15

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра ПР-6 Инновационные технологии в приборостроении

Микро- и оптоэлектронике

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой ПР-6

_________ Кондратенко В.С.

«___»_________20__г.

Для студентов 4 курса

факультета ПР

специальностей 200107

Старший преподаватель фомина м.В.

(ученая степень, ученое звание, фамилия и инициалы автора)

ЛЕКЦИЯ № 1

по 2808 «Технология сборки и испытаний».

Тема: общие вопросы сборки.

Обсуждена на заседании кафедры

(предметно-методической секции)

«__»___________20__г.

Протокол № __

МГУПИ

Тема лекции: ОБЩИЕ ВОПРОСЫ СБОРКИ.

Учебные и воспитательные цели:

1. Ознакомиться с основными понятиями и определениями.

2. Рассмотреть вопросы разработки технологического маршрута, операционной технологии.

3. Рассмотреть вопросы технологичности и серийнопригодности.

План лекции:

Введение.

Основная часть (учебные вопросы).

1-й учебный вопрос Основные понятия и определения.

2-й учебный вопрос Конструктивно-технологическая характеристика объектов сборки.

3-й учебный вопрос Технологичность и серийнопригодность конструкций приборов.

4-й учебный вопрос Определение сборочного состава изделия. Составление технологической схемы сборки.

5-й учебный вопрос Разработка технологического маршрута.

6-й учебный вопрос Разработка операционной технологии.

Заключение.

Текст лекции.

Введение

Основная часть.

1-й учебный вопрос Основные понятия и определения.

Основные понятия

Сборка - это образование соединений составных частей изделия (ГОСТ 3.1109-82).

Сборочная технологическая операция - это операция установки и образование соединений составных частей заготовки или изделия (ГОСТ 23887-79).

Технологическая операция - это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.

Монтаж - установка изделия или его составных частей на месте использования.

Электромонтаж - монтаж электроизделий или его составных: частей, имеющих токоведущие элементы.

Виды изделий: детали, сборочные единицы, комплексы и комплекты. Понятие

СЕ адекватно конструкторскому понятию узел, блок, но часто СЕ означает не полностью собранную СЕ. Это особенно проявляется на разных стадиях процесса: предварительной, промежуточной, окончательной.

Виды соединений, виды сборки

Виды соединений (ГОСТ 14.320-81): разъемные и неразъемные, подвижные и неподвижные, соединения по форме сопрягаемых поверхностей (плоские, цилиндрические, конические, сферические, винтовые, профильные), по методу образования соединений (резьбовые, шпоночные, прессовые, паяные, клееные, развальцованные и т.п.).

Классификация видов сборки: по объекту сборки - узловая, общая; по стадии сборки - предварительная, промежуточная, окончательная; по организаций производства - типовая поточная с использованием транспортных средств, типовая поточная без использования транспортных средств, групповая поточная с использованием транспортных средств, групповая поточная без использования транспортных средств, групповая не поточная, единичная; по последовательности сборки: последовательная, параллельная, последовательно-параллельная; по подвижности объекта сборки: подвижная с непрерывным перемещением, подвижная с периодическим перемещением, неподвижная (стационарная); по механизации и автоматизации: автоматическая, автоматизированная, механизированная, ручная; по точности сборки: в зависимости от метода сборки (всего шесть методов).

Виды соединений в электромонтаже весьма разнообразны: пайка, накрутка, приклеивание, термосоединение и т.п.

Схема сборки изделия (ССИ)

ССИ - это графическое изображение в виде условных обозначений последовательности сборки изделия или его составной части.

ТССИ - это ССИ с нанесенной на нее технологической информацией: вид соединения, наименование операций сборки, - значение штучного времени, типа и модели оборудования и т.п.

ССИ - разрабатывается конструктором и представляется в комплекте конструкторской документации.

Расположение Д и СЕ на рис. 1а произведено в соответствии со ступенями вхождения расчлененного изделия. ССИ с базовой деталью приведена на рис. 2б, что характерно для ППМ.

