Основы технологии производства радиоэлектронной аппаратуры

Кроме технологических  операций в состав ТП включают ряд  необходимых для его осуществления вспомогательных операций (транспортных, контрольных, маркировочных и т. п.).

Технологические операции, в свою очередь, делят на установы, позиции, переходы, приёмы.

Установ или установка - часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки (заготовок) или собираемой сборочной единицы.

Технологический переход (переход) - законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке.

Вспомогательный переход - законченная часть технологической операции, которая не сопровождается изменением формы или состояния заготовки, но необходима для выполнения технологического перехода. Например, установка заготовки, ее закрепление и т. д.

Проход - часть перехода, заключающаяся в снятии одного слоя материала с обрабатываемой поверхности.

Рабочий ход - законченная часть перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, шероховатости или свойств заготовки.

Вспомогательный ход - законченная часть перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки без изменения формы, размеров, шероховатости или свойств заготовки.

Холостой  ход - то же, что и вспомогательный ход для станков-автоматов.

Позиция - каждое новое положение заготовки относительно инструментов при неизменном ее закреплении в приспособлении. Например, поворотное многопозиционное приспособление.

Прием - это законченная совокупность действий человека в процессе выполнения работы или подготовки к ней, объединённых одним целевым назначением (пуск станка, выключение и т. п.).

Рабочее место - часть производственной площади, оснащенной основным технологическим и вспомогательным оборудованием и средствами, закрепленными для выполнения операции.

Такт  выпуска - интервал времени, через который производится выпуск изделий. Например, 1 компьютер через 10 мин.

Ритм  выпуска (производительность) - обратная величина такта - количество изделий в единицу времени.

Типы производства. В зависимости от номенклатуры, регулярности, стабильности и объёма выпуска изделий выделяют три основных типа производства продукции - единичное, серийное и массовое.

Единичное производство характеризуется широтой номенклатуры и единичным или малым объёмом выпуска изделий. При этом под объёмом выпуска подразумевается количество изделий определённых наименований, типоразмера и исполнения, изготовляемых предприятием или его подразделениями в течение планируемого интервала времени, процесс изготовления которых не повторяется или повторяется через неопределенный промежуток времени.

На предприятиях единичного производства количество выпускаемых  изделий и размеры операционных партий заготовок и сборочных единиц, поступающих на рабочие места для выполнения технологических операций, исчисляются штуками и десятками штук. На рабочих местах выполняются разнообразные технологические операции, повторяющиеся нерегулярно или неповторяющиеся совсем, используется универсальное точное оборудование. Специальные инструменты и приспособления, как правило, не применяют, уровень механизации низкий. Взаимозаменяемость деталей и узлов во многих случаях отсутствует, широко распространена пригонка по месту. Все это требует высокой квалификация рабочих, т.к. от неё существенно зависит качество выпускаемой продукции. Всеми этими факторами определяется также и высокая себестоимость аппаратуры.

Серийное  производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями. В зависимости от количества изделий в партии различают мелко- , средне- и крупносерийное производство. Выпуск партий еженедельный, ежемесячный или ежеквартальный. Объём выпуска изделий серийного типа колеблется от десятков и сотен до тысяч единиц.

Для серийного  производства характерно использование универсального, специализированного и автоматизированного оборудования и оснастки, для крупносерийного производства используют специальное и автоматическое оборудование. Оборудование расставляется по технологическим группам с учётом направления основных грузопотоков цехов по предметно - замкнутым участкам. Технологическая оснастка в основном универсальная, однако, во многих случаях (особенно в крупносерийном производстве) используется специальная высокопроизводительная оснастка. Для многономенклатурного серийного производства экономически выгодно использование гибких производственных систем (ГПС), для которых используют автоматизированную систему технологической подготовки производства (АСТПП), автоматизированную систему управления технологическими процессами (АСУТП).

Средняя квалификация рабочих  в серийном производстве обычно ниже, чем в единичном, т.к. наряду с рабочими высокой квалификации, работающими на сложном универсальном оборудовании, используются рабочие-операторы, работающие на настроенных станках, а производительность труда выше, чем при единичном производстве. В зависимости от объёма выпуска и особенностей изделий обеспечивается частичная взаимозаменяемость деталей и групповая взаимозаменяемость сборочных единиц, однако в ряде случаев на сборке применяется компенсация размеров и пригонка по месту.

