
- •В. А. Валетов, Ю. П. Кузьмин, А. А. Орлова, С. Д. Третьяков
- •Технология приборостроения
- •Оглавление
- •Введение
- •Глава 1. Отработка конструкций деталей
- •на технологичность
- •1.1. Общие понятия и определения
- •1.2. Обеспечение технологичности
- •Глава 2. Точность изготовления деталей приборов
- •и методы ее обеспечения
- •2.1. Метод пробных ходов и промеров
- •2.2. Метод автоматического получения размеров на настроенных станках
- •2.3. Систематические погрешности обработки
- •2.3.1. Погрешности, возникающие вследствие неточности, износа
- •и деформации станков
- •2.3.2. Погрешности, связанные с неточностью и износом режущего инструмента
- •2.3.3. Погрешности, обусловленные упругими деформациями технологической системы под влиянием нагрева
- •2.3.4. Погрешности теоретической схемы обработки
- •2.3.5 . Погрешности, вызываемые упругими деформациями заготовки
- •2.4. Случайные погрешности обработки
- •2.4.1. Законы рассеяния (распределения) размеров
- •2.4.2. Составляющие общего рассеяния размеров деталей
- •2.5. Суммарные погрешности изготовления деталей
- •2.6 Практическое применение законов распределения размеров
- •для анализа точности обработки
- •2.7 Технологические размерные цепи
- •Глава 3. Оптимизация характеристик поверхностного слоя изделий приборостроения
- •3.1. Микрогеометрия и ее оптимизация
- •3.2.Технологические остаточные напряжения
- •3.3. Нанесение покрытий на поверхности изделий
- •3.3.1. Современные технологии нанесения покрытий
- •3.3.1.1. Газодинамический метод
- •3.3.1.2. Импульсно плазменная технология нанесения покрытий
- •3.3.1.3. Нанесение покрытий с помощью вращающихся валков
- •3.3.1.4. Технология нанесения порошковых полимерных покрытий
- •Глава 4. Принципы и особенности базирования
- •при использовании современного оборудования
- •4.1. Классификация баз по различным признакам
- •4.2. Разновидности технологических баз
- •4.3. Назначение технологических баз
- •4.4. Принцип совмещения (единства) баз
- •4.5. Принцип постоянства баз
- •Глава 5. Современные методы проектирования техпроцессов и оформления технологической документации
- •5.1. Методы проектирования
- •5.1.1. Современные САПР ТП
- •5.1.2. Система «TechCard»
- •5.1.3. Система «T-FLEX Технология
- •5.1.4. Система «САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ»
- •5.1.5. САПР ТП TechnologiCS
- •5.1.6. Система «МАС ПТП»
- •5.1.7. Система "ТИС-Адрес"
- •5.2. Оформление технологической документации
- •Глава 6. Основы технологии сборки элементов точной механики
- •6.1. Селективная сборка или метод групповой взаимозаменяемости
- •6.2. Основной принцип адаптивно-селективной сборочной технологии
- •6.3. Определение и оптимизация границ групп допусков
- •6.4. Реализация АСС
- •Глава 7. Применение RP-технологий в производстве элементов, приборов и систем.
- •Предисловие
- •7.1 Основные технологии быстрого получения прототипов изделий
- •7.1.1 Стереолитография
- •7.1.2. Технологии с использованием тепловых процессов
- •7.1.2.1. Технология SLS
- •7.1.2.2 LOM - технология
- •7.1.2.3 FDM - технология
- •7.1.3 Трехмерная печать (3D Printers)
- •7.1.3.1. Genisys (Stratasys)
- •7.1.3.2. Z 402 (Z Corporation)
- •7.1.3.3. Actua 2100 (3D Systems)
- •7.1.4 Практическое применение RP - технологий
- •7.1.4.1. QuickCast. Литье по выжигаемым стереолитографическим моделям
- •7.1.4.2 Литье в эластичные силиконовые формы в вакууме
- •7.1.4.3. Промежуточная оснастка
- •7.1.4.4 RP - технологии с использованием листовых материалов
- •7.2 Проектирование и изготовление - единый процесс создания изделий
- •7.2.1 Предисловие
- •7.2.2. Проектирование изделия - изготовление изделия - быстрое усовершенствование изделия
- •7.2.3. Последовательность создания изделия
- •7.2.4. Критические факторы успеха и стратегии конкуренции
- •7.2.5 Ключевой фактор - время
- •7.2.6 Одновременное проектирование - конкурентоспособное проектирование
- •7.2.6.1 Классические ступени проектирования изделий
- •7.2.6.2. Требования к новым методам проектирования изделий
- •7.2.6.3. Принцип одновременности инженеринга
- •7.2.7. Модели
- •7.2.7.1. Классификация моделей
- •7.2.7.2. Влияние моделей на ускорение процесса проектирования изделий
- •7.2.7.3. Мотивация через модели
- •7.2.8. Создание моделей с помощью RP - технологий, как элемент одновременного инженеринга
- •7.2.8.1. RP - модели как гарантия обязательной базы данных
- •7.2.8.2. Определения: быстрое прототипирование, быстрое изготовление, быстрое производство
- •7.2.8.3. Взаимосвязь RP - моделей и фаз проектирования изделий
- •Глава 8.Основы технологии изготовления и сборки элементов радиоэлектронной аппаратуры
- •8.1. Электронные и микроэлектронные элементы
- •8.1.1 Типы полупроводниковых структур
- •Рис. 8.1. Схема классификации полупроводниковых структур
- •Немагнитные полупроводниковые структуры в свою очередь делятся на элементы, химические соединения, твердые растворы.
- •8.1.1.1. Кремний и его применение
- •8.1.2. Дискретные электрорадиоэлементы
- •8.1.2.1 Резисторы
- •8.1.2.2. Конденсаторы
- •8.1.2.3. Катушки индуктивности
- •8.1.2.4. Трансформаторы
- •8.1.2.5. Диоды
- •8.1.2.5.1. Светодиоды
- •8.1.2.6. Транзисторы
- •8.1.2.6.1. Пластиковые транзисторы
- •8.1.3. Технология изготовления тонкопленочных интегральных микросхем
- •8.1.3.1. Классификация и назначение интегральных микросхем
- •Рис. 8.33. Современная интегральная микросхема
- •8.1.3.1.1. Классификация интегральных микросхем
- •По степени интеграции. Названия микросхем в зависимости от степени интеграции (в скобках указано количество элементов для цифровых схем):
- •По технологии изготовления.
- •По виду обрабатываемого сигнала
- •Аналоговые (входные и выходные сигналы изменяются по закону непрерывной функции в диапазоне от положительного до отрицательного напряжения питания)
- •8.1.3.1.2 Назначение интегральных микросхем
- •8.1.3.2. Материалы для изготовления тонкопленочных и толстопленочных интегральных схем
- •8.1.3.2.1.Напыление частицами
- •8.1.3.2.2. Физико-химические способы получения пленочных покрытий
- •8.1.4. Технология изготовления полупроводниковых интегральных микросхем
- •8.1.4.1.1. Подготовка поверхности
- •8.1.4.1.2. Нанесение фотослоя
- •8.1.4.1.3. Совмещение и экспонирование
- •8.1.4.1.4. Проявление
- •8.1.4.1.5.Травление
- •8.1.5 Электрический монтаж кристаллов интегральных микросхем на коммутационных платах
- •8.1.5.1. Проволочный монтаж
- •8.1.5.2. Ленточный монтаж
- •8.1.5.3. Монтаж с помощью жестких объемных выводов
- •8.1.5.4. Микросварка
- •8.1.5.5. Изготовление системы объемных выводов
- •8.2.1. Основные характеристики печатных плат
- •8.2.1.1. Материалы, используемые для изготовления печатных плат
- •8.2.1.2. Точность печатных плат
- •8.2.1.3. Отверстия печатных плат
- •8.2.1.4. Толщина печатных плат
- •8.2.2. Типы печатных плат
- •8.2.2.1. Односторонние печатные платы
- •8.2.2.2. Двухсторонние печатные платы
- •8.2.2.3. Многослойные печатные платы
- •8.2.2.4. Гибкие печатные платы
- •8.2.2.5. Рельефные печатные платы
- •8.2.2.5.1. Технологии изготовления рельефных печатных плат
- •8.2.3. Технологические процессы изготовления печатных плат
- •8.2.3.1. Основные методы изготовления печатных плат
- •8.2.3.2. Аддитивная технология
- •8.2.3.3. Комбинированный позитивный метод
- •8.2.3.4. Тентинг-метод
- •8.2.3.5. Струйная печать как способ изготовления электронных плат
- •8.2.3.6. Технологии настоящего и будущего
- •8.2.4. Сборка и монтаж печатных плат
- •8.2.5. Методы контроля печатных плат
- •8.2.5.1. Система контроля качества печатных плат Aplite 3
- •Рис. 8.67. Интерфейс Системы Aplite 3
- •8.2.5.2. Электрический контроль печатных плат
- •8.3. Современное оборудование для изготовления радиоэлектронной аппаратуры
- •9.1. Основные понятия
- •9.2. Материалы для нанотехнологий
- •9.2.1. Фуллерены
- •9.2.2. Нанотрубки
- •9.2.3. Ультрадисперсные наноматериалы
- •9.3. Оборудование для нанотехнологий
- •9.4. Развитие нанотехнологий
- •9.4.1. Новейшие достижения
- •9.4.2. Перспективы развития
- •9.4.3. Проблемы и опасности
- •Литература
- •КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
для оценки сроков отставания от графика работ, оповещает заинтересованных пользователей о завершении отдельных этапов контролируемых бизнеспроцессов.
5.1.4. Система «САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ»
Система САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ представляет собой систему, предназначенную для автоматизированного решения задач технологического проектирования. В состав системы входят отдельные подсистемы, которые могут функционировать как автономно, так и в общем комплексе: работает и использует данные в едином информационном пространстве САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ позволяет:
-проектировать технологические процессы в автоматизированном режиме;
-рассчитывать материальные и трудовые затраты производства;
-формировать все необходимые комплекты технологической документации, используемые на предприятии;
-организовать и развивать технологические базы данных предприятия;
-передавать данные в различные системы планирования и управления (классов PDM/MRP/ERP), а также организовывать совместную работу с модулями и приложениями, разработанными на предприятии.
В системе выделены следующие виды процессов. Комплексный ТП (с использованием баз данных для различных производств: механообработка, штамповка, сварка, резка, гальваника, покрытия, термообработка, литье металлов, сборка), ТП на сборочные единицы. Учитываются особенности структуры ТП и данных для каждого вида производства. Реализована возможность добавления новых видов ТП и переделов средствами администрирования. Способы проектирования технологических процессов:
-проектирование на основе техпроцесса-аналога; -проектирование с использованием библиотеки часто повторяемых технологических решений;
-проектирование с применением библиотеки конструкторско-технологических элементов (КТЭ); автоматическое формирование фрагментов ТП на основе типовых планов обработки КТЭ; -заимствование технологических решений из ранее разработанных технологий;
-диалоговый режим проектирования с использованием баз данных системы. Режимы формирования текстов переходов дают возможность выполнить:
-ручное написание текста с использованием динамического словаря и переменных модели ТП (с применением спецзнаков и спецсимволов);
93
-автоматическое формирование текстов переходов по алгоритмам выбранного плана обработки; -автоматическое формирование текстов переходов по нормируемой операции ТП;
-формирование стандартизованных переходов (по ЕСТД или СТП) с помощью справочников; -копирование готовых переходов из библиотеки пользователя или из других ТП.
Автоматизация выбора средств технологического оснащения переходов дает возможность выполнить:
-автоматический подбор инструмента и оснастки по параметрам, заданным для выбранного типового плана обработки КТЭ; -выбор из справочников с учетом возможных связей инструмента с
оборудованием и других заданных ограничений на выборку.
Данная система обеспечивает автоматический перенос данных из чертежа, трехмерной модели, а также данных о детали (сборке), данных по материалу и заготовке.
Система ВЕРТИКАЛЬ имеет все необходимые инструменты для интеграции в единое информационное пространство предприятия. Наличие различных баз данных технологического назначения: оборудования, технологических операций и переходов, профессий; иллюстрированный классификатор режущего, вспомогательного инструмента и других средств технологического оснащения; возможность формирования необходимого комплекта технологической документации, выполненной по требованиям ГОСТа, позволяют успешно использовать данную систему для решения технологических задач.
5.1.5. САПР ТП TechnologiCS
TechnologiCS (версия 4) - это информационная система, разработанная специально для машиностроительных заводов. Основное предназначение системы - повышение эффективности процессов конструкторскотехнологической подготовки, планирования и управления производством за счет широкого применения конструкторско-технологической информации в электронном виде и организации коллективной работы с электронными данными.
