Технологичность конструкции.

Технологичность конструкции является одной из важнейших характеристик изделия. Под технологичностью изделия понимают совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее при­способленность к достижению оптимальных затрат при производ­стве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.

Различают производственную и эксплуатационную технологич­ность. Производственная технологичность конструкции изделия проявляется в сокращении затрат средств и времени на конструкторско-технологическую подготовку производства и процессы из­готовления, включая контроль и испытания; эксплуатационная технологичность — в сокращении затрат времени и средств на тех­ническое обслуживание и ремонт изделия.

Требования, предъявляемые к технологичности конструкции, меняются в зависимости от вида изделия, объема выпуска и типа производства. Изделие, технологичное в условиях мелкосерийно­го выпуска, может оказаться нетехнологичным при массовом изго­товлении. Наиболее целесообразным является отработка техно­логичности конструкции во время ее проектирования.

Основное содержание работ по обеспечению технологичности конструкции изделий на всех стадиях разработки конструкторской документации приведено в ГОСТ 14.201—83. Технологичность кон­струкции изделия можно оценить количественно и качественно.

Качественная оценка характеризует технологичность конструк­ции обобщенно на основании опыта исполнителя. Такая оценка допустима на всех стадиях проектирования, когда осуществляется выбор лучшего конструктивного решения и не требуется определе­ния степени технологичности сравниваемых вариантов. Качествен­ная оценка в процессе проектирования предшествует количествен­ной и определяет целесообразность ее проведения.

Количественная оценка осуществляется с помощью системы ба­зовых показателей.

По способу выражения характеризуемых признаков показатели технологичности могут быть абсолютные и относительные, а по количеству признаков— частные и комплексные. Частный показа­тель технологичности конструкции изделия характеризует одно из входящих в нее свойств, а комплексный показатель — несколько входящих в него частных и комплексных свойств.

Рекомендуемый перечень показателей технологичности конст­рукции изделий приведен в ГОСТ 14.201—83. Наиболее важными из них являются трудоемкость изготовления изделия и технологи­ческая себестоимость. В отраслевых стандартах, разрабатываемых на основе государственных стандартов, приводится номенклатура базовых (частных) показателей и методика их определения.

Значения базовых показателей применяются в пределах 0< <Кг<1. Увеличение показателя соответствует более высокой тех­нологичности изделия.

Таблица3. Базовые показатели технологичности

Коэффициент φ_i зависит от порядкового номера основных по­казателей технологичности, ранжированная последовательность ко­торых устанавливается экспертным путем:

где i — порядковый номер показателя в ранжированной последо­вательности.

Коэффициент использования микросхем и микросборок в блоке

где Н — общее количество микросхем и микросборок в изделии, шт.; Н эрэ — общее количество электрорадиоэлементов (ЭРЭ), шт.

К ЭРЭ относят микросхемы, микросборки, транзисторы, диоды, резисторы и т. п. Под типоразмером ЭРЭ понимается габаритный размер без учета номинальных значений.

Коэффициент автоматизации и механизации монтажа изделий

где Нам — количество монтажных соединений, которые могут осу­ществляться механизированным или автоматизированным спосо­бом, шт.; Нм — общее количество монтажных соединений, шт.

Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ЭРЭ к монтажу

где Н м.п.эрэ — количество ЭРЭ, подготовка которых к монтажу мо­жет осуществляться механизированным и автоматизированным способом, шт.

Коэффициент автоматизации и механизации операций конт­роля и настройки электрических параметров

где Нм.к.н — количество операций контроля и настройки, которое можно осуществить механизированным или автоматизированным способом, шт. (В число таких операций включаются операции, не требующие средств механизации); Н_{к н}— общее количество опе­раций контроля и настройки, шт. Коэффициент повторяемости ЭРЭ

где Н т.эрэ — общее количество типоразмеров ЭРЭ в изделии, шт. Коэффициент применяемости ЭРЭ

где Н _т.ор.эрэ — количество типоразмеров оригинальных ЭРЭ в из­делии, шт.