Рис. 1. Схемы сборки изделия

2-й учебный вопрос: Конструктивно-технологическая характеристика объектов сборки

Специфическими особенностями приборов точной механики, как объектов производства, являются следующие: Т. Широкий перечень прибров, основанных на различных физических принципах. К ним относятся приборы времени, приборы контроля пара­метров в машиностроении, приборы и автоматы управления, для научных исследований.

2. Если в 50-60 годах указанные приборы были, в основном, механичес­кими, то в настоящее время это часто электромеханические, элек­тронные приборы. Например, наряду с механическими часами появи­лись кварцевые и их доля растет. Такие изменения привели к появ­ление новых техпроцессов - изготовления печатных плат, интегральных микросхем и т.п.

2. Большое разнообразие используемых материалов и техпроцессов. Так кроме традиционных находят применение бериллий, полупроводники магниты, технические камни, керамика. В технологии используются электрохимические и физические методы обработки, лазерная тех­ника и гелиевые течеискатели, балансировочная техника естественные процессы (обезгаживанйе, натекание, сушка)

4. Высокие требования по точности, надежности, сохраняемости изде­лий, работающих при любых климатических условиях, в широком ди­апазоне вибраций и ударов. При этом в качестве выходных измеряются параметры различной физической природы, например, электрическое сопротивление, жесткость, расход воздуха и т.п.

5. Большой удельный вес сборочных работ в общей трудоемкости. Нали­чие регулировок, пригонок.

6. Частая смена объектов. Требование по сокращению сроков технологической подготовки производства.

7. Широкое использование автоматического сборочного оборудования, переход к ГПС и РТК.

В общем случае прежде, чем начать сборку необходимо осуществить технологическую подготовку производства, которая заключается в:

- обеспечении технологичности конструкции изделия ;

- проектировании технологических процессов ;

- проектировании и изготовлении средств технологического оснащения ;

- организации и управлении процессом ТПП.

Согласно ГОСТ 14.301-73 проектированию техпроцессов должна предшествовать отработка конструкции на технологичность. Целью та­кой отработки является обеспечение производства приборов в заданные сроки и с наименьшими затратами.

Эксплуатационное качество изделий, которое необходимо обеспе­чить в процессе изготовления, сборки обычно задается в виде техни­ческих требований (перечислены на сборочном чертеже) или в ТУ (задаются отдельным документом). Причем, если в машиностроении основные требования сводятся, как правило, к соблюдению точности положения, вращения, линейного перемещения основных узлов и деталей относительно базовых поверхностей или друг друга, то в приборостроении, кроме перечисленных, регламентируются выходные параметры различной физи­ческой природы.

Выходные параметры ограничены допусками, односторонними (например, пусковой ток - не более 0,За) или двусторонними (например, зазор 1 ± 0,1 мм). Кроме выходных параметров, некоторые требования определяют точность выполнения рабочих операций, другие - долговеч­ность изделия, а некоторые - возможность сборки, т.е. так называемая "собираемость" изделия.

3-й учебный вопрос: Технологичность и серийнопригодность конструкций приборов

Под технологичностью понимают совокупность свойств конструкции прибора, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонта по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций приборов того же назначения при обеспечении установленных значений показателей качества и принятых условиях изготовления, эксплуатации и ремонта. Существует две задачи:

1. Отработка конструкции на технологичность.

2. Оценка уровня технологичности.

Отработка конструкции изделия, на технологичность (ГОСТ 14.201-73) направлена на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращение времени на проектирование, технологическую под­готовку производства, изготовление, техническое обслуживание к ремонт изделия при обеспечении необходимого качества изделия

Отработка конструкции прибора на технологичность начинается на стадии ТЗ и продолжается вплоть до освоения в производстве, но наивысший эффект получается при отработке на ранних стадиях проектиро­вания.

Рассмотрим некоторые рекомендации отработки конструкции на технологичность.

1.Конструкция должна состоять из отдельных сборочных единиц, что позволяет их проконтролировать до сборки и исключить дефектные

компоненты, а также организовать параллельную и независимую сборку отдельных сборочных единиц. Конструкция прибора должна

расчленяться на сборочные единицы таким образом, чтобы трудо­емкость их сборки была приблизительно равна или кратна целому числу. Это позволяет синхронизировать операции при поточной сборке.

2. Следует использовать стандартизированные детали и типовые функцио­нальные компоненты.

3. Стремиться к уменьшению количества деталей и сборочных единиц, использованию принципа кратчайшего пути для достижения требуемой точности, применению методов взаимозаменяемости. Не рекомендуются регулировки, пригонки, операции, содержащие длительные естествен­ные процессы (сушку, проверку герметичности натеканием и т.п.

4. Использование принципа раздельной регулировки позволяет осущест­вить направленное регулирование по каждой из координат.

5. Сборка должна осуществляться по возможности с использованием универсального инструмента ограниченной номенклатуры, без сложных стендов и приспособлений.

6. Необходимо предусмотреть возможность механизации и автоматиза­ции сборки; доступность крепежных деталей для механизированных сборочных инструментов.

7. Следует стремиться к уменьшению числа крепежных деталей. Целесообразно применять сварку, расклепку, развальцовку, гибку к т.д. 8. Необходима рациональная простановка размеров и выбор баз. Следует совмещать сборочные базы с измерительными.

9. Для автоматизированной сборки желательно, чтобы изделие имело базовую деталь, например, корпус, к которому присоединяют остальные детали.

Оценка технологичности обычно осуществляется для сравнения вновь спроектированных изделий, для определения путей создания оптимальной технологии сборки и определения пригодности изделия для автоматизированной сборки и т.д.

Показатели технологичности делятся на качественные и количест-венные. Количественная оценке основана на системе показателей, ко­торые делятся на три вида:

- базовые показатели технологичности. Даются в отраслевых стандартах и указываются в ТЗ на разработку изделия ;

- показатели технологичности конструкции достигнутые при разработке изделия;

- показатели уровня технологичности конструкции разрабатываемого изделия.

Основные количественные показатели и формулы по их определе­нию изложены в таблице 1.Следует отметить, что в таблице также даны количественные характеристики схемы сборочного состава (смотрите 5), которые могут быть использованы для оценки технологичности. Состав показателей технологичности, устанавлива­ется отраслевыми документами, причем количество их должно быть минимальным, но достаточным. Выбор состава показателей производится применительно к конкретным изделиям.

Из определения технологичности конструкции видно, что это по­нятие относительное (по сравнению с базовыми показателями)и совокупное (определяется комплексный показатель). Определение комплексного показателя К по формуле: *

ч ' .

допускается, если члсло n частных показателей К не более трех и их зависимость от аргументов имеет линейный характер. В противном случае:

(- Функция, нормирующая весовую значимость соответствующего пока­зателя К.

Если технологичность характеризует пригодность к производству конструкций прибора, то оценка серийнопригодности позволяет оценить правильность назначения допусков на выходные параметры прибо­ров, возможность выпускать продукция в пределах допусков, установ­ленных в ТУ.

Показателем серийнопригодности служит вероятность нахождения выходных параметров прибора в заданных допусках на момент оконча­ния процесса производства.

4-й учебный вопрос: Определение сборочного состава изделия. Составление технологической схемы сборки

Необходимой предпосылкой для проектирования технологического процесса сборки является построение схемы сборочного состава (ССС), представляющей графическое изображение маршрута сборки с указанием деталей и сборочных единиц. Такая схема позволяет о высокой степенью наглядности показать взаимосвязь конструктивных и сборочных элемен­тов изделия, составить представление о его собираемости, технологич­ности, использовать ее для дифференциации или интеграции сборочных работ (т.е. расчленения техпроцесса на меньшее или большее число операций, с учетом конкретных производственных условий). При этом элементы которые могут быть сняты с изделия (или установлены на него) не в разобранном виде, представляют собой технологические сборочные единицы. Детали, которые могут быть сняты отдельно от сбо­рочных единиц, являются самостоятельными элементами. Они использу­ются для образования сборочных единиц более высокого порядка или для сборки изделия в целом.

