на печатную плату согласно чертежу

Тара технологическая

02

Подогнуть выводы компонента

Плоскогубцы

03

Повторить переходы 01- 02 для всех ЭРЭ, устанавливаемых на ПП

120

Пайка паяльником

Стол монтажный

100

01

Установить плату   в приспособление для пайки плат

02

Припаять выводы элемента к контактным площадкам

Паяльная станция

Припой ПОС-61 ГОСТ 21931-76.

Т°=260+200С

03

Повторить переход 02 для всех КМО

04

Проконтролировать качество пайки визуально

05

Извлечь плату из приспособления для пайки и положить  в тару

Тара технологическая

130

Обрезка выводов

Стол монтажный

20

Продолжение таблицы 1.10.1

1

2

3

4

5

01

Извлечь плату из тары

Тара технологическая

02

Обрезать выводы ЭРЭ

Бокорезы

03

Повторить переход 02 для всех ЭРЭ

04

Положить плату в технологическую тару

Тара технологическая

140

Промывка платы

Установка промывки

30

01

Переложить плату из тары в тару для промывки

Тара технологическая , тара для промывки

02

Поместить тару с платами в установку промывки и выдержать в смеси при установленном режиме

Тара для промывки

Спирто-бензиновая смесь (1:1)

Температура смеси То = 70±5оС,

время t= 10-15

мин

03

Извлечь плату из тары для промывки, проконтролировать качество отмывки визуально и положить в тару

Тара технологическая , тара для промывки

150

Сушка платы

Установка сушки

120

01

Переложить плату из тары в поддон для сушки

Тара технологическая, поддон для сушки

02

Повторить переход 01 для всех плат

03

Поместить поддон с платами в сушильный шкаф и выдержать  при установленном режиме

Поддон для сушки

Температура Т°= 60±50С, время t= 10 мин

04

Извлечь поддон с платами из сушильного шкафа, поставить на стол и выдержать при комнатной температуре

Поддон для сушки

Температура  комнатная, время t= 10-15 мин

Продолжение таблицы 1.10.1

1

2

3

4

5

05

Переложить плату из поддона для сушки в тару технологическую

Поддон для сушки, тара технологическая

160

Функциональный контроль ячейки

Стенд контроля

300

01

Извлечь ячейку из тары и установить в стенд для контроля

Тара технологическая

02

Проконтролировать функционирование ячейки согласно инструкции по контролю

03

Извлечь ячейку из стенда и положить в тару

Тара технологическая

Сборка прибора

170

Комплектование прибора

Стол монтажный

300

01

Извлечь из упаковочной тары компонент прибора и поместить его в тару технологическую

Тара упаковочная, тара технологическая

02

Повторить переход 01 для всех компонентов прибора

180

Установка передней панели

Стол монтажный

30

01

Извлечь переднюю панель и основание корпуса из тары и установить на основание корпуса совместив с отверстиями в основании

Тара технологическая

02

Зафиксировать переднюю панель с помощью винтов

Отвертка ручная

03

Положить прибор в тару

Тара технологическая

190

Установка задней панели

Стол монтажный

30

01

Извлечь заднюю панель из тары и установить на основание корпуса совместив с отверстиями в основании

Тара технологическая

Продолжение таблицы 1.10.1

1

2

3

4

5

02

Зафиксировать заднюю панель с помощью винтов

Отвертка ручная

03

Положить прибор в тару

Тара технологическая

200

Установка электронных ячеек на основание корпуса

Стол монтажный

120

01

Извлечь прибор из тары

Тара технологическая

02

Извлечь ячейку электронную из тары,  совместив с отверстиями в основании

03

Закрепить ячейку с помощью винтов

Отвертка ручная

04

Повторить переходы 02-03 для остальных ячеек, монтируемых на основание

210

Установка электронных ячеек на основную плату

Стол монтажный

30

01

Извлечь ячейку электронную из тары и вставить в основную плату

Тара технологическая

02

Повторить переход 01 для всех ячеек, монтируемых на основную плату

220

Фиксация ячеек, установленных на основную плату

Стол монтажный

120

01

Извлечь компоненты для фиксации из тары

Тара технологическая

02

Зафиксировать ячейки с помощью винтов

Отвертка ручная

230

Монтаж проводов

Стол монтажный

300

01

Отмотать и отрезать провод длиной, указанной в чертеже

Тара технологическая, линейка, приспособление для нарезки проводов

02

Снять изоляцию и зачистить концы провода с двух сторон

Острогубцы

Продолжение таблицы 1.10.1

1

2

3

4

5

03

Облудить концы провода с двух сторон

Ванна для лужения

Припой ПОС-61 ГОСТ 21931-76, температура ванны

Т°=260+200С

04

Произвести монтаж проводов согласно электромонтажному чертежу

05

Повторить переходы 1-4для всех проводов разъема

240

Установка крышки прибора

Стол монтажный

30

01

Извлечь крышку прибора из тары и установить на основание корпуса, совместив с отверстиями в основании

