.1.2 Определяем интенсивность отказов изделия по
формуле:
Λс = Σλi , (2)
Λс = 5,584*
1/ч.
.1.3 Определяется среднее время наработки на
отказ, по формуле;
То = 1/λс, (3)
То = 1/5,584*
= 179083 ч.
.1.4 Рассчитывается вероятность безотказной
работы по формуле:
P(t) =
(4)(t1)
= 1, P(t5) = 0,57,(t2) = 0,87 , P(t6) = 0,5,(t3) =0,76 , P(t7) = 0,43,(t4)
= 0,67 , Р(t8) = 0.38.
По полученным данным строим график зависимости
вероятности безотказной работы от времени эксплуатации изделия (см. рисунок 2)
Рисунок 2
Вывод: так как заданное значение времени
наработки на отказ 175000ч, а вычисленное 179083ч, то можно сделать вывод, что
изделие работает надежно. Расчет выполнялся по [7]
.2 Расчет проводящего рисунка печатной платы
Элементы устройства размещены на односторонней плате, так как насыщенность элементами в данной печатной плате средняя и используется поверхностный монтаж. В состав элементов входят как дискретные элементы, так и микросхемы, поэтому целесообразно разработать плату третьего класса точности. Так как плата односторонняя, ее следует изготовить химическим способом. Толщина платы выбирается из условий прочности. В данном случае она равна 1,5 мм. Плата изготовлена из стеклотекстолита СФ-1-35-1,5 ГОСТ 10316-82.
Исходные данные:
- чертеж печатной платы МРМТ.210306.003;
схема электрическая принципиальная МРМТ.210306.003 Э3;
перечень элементов МРМТ.210306.003 ПЭ3;
максимальный ток, протекающий в проводниках Imax = 100 мA;
допустимое падение напряжения в проводниках Uдоп = 0,45 В.
4.2.1 Определяем минимальную ширину, мм,
печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:
bmin1 = Imax
/ (i* t), (5)
где i - допустимая плотность тока, А/мм;
t - толщина проводника, мм.
bmin1= 0.1/(15*0.035) = 0.19 мм
4.2.2 Определяем минимальную ширину проводника,
мм, исходя из допустимого падения напряжения на нем:
bmin2 = (ρ*Imax*l) / (t*Uдоп),
(6)
где ρ - удельное объемное сопротивление, Ом;
l - длина проводника, м
bmin2 =
(0.05*0.1*0.075) / (0.035*0.45) = 0.024мм
4.2.3 Определяем номинальное значение диаметров
монтажных отверстий, d
d = dэ + /Δdно + r/, (7)
где dэ - максимальный диаметр выводов устанавливаемого ЭРЭ, мм;
Δdно - нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия, мм;
r - разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром выводов ЭРЭ, мм.
d = 0.5 + /-0.05 + 0.1/ = 0.55 = 0.6 мм.
Исходя из ряда предпочтительности отверстий, выбираем диаметр отверстия 0,6 мм.
.2.4 Рассчитываем диаметр контактных площадок:
Dmin = D1min
+ 1.5hф, (8)
где hф - толщина фольги, мм;
D1min
- минимальный эффективный диаметр контактной площадки, мм
D1min = 2(bм
+ dmax/2 + δd
+ δp), (9)
где dm - расстояние от края просверленного отверстия до края контактных площадок, мм;
δd и δp -допуски на расположение отверстий и контактных площадок, мм;
dmax -
максимальный диаметр просверленного отверстия, мм
dmax = d
+ Δd + (0.1…0.15), (10)
где Δd - допуск на отверстие, мм
dmax = 0.6 + 0.15 + 0.1 = 0.85 мм,min = 2(0.045+0.85/2+0.15+0.25) = 1.94 мм;= 1.94+1.5*0.02 = 1.97
Максимальный диаметр контактной площадки:
Dmax = Dmin+(0.02…0.06),
(11)
Dmax = 1.97+0.02 = 1.99 мм
.2.5 Определяем ширину проводников
Минимальная ширина проводника:
bmin = bmin1+1.5*hф,
(12)
где bmin1 - минимальная эффективная ширина проводника, для третьего класса равняется 0.18 мм.
bmin = 0.18+1.5*0.035 = 0.23 мм.
Максимальная ширина проводника:
bmax = bmin+(0.02…0.06),
(13)
bmax = 0.23+0.04 = 0.27 мм
4.2.6 Определяем минимальное расстояние между элементами проводящего рисунка
Минимальное расстояние между проводником и
контактной площадкой:
S1min = Lo-((Dmax/2δp) +
(bmax/2+δl)), (14)
где Lo - расстояние между центрами рассматриваемых элементов, мм;
δ l - допуск на расположение проводников, мм
S1min = 2.5-[(1.99/2+0.2) + (0.27/2+0.05)] = 1.2 мм
4.2.7 Рассчитываем минимальное расстояние между двумя контактными площадками
S2min = Lo - (Dmax+2δp),
(15)
S2min = 2.5 - (1,9+0.2) = 0,4 мм
4.2.8 Минимальное расстояние между проводниками:
S3min
= Lo - (bmax+2δl),
(16)
S3min = 2.5 - (0.27+0.1) = 1.62 мм.