Массовое  производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объёмом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых в течение длительного периода времени. Коэффициент закрепления операций массового производства равен 1, т.е. на каждом рабочем месте закрепляется выполнение одной постоянно повторяющейся операции, требующей использования рабочих невысокой квалификации. При этом используется специальное высокопроизводительное оборудование, которое расставляется по ходу технологического процесса с промежуточными складами - накопителями деталей и сборочных единиц, и во многих случаях связывается конвейерами с постами промежуточного автоматического контроля. Оборудование и оснастка, как правило, специальное, дорогое и высокопроизводительное, требуемая точность достигается методами автоматического получения размеров на настроенных станках при обеспечении взаимозаменяемости обрабатываемых заготовок и собираемых узлов. Для массового производства возможно изготовление продукции на автоматических линиях, цехах и даже автоматических заводах.

Технологические процессы в производстве РЭА. В производстве элементов, сборочных единиц и устройств РЭА используется большой комплекс ТП, основанных на различных физических и химических методах обработки материалов.

Производство печатных плат (ПП) основано на химическом, аддитивном, электрохимическом и комбинированном методах изготовления. Они различаются способами получения рисунка печатного монтажа и токопроводящего слоя. Промышленное применение нашли сеткографический способ офсетной печати, а также способ фотоформирования рисунка как наиболее перспективный при повышении плотности печатного монтажа и уменьшении ширины проводников. Проводящий слой получают травлением, химическим или химико-гальваническим наращиванием. Для указанных методов применяются типовые технологические операции: механическая обработка, нанесение рисунка, травления, химическое или химико-гальваническое осаждение меди, удаление защитной маски.

Производство сборочных  единиц и модулей РЭА основано на сборке и электрическом монтаже. Электромонтажные работы по получению  контактных соединений выполняют различными методами: пайкой, сваркой, склеиванием, накруткой, механическим контактированием, а также электрическим монтажом (печатным, жгутовым, проводным на платах, плоскими кабелями).

Механическое контактирование  модулей более высоких уровней осуществляют с помощью электрических соединителей (разъёмов). Технология их изготовления построена на типовых операциях холодной листовой штамповки, переработки пластмасс, механической и химической обработки.

Создание гибридных  тонкоплёночных ИС основано на ТП термического и вакуумного напыления и распыления материалов с помощью ионной бомбардировки. Производство толстоплёночных ИС основано на нанесении элементов способом сеткографической печати, т.е. путём продавливания смеси мелкодисперсных порошков соответствующих материалов (резистивных, диэлектрических, проводящих) через сетчатый трафарет с последующей сушкой, вжиганием и подгонкой толстоплёночных элементов.

Виды технологических процессов. Технологические процессы в зависимости от подробности их разработки, типизации, наличия оборудования и объема выпуска изделий классифицируют на следующие виды:

• проектный (начальная стадия, много вариантов);
• рабочий (конкретный, для работы);
• единичный (ТП только на данное изделие, как правило, массовое производство);
• типовой (на конструктивно подобные изделия, например, на изготовление печатных плат);
• групповой (на технологически подобные изделия для мелкосерийного, многономенклатурного производства);
• временный (оперативный), для имеющегося на предприятии оборудования при изготовлении пробных изделий;
• стандартный (обязательный к применению в отрасли, государстве. Например, стандартные методики испытания электронно-вычислительной аппаратуры);
• перспективный (для вновь разрабатываемых производств или модернизации старых предприятий);
• маршрутный;
• операционный;
• маршрутно-операционный.

Последние три определяют степень подробности разработки ТП. Маршрутный процесс определяет порядок (маршрут) следования операций, их вид и наименование, оборудование и оснастку для выполнения операций, трудоемкость выполнения операций и квалификацию работников. Для мелкосерийного производства достаточна разработка маршрутной технологии. При этом все параметры разработки заносятся в маршрутные карты.

Для средне- и крупносерийного, а также массового производств  после маршрутной технологии следует  разработка операционной технологии, при этом каждая операция разрабатывается подробно, устанавливаются оборудование и оснастка, выбираются или рассчитываются технологические режимы. Операция дробится на технологические переходы, вычерчивается эскиз операции с установочными базами и настроечными размерами. Рассчитывается операционное время (t_оп) и устанавливается норма штучного времени (Т_шт). Данные разработки заносятся в операционные карты.

Маршрутно-операционная технология применяется, когда на отдельные наиболее сложные операции маршрутной технологии разрабатывается операционная технология.

Исходными данными для  разработки технологических процессов  являются:

• конструкторская документация на изделие (сборочные чертежи, рабочие чертежи, электрические схемы, монтажные схемы);
• технические требования на изделие, где указываются дополнительные требования к изделию, например, маркировка, виды контроля и испытаний;
• спецификация на входящие в изделие компоненты;
• объем выпуска продукции;
• сроки выпуска (еженедельно, ежемесячно, ежеквартально);
• наличие технологического оборудования, оснастки;
• справочная, нормативная литература, программы.

10.3. организация  технологической подготовки производства [2, 3]

Рациональная организация  производственного процесса невозможна без проведения технологической подготовки производства  (ТПП), которая должна обеспечивать полную готовность предприятия к производству изделий РЭА в соответствии с заданными технико-экономическими показателями на высоком техническом уровне с минимальными трудовыми и материальными затратами.

Технологическая подготовка производства - совокупность методов  организации, управления и решения  технологических задач на основе комплексной стандартизации, автоматизации и средств технологического оснащения. Она базируется на единой системе технологической подготовки производства (ГОСТ 14.002-83). Стандарты ЕСТПП устанавливают общие правила организации управления производством, предусматривают применение прогрессивных ТП, стандартной технологической оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации производственных процессов и инженерно-технических и управленческих работ (ГОСТ 14.001-83).

    Основные задачи планирования ТПП: определение состава, объёма и сроков работ по подразделениям; выявление оптимальной последовательности и рационального сочетания работ. Изготавливаемые блоки, сборочные единицы и детали РЭА распределяют по производственным подразделениям, определяют трудовые и материальные затраты, проектируют технологические процессы и средства оснащения. При этом решают следующие задачи.

1. Отработка конструкции изделия на технологичность. Ведущие технологи проводят технологический контроль конструкторской документации, оценку уровня технологичности конструкции изделия, отработку конструкции изделия на технологичность.

2. Прогнозирование развития технологии. Изучение передового опыта в области технологии и подготовка рекомендаций по его использованию. Проведение лабораторных исследований по новым технологическим решениям, выявленным в процессе прогнозирования.

3. Стандартизация технологических процессов. Проводится анализ конструктивных особенностей деталей, сборочных единиц и их элементов, обобщение результатов анализа и подготовка рекомендаций по их стандартизации, разработке типовых технологических процессов (ТТП).

4. Группирование технологических процессов. Осуществляется анализ и уточнение границ классификационных групп деталей, сборочных единиц, разработка групповых ТП.

5. Технологическое оснащение. Выполняется унификация и стандартизация средств технологического оснащения, выявляется трудоёмкая оригинальная оснастка, определяется потребность в универсальной таре для деталей и сборочных единиц. Проектирование и оснащение рабочих мест проводится согласно групповым и типовым технологическим процессам.

6. Оценка уровня технологии. Определяется уровень технологии на данном предприятии, устанавливаются основные направления и пути повышения уровня технологии.

7. Организация и управление процессом ТПП. Распределение номенклатуры деталей и сборочных единиц между технологическими бюро, выявление узких мест в ТПП и мер по их ликвидации, контроль за выполнением работ по ТПП.

8. Разработка технологических процессов. Разрабатывают новые и совершенствуют действующие единичные ТП и процессы технического контроля заготовок, деталей, сборки и испытания составных частей и изделий в целом, проводят корректировку ТП.

9. Проектирование средств специального технологического оснащения. Выбор вариантов специального технологического оборудования, выпускаемого промышленностью, или разработка технических заданий на его проектирование. Проектирование специального инструмента, приспособлений, штампов, пресс-форм и другой оснастки.

10. Разработка норм. Разработка технически обоснованных норм расхода материалов, затрат труда и времени на выполнение операций. Разработка стоимостных затрат по цехам для обеспечения хозрасчётной деятельности.