Технология сборки и монтажа производственного процесса усилителя низкой частоты

Министерство Образования Республики Беларусь

Белорусский Государственный Университет

Информатики и Радиоэлектроники

Факультет: компьютерного проектирования

Кафедра: электронной техники и технологии

Пояснительная записка

к курсовому проекту

на тему:

“Технология сборки и монтажа производственного процесса усилителя низкой частоты”

Разработал студент

Принял:

Минск 2001

Содержние

Введение

1. Анализ технологичности конструкции изделия

2. Разработка технологической схемы сборки

4. Проектирование участка сборки и монтажа

5. Разработка оснастки для сборочно-монтажных работ

Заключение

Литература

Введение

Под производственным процессом понимают совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонт выпускаемых изделий. Производственный процесс включает подготовку производства: получение, транспортирование, контроль и хранение материалов (полуфабрикатов); технологические процессы изготовления деталей и сборки; изготовление технологической оснастки и др.

Основой любого производственного процесса является технологический процесс (ТП). Технологическим процессом называется часть производственного процесса, содержащая действия по изменению последующему определению состояния предмета производств.

Для данного курсового проекта в данном случае темой является разработка технологического процесса сборки и монтажа формирователей усилителя низкой частоты. На этапе разработки данного технологического процесса необходимо:

произвести анализ технологичности конструкции изделия;

разработать технологическую схему сборки, т.е. выбрать вид схемы сборки, сформировать отдельные технологические операции, составить наиболее рациональную их последовательность в ТП;

произвести анализ вариантов маршрутной технологии, выбор технологического оборудования и проектирование ТП, для этого необходимо на основании технологической схемы сборки составить 2-3 варианта маршрутной технологии и для каждого варианта подобрать типовое технологическое оборудование с учетом его производительности;

произвести проектирование участка ГАП сборки и монтажа;

произвести разработку оснастки для сборочно-монтажных работ для этого необходимо выбрать наиболее эффективную конструкцию технологической оснастки, подобрать материал для основных деталей, оценить точность исполнительных механизмов, рассчитать производительность;

определить основные требования по безопасной жизнедеятельности человека и экологической обстановки при выполнении сборочно-монтажных работ;

в заключении сделать выводы по результатам работ, оценить технико-экономические показатели разработанного ТП, провести сопоставление полученных результатов техническим заданием.

1. Анализ технологичности конструкции изделия

Технологичность конструкции является одной из важных характеристик изделия. Под технологичной понимают такую конструкцию, которая, отвечает всем эксплуатационным требованиям, обеспечивает изготовление изделия в данных конкретных условиях с наименьшим затратами времени, труда и материалов при использовании наиболее прогрессивных, экономических оправданных методов производства.

Требования, предъявляемые к технологичности конструкции, меняются в зависимости от вида изделия, объема выпуска, может оказаться нетехнологичным при массовом изготовлении.

Конструкция деталей должна отвечать следующим требованиям: состоять из стандартных и унифицированных элементов, изготовляться из стандартных заготовок, обеспечивать возможность применения стандартных и типовых процессов изготовления, а также возможность одновременного изготовления нескольких деталей и получения заготовок наиболее рациональным способом и др. [1]

В данном случае технологичность будем считать для радиотехнического блока, т.к к этим бокам относится и УНЧ. В таблице 1 представлены показатели технологичности конструкции радиотехнических РЭС с учётом степени влияния каждого коэффициента [3].

Таблица 1

Порядковый номер (i) показателя	Показатели технологичности	Обозначение	Степень влияния, ζi
1 2 3 4 5 6 7	Коэффициент автоматизации и механизации монтажа Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу Коэффициент освоенности деталей и сборочных единиц Коэффициент применения микросхем и микросборок Коэффициент повторяемости печатных плат Коэффициент применения типовых технологических процессов Коэффициент автоматизации и механизации регулировки и контроля	Км. м. Км. п. ИЭТ Косв Кмс Кпов. п. п Кт.п. Ка. р. к.	1.0 1.0 0.8 0.5 0.3 0.2 0.1

Коэффициент автоматизации и механизации:

 (1)

где Hм. м - количество монтажных соединений ИЭТ, которые предусматривается осуществить автоматизированным или механизированным способом.

Нм - общее количество монтажных соединений.

Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ИЭТ к монтажу:

 (2)

где Н_{м. п. ИЭТ}- количество ИЭТ в штуках, подготовка выводов которых осуществляется с помощью полуавтоматов и автоматов, в число их включается ИЭТ, не требующие специальной подготовки;

Н_{п. ИЭТ} - общее число ИЭТ, которые должны подготавливаться к монтажу в соответствии с требованиями конструкторской документации.

Коэффициент освоенности деталей и сборочных единиц:

 (3)

где Дт. з - количество типоразмеров заимствованных ДСЕ, ранее освоенных на предприятии;

Дт - общее количество повторяемости печатных плат.

Коэффициент применения микросхем и микросборок:

 (4)

где Кэ. мс - общее количество дискретных элементов, замененных микросхемами и установленных на микросборках в РЭС;

Ниэт - общее число ИЭТ, не вошедших в микросхемы.

Коэффициент повторяемости печатных плат:

 (5)

Заданная технологичность 0.7, рассчитанная составляет К=0.72. Поскольку Красч > Кзад, то конструкция изделия технологична, и можно разрабатывать технологический процесс.

2. Разработка технологической схемы сборки

Технологическим процессом сборки называют совокупность операций, в результате которых детали соединяются в сборочные единицы, блоки, стоики, системы и изделия. Деталь представляет собой изделие, изготавливаемая из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций [1].

Сборочная единица представляет собой изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии изготовителя с помощью сборочных операций. [1].

Технологическая схема сборки изделия является одним из основных документов, составленных при разработке

Расчетное количество единиц оборудования (расчетное количество числа рабочих мест) и коэффициента загрузки оборудования по операциям в зависимости от варианта приведены в таблице:

 

Таблица - Расчётное количество единиц оборудования и коэффициента загрузки оборудования по операциям

№ операции	Вариант 1			Вариант 2
	Cpi	Спрi	Кз	Cpi	Спр	Кз
010	1,13	2	0,565	1,13	2	0,565
020	0,065	1	0,065	0,065	1	0,065
030	0,429	1	0,429	2, 19	3	0,73
040	0,87	1	0,87	1,22	2	0,61
050	0,46	1	0,46	1,22	2	0,61
060	0,815	1	0,815	0,88	1	0,88
070	1,54	2	0,77	1,54	2	0,77
080	1,54	2	0,77	1,54	2	0,77
090	1,97	2	0,985	1,97	2	0,985
100	0,429	1	0,429	1,35	2	0,675
110	0,438	1	0,438	0,438	1	0,438
120	1,315	2	0,657	1,315	2	0,657
130	0,438	1	0,438	0,438	1	0,438
140	0,877	1	0,877	0,877	1	0,877
150	0,85	1	0,85	0,85	1	0,85
Всего:	13,16	20	-	17,02	25	-

Для наглядного представления о средней загрузке оборудования на линии и каждой единицы оборудования строим графики загрузки оборудования (см. рисунки 3.1 и 3.2).

На графиках указаны средние значения коэффициента загрузки оборудования на линии, нормативные значения которого зависят от типа производства.

Для выбора варианта ТП составляем два уравнения:

 (3.7)

 (3.8)

где m - число операций по первому варианту, n - соответственно по второму варианту.

Кз, %

Кз. ср=62.78

N операции

Рисунок - График загрузки оборудования по варианту II

Кз,%

Кз. ср=70,3

N операции

Рисунок 3.2 - График загрузки оборудования по варианту I

Для определения границ оптимальности каждого варианта технологического процесса необходимо рассчитать критический размер партии изделия Nкр:

(3.9)

где m - число операций по варианту ТП N1;

n - число операций по варианту ТП N2.

