Разработка технологического процесса сборки измерителя H21э транзисторов

При современном конструировании радиоэлектронных аппаратов необходимо в первую очередь учитывать конструктивно-технологические особенности РЭА, включают функционально-узловой принцип конструирования, технологичность, минимальные габаритно-массовые показатели, ремонтопригодность, защиту от внешних воздействий. Необходимо обеспечить оптимальную надежность функционирования, в которую входят: вероятность безотказной работы, среднее время наработки на отказ, среднее время восстановления работоспособности, долговечность и т.д.

Кроме того, производство РЭА должно быть экономически эффективно. При проектировании технологических процессов (ТП) следует предусматривать сокращение длительности и трудоемкости этапа подготовки производства, капитальных затрат, численности сложных и трудоемких операций, использование минимального числа стандартных, унифицированных и типовых сборочных единиц, функциональных узлов РЭА, а также предусматривать изготовление минимального числа сборочных единиц. В настоящее время основными направлениями развития РЭА, позволяющими решать задачи уменьшения габаритов и массы аппаратуры, повышение ее надежности и технологичности, являются микро миниатюризация аппаратуры, повышение степени интеграции и комплексный подход к разработке, конструированию и технологии производства РЭА. (1)

Цель работы – систематизировать и закрепить теоретические знания, полученные при изучении данного курса.

1. Анализ технического задания

1.1 Технические характеристики объекта производства

Назначение изделия, область применения

Цифровой измеритель h_21э транзисторов предназначен для измерения коэффициента передачи тока малой, средней и большой мощности большого числа транзисторов, а также составных при напряжении коллектор-эмиттер около 4В. Данный прибор применим на заводах-изготовителях транзисторов, а также в лабораториях заводов-изготовителей и обслуживающих станциях РЭА.

Принцип работы устройства

Данный прибор позволяет, благодаря наличию трех диапазонов изменения h21э (5…200,50…2000, 500…20000) и возможности выбора одного из пяти фиксированных токов эмиттера (0.1, 1, 10, 100, 1000 мА), измерять коэффициент передачи тока большого числа транзисторов малой, средней и большой мощности, а также составных при напряжении коллектор-эмиттер около 4В. Выбор структуры транзисторов (p-n-p, n-p-n) соответствующим переключателем, причем, когда он находиться в положении n-p-n, в старшем разряде индикатора высвечивается знак "минус". С помощью элемента DD4.1 осуществляется индикация десятичной запятой во втором разряде индицируемого числа на младшем пределе измерения. Режим перегрузки, отображаемый индикатором (единица в старшем разряде, остальные разряды погашены), может означать не только необходимость перехода на другой диапазон измерения, но и неисправность самого транзистора, а также ошибочный выбор его проводимости.

Технические характеристики и параметры

Электрические характеристики и параметры

Напряжение питания Uп – 10 В

Ток питания Iп – 1.25 мА

Частота f – 50 Гц

Конструктивные характеристики и параметры

Размеры – 180´140´110

Прибор состоит из корпуса, крышки, 2 плат, разъема и ЭРЭ.

Эксплуатационные характеристики и параметры

Температура воздуха при эксплуатации,°C:

а) рабочее

¾ верхнее +25

¾ нижнее -10

¾ среднее +20

б) предельные рабочие

¾ верхнее +40

¾ нижнее +1

Относительная влажность при 20 °C 65%

Продолжительность, мес. 12

Верхнее значение при 25 °C 80%

Испытание на прочность при транспортировании:

¾ ускорение, м/с² 147(15)

¾ длительность ударного импульса, мс 11

¾ частота ударов, удар/мин 60-120

¾ число ударов 1000

1.2 Производственные технические требования, их анализ и обеспечение

Тип производства

Данный прибор будет выпускаться по мелкосерийному типу производства из-за того, что он узкоспециализированный по назначению. Он нужен узкому числу специалистов, а не для широкого потребления. Прибор будет изготавливаться периодически повторяющимися партиями и относительно не большим объемом выпуска. При мелкосерийном типе производства используется специализация рабочего места на исполнение нескольких операций, оборудование широкого использования и специализированное, ограниченный и многомерный контрольно-измерительный инструмент, нормальные и специализированные обрабатывающие инструменты, универсальные приспособления, производиться расположение оборудования за типами и за технологическим процессом, сборка комбинированная. При данном типе производства степень автоматизации и механизации и продолжительность цикла изготовления продукции – средняя.

