Разработка технологического процесса изготовления РЭС является основной частью технологической подготовки производства. Под технологическим процессом обычно понимают часть производственного процесса, непосредственно связанную с изготовлением отдельных деталей и их сборкой.
Технологический процесс включает также все вспомогательные действия, неразрывно связанные с изменением формы и свойств детали и выполняемые производственным рабочим с использованием или без использования производственного оборудования. Так, например, контроль детали в процессе ее изготовления не изменяет ни форму, ни состояние детали, но измерения неразрывно связанны с изготовлением детали, поэтому входят в технологический процесс.
Методы изготовления даже одних и также деталей могут резко различаться и требовать совершенно различного оборудования и технологии производства. Поэтому одной из важнейших задач является разработка технологического процесса производства, т.е. нахождение таких методов изготовления деталей, узлов, которые обеспечивая высокое качество РЭС, требуют оптимальных для данных условий производства затрат времени и средств.
Для разработки технологического процесса изготовления РЭС необходимы следующие исходные данные:
Эти исходные материалы необходимы для детального, комплексного решения задачи, которая ставится перед технологическим процессом, и выяснения условий, в которых должны протекать его разработка и осуществление. При этом, чем правильнее, точнее и яснее сформулирована задача, а также условия ее выполнения, тем быстрее и с наименьшими затратами она будет решена. Не нужно забывать, что опущение или принижение любого аспекта этого вопроса может привести к неоправданным затратам в процессе изготовления изделия.
На основе анализа исходных данных дальнейшая разработка технологического процесса должна вестись в указанной последовательности:
При разработке технологического процесса крайне важно определить степень концентрации процесса (объединение в одну сложную операцию) или дифференциации (расчленение на несколько более простых операций), что определяется конкретными условиями производства.
Особенно важной при разработке технологических процессов является типизация технологических процессов обработки типовых деталей для широкой номенклатуры изделий, выпускаемых предприятием.
Предприятие, выпускающее готовую продукцию, характеризуется производственным процессом, состоящим из действий, в результате которых сырье, материалы и полуфабрикаты, поступающие на предприятие, превращаются в готовую продукцию. Производственный процесс включает все этапы, которые проходит природный материал на пути превращения его в изделие.
Технологический процесс представляет собой ту часть производ-ственного процесса, во время которой изменяется качественное состояние объекта производства РЭС.
При изготовлении деталей и их обработке используются различные физические и химические процессы, поскольку изменяются свойства материалов, форма заготовки, размеры, качество поверхностного слоя, относительное положение деталей и осуществляется их соединение, выполняются элементы радиоэлектроники, достигаются заданные параметры изделия. Технология РЭС изучает использование различных процессов в данной конкретной производственной обстановке для получения высококачественного изделия, при минимальных затратах овеществленного и живого труда в заданных количествах, в установленное календарное время (в год, квартал, месяц, неделю, сутки).
Технологической операцией называется часть процесса, непрерывно выполняемая на одном рабочем месте, над одним или несколькими объектами труда, одним или несколькими рабочими (без перехода к другой работе). Операция связана с выполнением законченного объема работы и является основным элементом производственного планирования и учета.
Операция делится на установки, позиции и переходы. Основной частью операции является переход, представляющий собой совокупность процессов по обработке одной или комплекса поверхностей детали, одним и тем же инструментом (или его набором), при неизменном режиме.
Хотя установка и позиция более крупные чем переход, они не связанны непосредственно с процессом обработки или сборки.
Так, установка представляет собой часть операции, выполняемую при одном закреплении изделия, а позиция – часть операции, осуществляемую при неизменном положении изделия относительно рабочих органов технологического оборудования.
В зависимости от вида процесса, обработки или сборки, покрытий, штамповки, прессования и пропитки содержание и понятие элементов операции изменяется.
Наиболее четко они определены при механической обработке.
Составная часть перехода – проход, представляет собой, например при механической обработке, совокупность работ при снятии одного или двух слоев металла (соответственно, черновой и чистый проходы) или при сборке – завинчивание одного или нескольких винтов, крепящих данную деталь к другой. Прием – часть перехода, имеющая законченное целевое назначение. Прием не завершается получением законченного объема работы, как переход. Примерами приема могут служить пуск и остановка станка, измерение диаметра детали, нанесение слоя лака для изоляции одного ряда провода наматываемой катушки от другого.
Элементом приема принято называть его часть, состоящую из нескольких законченных действий рабочего. Так, например, прием нанесения покрытия на печатный монтаж при ручном способе изготовления включает следующие элементы: берут кисть, окунают ее в раствор, подносят к поверхности платы, наносят на поверхность один или несколько раз, кладут кисть. Расчленение приема на элементы дает возможность исследовать их с целью рационализации.
Согласно ГОСТу проектируются технологические процессы для изготовления изделий, конструкции которых отработаны на технологичность.
Для этой цели ГОСТ предусматривает технологический контроль конструкторской документации на всех стадиях ее разработки: техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, технический проект, рабочая документация.