Следует отметить, что ССС не дает представления о последова­тельности сборки и способах обеспечения соединений. Последователь­ность сборки, способы обеспечения соединений, периодичность и содер­жание процесса регулировки, испытания и контроля дает технологичес­кая схема сборки. Пример построения ССС и технологической схемы оборки показан на стр.85. Для образования технологической схемы сборки на ССС наносят в соответствующих точках технологические указания (например, "расточить в сборе"). При построении пользуются следующими правилами.

1. Каждый компонент изделия на схеме обозначают прямоугольни­ком, разделенным на три части в числителе наименование компонента, в знаменателе номер и количество их. В некоторые детали включают и основные материалы (материалы, остающиеся в изде­лии - припои, лики, краски и др.), оформляя их на схеме аналогично деталям.

2. Сначала составляют схемы для отдельных сборочных единиц в виде различных вариантов последовательности сборки. После опреде­ления оптимальных вариантов их компонуют в одну, сборочную схему, которая завершается собранным изделием.

3. Сборочные единицы или детали, собираемые между собой и с собранными ранее частями изделия одновременно, присоединяются к сборочной линии в одной точке: детали или сборочные единицы, при­соединенные к линии сборки в разных точках или не могут быть со­браны одновременно, без перерыва во времени, или их одновременная сборка не является технической необходимостью. Крепежные детали указываются в той точке сборочной линии в которой показано со­единение прикрепляемых или сборочных единиц.

4. Несколько деталей или сборочных единиц, устанавливаемых после их предварительной сборки, но без образования сборочной единицы, изображаются на схеме и присоединяются к дополнительной ли­нии сборки в последовательности их соединения; дополнительная ли­ния сборки подводится к основной в точке выполнения перехода уста­новки и крепления этих деталей. Несколько одинаковых деталей на сборочных единиц, одновременно соединяющихся с собранной ранее частью изделия показываются одним условным знаком; их количество указывается цифрой.

Кроме изложенных выше методов качественного анализа разработа­ны количественные характеристики схем (табл. 1.1), такие, как - степень сложности сборочного состава, отражающая количество ступеней сборки;

- средняя полнота сборочного состава изделия;

- модуль расчлененности для сравниваем; с технологических про­цессов сборки;

- коэффициент средней точности сборочных работ.

После построения схемы производят технологический анализ изде­лия и его сборки. При этом определяют:

1. Возможную наибольшую допустимую степень расчленения изделия и процесса.

2. Возможность суммирования элементов изделия и процесса для обеспечения заданного ритма сборки.

3. Характер конструктивных и технологических соединений в из­делии.

4. Разновидности регулировки, возможность их совершенствования, возможность устранения пригонки.

5. Технико-экономическую целесообразность применения новых и известных прогрессивных способов соединения деталей и естественных процессов (сушки, вакуумирования и т.д.).

5-й учебный вопрос: Разработка технологического маршрута.

Маршрутная технология - это план сборки, последовательность ж содержание сборочных операций общей и узловой сборки, контрольных операций. За основу здесь берется схема сборочного состава, технологическая схема сборки. При этом необходимо определить такт сборки и учитывать организационную форму сборки (дифференциацию или концентрацию технологического процесса), рассмотренные на стр.16

Составление подробного технологического процесса с разделением его на операции и перехода при единичном выпуске изделий часто экономически не оправдано, т.к. такая работа связана с большими затратами средств и времени. В таких случаях составляют только маршрутную технологию. В серийном и особенно в массовом производстве составляют детализированный технологический процесс.

Разрабатывая порядок и содержание сборочных операций необходи­мо учитывать следующие правила и обстоятельства: - предшествующие операции не должны затруднять выполнение последующих:

- нельзя ли данную операцию совместить с другой целиком или с несколькими другими, разделив ее на части;

- нельзя ли упростить сложную операцию, выделив часть её в самостоятельную операцию;

- после наиболее ответственных операций, а также после операций, содержащих регулировку или пригонку, вводится обя­зательный контроль;

- нельзя ли данную технологическую операцию совместить с контрольной;

- необходимо проанализировать возможные варианты последовательностей и выбрать наилучшую.

