Учебное пособие по организации курсового проекта по мдк 01. 01 Методы организации сборки и монтажа радиотехнических систем, устройств и блоков
 Скачать 91.48 Kb.
|
1 2 Государственное автономное образовательное учреждение среднего профессионального образования Свердловской области «Уральский радиотехнический колледж им. А.С. Попова» (ГАОУ СПО СО УРТК им. А.С. Попова) г. Екатеринбург, ул. Крауля, 168 Тел. 8(343) 242-50-64, 242-58-80 Учебное пособие по организации курсового проекта по МДК 01.01 « Методы организации сборки и монтажа радиотехнических систем, устройств и блоков» для специальности 11.02.01 «Радиоаппаратостроение» Категория: «Среднее профессиональное образование» Номинация: «Учебное пособие» Разработчик: Дубина Надежда Прокопьевна, преподаватель ГАОУ СПО СО УРТК им. А.С. Попова г. Екатеринбург, 2014 г. Содержание Курсовой проект по МДК 01.01 «Методы организации сборки и монтажа радиотехнических систем, устройств и блоков» преследует следующие цели: систематизировать и закрепить теоретические знания по предмету; сформировать навыки самостоятельной работы при разработке конструкторской документации и конкретных технологических процессов изготовления, сборки, монтажа и контроля РЭА и приборов; сформировать навыки по оформлению конструкторских и технологических документов; подготовить к дипломному проекту. Знания, полученные при выполнении курсового проекта, должны найти применение при выполнении конструкторско-технологической части дипломного проекта. Состав курсового проекта. Курсовой проект включает следующие документы: техническое задание, составленное и утвержденное согласно принятому порядку; пояснительная записка; чертеж печатной платы; чертеж сборочного узла, спецификация; технологические процессы сборки отдельных узлов, оформленные на технологических картах. Курсовой проект должен состоять из пояснительной записки 20-25 листов с приложением технологического процесса на 6-10 листах общепринятого образца согласно ЕСТД, чертежа печатной платы, чертежа сборочного узла, выполненных на формате А3-А1 в соответствии с ЕСКД. Пояснительная записка выполняется в следующей последовательности: Введение 1 Общий раздел 1.1 Анализ технического задания 1.2 Анализ схемы электрической принципиальной 1.3 Анализ элементной базы 2 Расчетный раздел 2.1 Расчет элементов рисунка печатного монтажа 2.2 Расчет надежности функционального узла 2.3 Расчет комплексного показателя технологичности 3 Конструкторско-технологический раздел 3.1 Разработка конструкции печатной платы 3.2Компановка и трассировка печатной платы 3.3 Описание конструкции изделия 3.4 Разработка технологического процесса сборки и монтаж 3.4.1 Технологический анализ изделия 3.4.2 Разработка технологического процесса сборки и монтажа 3.4.3Выбор и обоснование выбора основных и вспомогательных материалов 3.4.4 Выбор технологического оборудования и оснастки Заключение Список используемой литературы Приложения: 1 Перечень элементов 2 Спецификация 3 Маршрутная карта Графическая часть проекта Лист 1(Схема электрическая принципиальная ф.А2 или А3) Лист 2 (Чертеж печатной платы ф. А2 или А3) Лист 3 (Сборочный чертеж печатного узла ф. А2 или А3) Содержание пояснительной записки. Пояснительная записка к курсовому проекту состоит из следующих разделов. Введение В данном разделе определяются основные задачи курсового проектирования, проводится обзор методов проектирования электронных устройств РЭА. 1 Общий раздел 1.1 Анализ технического задания В данном подразделе необходимо провести анализ технического задания, т.е. определить характеристики проектируемого изделия, его эксплуатационные требования, тип производства. Анализ технического задания проводится в следующей последовательности: 1) Наименование изделия 2) Назначение изделия 3) Технические параметры, характеризующие основные свойства изделия (диапазон частот, выходная мощность, напряжение и т.д.) 4) Характеристики внешних воздействий: - температура окружающей среды - относительная влажность воздуха - атмосферное давление воздуха - механические воздействия и т.