Моделирование технологических процессов блока адаптации автоматизированной радиостанции

Технологическая документация для различных типов производства (единичного, серийного и массового) отличается глубиной разработки технологических процессов и степенью их детализации. Сначала разрабатываются маршрутные межцеховые карты на технологические процессы изготовления деталей и сборочных единиц. Маршрутные карты указывают последовательность прохождения заготовок, деталей или сборочных единиц по цехам и производственным участкам предприятия. Для изготовления деталей и сборки изделия в единичном или мелкосерийном производствах достаточно иметь конструкторскую документацию, маршрутное или маршрутное - операционное описание технологического процесса либо перечень полного состава технологических операций без указания переходов и технологических режимов. Для серийного и массового производства кроме маршрутной технологии разрабатывается технологический процесс с операционным описанием формообразования, обработки и сборки. При этом для единичных технологических процессов разрабатывается операционная технологическая карта, для типовых (групповых) технологических процессов - карта типовой (групповой) операции. В них указываются все переходы по данной конкретной операции и способы выполнения каждого, технологические режимы, данные о средствах технологического оснащения, материалах и затратах труда. Обычно в операционных картах помещают эскизные чертежи, изображающие детали или части деталей и содержащие те размеры и указания на обработку, которые необходимы для выполнения данной операции (способ закрепления деталей на станке, расположение инструмента, приспособление и др.).

Кроме того, для определенных изделий  разрабатываются карты типовых  технологических процессов нанесения  электролитических покрытий, химической обработки, нанесения лакокрасочных  покрытий, ведомости удельных норм расхода растворителей, анодов, химикатов, ведомости подметальных отходов и другие документы.

Исходная информация для разработки технологических процессов может  быть базовой, руководящей и справочной. Базовая информация включает наименование объекта, а также данные, содержащиеся в конструкторской документации. Руководящая информация - это отраслевые и заводские стандарты, устанавливающие требования к технологическим процессам, оборудованию, оснастке, документация на действующие типовые и групповые технологические процессы, производственные инструкции, документация для выбора нормативов по технике безопасности и промышленной санитарии. Справочная информация включает документацию опытного производства, описания прогрессивных методов изготовления, каталоги, справочники, альбомы компоновок, планировок и др. [1]

 Оборудование для слесарно-сборочных и монтажных работ:

- автомат вклейки радиоэлементов  в липкую ленту ГГ-1740;

- автомат П-образной формовки  выводов радиоэлементов ГГ-1611;

- автомат формовки и обрезки выводов микросхем 101 СТ 14-1 ГГ-2417;

- полуавтомат для подготовки  к сборке микросхем в плоских  корпусах со штырьковыми выводами  ГГ-2126;

- полуавтомат для  подготовки  радиоэлементов с цилиндрической  формой корпусов ГТ-2420;

- установка для зачистки проволочных выводов радиоэлементов

- ГТ-1614;

- полуавтомат для установки  и развальцовки пустотелых заклёпок  БМ 769-1358;

- полуавтомат для установки  штырей ПУШ-1 ГГ-2161;

- полуавтомат для укладки радиоэлементов  на печатные платы УР-6 ГГ-2311;

- вибростенд 02ВС-70;

- станок настольный сверлильный  2Н106П-2;

- станок сверлильный с ЧПУ  КР-46;

- прибор для контроля температуры  жала паяльника ГГ 8779-4003.

Стандартный инструмент для слесарно-сборочных  и монтажных работ:

- плоскогубцы ГОСТ 17440-86;

- кусачки ГОСТ 7282-75;

- тиски ГОСТ 14901-80;

- напильник ГОСТ 1465-80;

- ножницы гильотинные НД-3314Г;

- нож цеховой НМ 150 ОСТ4Г 0,409.368-83;

- острогубцы ОБ 1 АРП 54161-022 ТУ;

- пинцет ППМ 120 АРПМ 6.890.001 ТУ;

- электрический паяльник 36В, 36 Вт;

- подставка для паяльника Р-22029;

- отвёртка ОСКС ГТ 7810-0054 ОСТ4Г  0,409,376-83;

- ключ гаечный 7811-0005 ГОСТ 2841-80;

- линейка ГОСТ 427-75;

- штангенциркуль Шц-3 ГОСТ 166-80;

- прибор комбинированный Ц 4354.

Материалы:

- шайбы ГОСТ6402-70 Кр. 2,5; 3; 4; 5; Пудра алюминиевая ПАП-2 ГОСТ5494-95;

- провод МГШВ 0,25; 0,35Б; 0,56; 0,756 ТУ 16-505-437-82; Трубка 3.05 ТВ - 40-2; 2,5; 3; 4; 6; 8, в.с.