В TechnologiCS реализован подход, ориентированный на работу с электронными данными о структуре изделия, технологиями, нормативами, документами и направленный на получение максимального эффекта с точки зрения цели производственного предприятия и подкрепленный необходимым программным обеспечением. Указанный подход предполагает, что подготовка производства является единым процессом, и этот процесс заключается отнюдь не в производстве разного рода документов (причем неважно, бумажных или
94
электронных), а в подготовке информации о выпускаемой продукции в объеме, который необходим для качественного, своевременного и экономически оправданного ее изготовления и доведении этой информации до главных ее потребителей: плановых, диспетчерских, производственных служб. Документы
– это просто один из удобных способов для представления и передачи информации (особенно при отсутствии других). Суть процесса - в проработке идеи или конструкции с точки зрения принятия конструктивных решений (и, соответственно, состава изделия), разработки технологии изготовления, определения необходимых материалов, оснастки, инструмента, предполагаемой трудоемкости изготовления. Появление, уточнение, детализация необходимой для производства информации, собственно, и происходит по мере работы конструкторов, технологов, нормировщиков. Параллельно эта информация, конечно, должна быть документирована с учетом соответствия стандартам предприятия (отрасли) и системе менеджмента качества.
Применяя TechnologiCS, конструкторы, технологи, нормировщики и другие специалисты, занимающиеся подготовкой производства, фактически работают с единой БД предприятия, постепенно формируя в ней данные об изделии, техпроцессах, материальных и трудовых нормативах. Параллельно на основании имеющихся электронных данных формируются различные комплекты конструкторских, технологических и сводных документов, включая:
-проектирование изделия и формирование в единой БД конструкторской информации, работа с составом изделия и документами в электронном виде;
-разработка межцеховых маршрутов;
-проектирование технологических процессов;
-материальное и трудовое нормирование.
Кроме того, с этой же БД работают плановые и производственные службы, которые имеют возможность:
-получать из системы консолидированную информацию в разрезе изделий, узлов, цехов, заказов и т.п. для решения задач калькуляции материалоемкости, трудоемкости изготовления, расчета прямых затрат и т.д.;
-формировать производственную программу цехов и участков, используя конструкторско-технологическую информацию;
-рассчитывать потребности в материальных и трудовых ресурсах;
-вносить информацию о фактическом изготовлении деталей и узлов, выполнении технологических операций, возникновении брака, контролировать ход производственного процесса;
95
-вносить данные о поступлении, перемещении, выдаче, списании материалов и других ресурсов, отслеживать обеспеченность производства и фактический расход ресурсов.
Организация коллективной работы в системе TechnologiCS подразумевает согласование исходной конструкторской и технологической информации, на основании которой впоследствии и выпускаются соответствующие документы, как бы фиксируя завершение процесса. При этом в подавляющем большинстве случаев документ освобождается от функции единственного носителя информации и становится носителем юридического статуса, что позволяет существенно сократить общее время, затрачиваемое на подготовку производства.
Ниже изложены наиболее значимые новые возможности TechnologiCS версии
4.
1.Улучшены и развиты возможности для интеграции с CAD/CAM/CAEсистемами.
2.Появилась возможность просматривать 3D-модели непосредственно при работе с электронными справочниками, спецификациями, техпроцессами в
TechnologiCS1.
3.Появилась возможность гибко работать с документами в электронном архиве при коллективной работе с 3D-моделями сборочных единиц, с правильным распределением прав доступа при применении заимствованных деталей, добавлены необходимые функции API для создания интерфейсов к различным CAD-системам.
4.Появилась возможность удобно интегрировать в среду TechnologiCS различные CAM-системы. Теперь можно организовать запуск приложения для разработки УП для станков с ЧПУ непосредственно из режима редактирования техпроцесса в TechnologiCS, передать CAM-системе из БД TechnologiCS параметры детали и необходимые для разработки программы файлы (чертеж или модель), сохранять результат работы в виде технологической операции в ТП TechnologiCS с указанием переходов, инструмента, режимов обработки.
5.Оптимизированы возможности при работе со спецификациями, обеспечивающие более гибкое ведение информации о допускаемых заменах с учетом последующего их влияния на результаты расчетов (материалоемкости, трудоемкости и т.п.).
6.Полностью переработана встроенная подсистема складского учета.
7.Расширены возможности подсистемы «Производство».
96