Вывод: т.к. условия b=0,25мм ≥ {bmin1=0,19мм, bmin2=0,024мм}, S=0,25 ≤ {S1=1,09мм, S2=0,4мм, S3=1,63мм} выполняется, то плату можно изготовить с параметрами, соответствующими 3 классу точности.
Расчет выполнялся по [7,8]
.3 Расчет коэффициента заполнения объема блока
Компоновка радиоаппаратуры - это размещение в пространстве или на плоскости элементов, имеющих электрические соединения в соответствии с принципиальной схемой. Выполняя компоновку, необходимо учесть состав элементной базы, удобство эксплуатации, обеспечить высокую ремонтопригодность и предусмотреть мероприятия по защите радиоэлектронной аппаратуры от внешних воздействий и внутренних дестабилизирующих факторов. Качество компоновки изделия можно оценить по коэффициенту заполнения объема блока.
Исходные данные:
схема электрическая принципиальная МРМТ.210306.003 ЭЗ
сборочный чертеж прибора МРМТ.210306.003 СБ
спецификация МРМТ.210306.003
- габариты блока: длина L1=40 мм;
ширина L2= 85 мм;
высота L3=70 мм;
тип аппаратуры: стационарный
Кз = 0.2…0.4
4.3.1 Определяем габаритно-установочные размеры
всех элементов, устанавливаемых внутри блока. Данные заносим в таблицу 2.
Таблица 2
Габаритно-установочные размеры элементов
|
Наименование составных частей |
Кол. |
Габаритные размеры, |
мм |
Vуст, мм3 |
|
|
|
|
длина |
ширина |
высота |
|
|
Плата |
1 |
62 |
75 |
16 |
74400 |
|
Кнопка |
2 |
7 |
11 |
6 |
924 |
|
Тумблер |
2 |
16 |
10 |
12 |
3840 |
|
Разъем |
2 |
6 |
6 |
20 |
1440 |
.3.2 Определяем коэффициент заполнения блока
элементами
Кз = ΣVycтi
/ Vбл; (17)
где Vycт i - установочный объем одного узла, детали, элемента внутри блока, мм3;
Vбл - объем блока, мм3
ΣVycтi
= 74400+924+3840+1440=80604мм3,
Vбл = Ll*L2*L3,
(18)
Vбл=70*85*40=238000мм3,
Кз=80604/238000=0.34.
Вывод: т.к. рассчитанный Кз=0.34 удовлетворяет заданным
условиям, то расчет произведен верно. Расчет выполнен по [8]
5. Технологический раздел
.1 Расчет типа производства.
Исходные данные:
годовая программа выпуска изделия, Nгод = 12000 шт.;
конструкционная сложность изделия малая
5.1.1 Определяем тип производства
n = Nгод*а
/ F, (19)
где а - норма запаса деталей на складе (5-6 дней);
F - число рабочих дней в году
n=12000*5/247=241шт
Вывод: так как изделие малой сложности с годовой
программой выпуска изделия 12000 шт., то выбираем среднесерийный тип
производства.
5.2 Анализ технологичности
Целью расчета технологичности изделия является
определение значения комплексного показателя технологичности и сравнения его со
значением нормативного комплексного показателя технологичности изделий.