На основании значений рассчитанных в табл.3.1 имеем:

Далее необходимо построить график зависимости трудоемкости процесса от выпуска. Трудоемкость рассчитывается по формуле

Т=N*Тшт+Тп. з. (3.10)

где N-программа выпуска, шт.

Как видно из формулы, график представляет собой прямую, поэтому его построения необходимо определить две точки:

Вариант 1:

при N=0; Т=0*19.496+88900=88900 шт;

при N=Nкр; Т=3836.8*19.496+88900=163702,25 шт;

Вариант 2:

при N=0; Т=0*27.44+58920=58920 шт;

при N=Nкр; Т=3836,8*27,44+58920=164201,79 шт.

На основании рассчитанных величин можно построить графики:

Из графика видно, что при заданной программе выпуска N_в=100000 шт. /год оптимальным с точки зрения производительности является принятие первого варианта технического процесса.

Для определения степени дифференциации выбранного варианта технологического процесса необходимо установить тип производства, который характеризуется коэффициентом закрепления операций:

 (3.11)

где О - количество операция для данного техпроцесса;

Р - число рабочих мест на которых эти операции выполняются:

Поскольку рассчитанное значение находится в диапазоне

0.8 < Кз. о < 0.9

то формально тип производства - мелкосерийный.

Как видно из приведенных графиков (рис.3.1.,рис.3.2) загрузка оборудования невысока, поскольку она обладает достаточно большой производительностью и выполняет положенные операции за время значительно меньше такта выпуска. Но в представленных вариантах техпроцессов (табл.3.1) используется именно указанное высокопроизводительное оборудование в силу того, что повышение доли ручных операций что приведет к снижению комплексного показателя ниже заданного, что недопустимо.

С целью повышения эффективности используемого оборудования можно предложить ряд следующих мероприятий:

1. часть работ со смежных производственных участков перенести на рассматриваемый;

2. на автоматическом и полуавтоматическом оборудовании задать некоторые заделы для последующих ручных операций;

3. использовать совмещение специальностей работы;

4. модернизировать организационную структуру с целью повышения качества взаимодействия смежных участков.

3. Выбор вариантов маршрутной технологии, технко-экономическое сравнение и проектирование ТП

Проектирование техпроцесса начинается с составления маршрутной технологии сборки на основании анализа технологической схемы сборки. Разработка маршрутной технологии включает в себя определение групп оборудования по операциям, а так же технико-экономических данных по каждой операции.

При разработке маршрутной технологии необходимо руководствоваться следующим:

при поточной сборке разбивка процесса на операции определяется тактом выпуска (ритмом сборки), причем время, затрачиваемое на выполнение каждой операции, должно быть равно или кратно ритму;

предшествующие операции не должны затруднять выполнение последующих;

на каждом рабочем месте должна выполняться однородная по характеру и технологически законченная работа;

после наиболее ответственных операций сборки, а также после регулировки или наладки предусматривают контрольные операции;

применяют более совершенные формы организации производства - непрерывные и групповые поточные линии, линии и участки гибкого автоматизированного производства (ГАП).

При выполнении курсового проекта достаточно рассмотреть 2 варианта маршрутной технологии сборки и монтажа изделия. При этом необходимо руководствоваться схемами типовых технологических процессов сборки блоков РЭА с применением микросхем и навесных ЭРЭ (ОСТ 4ГО.054.267).

Средства технологического оснащения, используемые при изготовлении изделий, согласно ГОСТ 14.301-73 включают:

технологическое оборудование (в том числе контрольное и испытательное);

технологическую оснастку (в том числе инструмент и контрольные приспособления);

средства механизации и автоматизации производственного процесса.

Затраты на реализацию технологического процесса в установленный промежуток времени при заданном качестве изделий должны быть представлены в виде отношений: основных времен, штучных времен, приведенных затрат на выполнение работ. Лучшим вариантом считается тот, значения показателей которого минимальные.

Выбор вариантов оборудования, характеризующихся степенью механизации и автоматизации, должен проводиться исходя из следующих условий:

приведенные затраты на выполнение технологического процесса - минимальные;

период окупаемости оборудования - минимальный.

