Разработка технологических операций

Цель этапа разработки операционного ТП — полная детализация вы­полнения операций. Этот этап включает:

• определение структуры операции, последовательности переходов и работы инструментов;

• выполнение операции с изображением состояния объекта, схемы ба­зирования или установки деталей, инструментов, направлений главных пере­мещений, геометрических размеров, достигнутых на данной операции. Эскиз сопровождается таблицей, содержащей переходы, условия и режимы их вы­полнения, основное t₀ и вспомогательное t_& время, действительную и допус­тимую погрешности базирования;

• расчет режимов и условия сборки и монтажа, времени Т_ш с учетом технологических возможностей предварительно выбранного оборудования. Уточнение времени фактической загрузки оборудования;

• расчет точности операции, условий собираемости сопрягаемых де­талей, действительных погрешностей. Определение точностных требований к сборочно-монтажным приспособлениям;

• нормирование операций, выбор разряда рабочего, расчет технологи­ческой себестоимости операции, технико-экономическое обоснование вари­антов операции;

• обоснование выбора технологической оснастки или разработка тех­нического задания на ее проектирование.

Рассмотрим более подробно этапы разработки монтажной операции пайки ИМС с планарными выводами (рис. 6.3). Для упрощения эскиза на плате изображены 9 ИМС с рядовой установкой. В соответствии с маршрут­ным ТП (табл. 6.4) пайка осуществляется на полуавтомате непрерывной пайки ПНП-5.

Структура операции параллельно-последовательная. Пайка выполняется параллельно двумя наконечниками (жалами) одновременно двух противоле­жащих выводов и последовательно остальных выводов микросхемы, а также ИМС, установленных в одном ряду. Необходимы три прохода (3 ряда ИМС) с возвратом паяльной головки каждый раз в исходное положение (условие не­прерывной пайки) и перемещением к координате следующего ряда.

Два наконечника паяльной головки показаны в рабочем положении. Они прижаты к выводам усилием Р и перемещаются с технологической ско­ростью V вдоль ряда ИМС, т. е. поперек планарных выводов. Указаны размеры корпусов, выводов ИМС и контактных площадок для настройки па­яльной головки, а также шаг размещения ИМС на плате и расстояния между рядами для расчета режимов и времени пайки.

Рис. 6.3. Таблица параметров монтажной операции и эскиз монтажа

В таблице на рис. 6.3 указывается количество проходов, рабочий путь перемещения головки S, мм и скорость V, припой и температура пайки, до­пустимая Л и действительная геометрическая погрешность е расположения контактных соединений.

При расчете рабочего пути паяльной головки необходимо знать шаг установки и длину корпуса ИМС. Если шаг велик или в ряду отсутствует ИМС, то целесообразно на нерабочих участках перемещать головку уско­ренно для увеличения производительности. Технологическая скорость V выбирается из условия ограничения времени контакта жала с выводом (не более 2—3 с), обеспечения качества пайки (скелетная форма соединения, растекание припоя вдоль вывода, отсутствие перемычек). Скорость V должна быть в диапазоне рабочих скоростей головки, обеспечиваемых полуавтома­том. Зная пути рабочих и холостых ходов головки, легко определить основ­ное t₀ и вспомогательное t_B время пайки. Время установки (снятия) платы определяется экспериментально или задается по нормативам на соответствующие виды монтажных работ. Таким образом, можно рассчитать время операции пайки ИМС t_on = to + t_B. Температура пайки зависит от используе­мого припоя и допустимого нагрева корпуса ИМС.

Исходными данными для точностного расчета рассматриваемой опера­ции являются размеры планарных выводов ИМС и контактных площадок пла­ты; максимальная величина смещения выводов после установки и приклейки корпуса ИМС; точность настройки наконечников головки; точность позицио­нирования и рабочего перемещения головки. Размеры выводов и площадок оп­ределяются из конструкторской документации, точность установки ИМС — из анализа предыдущей монтажной операции, остальные данные — из докумен­тации на оборудование. Зная перечисленные погрешности, можно рассчитать допустимую суммарною погрешность на данной операции.

При нормировании операции пайки ИМС следует взять за основу ос­новное t₀ и вспомогательное время t_B, определить время технического об­служивания t_oбсл полуавтомата, подготовительно-заключительное время T_пз на его наладку и принять решение о назначении разряда рабочего. Эти дан­ные можно найти в нормативной литературе.

Для технико-экономического обоснования рассматриваемой операции можно путем расчета технологической себестоимости пайки ИМС С_т =А + B/N (А — текущие расходы; В — единовременные расходы) сравнить два ее варианта реализации. Например, возможен другой вариант — пайка на установке ППМ-5: параллельная пайка двумя гребенчатыми наконечниками всех выводов одной ИМС; перемещение паяльной головки к следующей ИМС вручную по шаблону.

В качестве технологической оснастки для операции пайки ИМС в рас­смотренном примере необходимо приспособление для установки и закреп­ления платы на столе полуавтомата. Исходными данными для его проектиро­вания являются схема базирования (см. рис. 6.3); допустимая погрешность, оп­ределенная при точностном расчете операции; время на операцию. Кроме перечисленных данных в ТЗ приводится схема установки платы в приспо­соблении. Она позволяет выбрать конструкцию установочных элементов (опор) приспособления, их расположение и точки приложения усилий за­крепления платы. Вспомогательное время t_B регламентирует быстросменность плат в приспособлении и тип привода закрепления (ручной, пневма­тический, электромагнитный, механический).