Выполняемая на каждом рабочем месте работа должна быть по своему характеру однородной и отличаться определенной законченностью. Не следует объединять в одну операцию перехода» относящиеся ж раз­личным технологическим процессам соединения или соединения в регулировки. Длительность операций определяют укрупнено по нормативам с последующим уточнением и корректировкой.

После окончания формирования операций иногда осуществляют опытную сборку одного экземпляра изделия или небольшой партия и уточ­няют трудоемкость намеченных операций, проводя хронометрирование частичное перераспределение работ.

6-й учебный вопрос: Разработка операционной технологии.

При разработке операций решают следующие задачи:

I) определяют содержание переходов и последовательность

их выполнения; 2)анализируют метод выполнения данной операции;

3) подбирают оборудование и режимы его работы;

4) уточняют технологическую оснастку, рабочий и меритель­ный инструмент, рабочие и контрольные приспособления, схему базирования и закрепления изделия;

б) определяют вспомогательные материалы. Сюда относятся различные реактивы, ткань для протирки, флюсы для пай­ки:, и т.п.

6) осуществляют нормирование сборочных работ;

7) определяют разряд работ.

Анализ конструкции и технологической документации серийных изделий показывает (5), что для большинства сборочных работ можно разработать нормализованные или типовые операции, применяе­мые для изделий, сходных по назначению.

При нормализации были выделены следующие классы типовых операций:

1) вспомогательные и подготовительные операции - установка изделии на сборочную позицию, расконсервация, распаковка и проверка готовых изделий, очистка к т.п.;

2) операции крепления и стыковки (в зависимости от типа соединения);

3) класс операций прокладки и соединения трубопроводов, электрожгутов, радиокабелей, тяг механических передач;

4) класс операций регулировка и отладки функционирования систем;

5) класс операций приемо-сдаточного контроля;

6) класс специальных операций, специфичных только для данной конструкции.

В типовых операциях дают, я рекомендации по выбору технологических режимов, оборудования, приспособлений, нормы времени. Для специальных операций сборочное оборудование и инструмент подбирается по каталогу. Метод сборки определяет тип оборудования (пресс, сварочный аппарат), а размеры изделия - основные размеры оборудования. Расчет режимов осуществления некоторых соединений дан в главе 3 или в специальной литературе (14, 15, 21, 23).

Проектирование сборочной операции - задача многовариантная. Вариант оцениваются по себестоимости и производительности. Стоимость выполнения сборочной операции Sо может быть определена, как сумма заработной платы сборщику за выполнение операции, амор­тизации оборудования и накладных расходов, отнесенных к одной операции(12).

- норма штучного времени, мин;

- часовая заработная плата сборщика;

- процент цеховых накладных расходов на заработную плату;

- процент к заработной плате статьи накладных расходов -амортизация оборудования;

- годовой процент амортизационных отчислений;

- стоимость оборудования, руб;

- годовой эффективный фонд временя работы оборудования, г

- коэффициент загрузки оборудования. Производительность работы сборщика определяется нормированием работ. Техническая норма времени на выполнение сборки - это время, необходимое для выполнения определенной работы, при обеспечении за данного качества в оптимальных организационных, технических и технологических условиях.

В связи с тем, что в единичных условиях технологический про­цесс разрабатывается укрупнено, соответственно и нормы времени на выполнение операций назначаются укрупненные, обычно суммарное зна­чение основного я вспомогательного временя» как по переходам, так ж на операцию в целом.

Для крупносерийного производства разрабатывают дифференцированные элементные нормативы времени с учетом переходов, приемов работ и трудовых достижений.

Норма штучного временя на сборочную операцию определяется формулой

где основное время;

вспомогательное время;

- время на обслуживание рабочего места;

~Ьп - время перерывов;

Заключение.

Лекция разработана «___»________20__г.

________________(Фомина М.В.)