Тара технологическая

02

Закрепить крышку прибора винтами

Отвертка ручная

250

Функциональный контроль

Стенд контроля

1200

01

Проконтролировать функционирование прибора согласно инструкции по контролю

260

Маркировка

Стол монтажный

120

01

Извлечь табличку из тары

Тара технологическая

02

Нанести клей на табличку и приклеить на крышку корпуса прибора легким прижатием

Кисть

Клей ПУ-2 ОСТ 4ГО.029.204

03

Выдержать прибор на воздухе при комнатной температуре

Температура комнатная, время времяt= 30  мин

270

Упаковка

Стол монтажный

180

01

Извлечь прибор из тары и упаковать прибор в полиэтиленовый пакет

Ножницы, тара технологическая

Липкая лента

Продолжение таблицы 1.10.1

1

2

3

4

5

02

Поместить полиэтиленовый пакет с прибором в упаковочную коробку

03

Вложить сопроводительную документацию в упаковочную коробку

04

Закрыть крышку упаковочной коробки и зафиксировать  липкой лентой

Ножницы

Липкая лента


  1.   Эскизный техпроцесс

50 Установка элементов на переднюю панель

№ п/п

Наименование перехода

Т, с

1

Извлечь элементы передней панели из тары

3

2

Установить элемент на переднюю панель и при необходимости закрепить винтами

7

3

Повторить переход 2 для всех элементов передней панели

Оборудование

Стол монтажный

Оснастка

Тара технологическая, отвертка ручная

70 Монтаж элементов на заднюю панель

№ п/п

Наименование перехода

Т, с

1

Извлечь элементы задней панели из тары

3

2

Установить элемент на заднюю панель и при необходимости закрепить винтами

7

3

Повторить переход 2 для всех элементов задней панели

Оборудование

Стол монтажный

Оснастка

Тара технологическая, отвертка ручная

90 Установка КМП на плату

               

№ п/п

Наименование перехода

Т, с

1

Закрепить печатную плату в установке

5

2

Провести установку элементов

50

3

Извлечь печатную плату из установки и положить в тару

5

Оборудование

Автомат для установки КМП

Оснастка

Тара технологическая

110 Установка КМО на печатную плату

                  

№ п/п

Наименование перехода

Т, с

1

Извлечь компонент из тары и установить  на печатную плату согласно чертежу

8

2

Подогнуть выводы компонента

4

3

Повторить переходы 1- 2 для всех ЭРЭ, устанавливаемых на ПП

Оборудование

Стол монтажный

Оснастка

Тара технологическая, плоскогубцы

120 Пайка паяльником

                      

№ п/п

Наименование перехода

Т, с

1

Установить плату   в приспособление для пайки плат

4

2

Припаять выводы элемента к контактным площадкам

10

3

Повторить переход 2 для всех КМО

4

Проконтролировать качество пайки визуально

10

5

Извлечь плату из приспособления для пайки и положить  в тару

5

Оборудование

Стол монтажный

Оснастка

Тара технологическая, паяльная станция

Материалы

Припой ПОС-61 ГОСТ 21931-76

Режимы

Т°=260+200С

210 Установка электронных ячеек на основную плату

№ п/п

Наименование перехода

Т, с

1

Извлечь ячейку электронную из тары и вставить в основную плату

4

2

Повторить переход 1 для всех ячеек, монтируемых на основную плату

Оборудование

Стол монтажный

Оснастка

Тара технологическая

230 Монтаж проводов

№ п/п

Наименование перехода

Т, с

1

Отмотать и отрезать провод длиной, указанной в чертеже

4

2

Снять изоляцию и зачистить концы провода с двух сторон

4

3

Облудить концы провода с двух сторон

2

4

Произвести монтаж проводов согласно электромонтажному чертежу

10

5

Повторить переходы 1-4для всех проводов разъема

Оборудование

Стол монтажный

Оснастка

Тара технологическая, линейка, приспособление для нарезки проводов, острогубцы, ванна для лужения

Материалы

Припой ПОС-61 ГОСТ 21931-76

Режимы

Температура ванны

Т°=260+200С

240 Установка крышки прибора

№ п/п

Наименование перехода

Т, с

1

Извлечь крышку прибора из тары и установить на основание корпуса, совместив с отверстиями в основании

10

2

Закрепить крышку прибора винтами

20

Оборудование

Стол монтажный

Оснастка

Тара технологическая, отвертка ручная

Часть 2 РАЗРАБОТКА ОСНАСТКИ

2.1 Техническое задание на проектирование приспособления для  нарезки проводов 

2.1.1. Назначение

Приспособление предназначено для нарезки проводов заданной длины в приделах от 1см до 10см.