Годовая программа выпуска

Годовая программа выпуска зависит от типа производства, трудоемкости и спроса на изделие. Так как данный прибор узкоспециализированный, то спрос на него достаточно низкий. Производство его выполняется по заказам заводов, а для широкого потребления не используется. Трудоемкость зависит от того, какие элементы используются в данном приборе. В нем применяется стандартная элементная база, а так же оригинальные детали и сборочные единицы. Из-за этого трудоемкость может приблизительно составлять 50 усл. н/час. А тип производства как было уже определено мелкосерийный, то можно назначить годовую программу выпуска – 180 шт. Уточнение годовой программы выпуска будет проводиться в процессе дальнейшего анализа прибора.

Условия производства

Данный прибор изготавливается на широкопрофильном радиоэлектронном предприятии. На нем создается аппаратура широкой номенклатуры, поэтому присутствует достаточный парк оборудования, а так же используются отработанные типовые ТП.

Степень унификации и стандартизации

К прибору предъявляются требования по унификации и стандартизации. Конструктивно степень унификации достаточно низкая.

В конструкции прибора применена стандартная элементная база, кроме разъема, который изготовлен оригинальной сборочной единицей, а также используются оригинальные детали и сборочные единицы такие, как корпус, крышка, амортизатор и стойки.

Формовка выводов и установка элементов стандартная по ОСТ 4ГО.010.030, кроме элементов указанных на чертеже – плата в сборе. Существует возможность автоматизированной установки большинства элементов, а также групповой пайки.

Плата функциональная и плата индикаций изготавливаются с помощью химического метода, по типовому технологическому процессу.

Сборка изделия осуществляется довольно просто и не требует дополнительных затрат на спец инструмент и спецоборудование, так как все крепежные места легко доступны. Но необходима определенная последовательность установки некоторых элементов.

Выбор организация производства

На основании анализа производственных технологических требований, конструкции предлагаем комбинированный метод сборки, который соединяет в себе стационарный и поточный. Поточный метод сборки будут использовать при изготовлении плат. Перемещение плат будет вынужденным в соответствии с ритмом процесса. А сборку корпуса, крышки и самого изделия будем производить стационарным методом.

2. Анализ конструкции

2.1 Описание конструкции

Цифровой измеритель h21э транзисторов представлен собой конструкцию, которая предназначена для измерения коэффициента передачи тока транзисторов разной мощности. Первичным источником питания прибора является электросеть. Корпус измерителя изготовлен из стали для защиты прибора от внешних электромагнитных воздействий. В середине основания и на передней панели корпуса, к которому приварены втулки, размещены печатные платы с ЭРЭ. Электрические соединения плат и других ЭРЭ, расположенных на передней панели и основании корпуса, производятся с помощью проводов, которые собраны в жгут. Для уменьшения вероятности обрывов паяных соединений предусмотрены резиновые втулки. Для защиты от внешних перепадов напряжения предусмотрена вставка плавкая. Трансформатор крепится на основании при помощи винтов, а конденсатор емкостью 2000 мкФ крепится при помощи прижима, конденсаторной бумаги и винта. Крышка корпуса из стали крепится к основанию корпуса винтами, для защиты от само отвинчивания применена стопорная краска.

2.2 Технологический анализ элементной базы

Конструкция измерителя имеет такую элементную базу: микросхемы, конденсаторы, резисторы постоянные и переменные, выпрямительный блок, галетные переключатели, трансформатор, вставка плавкая, кнопка, и жидкокристаллический индикатор. Все перечисленные элементы являются стандартными, что увеличивает технологичность изделия при мелкосерийном типе производства. Оригинальным элементом является разъем.

Технологический анализ элементной базы наведен в таблице 2.1.

В данном разделе были проанализированы все элементы, входящие в данный прибор, их установка и монтаж. При сборке возможно использование автоматизированного захвата для установки большого числа элементов, но и нужна ручная установка таких элементов как трансформатор, кнопки переключателя и вставка плавкая. Монтаж большинства элементов производиться пайкой, но некоторые устанавливаются резьбовым соединением.

Таблица 2.1 – Технологический анализ элементной базы