Таблица 3
Анализ изделия
|
Исходные данные |
Обозначение |
Значение |
||
|
1. Общее количество монтажных соединений |
Нм |
140 |
||
|
2. Количество монтажных соединений, которые могут быть выполнены автоматизированным методом |
Нам |
80 |
Нэрэ |
44 |
|
4. Количество ЭРЭ, подготовка которых к монтажу может быть выполнена автоматизированным методом |
Нмпэрэ |
20 |
||
|
5. Общее количество микросхем |
Нмс |
5 |
||
|
6. Общее количество операций контроля и настройки электрических параметров |
Нкн |
2 |
||
|
7. Количество операций контроля и настройки электрических параметров, которые могут быть выполнены автоматизированным методом |
Кмкн |
1 |
||
|
8. Количество типоразмеров ЭРЭ |
Нтэрэ |
34 |
||
|
9. Количество типоразмеров оригинальных ЭРЭ |
Нторэрэ |
15 |
||
|
10. Общее количество деталей в изделии |
Д |
1 |
||
|
11. Количество деталей, полученных прогрессивным методом формообразования |
Дпр |
1 |
5.2.1 Коэффициент автоматизации
монтажа изделия
Кам = Нам / Нм, (20)
Кам = 80/140 = 0,57
5.2.2 Коэффициент автоматизации
подготовки ЭРЭ к монтажу:
Кмпэрэ = Нмпэрэ / Нэрэ, (21)
Кмпэрэ = 20/44 = 0,45
5.2.3 Коэффициент использования
микросхем:
Киспмс = Нмс / (Нмс+Нэрэ), (22)
Киспмс = 5/(5+44) = 0,102
5.2.4 Коэффициент автоматизации
контроля и настройки электрических параметров:
Кмкн = Кмкн / Нкн, (23)
Кмкн = 1/2=0,5
.2.5 Коэффициент повторяемости
ЭРЭ:
Кповэрэ = 1 -Нтэрэ / Нэрэ, (24)
Кповэрэ = 1-34/44 = 0,57
.2.6 Коэффициент применяемости
ЭРЭ
Кпэрэ = 1- Нторэрэ / Нтэрэ,
(25)
Кпэрэ = 1-15/34 = 0,63
.2.7 Коэффициент
прогрессивности формообразования:
Кф = Дпр / Д, (26)
Кф =1 /1=1
5.2.8 Определяем значение
комплексного показателя технологичности
К = (ΣKi*φi)
/ Σφi, (27)
где Ki- i-й единичный показатель технологичности;
φi - i-oe значение весовой функции.
К = (0.57*1+0,45*1+0,102*0,75+0,5*0,5+0,57*0,31 + 0,63*0,187 +
*0,11) / 3,357 = 0,54
.2.9 Определяем уровень
технологичности:
Ку = К / Кн, (28)
где Кн - нормативный показатель технологичности изделия данного типа, равняется 0,5
Ку = 0,51 / 0,5= 1,08.
Вывод: т.к. рассчитанный Ку>1, то изделие технологично.
Расчет выполнен по [7,8]
автоматический громкость печатный
плата
6. Экономический раздел
Себестоимость - это общая величина затрат связанных с производством и реализацией продукции.
Себестоимость продукции - один из основных показателей эффективности хозяйственной деятельности, а так же один из фондообразующих показателей, используемых при формировании фондов экономического стимулирования. Но себестоимости оценивают работу предприятий и их подразделений. Она широко используется при анализе деятельности предприятий, определения экономической эффективности капитальных изложений и новой техники, мероприятий по повышению качеств и надёжности оборудования.
Для того, чтобы вычислить себестоимость нужно рассчитать следующие данные стоимости и вспомогательных материалов и комплектующих, фонд оплаты труда основных рабочих с отчислениями по единому социальному налогу, затраты на содержание и эксплуатацию оборудования, накладные расходы.
Исходные данные:
технологический процесс сборки и монтажа изделия;
годовая программа выпуска базисных изделий - 14000 шт.;
тип производства - среднесерийное;
спецификация на изделие; -работа участка двусменная, К=2;
данные базового предприятия общепроизводственные расходы; составляют 170%;
данные базового предприятия общехозяйственные расходы; составляют 190%;
коммерческие расходы составляют 5%;
Таблица 4
Расчет нормы времени на технологические операции сборки и монтажа изделия
|
Наименование операции |
Оборудование |