2.1.2. Требования к конструкции

Разработать конструкцию приспособления для нарезки проводов в размер, удовлетворяющую следующим требованиям:

- приспособление должно обеспечивать необходимый диапазон длины проводов;

- производительность приспособления должна соответствовать заданному объёму выпуска;

- приспособление должно иметь конструкцию, позволяющую легко заправлять катушки с проводами;

- приспособление для нарезки проводов должно быть рассчитано под ручную нарезку;

- конструкция приспособление для нарезки проводов должна быть простой в эксплуатации, иметь низкую стоимость при высокой производительности.

2.1.3 Кинематика

Рабочее движения ножа происходит в вертикальной плоскости.

2.1.4 Размещение и установка

Приспособление должно размещаться на столе монтажника.

2.1.5  Условия эксплуатации

Оснастка предназначена для работы в воздушной среде производственного помещения: температура окружающей среды от -20 до +600С, относительная влажность до 98% при температуре до 350С. Помещение должно быть проветриваемым, при работе резкие колебания температуры недопустимы.

Оснастка должна защищаться от попадания крупных частиц пыли, песка на рабочие поверхности.

При хранении оснастка должна быть упакована в тару в промасленной бумаге. 

2.1.6 Указание мер безопасности

Во избежание несчастных случаев для работы с приспособлением допускается персонал, прошедший инструктаж.

2.1.7  Настройка

Производить пробный пуск приспособления для проверки усилий и направления ножа после сборки и смазки движущихся частей. При необходимости производить повторную настройку приспособления.

2.1.8  Надежность

Конструкция элементов оснастки и материалы элементов должны обеспечивать надежность, необходимую при мелкосерийном производстве. В конструкции приспособления максимально использовать стандартные, унифицированные и взаимозаменяемые изделия.

2.1.9  Источники данных

 

При разработке конструкции использовать прототипы оснастки, разработанные на кафедре «Конструирование и технология производства ЭС», базовом  предприятии, на котором проходила технологическая практика, стандартные детали из каталога - справочника «Технологическая оснастка для холодно-листовой штамповки», атласов конструкций типовых деталей.    


2.2 Конструкторские расчеты оснастки

Расчет усилия установки.

Так как производится обрезка провода круглого сечения прямым ножом,  то расчёт ведется по следующей формуле

где  - количество одновременно обрезаемых выводов, в данном случае .

      - число мест приложения усилия прижима, в данном случае .

     - усилие прижима.

- площадь сечения проволоки, .

где  - временное сопротивление разрыву материала.

Для обыкновенной углеродистой стали .

 

- число мест приложения усилия прижима, в данном случае .

 

,

где ,  - площадь под прижимом, .

.

     Полученное в результате расчёта значение требуемого усилия удовлетворяет усилиям нарезки с использованием вспомогательных механизмов.

2.3  Описание последовательности сборки оснастки

Сборка приспособления производится в следующей последовательности: сборка катушки, сборка режущего ножа, сборка ограничителя;  общая сборка полученных сборочных единиц, кожуха, линейки и зажима. Основанием сборки  является платформа, на ней устанавливаются другие сборочные единицы. Втулки  запрессовываются в отверстия.

Процесс последовательной сборки приспособления для нарезки проводов представлен на рисунках 2.3.1 – 2.3.17.

Сборка катушки с ручкой

Рисунок 2.3.1 – Запрессовка втулок в стойку катушки

Рисунок 2.3.2 – Ввинчивание наконечника на ручку

Рисунок 2.3.3 – Сборка катушки, ручки и стоек

Сборка режущего ножа

Рисунок 2.3.4 – Накручивание наконечника на ручку ножа

Рисунок 2.3.5 – Запрессовка втулки в ручку ножа

Рисунок 2.3.6 – Установка ножа на ручку

Сборка стойки ножа

Рисунок 2.3.7 – Установка вала с пружиной

Сборка ножа и стойки

Рисунок 2.3.8 – Сборка ножа и стойки

Сборка ограничителя

Рисунок 2.3.9 – Сборка ограничителя

Сборка зажима

Рисунок 2.3.10 – Сборка зажима

Установка сборочных единиц на платформу

Рисунок 2.3.11 – Установка катушки

Рисунок 2.3.12 – Намотка проволоки и установка кожуха

Рисунок 2.3.13 – Установка правой части зажима и штифтов для левой части зажима

Рисунок 2.3.14 – Установка левой части зажима и пружин

Рисунок 2.3.15 – Установка ножа с помощью винтов и штифтов

Рисунок 2.3.16 – Установка линейки с помощью штифтов

Рисунок 2.3.17 – Установка ограничителя


2.4 Описание работы оснастки

Приспособление для нарезки проводов представлено на рис.2.4.1.

Рисунок 2.4.1 - Приспособление для нарезки проводов

Выполнение операции нарезки проводов:

Выставить ограничитель 5 на необходимую длину проволоки с помощью линейки 4.

Отмотать проволоку необходимой длины с катушки 1.

Зафиксировать проволоку с помощью зажима 6.

Нажать на ручку ножа 2 до упора (произойдет отрезка провода).

Отпустить нож (он придет в исходное положение за счет пружины 3).

Положить отрезанный провод в тару технологическую.


Выводы

1.  Разработанный технологический процесс сборки и монтажа устройства CPNA-330 обеспечивает производство изделий в серийном производстве.

2. Приспособление для нарезки проводов позволяет снизить трудоемкость подготовительной операции и уменьшить штучное время сборки изделия.


Список используемых источников

  1.  Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры / Под ред. Шахнова В.А., М.: Издательство МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2012.
  2.  Гриднев В.Н. Лекции по курсу «Технология ЭВС» 2007.
  3.  Журавлёва Л.В. Лекции по курсу «Технология ЭВС» 2009.

PAGE   \* MERGEFORMAT1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

505. Создание базы данных футбольной команды с помощью СУБД Microsoft Access 251 KB
  Создание базы данных футбольной команды. Нахождение самого результативного футболиста в этом сезоне. Создание формы в виде сводной таблицы. Диаграмма с данными о забитых голах защитниками и нападающими.
506. Основы теории систем управления 194.29 KB
  Математическое описание системы. Передаточная функция. Переходные процессы в системе. Качество управления. Временные динамические характеристики.
507. Разработка финансового плана предприятия в сфере строительства Бетон – 35 277.5 KB
  Методические основы составления текущего финансового планирования организации. Расчет объема реализации и себестоимости реализованной продукции организации. Расчет оптимального размера прибыли на основе эффекта операционного рычага. Баланс денежных поступлений и расходов организации.
508. Моделювання потоку маршрутних транспортних засобів 1.76 MB
  Модель розподілу пасажиропотоку між маршрутами міського пасажирського транспорту. Задача оптимізації інтенсивності міського пасажирського транспорту з урахуванням втрат системи місто. Узагальнення задачі для розгалуженої маршрутної мережі міського пасажирського транспорту.
509. Общественное здание. Гостиница 125 KB
  Проект Гостиница разработан на основе задания по архитектурному проектированию. Категория и класс в зависимости от вида предоставляемых услуг в соответствии с принятой в стране системной стандартов. Благоустроенные площадки перед входами в помещения общественного и жилого назначения.
510. Особенности налоговой политики в современной России 131.5 KB
  Понятие, сущность и основные виды налоговой политики. Изучение теоретических аспектов налоговой политики, а также определение основных направлений и механизма реализации налоговой политики в Российской Федерации.
511. Масштабирование и растеризация. Составление программы по алгоритму Брезенхема на языке Phyton 226 KB
  Составление программы по алгоритму Брезенхема на языке Phyton. Рассмотрение координаты в ГМ и окне отображения на экране относительно левой нижней точки соответствующего окна. Рисование линий по алгоритму Брезенхема.
512. Формирование цен на продукцию растениеводства в СПК Полтавский Полтавского района Омской области 221 KB
  Ценовая политика предприятия СПК Полтавский Полтавского района Омской области. Краткая природная и экономическая характеристика. Механизм ценообразования на сельскохозяйственную продукцию. Формирование цен на предприятии СПК Полтавский.
513. Технология производства лесных культур 264.5 KB
  Расчетно-технологическая карта на производство и выращивание лесных культур. Потребное количество посевного и посадочного материала, их стоимость. Техническая приемка, инвентаризация и перевод лесных культур в покрытую лесом площадь.