Коэффициент прогрессивности формообразования деталей

где Д_пр — количество деталей, полученных прогрессивными мето­дами формообразования (штамповкой, прессованием, литьем под давлением и т. п.), шт.; Д — общее количество деталей (без нор­мализованного крепежа) в изделии, шт.

Основным показателем, используемым для оценки технологич­ности конструкции, является комплексный показатель технологич­ности конструкции изделия

где Ki — значение показателя, определяемого по таблице состава базовых показателей; φ — коэффициент, нормирующий весовую значимость показателя в зависимости от его порядкового номера в таблице; п — общее количество частных показателей; i — поряд­ковый номер показателя в ранжированной последовательности.

Уровень технологичности конструкции изделия при известном нормативном показателе оценивается отношением полученного комплексного показателя к нормативному, которое должно удов­летворять условию К/К_Н 1.

Нормативное значение показателя К_нтехнологичности конст­рукций блоков электронно-вычислительной техники для условий серийного производства составляет 0,5.. 0,8, а для опытного про­изводства — 0,4... 0,7.

При анализе полученных результатов необходимо учитывать сложность изделия и уровень основного производства завода-изго­товителя.

Конструкция детали должна отвечать следующим требованиям: состоять из стандартных и унифицированных элементов, изготов­ляться из стандартных заготовок, иметь оптимальные точность и шероховатость поверхностей, обеспечивать возможность примене­ния стандартных и типовых процессов ее изготовления, а также возможность одновременного изготовления нескольких деталей и ' применения наиболее прогрессивных процессов формообразования: литья под давлением, литья по выплавляемым моделям, прессова­ния пластмасс, металлокерамики, холодной штамповки.

4.2Выбор варианта технологического процесса

Основными критериями для выбора оптимального варианта технологического процесса являются себестоимость и производи­тельность.

Себестоимость изделия. Себестоимость слагается из стоимости основных материалов, заработной платы производственных рабо­чих и суммы косвенных затрат, исчисляемых в процентах к- зара­ботной плате.

При сравнительном анализе технологических процессов нет необходимости в определении полной себестоимости. Достаточно ограничиться технологической себестоимостью — той частью себе­стоимости, которая зависит от варианта технологического процес­са. Например, если сравниваемые варианты процессов или опера­ций предусматривают изготовление деталей . из одной и той же заготовки, то стоимость ее можно не включать в технологическую себестоимость операций. Для упрощения расчетов необходимо также исключать все малозначительные затраты, которые не ока­зывают существенного влияния на итоговые результаты.

Технологическая себестоимость единицы продукции

где а — текущие (переменные) расходы на одну деталь; b — еди­новременные (постоянные) расходы на годовую программу; Nгод — годовая программа выпуска.

Из уравнения (5.5) следует, что при прочих, равных условиях себестоимость зависит от количества изготовляемых деталей.

Технологическая себестоимость изготовления годовой програм­мы

К текущим расходам, повторяющимся при изготовлении каждой детали, относятся расходы на основной материал заработную плату производственных рабочих З_ш и расходы, связанные с работой оборудования Р:

Расходы на основной материал можно определить по фор­муле

где С_м — цена 1 кг материала; q_ы —количество расходуемого ма­териала, кг; С₀ —цена 1 кг реализуемых отходов; q₀ — количест­во реализуемых отходов, кг.

Расходы на заработную плату производственных рабочих

где Т_ш — норма штучного времени на операцию; S — часовая ставка рабочего, устанавливаемая по тарифной сетке в соответ­ствии с квалификацией рабочего; по — число операций.

Расходы, связанные с работой оборудования (например, рас­ходы на ремонт, амортизацию, смазывающие и охлаждающие жидкости и др.), определяются на основании соответствующих нормативов.

