Методика проектирования технологических процессов

 

Разработка серийного ТП складывается из следующих этапов:

1) анализ исходных данных;

2) выбор типа и организационной форм производства;

3) составление структурной схемы ТП;

4) составление технологической схемы сборки;

5) выбор и обоснование возможности использования типо­вых ТП;

6) расчленение ТП изготовления изделия на отдельные операции, составление маршрутной карты;

7) выбор наиболее прогрессивных методов выполнения операций, подбор оборудования;

8) выбор профессий и квалификации исполнителей;

9) разработка операционных технологических карт;

10) выявление необходимой технологической оснастки, при­способлений и инструмента;

11) выбор оптимальных технологических режимов;

12) техническое нормирование технологического процесса;

13) выбор методов и средств технического контроля ка­чества изделий и соблюдения технологической дисциплины;

14) выбор оптимального варианта ТП;

15) оформление технологической документации.

Анализ исходных данных предусматривает ознакомление с ТУ на изделие, чертежами общего вида, сборочными чертежами блока и ячейки (МСБ), спецификациями на блок и ячейку (МСБ), с принципиальными схемами и топологическими чертежами.

Выбор типа и организационной формы производства производят с учетом программы выпуска и режима работы предприятия. При выборе типа производства ориентируются на коэффициент закрепления операций К_зо, который представляет собой отношение числа операций, выполненных за месяц, к числу рабочих мест. Для единичного производства К_зо> 40, для мелкосерийного К_зо =20-40, для серийного К_зо = 10-20, для крупносерийного К_зо =1-10 и для массового производства К_зо = 1. Значение К_зо может быть задано консультантом. В соответствии с выбранным типом принимается соответствующая организационная форма производства (единичное – непоточная, серийное – многопредметная прерывно– поточная и массовое – однопредметная непрерывно-поточная линия с непрерывным или пульсирующим движением конвейера).

Структурная схема ТП изготовления изделия отражает начальный этап разработки технологии и представляет собой условное изображение цепочки взаимосвязанных технологических и контрольных операций, их содержание и логическую последовательность выполнения в процессе производства. В каждом прямоугольнике, хроме наименования, указывают обозначение отраслевого стандарта и номер операции типового ТП.

Структурная схема ТП должна отражать следующие операции:

а) изготовление пассивной части ГИС или коммутационной печатной (или другого типа) платы,

б) изготовление отдельной микросборки или ячейки (типового элемента замены) и т.п.

в) изготовление субблока и блока изделий.

Схема ТП изображается на отдельном листе формата А1 (А2). При разработке такой схемы используются исходные данные, перечисленные выше, а также типовые ТП (ТТП).

Технологическая схема сборки составляется для выявления всего состава сборочных элементов, она определяет относительную последовательность выполнения сборочных работ и других взаимосвязанных операций, а также отражает характер выполняемых сборочных соединений. На технологической схеме каждый элемент изделия условно изображается прямоугольником, разделенным на три части. В левой его части указывается номер элемента, присвоенный ему в спецификации и на сборочном чертеже, в средней - наименование элемента, а в правой - количество однотипных элементов.

Технологическую схему сборки составляют следующим образом. Сначала выбирают основной (базовый) элемент конструкции, с которого начинается сборка. От прямоугольника, обозначающего базовую деталь, проводят вправо горизонтальную линию, указывающую направление хода сборки. Снизу наносят прямоугольники, обозначающие детали, электрорадиоэлементы, компоненты и другие элементы конструкции, присоединяемые к базовому элементу, а сверху - прямоугольники, обозначающие крепежные детали; сверху приводят также необходимую информацию о других операциях ТП и способах выполнения сборочных соединений. Составление технологических схем сборки изделий позволяет выявить и устранить конструктивные неувязки, усложняющие процесс сборки. Этот документ составляется на изделие или блок, приводится в пояснительной записке или выносится на лист (по указанию консультанта). Пример оформления схемы сборки (фрагмент) приведен на рис.4.2.

В процессе составления структурной схемы ТП для каждой операции выбирается наиболее подходящие технологические карты типовых технологических процессов, указывается в каждом прямоугольнике номер ОСТа и номер карты.

Выбор и обоснование методов выполнения отдельных операций фиксируется соответствующим разделом текста пояснительной записки.

Расчленение ТП изготовления изделия на отдельные операции в условиях крупносерийного и массового производства рекомендуется производить с учетом определенных факторов:

а) смены рабочего места или оборудования;

б) однородности выполняемых работ в пределах каждой операции;

в) сложности работ и требуемой квалификации исполнителей;

г) необходимости введения контроля, приводящей к необходимости расчленения комплекса работ на отдельные операции до и после контроля;

д) длительности выполнения операции в условиях непрерывно-поточного производства, которая должна быть равна или кратна целому числу ритмов.

Последовательность выполнения сборочных работ устанавливают, руководствуясь следующими соображениями: ранее выполненные работы не должны затруднять выполнение последующих операций; сборку начинают с простых элементов изделия, а заканчивают более сложными и чувствительными к ударам и тряске; сборку начинают с установки мелких и легковесных узлов и блоков изделия, а заканчивают наиболее крупными и массивными.

Следует иметь в виду, что в единичном и мелкосерийном производстве преобладают укрупненные операции, т.е. один рабочий выполняет целый комплекс разнообразных работ. В крупносерийном и массовом производстве используют дифферен­цированные (мелкие) операции. По окончании этого этапа заполняется маршрутная карта.

Выбор наиболее прогрессивных методов выполнения операций должен производиться на основе критического подхода к анализу существующих методов и способствовать внедрению новых способов и эффективных методов технологии. Прогрессивная технология должна опираться на использование соответствующих комплексов оборудования, включающих полный набор технологических установок, измерительной аппаратуры и средств управления и обеспечивающих выпуск заданной программы годных изделий. Выбор оборудования и технологического оснащения на основе принятого типа производства, программы выпуска с учетом требуемой производительности и точности выполняют с привлечением каталогов и классификаторов оборудования (ОСТ4Г0.091.013), а также ТТП.

Выбор профессий и квалификации исполнителей рекомендуется осуществлять с привлечением тарифно-квалификационных справочников и классификаторов технологических операций (ОСТ4Г0.040.012) и технологических процессов (ОСТ4Г0.040.011).

Разработка операционной технологической карты производится на одну из операций по указанию консультанта в соответствии с пунктом задания «Детализация технологического процесса». Она служит дополнением к маршрутной карте, в ней описывают содержание работ по переходам. Расчленение операций ТП на переходы выполняется в соответствии с определенными правилами, которые учитывают:

а)смену конструктивных сборочных элементов изделий;

б) смену инструмента;

в) изме­нение технологического режима;

г) изменение вида сборочных или монтажных соединений.

Выявление необходимой технологической оснастки, приспособлений и инструмента должно проводиться с учетом типа производства. В условиях мелкосерийного и единичного (опытного) производства большие затраты времени и средств на изготовление специальной технологической оснастки оказываются неоправданными, поэтому применяют универсальную оснастку и приспособления. В условиях крупносерийного и массового производства затраты на изготовление специальной технологической оснастки довольно быстро окупаются выпуском больших партий изделий.

 

 

Выбор оптимальных технологических режимов. Технологический процесс должен предусматривать рациональное использование рабочей силы, оборудования и технологической оснастки. Оптимальные режимы должны способствовать интенсификации ТП, устранению узких мест в производстве, повышению качества продукции, экономии материалов и энергии. В ряде случаев для интенсификации ТП целесообразно использовать ЭВМ, выполняющие функции автоматического управления и оптимизации режимов. Разработка автоматизированных управляющих и регулирующих систем может стать темой отдельного дипломного проекта.

Нормирование сводится к определению нормы штучного времени на одну из операций ТП (по указанию консультанта). Она может выступать в качестве как аргумента, так и параметра оптимизации ТП. Выбор оптимального варианта технологии по себестоимости или трудовым затратам невозможен без предварительного нормирования вариантов. Норма штучного времени на операцию:

где - оперативное время на выполнение операции,мин;

К — поправочный коэффициент, учитывающий группу сложности и вид производства (для серийного производства первой категории К =1,0 для единичного К = 1,3 и для массового К = = 0,7); К₁ - коэффициент, учитывающий время на организационно-техническое обслуживание рабочего места, процент от оперативного времени (К₁= 2-4%); К₂ - коэффициент, характеризующий время регламентированных перерывов (К₂= 2%).

Оперативное время на операцию получают суммированием норм времени по каждому переходу (это время выбирается по ОСТ4Г0.050.010- ОСТ4Г0.050.018 или по специальным нормативам), а затем рассчитывают с учетом поправочных коэффициентов, как это видно из формулы. Норма штучного времени представляется в соответствующей графе операционно-технологической карты, а для массового производства увязывается еще и с ритмом производства.