д. Характеристики внешних воздействий определяются условиями эксплуатации, определенными техническим заданием на курсовое проектирование. 5) Тип производства Тип производства определен техническим заданием на курсовое проектирование. 1.2 Анализ схемы электрической принципиальной В данном разделе дано краткое описание работы схемы электрической принципиальной. 1.3 Анализ элементной базы От правильного выбора элементной базы зависит надежность проектируемого узла. Выбор элементной базы зависит от климатических и механических условий эксплуатации изделия. В процессе курсового проектирования студенту необходимо обосновать выбор элементной базы своего изделия исходя из требований технического задания. Данные выбора элементной базы проектируемого устройства заносятся в таблицу 1. В столбце «Тип элемента» необходимо перечислить все типы элементов, объединенных в группы по номиналам. Таблица 1 – Допустимые уровни эксплуатации элементной базы
В проекте необходимо отразить комплектующую базу проектируемого изделия, вычертить эскизы комплектующих элементов, определить их установочные размеры, выбрать варианты формовки выводов и установки их на печатную плату, размеры выводов (диаметры выводов, длину, ширину вывода), обратить внимание на повторяемость элементов, степень использования стандартных и оригинальных деталей, возможность применения типовых процессов, процессов автоматизации и механизации при подготовке ЭРЭ и монтаже. В таблицу 2 заносятся конструктивные параметры элементной базы. Таблица 2-Конструктивные параметры элементной базы
Размещение навесных элементов на печатной плате производят в соответствии с ГОСТ 29137-91 «Формовка выводов и установка изделий электронной техники на печатную плату», ОСТ 45.010.030-92 «Электронные модули первого уровня РЭС. Установка изделий электронной техники на печатные платы». Размещение на печатной плате поверхностно-монтируемых компонентов под автоматизированную установку производят в соответствии с ГОСТ Р МЭК 61191-2-2010 «Печатные узлы. Поверхностный монтаж. Технические требования». Необходимо описать конструкцию с точки зрения возможности использования для ее сборки автоматических линий. 2 Расчетный раздел 2.1 Расчет элементов рисунка печатной платы Для выполнения чертежа печатной платы необходимо знать параметры элементов печатного монтажа. Для этого необходимо произвести расчет элементов печатного монтажа. Элементы рисунка печатного монтажа рассчитываем по ГОСТ Р 53429-2009 «Платы печатные. Основные параметры конструкции». Выбираем класс точности изготовления печатной платы, который определяет основные параметры элементов печатного монтажа (минимальная ширина проводников, минимальный зазор между элементами проводящего рисунка и др.). На основании исходных данным проводим расчет элементов печатного монтажа: 1) Расчет номинального диаметра отверстий вычисляем по формуле 1: d=dэл.+ r, ( 1) где d- номинальный диаметр отверстия, мм; dэл.- диаметр вывода элемента, мм; r- зазор, необходимый для свободной установки элемента с учетом отклонений диаметра отверстий (для dэл. <0,8 мм r=0,2 мм, для dэл.>0,8 мм r=0,3 мм, для автоматизированной установки ЭРЭ r=0,4 мм). Расчет номинального диаметра d проводим для всех диаметров выводов ЭРЭ. Определяемся с количеством типоразмеров диаметров отверстий, их должно быть не более трех. 2) Расчет номинального диаметра контактной площадки вычисляем по формуле (2): dк= d+2b+c, (2) где dк- номинальный диаметр контактной площадки, мм; d- номинальный диаметр отверстия, мм; b- необходимая радиальная толщина контактной площадки, мм; Определяем по классу точности. c- коэффициент, учитывающий влияние разброса межцентрового расстояния, мм; c=0,6 мм. 3) Расчет номинальной ширины проводников вычисляем по формуле (3): t= tн+/t0/, (3) где t- номинальная ширина проводника, мм; tн- необходимая ( минимальная) ширина проводника, мм; t0- предельное отклонение ширины проводника, мм. 4) Расчет номинального расстояния между соседними