Обязательным этапом, предшествующим проектированию технологических процессов, согласно ГОСТу является группирование изделий по конструктивным и технологическим признакам с учетом организации производства.
Проектирование технологических процессов включает комплекс взаимосвязанных работ (состав и последовательность работ зависят от сложности изделия и типа производства):
В соответствии с требованием ГОСТов устанавливаются два вида технологических процессов: единичный и типовой. Единичный технологический процесс разрабатывается для изготовления изделий одного наименования, типоразмера и исполнения.
Типовой технологический процесс по ГОСТу разрабатывается для изготовления в конкретных производственных условиях типового представителя группы изделий, обладающих общими конструктивно-технологическими признаками.
К типовому представителю группы изделий относят изделие, обработка которого требует наибольшего количества основных и вспомогательных операций, характерных для изделий, входящих в эту группу.
Типовой технологический процесс применяется:
По признаку основного назначения каждый вид технологического процесса может быть охарактеризован как рабочий или перспективный процессы.
Рабочий технологический процесс применяется для изготовления конкретного изделия в соответствии с требованиями рабочей технологической документации.
Перспективный технологический процесс используется как информационная основа для разработки рабочих технологических процессов при техническом и организационном перевооружении производства изделий РЭС.
Типизация технологических процессов по ГОСТу, определяющему ‘правила разработки и применения технологических процессов’ устраняет многообразие технологических процессов обоснованным сведением их к ограниченному числу типов и осуществляется на трех уровнях: общесоюзном, отраслевом и предприятия.
Проектирование технологических процессов, основные задачи, решаемые на каждом этапе, и основные документы, обеспечивающие решение этих задач, регламентируются ГОСТом.
Исходными документами при проектировании технологического процесса служат: рабочие чертежи изделия, технические условия, объем выпуска (размер программного задания), принятые руководящие материалы, нормативы.
Исходные документы содержат чертежи сборочные, чертежи топологии, чертежи деталей, схемы принципиальные, таблицы координат, текстовые документы – спецификации, перечни элементов, ведомость покупных изделий, все допуски и посадки с обозначениями по действующим ГОСТам, исполнительные требования к детали (геометрической форме, покрытиям и др.), указание о марке материала, из которого изготовляется деталь.
Технические условия содержат требования к наиболее ответственным и сложным изделиям и составляются обычно в тех случаях, когда эти требования или особые замечания по их выполнению невозможно полностью изложить в рабочем чертеже. В технические условия включены назначение изделия, методы контроля, общие сведения (в отдельных случаях) о хранении, таре, транспортировке, клеймении.
Конструктивное оформление изделий, методы их изготовления и сборки в большей степени зависят от предлагаемого объема выпуска изделий, который обуславливает также технологию их производства. Характером производства (степенью его массовости) определяется степень детализации технологических процессов и их содержание: оборудование, технологическая оснастка, режимы, виды обработок.
Нельзя провести четкую границу между окончанием разработки конструкции и началом проектирования технологического процесса его изготовления. Уже в процессе изготовления опытного образца в экспериментальном цехе должна быть определенная технологическая подготовка. После изготовления и испытания опытного образца и внесения конструкторским бюро необходимых уточнений в расчеты скорректированные чертежи поступают в отдел главного технолога, где разрабатывается уточненный технологический процесс изготовления опытной партии изделий. Технологический процесс разрабатывается теперь довольно подробно, с учетом запланированного объема выпуска приборов данной конструкции. После изготовления и испытания опытной партии конструкторское бюро окончательно уточняет чертежи, которые из категории опытных чертежей переходят в категорию рабочих.
Данные технологического процесса заносятся в технологические карты, ведомости норм на технологическое оснащение (различные виды инструмента, приспособления, измерительные приборы, установки и оборудование для испытаний), ведомости загрузки оборудования, норм расхода на основные и вспомогательные материалы, ведомости требующейся рабочей силы, технологические инструкции и т.д.
Основным документом технологического процесса изготовления РЭС является технологическая карта, в которой изложены сведения о структуре и содержании технологического процесса, разделении его на операции и переходы, о последовательности и режимах выполнения операций на выбранном оборудовании, режимах работы оборудования и технологического оснащения, о режимах сборки, последовательности монтажа, загрузки необходимым оборудованием, методах регулирования, способах контроля и т.д. указаниями, проведенными в технологических картах, руководствуются при изготовлении изделий, во время сборочных и монтажных работ, при регулировке и испытаниях. Качество технологической документации во многом зависят от совершенства этого главного документа. Разработка технологических процессов и оформление карт составляют наиболее трудоемкую часть работы, причем трудоемкость увеличивается с увеличением серийности выпускаемых изделий.