- припой прут. ПОС-61 ГОСТ 21931 -76;

- припой прут. ПОС-40 ГОСТ 21931-76;

- флюс ФКСп ОСТ4Г0.033.200;

- кислота серная 1С ТЕХ. ГОСТ 2184-77;

- кислота олеиновая Б-14, ГОСТ 7580-91;

- аммиак ГОСТ9-92;

- спирт этиловый технический  ГОСТ 18300-87;

- нефрас, ТУ38401-67-108-92С2-80/120;

- бензин Б-70 ГОСТ 1012-72;

- клей ВК-9 ОСТ 4Г0.029.204;

- лак ЭП-730, ГОСТ 20824-81;

- лак АК-113 ГОСТ23832-79;

- краска для ретуши 4000-06, ТУ29-02-857-91;

- краска ТНПФ-01, черная ТУ29-02-889-79;

-эмаль ПФ-115, черная ГОС Т 6464 - 76;

- эмаль НЦ-25 ГОСТ5406-84;

- стеклотекстолит СТАЛ 2-35-1,5 1кл.в.к.пов.ТУ16.87И79.0102.001 ТУ;

- фотопленка ФТ-41П ТУ6-17-789-76;

- фоторезист СПФ ГОСТ 6540-74;

- лента ПВХ ГОСТ 16214-86 ;

- миткаль АРТ.6938 ГОСТ 9858-75;

- вата вискозная ТУ17РСФСР 8118-75;

- лакоткань ЛКМ-105-0,15 8x10, 5x30 ТУ16-90.И37.0012.025;

- нитки капрон, №3к, ост17-330-84;

- салфетки Х/Б ТУ 17347-6430X40;

- кисти ручные №4 APT 3919;

- моющее средство ЛабомидЮ2; 203, ТУ38-30747001-90;

- перчатки резиновые технические,  ГОСТ 20010-93.

 

1.3  Разработка технологического  процесса

изготовления печатной платы

 

В современной конструкции РЭС широко применяются печатные платы. Использование их в качестве основания для размещения электрорадиоэлементов, микросхем и других функциональных единиц и блоков, а также соединяющих проводников обеспечивает высокую технологичность (уменьшение габаритов, массы, возможности автоматизации монтажа и др.) и постоянство паразитных параметров монтажа.

Согласно ГОСТ 23752-79 (Платы печатные. Общие технические условия) печатные платы (кроме плат для ячеек СВЧ) разделяются на односторонние (ОПП), двусторонние (ДПП), многослойные (МПП) и гибкие печатные платы (ГПП) и гибкие печатные кабели (ГПК).

 

Они должны быть разработаны в соответствии с требованиями ГОСТ 23751-79 (Платы  печатные. Требования и методы конструирования), в котором отмечено, что конструирование печатных плат следует осуществлять с учетом следующих методов изготовления:

- химического - для ОПП, ДПП  и ГПК;

- комбинированного позитивного  - для ДПП и ГПП;

- электрохимического (полуаддитивного) - для ДПП;

- металлизации сквозных отверстий  - для МПП и ГПП;

- металлизации сквозных отверстий  с внутренними переходами.

Поскольку применение типовых технологических  процессов снижает трудоемкость и себестоимость изделий, для изготовления печатной платы выбираем типовой технологический процесс изготовления двусторонних ПП комбинированным способом. [4]

В данном случае печатная плата изготавливается  комбинированным позитивным методом. Сущность его состоит в том, что  металлизацию отверстий в печатной плате производят аддитивным методом, а печатные проводники на плате получают субтрактивным методом - вытравливанием фольги с пробельных мест.

Аддитивный метод основан  на избирательном осаждении токопроводящего  покрытия на диэлектрическое основание, которое предварительно подготавливается проведением операций «сенсибилизации» и «активации».

Сенсибилизация - процесс создания на поверхности диэлектрика пленки ионов двухвалентного олова, которые  впоследствии обеспечат восстановление ионов активатора металлизации.

Активирование - на поверхности, происходит реакция восстановление ионов каталитического металла. Обработку проводят в растворах благородных металлов, преимущественно палладия, в течении 5-7 минут, затем промывают холодной водой.

Рисунок печатных проводников на плате  получают методом фотолитографии с  использованием позитивного фоторезиста. [5]

Технологический процесс изготовления двусторонней печатной платы комбинированным  позитивным методом состоит из следующих  основных операций:

- изготовление фотошаблонов;

- изготовление оригиналов ПП;

- контрольная;

- заготовительная;

- заготовительная;

- маркировочная;

- сверлильная;

- сверлильная с ЧПУ;

- слесарная ;

- зачистка гидрообразивная;

- химическая подготовка поверхности;

- металлизация;

- контрольная;

- химическая подготовка поверхности;

- нанесение фоторезиста;

- экспонирование;

- проявление;

- ретуширование;

- контрольная;

- электролитическое осаждение  меди;

- осаждение покрытия  олово-свинец;

- контрольная;

- удаление фоторезиста;

- ретуширование;

- травление меди;

- оплавление покрытия олово-свинец;

- отмывка ПП;

- сверлильная;

- отмывка ПП;

- маркировочная;

- приемо-сдаточные испытания;

- консервация;

- упаковочная.

Более подробно технологический процесс  изготовления ПП описан на маршрутных картах в приложении Б.

   Разработан чертеж ТГТУ.758725.011 и технологический процесс изготовления печатной платы ТГТУ.468363.011 ТП. [6]

 

1.4 Оценка технологичности конструкции блока

 

Под технологичностью конструкции  следует понимать совокупность свойств  конструкции, проявляющаяся в возможности  оптимальных затрат труда, материалов и времени при технической  подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте, по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций изделий того же назначения при обеспечении установленных значений показателей качества и принятых условий изготовления, эксплуатации и ремонта (ГОСТ 14.205-83).

Количественная оценка технологичности  конструкции выражается показателем, численное значение которого характеризует  степень удовлетворения требованиям  технологичности конструкции.

Основным показателем, используемым для оценки технологичности конструкции, является комплексный показатель технологичности, определяемый с помощью базовых показателей, принятых за исходные при сравнительной оценке технологичности конструкции изделия.

 

Комплексный показатель технологичности  определяется по формуле:

К_ТК= ,                       (1)

где k_i – значение показателя по таблице состава базовых показателей соответствующего класса блоков;

φ_i – функция, нормирующая весовую значимость показателя в зависимости от его порядкового номера в таблице;

i – порядковый номер показателя в ранжированной последовательности (место в таблице);

S – общее количество относительных частных показателей в таблице для данной стадии проектирования изделия.

Все блоки радиоэлектронной аппаратуры условно разбиты (по номенклатуре показателей) на 4 класса: электронные, радиотехнические, электромеханические, механические; соединительные, коммутационные, распределительные. Проектируемый блок относится к электронным блокам.

В ОСТ4 ГО.091.219 установлен состав базовых показателей, их ранжированная последовательность по значимости, коэффициенты веса φ_i, а также указывается на необходимость определения показателей на различных стадиях разработки блоков.

Для расчета комплексного показателя технологичности блока используются 7 показателей технологичности. Так как блок автоматизации управления связью относится к радиотехническим изделиям, то расчет будет вестись по следующим показателям, которые занесены в таблицу 1. [2]        

                                                                                                

Таблица 1 – Коэффициенты технологичности  и  их обозначения

Название	Обозначение	Весовой коэффициент (wi)
1. Коэффициент использования  микросхем и микросборок	КИСПМС	1
2. Коэффициент автоматизации  и механизации монтажа изделия	КАМ	1
3 .Коэффициент механизации  и автоматизации подготовки ЭРЭ к  монтажу	КМПЭРЭ	0,75
4. Коэффициент автоматизации  и механизации операций контроля и  настройки	КМКН	0,5
5. Коэффициент повторяемости  ЭРЭ	КПОВЭРЭ	0,31
6. Коэффициент применяемости ЭРЭ	КПЭРЭ	0,187
7.Коэффициент прогрессивности формообразования деталей	КФ	0,11

 

Таблица 2 - Исходные данные для расчета комплексного показателя технологичности

Наименование показателя.	Обозначение	Значение
Общее число ЭРЭ в  блоке	НЭРЭ	116
Количество микросхем, установленных в блоке	НМС	26
Общее число монтажных  соединений	НМ	804
Число монтажных соединений, которые могут осуществляться автоматизированным или механизированным способом	НАиМ	804
Число ЭРЭ, подготовка которых  к монтажу может осуществляться автоматизированным или механизированным способом	HМП	35
Общее число операций контроля и настройки	НКН	15
Число операций контроля и настройки осуществляемых механизированным способом	НМКН	7
Число типоразмеров ЭРЭ  в блоке	НТЭРЭ	25
Количество типоразмеров оригинальных ЭРЭ в блоке	НТОРЭРЭ	1
Общее число деталей  в блоке	Д	116
Число деталей, полученных прогрессивными методами формообразования	ДПР	116