проводниками вычисляем по формуле (4): b = bн+ /to/, (4) где b- номинальная ширина проводника, мм; bн - необходимое ( минимальное) расcтояние между проводниками, мм; tо- - предельное отклонение ширины проводника, мм. Форма печатной платы выбирается, как правило, прямоугольной, кроме плат специальных ЭВМ. Размеры каждой стороны печатной платы должны быть кратными: 2,5 мм — при длине до 100 мм; 5,0 мм - при длине до 350мм; 10,0 мм - при длине более 350 мм. Максимальный размер любой из сторон должен быть не более 470 мм. Соотношение линейных размеров сторон печатной платы должно быть не более 3:1. По результатам расчета выполняется чертеж печатной платы. 2.2 Расчет надежности функционального узла Один из основных параметров РЭА - надежность - зависит как от надежности используемой элементной базы, так и от принятых схемотехнических и конструкторских решений. Учитывая значимость современной аппаратуры в человеческой деятельности, требования к надежности аппаратуры постоянно повышаются. Это связано с тем, что от правильной работы РЭА зависят ход выполнения технологического процесса, достоверность получения результатов измерений и обработки данных, и т.п. Вопросам повышения надежности РЭА на всех этапах ее проектирования и производства уделяется самое большое внимание. Под надежностью понимают свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработке при соблюдении режимов эксплуатации, правил технического обслуживания, хранения и транспортировки. Для оценки аппаратуры используются критерии надежности. Критерий надежности – признак, по которому оценивается надежность различных изделий, а характеристика – количественное значение критерия надежности конкретного изделия. К критериям надежности изделий для невосстанавливаемой аппаратуры относятся: интенсивность отказов (t); вероятность безотказной работы в течение определенного времени Р(t); вероятность отказа в течение определенного времени Q(t); средняя наработка до первого отказа Тср. Интенсивность отказов (t) - соотношение числа отказавших времени к среднему числу объектов, исправно работающих в данный отрезок времени при условии, что отказавшие объекты не восстанавливаются и не заменяются исправными. При расчете интенсивности отказов изделия по формуле (5) необходимо знать номенклатуру и количество входящих в схему элементов. При этом:  (5)где λ – интенсивность отказов элементов схемы, 1/ч; Интенсивность отказов элементов схемы приведена в приложении А; n1, n2, n3,…, nn – количество элементов каждого типа в схеме, шт; Вероятностью безотказной работы P (t) называется вероятность того, что при определенных условиях эксплуатации в заданном интервале времени не произойдет ни одного отказа. Вероятность безотказной работы рассчитывается по формуле (6):  (6)где e – основание натурального логарифма; t – время нормальной работы изделия, ч; Отказ и безотказная работа являются событиями несовместимыми и противоположными, поэтому безотказная работа рассчитывается по формуле (7):  (7)Средняя наработка до первого отказа Т ср. определяется по формуле (8) и связана с интенсивностью отказов следующим соотношением:  (8)По результатам расчета делаются выводы по надежности проектируемого печатного узла. 2.3 Расчет комплексного показателя технологичности Спроектированную конструкцию устройства РЭА технолог обязан проверить на технологичность - возможность изготовить эту конструкцию при конкретном типе производства. Если условия технологичности не соблюдены, то конструктор обязан доработать конструкцию (отработать на технологичность). Вопросы технологичности конструкции возникают в процессе подготовки производства к запуску нового изделия с целью подобрать оборудование, приспособления и оснастку. Основными регламентирующими документами для обработки изделий на технологичность являются: - ГОСТ 14.201-83. ЕСТПП «Общие правила отработки изделий на технологичность», - ГОСТ 14.202 - 83. ЕСТПП «Правила выбора показателей технологичности конструкции изделий», - ГОСТ 14.203 - 83. ЕСТПП «Правила