Элементное время, мин |
Количество элементов или выводов |
Норма времени |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
1. Подготовительная |
М.стол |
|
|
11,8 |
|
1.1 Резка заготовок |
Бокорезы |
|
|
|
|
|
0,1 |
18 |
1,8 |
|
|
1.2 Снятие изоляции |
Бокорезы |
|
|
|
|
|
0,19 |
18*2 |
4,9 |
|
|
1.3. Лужение |
Электропаяльник |
|
|
|
|
|
0,19 |
18*2 |
4,9 |
|
|
2. Подготовительная 2 |
М.стол |
|
|
26,04 |
|
2.1 Формовка |
Плоскогубцы |
|
|
|
|
c 1 гибкой |
|
0,3 |
31*2 |
18,6 |
|
2.2 Лужение |
Электропаяльник |
0,08 |
31*2 |
4,96 |
|
2.2 Подрезка выводов |
Бокорезы |
0,08 |
31 |
2,48 |
|
3. Установочная |
М.стол |
|
|
8,22 |
|
с 1 выводом |
Пинцет |
0,1 |
14 |
1,4 |
|
с 2 выводами |
|
0,14 |
30 |
4,2 |
|
с 3 выводами |
|
0,16 |
2 |
0,32 |
|
с 8 выводами |
|
0,18+0,03(8-4) |
1 |
0,8 |
|
с 14 выводами |
|
0,18+0,03(14-4) |
2 |
0,96 |
|
с 16 выводами |
|
0,18+0,03(16-4) |
1 |
0,54 |
|
4. Монтажная |
М.стол |
|
|
25,76 |
|
4.1 Пайка ЭРЭ |
Электропаяльник |
0,18 |
63 |
11,34 |
|
4.2 Пайка микросхем |
|
|
|
|
|
с 3 выводами |
|
1,12 |
1 |
1,12 |
|
с 8 выводами |
|
1,19+0,19(8-6) |
1 |
1,57 |
|
с 14 выводами |
|
1,19+0,19(14-6) |
2 |
5,42 |
|
с 16 выводами |
|
1,19+0,19(16-6) |
1 |
3,09 |
|
4.3 Пайка об. монтажа |
|
0,23 |
14 |
3,22 |
|
5. Промывочная |
|
|
|
3,27 |
|
Промывка точек пайки |
|
0,18+0,02(118-5) |
|
2,44 |
|
Промывка об монтажа |
Кисть |
0,25+0,04(14-5) |
|
0,64 |
|
Промывка платы |
|
0,19 |
|
0,19 |
|
6. Сборочная монтажная |
М. стол |
|
|
12,78 |
|
6.1 Установка с совмещ. отверстий |
|
0,14 |
8 |
1,12 |
|
6.2 Установка корпусом в отверстие |
|
0,1 |
5 |
0,5 |
|
6.4 Установка на защелку |
|
0,12 |
1 |
0,12 |
|
6.5 Крепление винтом |
|
1,38 |
8 |
11,04 |
|
7. Маркировочная |
|
|
|
1,61 |
|
до 2 мм |
Рейсфедер |
0,19+0,03(44-5) |
|
1,36 |
|
до 6 мм |
|
0,19+0,03(7-5) |
|
0,25 |
|
Итого |
|
|
|
89,48 |
6.1 Расчет себестоимости
изделия
.1.1 Расчет стоимости материалов и комплектующих
Проектируемый участок должен обеспечивать минимальные затраты на сборку и монтаж изделия. Чтобы определить, во сколько обойдётся производство изделия на проектируемом участке необходимо составить калькуляцию себестоимости изделия.
Стоимость материалов рассчитывается по формуле:
М = Q
Ц, (29)
где Q - норма расходов на изделие, Ц - цена за единицу измерения, руб
Припой ПОС-61 Q = (0.012*140)/100 = 0.024 кг,
М = 0,024
450 =10.8
руб;
Флюс ФСКП Q = (0.001*140)/100 = 0.002 кг,
М = 0,002
360= 0,72
руб;
Провод МГШВ-0.25 Q = 0.7*1 = 0.7 м,
М =0,7*8 = 5,6 руб;
Краска ЭП-274 Q = (0.0063*51)/100 = 0.0032 кг,
М = 0,0032*600 = 1,92 руб;
Кисть Q = 0.0025*0,0012 = 0.0025 шт,
М = 0,0025*35 = 0,08 руб;
Растворитель Q = (0.005*207)/100 = 0.01 л,
М = 0,01*68 = 0,68 руб;
Бязь х/б Q = 0,1*0,075*207 = 0,015 м,
М = 0,015*50 = 0,75 руб;
Стеклотекстолит Q = 0,12*0,01 = 0,0012 м
М = 0,0012*870 = 1,044 руб.
Таблица 5
Расчет стоимости материалов
|
Наименование материала |
ГОСТ, ОСТ, ТУ |
Единица измерения |
Норма расхода |
Цена за ед. изм., руб. |
Стоимость, руб. М = Q * Ц |
|
Стелотекстолит |
ГОСТ 10316-78 |
кг |
0,0012 |
870 |
1,044 |
|
Припой ПОС-61 |
ГОСТ 21931-76 |
кг |
0,024 |
450 |
10,8 |
|
Растворитель |
ГОСТ 299-71 |
л |
0,01 |
68 |
0,68 |
|
Бязь (х/б) |
ГОСТ 29298-92 |
м |
0,015 |
50 |
0,75 |
|
Провод МГШВ |
ТУ 16-505-437-82 |
м |
0,7 |
8 |
5,6 |
|
ФЛЮС |
ГОСТ 19113-84 |
кг |
0,002 |
360 |
0,72 |
|
Краска ЭП-274 |
ОСТ 107.94003-56 |
кг |
0,002 |
600 |
1,92 |
|
Кисть |
РТУ РСФСР 17-2848-69 |
шт |
0,0025 |
35 |
0,08 |
|
ИТОГО: |
- |
- |
- |
- |
21,59 |
|
ТЗР |
- |
- |
- |
- |
3,24 |
|
ВСЕГО: |
- |
- |
- |
- |
24,83 |