Материал: Методические указания к лабораторной работе Оценка технологичности конструкции изделия. Антиликаторов А.Б
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический
университет»
Кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры
Методические указания
к лабораторной работе " Оценка технологичности конструкции изделия"
по дисциплине «Технология приборов и систем» «Технология производства электронных средств» для студентов направлений 200100.62 «Приборостроение» (профиль «Приборостроение») и 211000.62 «Конструирование и технология электронных средств» (профиль «Проектирование и технология радиоэлектронных средств»)
очной и заочной форм обучения
Воронеж 2015
УДК 621.396
Составитель канд. техн. наук А.Б. Антиликатоорв
Методические указания к лабораторной работе " Оценка технологичности конструкции изделия" по дисциплине «Технология приборов и систем» «Технология производства электронных средств» для студентов направлений 200100.62 «Приборостроение» (профиль «Приборостроение») и 211000.62 «Конструирование и технология электронных средств» (профиль «Проектирование и технология радиоэлектронных средств») очной и заочной форм обучения / ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. А.Б. Антиликаторов. Воронеж, 2015, 26 с.
В работе представлены методики оценки технологичности конструкции изделия, а также порядок и правила отработки конструкции РЭС на технологичность на всех стадиях проектирования.
Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS Word 2003 и содержатся в файле ЛР_ОТК.doc
Табл. 1. Ил. I. Библиогр.: 2 назв.
Рецензент канд. техн. наук, доц. А.В. Турецкий
Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. А.В. Мура тов
Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета.
© ФГБОУ ВПО «Воронежский
государственный технический
университет», 2015
1. Общие указания по выполнению работы
Цель работы - приобретение практических навыков оценки технологичности конструкции радиоэлектронного изделия.
В данной лабораторной работе объектами исследования и проведения количественной оценки технологичности являются электронные или электронно-механические изделия РЭС.
2 Домашнее задание и методические указания по его выполнению
Изучить порядок и правила отработки конструкции РЭС на технологичность.
2.1. Общие положения
Под технологичностью конструкции изделия (ТКИ) понимают совокупность свойств конструкции изделия, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций того же назначения при обеспечении установленных значений показателей качества и принятых условиях изготовления, эксплуатации и ремонта.
Основная задача отработки конструкции изделия на технологичность - достижение установленных техническим заданием (ТЗ) трудоемкости и себестоимости изготовления.
Отработка конструкции изделия на технологичность направлена на повышение технического уровня и качества изготовления изделия, сокращение времени на проектирование и техническую подготовку производства изделия, повышение производительности труда. При отработке изделия на технологичность следует предусматривать возможность применения типовых технологических процессов, стандартизации и унификации составных частей изделия, механизации и автоматизации процессов изготовления и технологической подготовки производства.
Вид технологичности определяется признаками, характеризующими область проявления ТКИ. По области проявления ТКИ различают следующие виды технологичности: производственную и эксплуатационную.
Производственная ТКИ проявляется в сокращении затрат средств и времени на конструкторскую подготовку производства, технологическую подготовку производства, процессы изготовления, в том числе контроля и испытаний.
Эксплуатационная ТКИ проявляется в сокращении затрат времени и средств на техническое обслуживание - и ремонт изделия.
Главными факторами, определяющими требования к ТКИ, являются: вид изделия, объём выпуска, тип производства.
Вид изделия (деталь, сборочная единица, комплекс, комплект) определяет главные конструктивные' и технологические признаки, обусловливающие основные требования к ТКИ. Объём выпуска и тип производства определяет степень технологического оснащения, механизации и автоматизации технологических процессов и специализацию всего производства.
Вид оценки характеризует метод сравнения конструктивных решений. Оценка ТКИ может быть двух видов: качественной и количественной.
Качественные показатели представляются в безразмерных величинах по ранговому признаку. Каждому качественному показателю присваиваются оценки-ранги по заранее выбранной шкале: двухбалльной, пятибалльной и т.д. Ранговый показатель, имеющий дискретную область определения, в простейшем случае содержит два значения: технологично, нетехнологично; ремонтопригодно, неремонтопригодно; хуже, лучше и т.д.
Эффективность оценки ТКИ по качественным показателям зависит от уровня квалификации исполнителя, его знаний состояния и тенденций развития схемотехники, конструирования, технологии и умения принимать оригинальные решения, существенно улучшающие технологичность изделий всех видов. При высокой квалификации и достаточном опыте исполнителя во многих случаях не требуется вычисление значений некоторых количественных показателей, в связи с чем сокращаются затраты времени на проектирование изделия.
Качественная оценка предшествует количественной и определяет её целесообразность.
Количественная оценка ТКИ выражается показателями, численные значения которых характеризуют степень удовлетворения требований к ТКИ. Номенклатура и методика их определения устанавливаются в зависимости от вида изделий, типа производства и стадии разработки конструкторской документации (КД). Количество показателей должно быть минимальным, но достаточным для оценки технологичности.
Количественная оценка ТКИ основана на трех видах показателей:
базовых показателях технологичности;
показателях проектируемой конструкции, достигнутых в процессе отработки её на технологичность;
показателях уровней технологичности конструкции.
Показатель уровня технологичности конструкции определяется как отношение достигнутого показателя проектируемой конструкция к соответствующему базовому показателю, заданному в ТЗ. Уровень технологичности конструкции может определяться по одному или нескольким частным и комплексным показателям.
Показатели проектируемой конструкции разделяются на основные в дополнительные. Для более полной и детальной отработки изделия на технологичность не следует отдавать предпочтение только качественным или количественным показателям, нужно рационально сочетать оба вида оценки ТКИ.
2.2. Содержание работ по обеспечению тки в зависимости от стадии разработки конструкторской документации (кд)
Основное содержание работ по обеспечению ТКИ в зависимости от стадии разработки КД устанавливается отраслевыми стандартами или стандартами предприятия.
При разработке технического задания для обеспечения ТКИ в общем случае проводят:
сбор информации о ТКИ аналогов;
установление требований к технологичности разрабатываемой конструкции изделия;
выбор номенклатуры и расчет значений базовых показателей ТКИ.
На стадии разработки технического предложения проводят анализ возможных конструктинных решений изделия и выявляют оптимальный с точки зрения технологичности вариант. На этой же стадии проводят анализ принципиальной схемы и компоновки изделия, номенклатуры оригинальных составных частей, требующих при изготовлении применения новых технологических процессов и специальных средств технологического оснащения.
На стадии разработки эскизного проекта должны быть выполнены следующие основные работы по отработке ТКИ:
анализ принципиальных конструктивных решений с учетом номенклатуры используемых материалов, габаритных размеров и конструкции составных частей, общего представления об устройстве изделия и принятие решений о технологичности членения конструкции, сборки и технического обслуживания изделия;
оценка общей компоновки изделия соответственно требованиям агрегатирования из сборочных единиц, позволяющим провести полное испытание составной части до установки её на изделие, т.е. до общей сборка, при этом количество отдельных деталей, устанавливаемых на изделие при общей сборке, должно быть минимальным;
соблюдение' преемственности унифицированных и стандартных сборочных единиц;
реализация взаимозаменяемости сборочных единиц;
определение электрических параметров, при контроле и регулировке которых можно применять автоматизированные средства;
установление - возможности сокращения номенклатуры основных материалов и сортамента, а также комплектующих изделий, марок кабельных изделий и проводов, крепёжных изделий, смазочных и консервационных материалов;
оценка микроминиатюризации изделия.
На стадии разработки технического проекта необходимо:
принять окончательное решение о технологичности конструкции и точности изготовления изделия и его составных частей на основе окончательных конструкторских решений и полного представления об устройстве изделия;
достичь максимального применения микросхем, микросборок, микропроцессоров, монтажных соединений на печатных платах (ПП), покупных комплектующих изделий, встроенных автоматизированных средств контроля и регулировки, а также минимального применения регулировок, марок материалов, кабельных изделий, проводов, смазочных и консервационных материалов, типоразмеров крепежных и комплектующих изделий;
осуществлять технологический контроль конструкторской документации, обеспечивающий выполнение работ, указанных выше.
ТКИ на данной стадии разработки оценивают по приближенным значениям показателей, указанных в ТЗ.
На стадии разработки рабочей документации должна быть обеспечена технологичность конструкции и точность изготовления изделия и его составных частей. На этой стадии отработка конструкции на технологичность в основном должна быть закончена. На этой же стадии в соответствии с типом производства и предполагаемым объемом выпуска следует провести конкретизацию использования типовых технологических процессов, переналаживаемой оснастки и технологического оборудования.
На стадии разработки рабочей документации необходимо использовать рациональные конструктивные и технологические решения, обеспечивающие:
технологичность изготовления деталей литьём, обрабатываемых резанием, получаемых методом холодной штамповки, изготовляемых порошковой металлургией, на ГАП, из полимерных материалов;
удобство сборки, увеличение повторяемости типоразмеров деталей в изделии;
уменьшение массы изделия за счет перевода деталей на другие виды материалов;
максимальное применение составных частей изделия, освоенных на предприятии-изготовителе, применение заготовок, приближающихся к форме готовой детали;
увеличение количества деталей, изготавливаемых прогрессивными методами формообразования, при широком использовании современных средств технологического оснащения;
максимальное применение типовых технологических процессов при изготовлении, сборке, регулировке, контроле и испытании изделия и его составных частей;
получение необходимой шероховатости поверхности и точности обработки, совмещение обработки поверхностей;
рациональное использование основных материалов, идущих на изготовление составных частей изделия;
соответствие габаритных размеров и конструкции ПП требованиям нормативных документов, уменьшение типоразмеров ПП в изделии;
возможность механизации и автоматизации подготовки электрорадиоэлементов к монтажу, а также установка их на ПП.
возможность применения средств автоматизации (механизации) регулировки и контроля электрических параметров;
параллельную сборку сборочных единиц;
взаимное соответствие размеров различных элементов конструкции изделия, например, диаметров отверстий и валов, диаметров резьб и т.д.
Рациональные конструктивные и технологические решения должны обеспечить минимальные трудовые ц материальные затраты при изготовлении изделия и оптимальную структуру его себестоимости. При отработке конструкции изделия на технологичность на стадии разработки рабочей документации следует осуществлять технологический контроль КД.
На этой стадии следует производить оценку уровня ТКИ по номенклатуре базовых показателей технологичности, заданных в ТЗ на разработку изделия.
2.3. Требования к технологичности конструкции сборочной единицы
Конструкция сборочной единицы должна удовлетворять требованиям изготовления, эксплуатации и ремонта наиболее производительными и экономичными способами при заданных условиях производства. Конструкция сборочной единицы отрабатывается на технологичность комплексно, учитывая взаимозависимость производственной и эксплуатационной технологичности составных частей сборочной единицы и изделия, в которое данная сборочная единица входит как составная часть.
Для обеспечения технологичности конструкции сборочной единицы необходимо учитывать целый ряд предъявленных к ней требований, которые можно разделить на следующие группы:
требования к составу,
требования к конструкции составных частей,
требования к точности и методу сборки.
Требования к составу:
сборочная единица должна расчленяться на рациональное число составных частей с учетом принципа агрегатирования;
конструкция сборочной единицы должна обеспечивать возможность компоновки из стандартных и унифицированных частей;
сборка изделия не должна обусловливать применения сложного технологического оснащения;
виды используемых соединений, их конструкция и месторасположение должны соответствовать требованиям механизации и автоматизации сборочных работ;
конструкция сборочной единицы должна предусматривать базовую составную часть, которая является основной для расположения остальных составных частей;
компоновка конструкции поверхности сборочной единицы должна позволять производить сборку при неизменном базировании составных частей;
компоновка сборочной единицы должна обеспечивать общую сборку без промежуточной разборки и повторных сборок составных частей;
компоновка составных частей сборочной единицы должна обеспечивать удобный доступ к местам, требующим контроля, регулировки и проведения других работ, регламентированных технологией подготовки изделия к использованию по назначению;
компоновка сборочной единицы и способы соединения должны обеспечивать легкосъемность составных частей с малым ресурсом.
Требования к конструкции соединений составных частей:
количество поверхностей и мест соединений составных частей в общем случае должно быть наименьшим;
соединение составных частей не должно требовать сложной и необоснованно точной обработки сопрягаемых поверхностей;
конструкции соединений составных частей не должны требовать дополнительной обработки в процессе сборки.
Требования к точности и методу сборки:
точность расположения составных частей должна быть обоснована и взаимосвязана с точностью изготовления составных частей; • |
выбор метода сборки для данного объема выпуска и типа производства должен производиться на основании расчета и анализа размерных цепей, расчет размерных цепей следует проводить, используя методы максимума-минимума или вероятностный;
при выборе метода сборки следует учитывать трудоемкость сборочных работ, производительность труда, затраты на изготовление составных частей с требуемой точностью. По убывающей производительности труда методы сборки располагаются в следующем порядке:
с полной взаимозаменяемостью,
с неполной взаимозаменяемостью,
с групповой взаимозаменяемостью,
с регулировкой компенсаторами,
с пригонкой.