обеспечения технологичности конструкции сборочных единиц». Стандарты ЕСТПП предусматривают обязательную отработку конструкции на технологичность. Учащийся в своем курсовом проекте дает количественную оценку технологичности конструкции узла. Основным показателем, используемым для оценки технологичности конструкции, является комплексный показатель технологичности конструкции. Методика расчета технологичности конструкции узла. Все блоки РЭА разбиты условно (по номенклатуре показателей) на 4 класса: электронные; радиотехнические; электромеханические, механические; соединительные, коммутационные, распределительные. Оценка технологичности сборочного узла ведется для электронных блоков. Исходные данные для расчета показателей технологичности вносятся в таблицу 3. Таблица 3- Исходные данные для электронного блока
По исходным данным, приведенным в таблице 3, ведем расчеты относительных показателей: 1) Коэффициент автоматизации и механизации монтажа по формуле (9): Кам = Нам/Нм, (9) где Нам - количество монтажных соединений, которые могут осуществляться (или осуществляются) механизированным или автоматизированным способом, то есть имеются механизмы, оборудование или оснащение (или техническая документация) для выполнения монтажных соединений, шт; Нм - общее количество монтажных соединений, шт. 2) Коэффициент использования микросхем и микросборок по формуле (10): Киме = Нмс / (Нмс + Нэрэ), (10) где Нмс - общее количество микросхем и микросборок в изделии, шт.; Нэрэ - общее количество ЭРЭ, шт. 3) Коэффициент механизации подготовки ЭРЭ к монтажу по формуле (11): Кмпэрэ = Нмпэрэ / Нэрэ, (11) где Нмпэрэ - количество ЭРЭ, шт., подготовка которых к монтажу может осуществляться (или осуществляется) механизированным или автоматизированным способом, то есть имеются механизмы, оборудование или оснащение (или техническая документация) для выполнения этих операций. В число таких ЭРЭ включаются ЭРЭ, не требующие специальной подготовки к монтажу (реле, разъемы, патроны и т.п.). 4) Коэффициент механизации контроля и настройки по формуле (12): Кмкн = Нмкн / Нкн, (12) где Нмкн - количество операций контроля и настройки, которые можно осуществлять механизированным или автоматизированным способом; Нкн - общее количество операций контроля и настройки. 5) Коэффициент повторяемости ЭРЭ по формуле (13): Кпов.эрэ =Нтэрэ/1- Нэрэ , (13) где Нтэрэ - общее количество типоразмеров ЭРЭ в изделии, шт. Под типоразмером ЭРЭ - понимается габаритный размер (без учета номинальных значений). 6) Коэффициент применяемости ЭРЭ по формуле (14): Кпэрэ = Нт.ор.эрэ/1 - Нтэрэ , (14) где Нт.ор.эрэ - количество типоразмеров оригинальных ЭРЭ в изделии, шт. К оригинальным деталям следует относить составные части (детали, узлы, ЭРЭ), разрабатываемые и изготовляемые впервые как самим предприятием-разработчиком, так и в порядке кооперирования с другими предприятиями. 6) Коэффициент прогрессивности формообразования деталей по формуле (15): Кф = Дпр / Д , (15) где Дпр - количество деталей, шт., заготовки которых или сами детали получены прогрессивными методами формообразования (штамповкой, прессованием, порошковой металлургией, литьем под давлением, пайкой, сваркой, склеиванием, из профилированного материала); Д - общее количество деталей (без нормализованного крепежа) в изделии, шт. Основным показателем, используемым для оценки технологичности конструкции, является комплексный показатель технологичности, определяемый с помощью базовых показателей по формуле (16):  (16) где Қi - значение показателя по таблице 4 состава базовых показателей соответствующего класса блоков; φi - функция, нормирующая весовую значимость показателей в зависимости от его порядкового номера в таблице; 1...S - порядковый номер показателя в ранжированной последовательности (место в таблице 4); ∑ φi - общее количество относительных частных показателей в таблице для данной стадии проектирования. Таблица 4 – Состав базовых показателей технологичности
1 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||