К единовременным расходам Ъ относятся расходы на изготов­ление специальной оснастки i и оплату подготовительно-заключи­тельного времени З_п.з.:

где k — коэффициент амортизации и эксплуатации оснастки (при двухлетнем сроке службы оснастки k=0,5; с учетом расходов на эксплуатацию, которые принимаются равными 20% от ее стоимо­сти, k=0,7; при годовом сроке службы k=l,2).

Расходы на оплату подготовительно-заключительного времени определяются по формуле

где Т_п.з — норма подготовительно-заключительного времени (на одну наладку); S — часовая ставка наладчиков; г —число нала­док (партий) в год.

Количество деталей в партии принимают исходя из запаса, необходимого для обеспечения процесса сборки.

Уравнение себестоимости одной детали можно представить в виде гиперболы (рис. 5.1, а), а уравнение себестоимости в объеме годовой программы — прямой линией (рис. 5.1, б), отсекаю­щей на оси ординат отрезок b.

Сравнение вариантов технологического процесса по себестои­мости можно произвести следующим образом. Пусть технологи­ческая себестоимость при первом варианте, а во втором варианте

Если сумма единовременных затрат в каждом варианте (I н 11) не меняется, то графически их можно представить в виде пря­мых линий (рис. 5.1, в). Точка пересечения А определяет крити­ческое количество детали Nкp, при котором оба варианта будут равноценными, т. е. откуда

Вывод. При количестве деталей меньше критического более экономич­ным будет первый вариант с текущими затратами ai и единовременными b1 а при увеличении количества деталей свыше критического более экономичным будет второй вариант.

Производительность. При выборе оптимального варианта тех­нологического процесса по производительности определяется ко­личество изделий, при котором трудовые затраты по сравнивае­мым вариантам будут одинаковыми.

До оптимальным будет второй вариант, а при — первый вариант.

Коэффициент эффективности использования времени — отно­шение основного времени, необходимого для выполнения данной операции, к вспомогательному времени:

Коэффициент стабильности технологического процесса опреде­ляет способность обеспечить выход годных изделий в течение оп­ределенного периода времени:

где η_min — минимальный выход годных деталей за определенное календарное время, %; η_ср — среднее значение выхода годных деталей за тот же период времени, %.

Коэффициент автоматизации (механизации) технологического процесса

где Т_Р — время участия рабочего (оператора) в цикле; Т_{О. Ц} — дли­тельность операционного цикла.

Коэффициент оснащенности технологического процесса оборудованием и оснасткой

где — число наименований стандартных и унифицированных видов оборудования и технологической оснастки; N_i — общее число наименований оборудования и технологической оснастки.

Коэффициент готовности оборудования и технологической ос­настки к выпуску данной продукции

где Q_Ф — фактическое число единиц оборудования и технологиче­ской оснастки; Q_T — требуемое число единиц оборудования и тех­нологической оснастки; S_Ф, S_T — стоимость единицы соответствен­но фактического оборудования и требуемой оснастки.

Коэффициент использования материалов

где М_Гi — количество i-гo материала в готовом изделии, кг или шт.; S_i — стоимость единицы измерения i-гo материала, руб. (i = = 1, 2,..., k — число наименований материалов); М_рi — количествoi-гo материала, расходуемого в процессе производства на операции, т. е. норма расхода с учетом запуска, кг или шт.

Коэффициент использования паспортной производительности оборудования для механизированных и автоматизированных ра­бот

для ручных работ

где К_{т.и i} — коэффициент технического использования оборудова­ния на 1-й операции; η_i — коэффициент выхода годных на i-й опе­рации; F_Эф — эффективный фонд времени (на одного рабочего в одну смену), ч; F_общ — общий фонд рабочего времени за смену, ч.

Коэффициент трудоемкости подготовки производства

где t_К, t_Т — трудоемкость конструкторской и технологической под­готовки соответственно, ч.

Коэффициент стандартизации операции К_СТпредставляет собой отношение количества стандартных C_i и унифицированных Y_i опе­раций к общему числу операций n_i.