С точки зрения технологической подготовки производства, есть весьма существенные особенности оформления технологических карт в зависимости от вида производства. В частности для крупносерийного и массового производства требуется подробная разработка технологических процессов. В этом случае оформляются операционные технологические карты с указанием всех необходимых сведений по режимам обработки, оборудованию и т.д., тогда как для единичного и опытного производств достаточно разработать маршрутный технологический процесс.
Маршрутные карты устанавливают последовательность прохождения обрабатываемого объекта (деталь, узел, прибор или изделие) по цехам и содержание описания всех операций, производимых над объектом (без выделения каждой операции в отдельном документе). Такая карта применяется в единичном и мелкосерийном производствах в тех случаях, когда не требуется точной деталировки технологического процесса и нет твердого закрепления обрабатываемого объекта за определенным оборудованием. В маршрутной карте указывают данные об основном материале и размерах заготовки, перечисляют цеха и мастерские, в которых должна производится обработка, дают перечень операций, сообщают сведения об основном оборудовании и технологическом оснащении, профессии и разряде рабочего, а также нормировочные сведения.
Операционная карта разрабатывается отдельно на каждую операцию. Она содержит, кроме перечисленных выше сведений, полный перечень всех переходов с подробным изложением данных о режимах, методике технологического контроля, геометрических и других параметрах, измерениях и испытаниях. Обычно, в операционной карте имеется эскиз детали как узла с указанием мест обработки, способа закрепления, размещения инструментов. Таким образом, операционная карта содержит исчерпывающие сведения как для изготовителей, так и для контролеров отдела технического контроля, что позволяет им обходиться без чертежей. Операционные технологические карты применяются в серийном и массовом производствах.
Существует большое количество различных технологических карт. Однако даже самые подробные из них не могут, конечно, охватить все разнообразие технологических процессов, осуществляемых при изготовлении РЭС. Поэтому часто в дополнение к картам или же вместо них составляют технологические инструкции, в которых помимо технологических режимов излагаются физические и химические обоснования химических процессов, происходящих при обработке.
Инструкции бывают двух видов:
Для сборки и монтажа только одного сложного изделия РЭС разрабатывается 2000 – 2500 технологических карт. Большое число их обуславливает значительную трудоемкость их разработки и размножения, сложность хранения и использования. Основными направлениями снижения трудоемкости изготовления РЭС являются сокращение количества технологических карт и уменьшение трудоемкости изготовления каждой из них. Для этого типизируются технологические процессы, сокращается текст карт, механизируются процессы их размножения.
Как уже упоминалось, типовым называется технологический процесс, одинаковый для обработки разных деталей, охватывающий операции, сходные по выполнению и оснастке. Типизация технологических процессов связана с унификацией конструкции. Под нею подразумевается разработка и внедрение одинаковых элементов для разных изделий, например, одинаковых оконцовок проводов, разделок жгутов, типов хомутов, наконечников. Имея документы типового технологического процесса, можно в дальнейшем сослаться на них при разработке карт конкретных процессов. Помимо снижения трудоемкости разработки, типовые технологические документы позволяют ввести единообразие в выполнение работ, сократить номенклатуру необходимой оснастки.
Типовые технологические документы бывают следующих видов:
На ряд типовых технологических операций заранее изготовляются типовые тексты со ссылками на нормали. Для конкретных работ такие документы лишь уточняются технологом. Например, существует подробная карта для изготовления жгута. В ней технолог зачеркивает ненужные операции, а в оставшихся проставляет номера нормалей и факторы трудоемкости, на основании которых операции нормируются. Сокращение текста технологических документов достигается краткостью изложения при которой опускается детализация простейших технологических процессов и вспомогательных работ и за счет шифровки общеупотребительных технологических терминов.
Ознакомление с проблемами ТПП дает понимание как роли и места ТПП, так и представление о необходимом объеме работ. Сегодня ни у кого не вызывает сомнения то, что единственной перспективой обеспечения возможности выполнения полезного объема работ по ТПП в разумное время является их комплексная автоматизация, т.е. автоматизация, охватывающая не отдельные этапы работ, а сквозная – обеспечивающая непрерывную интенсивную обработку информации на всех этапах ТПП.
Здесь мы приходим к понятию системы автоматизации. Методологической основой построения практической системы комплексной автоматизации является постановка работ, базирующихся на восприятии каждой функциональной составляющей системы как открытой подсистемы, активно взаимодействующей со своим информационным окружением.
Было бы весьма полезно спроектировать и освоить в эксплуатации систему полной комплексной автоматизации, включающей в себя все аспекты ТПП, однако сегодня мы можем реально рассматривать только системы, направленные на решение отдельных частей общей проблемы.
Первой из этих частей должна стать основная, охватывающая автоматизацией порождение первичной технологической информации для подготовки производства. В этом случае целесообразно изначально выделить круг проблем начального создания описания технологического процесса (ТП), реализуемого в соответствии с ГОСТом через создание маршрутной карты (МК) различной степени подробности.
Для комплексного решения создания основного информационно-первичного для ТПП документа – МК – требуется одновременное создание автоматизированных рабочих мест, например: