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