Важным показателем правильности выбора технологического оборудования является коэффициент загрузки и использования оборудования по основному времени. Коэффициент загрузки оборудования К_з определяется как отношение расчетного количества единиц оборудования по данной операции С_р к принятому (фактическому) количеству С_пр:

 (3.1)

Расчетное количество единиц оборудования (рабочих мест) определяется как отношение штучного времени данной операции Т_шт к такту выпуска t:

При выборе оптимального варианта техпроцесса используют следующие технико-экономические показатели:

технологическую себестоимость;

производительность труда;

Экономичный - процесс, который при заданных условиях обеспечивает минимальную технологическую себестоимость. Производительность соответствует наименьшим затратам живого труда и обеспечивает быстрый выпуск продукций, важной для народного хозяйства.

Производительность - количество деталей в штуках, которое изготовлено за единицу времени. Средняя величина производительности определяется:

 (3.2)

где Ф - полезный фонд на заданный плановый период времени;

Т_штi - суммарная трудоемкость по i-ой операции.

Штучно-калькуляционное время:

(3.3)

где Т_{п. з. -} подготовительно-заключительное время, которое затрачивается на ознакомление с чертежами, получение инструмента, подготовку и наладку оборудования и выдается на всю программу выпуска:

Т_шт - штучное время, затрачиваемое на каждую сборку:

Т_шт= Т_осн + Т_вспом + Т_обсл + Т_пер, (3.4)

где Т_осн - основное время (время работы оборудования);

Т_вспом - вспомогательное время (время на установку и снятие детали);

Т_обсл - время обслуживания (время обслуживания и замены инструмента);

Т_пер - время перерывов (время на регламентированные перерывы в работе).

Для сборочно-монтажного производства объединяют Т_осн и Т_вспом и получают оперативное время, а (Т_обсл + Т_пер) составляют дополнительное время и задают его в процентах от Т_оп. в качестве коэффициентов. Тогда штучное время, затрачиваемое на каждую сборку:

 (3.5)

где К₁ - коэффициент, зависящий от группы сложности аппаратуры и типа производства. Согласно ОСТ 4ГО.050.012 "Нормирование сборочно-монтажных работ в производстве РЭА" выделяются 3 группы сложности:

1) РЭА 2-го поколения с использованием ПП и дискретных элементов;

2) РЭА 3-го поколения (ПП, ИМС);

3) РЭА 4-го поколения (МБС, МБОГ).

Для 1 группы сложности и крупносерийного производства К₁=0,75;

К₂ - коэффициент, учитывающий подготовительно-заключительное время и время обслуживания в% от оперативного времени (К₂=5,4%);

К₃ - коэффициент, учитывающий долю времени на перерывы в работе в% от оперативного времени, зависит от сложности выполняемой работы и условий труда (для простых условий труда К₃=5%).

Выбор оптимального варианта технологического процесса осуществляется путем сравнения 2-3-х вариантов, отличающихся различным оборудованием, уровнем механизации и автоматизации.

Выбор технологического оборудования производят с учетом следующих критериев:

1. сравнение типов оборудования, которые отвечают одинаковым требованиям по реализации ТП по следующим параметрам:

производительность;

потребляемая мощность;

габариты;

затраты на приобретение и эксплуатацию.

2. проверяется учет требований ТЗ, промышленной оснастки и экологических требований для выбранного оборудования.

Сравнение двух вариантов маршрутного технологического процесса сборки и монтажа усилителя фототока с указанием марок используемого оборудования приводится в таблице 3.1

Таблица 3.1 - Сравнение вариантов маршрутного ТП

№	Последовательность операций	Вариант 1				Вариант 2
		Оборудование и оснастка	Топ	Тшт	Тпз. см	Оборудование и оснастка	Топ	Тшт	Тпз. см
			Мин.				мин.
010	Входной контроль печатных плат	Стол монтажный СМ-3	0.3	0,225	5	Стол монтажный СМ-3	0.3	0,225	5
020	Установка шпилек и развольцовка	Стол монтажный СМ-3, приспособление	0.15	0,112	5	Стол монтажный СМ-3, приспособление	0.15	0,112	5
030	Подготовка ЭРЭ к монтажу	Полуавтомат ГГ-2420	0,98	0,735	20	Приспособление	5,0	3,75	10
040	Установка ЭРЭ на плату (кроме транзисторов)	Полуавтомат УР-1, (ГГ-1633)	1,99	0,149	20	Пинцет ГГ-7879-4215	2,8	2,1	-
050	Установка тразисторов	Полуавтомат УР-2	1,05	0,778	20	Пинцет ГГ-7879-4215	2,8	2,1	-
060	Пайка плат волной припоя	Линия пайки ЛПМ-500	1,86	1,396	50	Установка пайки ПАП-300	2,01	1,5	50
070	Установка конденсаторов	Паяльник ПСН-40 Стол монтажный СМ-3	3,52	2,64	5	Паяльник ПСН-40 Стол монтажный СМ-3	3,52	2,64	5
080	Установка транзисторов с радиатором VT5-VT-6	Паяльник ПСН-40 Стол монтажный СМ-3	3,52	2,64	5	Паяльник ПСН-40 Стол монтажный СМ-3	3,52	2,64	5
090	Установка трансформаторов Tp-Tp2	Паяльник ПСН-40, пассатижи, стол монтажный СМ-3	4,5	3,37	5	Паяльник ПСН-40, пассатижи, стол монтажный СМ-3	4,5	3,378	5
100	Очистка плат	УЗ ванна УЗВ-1.5	0,98	0,735	10	Ванна цеховая, Щетка	3,10	2,327	-
110	Сушка плат	Термошкаф СНОЛ	1	0,75	5	Термошкаф СНОЛ	1	0,75	5
120	Влагозащита	Стол монтажный СМ-3 с вытяжкой	3	2,252	5	Стол монтажный СМ-3 с вытяжкой	3	2,252	5
130	Сушка плат	Термошкаф СНОЛ	1	0,75	5	Термошкаф СНОЛ	1	0,75	5
140	Покрытие лаком	Шкаф 3Ш-Ж	2	1,5	10	Шкаф 3Ш-Ж	2	1,5	10
150	Маркировка, контроль	Приспособление визуального контроля ГГ 63669/012	1,95	1,464	5	Приспособление визуального контроля ГГ 63669/012	1,95	1,464	5
Итого:			42,358	19,496	17575		51,265	27,44	115

Расчетное количество единиц оборудования (расчетное количество числа рабочих мест) и коэффициента загрузки оборудования по операциям в зависимости от варианта приведены в таблице:

 

Таблица - Расчётное количество единиц оборудования и коэффициента загрузки оборудования по операциям

№ операции	Вариант 1			Вариант 2
	Cpi	Спрi	Кз	Cpi	Спр	Кз
010	1,13	2		1,13	2
020	0,065	1		0,065	1
030	0,429	1		2, 19	3
040	0,87	1		1,22	2
050	0,46	1		1,22	2
060	0,815	1		0,88	1
070	1,54	2		1,54	2
080	1,54	2		1,54	2
090	1,97	2		1,97	2
100	0,429	1		1,35	2
110	0,438	1		0,438	1
120	1,315	2		1,315	2
130	0,438	1		0,438	1
140	0,877	1		0,877	1
150	0,85	1		0,85	1
Всего:	13,16	20	-	17,02	25	-

Для наглядного представления о средней загрузке оборудования на линии и каждой единицы оборудования строим графики загрузки оборудования (см. рисунки 4.1 и 4.2).

На графиках указаны средние значения коэффициента загрузки оборудования на линии, нормативные значения которого зависят от типа производства.

Для выбора варианта ТП составляем два уравнения:

14,41 (мин), (4.7)

29,31 (мин), (4.8)

где m - число операций по первому варианту, n - соответственно по второму варианту.

Рассчитываем критический размер партии:

N_кр=