где Q_i — количество оригинальных операций.

Заключение

На основе технического задания в ходе выполнения курсового проекта были рассмотрены основные требования к конструированию и проектированию приставки-индикатора набираемого номера. В результате выполнения работы были сделаны:

1. Выбор и обоснование формы и материала конструкции ;

2.Расчет размеров печатной платы и несущей конструкции изделия ;

3. Проектировка электромонтажа;

4.Произведены расчеты по устранению дестабилизирующих воздействий ;

5. Выбран способ охлаждения.

6.Произведен расчет на механические воздействия.

В процессе выполнения проекта были закреплены теоретические знания, освоение методов конструирования и проектировки, а также будут изучены методы инженерных расчетов и конструкторско-технологических решений.

Литература

1. Е.М. Парфенов и др. Проектирование конструкций РЭА: Учебное пособие для ВУЗов. 1989г.

2. Н.Н. Ушаков. Технология производства ЭВМ. 1991г.

3. Несущие конструкции РЭА П.И. Овсищера .1988г.

4. С.К. Юнусов, И.Л. Зеленин. Конструирование и микроминиатюризация РЭА. Учебное пособие. Махачкала, 1985г.

5. Справочник конструктора РЭА. Общие принципы конструирования.Р.Г. Варламова. 1980 г.

6. П.П. Гелль ,Н.К. Иванов – Есипович. Конструирование и микроминиатюризация РЭА. 1984г.

7. Варламов Р.Г. - Справочник конструктора РЭА. Общие принципы конструирования.1980г.

8. Мальцева Л.А. Основы цифровой техники.1986г.

Н.Н. Ушаков. Технология производства ЭВМ. 1991г.

Содержание:

1.Введение ………………………………………………………………………… .1

2.Анализ технического задания, разработка технических требований к проектированию…………………………………………………………….……..…2

2.1. Анализ схемы электрической………………………………….………..…..…..2

2.1.1. Описание работы схемы. ………………………………………….……..…...2

2.1.2. Анализ электромагнитной совместимости схемы……………..………….... 5

2.1.3. Тепловой анализ схемы . …………………………………………….…..…...6

2.1.4. Функциональный анализ элементов схемы. …………………………...…....7

2.1.5. Анализ схемы на функциональную законченность . ………………………..7

2.2 .Анализ объекта установки , разработка технических требований по

защите изделия от дестабилизирующих воздействий.… ……… ………………... 7

2.3. Разработка эргономических требований и требований по безопасному

обслуживанию изделия………………………………………………………….….. 9

2.4.Разработка требований к технологичности конструкции. ……………………11

3.Конструкторское проектирование . ………………………………………..……12

3.1.Проектирование несущей конструкции и компоновка изделия……….…… 12

3.2.Проектирование электромонтажа ……………………………………….…... 16

3.3. Проектные решения по защите изделия от дестабилизирующих

воздействий ……………………………………………………………….………. 17

3.3.1. Влага , пыль , грибковые образования…………………………….…….... 17

3.3.2 Тепловые воздействия . ………………………………….……………….…19

3.3.3 Механические воздействия ……………………………………….……….. 20

3.3.4Паразитные связи и наводки …………………………………………………. 21

3.4 Проектные решения по обслуживанию эргономики и безопасного

обслуживания изделия.……………………………………………………………..………………..21

3.5. Обеспечение технологичности конструкции изделия………………………. 24

3.6. Конструкторские расчеты. …………………………………………………..... 26

3.6.1 . Выбор способа охлаждения. ……………………………………………..... 25

3.6.2. Расчет на механические воздействия………………………………..…….. 26

4.Технологическое проектирование. ………………………………..…………..…28

4.1 .Технологичность конструкции ………………………………..……………...28

4.2.Выбор варианта технологического процесса ……………………………….... 33

5.Заключение……………………………………………………...………………....39

6.Литература ……………………………………………………..…………………40