Выбор оптимального ТП предполагает сравнение двух или более конкурентоспособных вариантов по определенным показателям. Такими показателями могут быть технологическая себестоимость изделий или производительность ТП. Выбор оптимального варианта ТП может проводиться и по производственным показателям технологичности конструкции.

Параметром оптимизации могут служить и другие показа­тели ТП (точность, надежность, устойчивость, стабильность, процент выхода годных и т.д.). Системный подход к выбору оптимального варианта ТП требует одновременного учета нескольких параметров (критериев) оптимизации, при этом одни параметры по условию задачи оптимизации необходимо максимизировать, а другие - минимизировать.

 

4.5.6.3 Разработка методов и средств технического контроля и испытаний

 

Методы контроля. Операции технического контроля качества продукции используются на всех этапах технологического процесса. Цель входного контроля – установить степень соответствия важнейших параметров исходных материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий требованиям ТУ. В ходе технологического процесса после наиболее ответственных операций, а также операций, характеризующихся высоким процентом брака, вводится пооперационный (текущий) контроль, позволяющий своевременно обнаружить бракованные изделия; провести анализ причин появления брака; оценить правильность настройки ТП; выявить точность, устойчивость и стабильность технологических процессов. Данный вид контроля предотвращает непроизводительный расход материалов, труда, времени и средств на обработку негодной продукции на последующих операциях.

Завершающим этапом производства изделий РЭА является приемочный выходной контроль, цель которого – проверить соответствие требованиям ТУ готовых изделий, имеющих самостоятельное применение.

При заполнении ведомости операций контроля (ВОП) необходимо различать следующие пять групп технического контроля:

– визуальный – для проверки внешнего вида изделия и установить его соответствия требованиям топологических чертежей, монтажных схем и ТУ. В качестве средств визуального контроля используются увеличительные стекла, микроскопы, микроинтерферометры и мерительный инструмент для проверки линейных размеров;

– механический - для определения механической прочности конструкции изделий, устойчивости к воздействию вибрации, ударов, линейных ускорений, а также надежности контровки разъемных соединений;

– физико-химический, используемый главным образом на входном контроле при проверке соответствия технических характеристик исходных материалов, а также в дефектоскопии;

– технологический – для проверки основных характеристик технологического процесса (точности, надежности, стабильности, устойчивости и т.д.). Этот контроль способствует повышению технологической дисциплины, предупреждает возможные нарушения технологического процесса, дает возможность своевременно подстраивать ТП;

– электрический, являющийся основным при проведении контрольных операций по проверке РЭА. Электрический контроль осуществляется в три этапа: проверка изделия по карте сопротивлений, проверка изделия по карте напряжений и проверка соответствия выходных параметров изделия требованиям ТУ. (В отдельных случаях проверяют также качество изоляции, сопротивление, электрическую прочность изоляции.)

По количеству проверяемых изделий различают сплошной (стопроцентный) и выборочный (статистический) контроль.

 

Технические средства контроля (СК). Под СК понимается специализированное технологическое оборудование и оснащение, предназначенные для получения достоверной количественной информации о качестве изделия и режимах ТП. Трудоемкость контрольно - регулировочных работ часто составляет не менее 20% от общих трудовых затрат на изготовление аппаратуры, поэтому разработка СК является одним из важных этапов технической подготовки производства.

В зависимости от выполняемых функций СК должны обеспечивать: оценку функционирования контролируемого узла, блока; имитацию контрольных сигналов; определение по результатам контроля неисправного блока, съемного узла; регистрацию результатов контроля и выдачу данных для устранения отказов и прогнозирования работоспособности; контроль параметров и режимов ТП.

При разработке СК необходимо использовать следующие исходные документы: конструкторскую документацию на изделие (ТУ, ВО, схемы и топологические чертежи) и технологическую документацию на изготовление и контроль изделия.

 

Анализ характеристик объекта контроля и показателей процесса контроля. Используя конструкторскую и технологическую документацию, сведения о программе, сроках выпуска изделий, студент выявляет характеристики объекта контроля, контролируемые параметры и показатели процесса контроля. К числу показателей процесса контроля относятся точность измерений, достоверность, трудоемкость и стоимость контроля.