2.5. Пути повышения технологичности конструкции

Приступая к проектированию радиоаппаратуры, конструктор в большинстве случаев имеет возможность разработать несколько вариантов принципиальной схемы проектируемого объекта, положив в основу их различные принципы действия, основанные на законах механики, оптики, гидравлики, пневматики, электротехники, или сочетания этих принципов.

Основным критерием для выбора той или иной принципиальной схемы радиоприбора является технологичность конструкции при условии, что все возможные варианты равноценны в отношении параметров эксплуатационных качеств изделия.

При одной и той же принципиальной схеме конструкцию отдельных узлов и деталей в большинство случаев можно оформить по-разному. Например, корпус радиоприбора можно выполнить либо в виде узла, состоящего из нескольких простых деталей, часть которых изготовляется холодной штамповкой, а другая — обработкой на автоматах, либо в виде одной сложной детали, отливаемой под давлением.

Чтобы обеспечить требование технологичности конструкции деталей и узлов, нужно, ориентируясь на различные методы изготовления, наметить конструктивные варианты и выявить из них наиболее рациональные в технологическом отношении.

Разные варианты конструкции могут отличаться не только по конфигурации, по и по материалам. Например, выбрав штампованную конструкцию, можно изготовить деталь из стали, а выбрав литье под давлением, из цинкового сплава.

При составлении рабочих чертежей необходимо учитывать все требования к конфигурации и материалу детали, которые соответствуют намечаемым методам ее изготовления. Часто несущественные с конструктивной точки зрения «мелочи» и конфигурация детали или в материале (наличие того или иного компонента в сплаве) делают невозможным или неэкономичным применение намеченного технологического процесса.

Весьма существенное значение имеет правильное указание размеров в чертеже, которые должны быть тесно увязаны с технологией изготовления детали. 15 чертежах (или в технических условиях) должны содержаться и прямые указания технологического характера: о методах термической обработки, об окончательной отделке поверхности, о покрытиях и т. п.

В работах проф. И. И. Буловского и доцента Л. В. Поваляева и других авторов сформулированы основные принципиальные направления и пути повышения технологичности приборов, которые могут быть распространены и на радиоаппаратуру:

1. Сокращение числа деталей прибора без усложнения их конструкции, Чем меньше число деталей в приборе при прочих равных условиях, тем меньше затрат па подготовку производства и на изготовление прибора.

2. В приборах новой конструкции и модернизируемых — максимальное использование деталей и узлов, ранее освоенных в производстве. Преемственность должна соблюдаться не только для конструктивных элементов, но и для принципа действия системы прибора (магнитоэлектрическая, электромагнитная, электродинамическая, индукционная и др.).

3. Унификация деталей и узлов данного прибора, обеспечивающая увеличение применяемости одних и тех же узлов в разных частях конструкции данного прибора и в других приборах. Пользуясь этим, можно ограничить количество типоразмеров деталей и узлов и произвести их нормализацию. Обеспечением повторяемости и применяемости нормальных деталей и узлов достигается при подготовке производства и изготовлении прибора тот же эффект, что я при использовании деталей и узлов, уже освоенных в производстве, для новых и модернизируемых конструкций приборов.

4. Сокращение количества типоразмеров отверстий, резьб, фасок и других конструктивных элементов в приборе на основе их нормализации. Это ограничивает набор применяемого инструмента и контрольно-измерительных средств и снижает процент брака.

5. Расчленение прибора на самостоятельно собираемые, проверяемые и взаимозаменяемые узлы и подузлы, не требующие при монтаже (общей сборке) прибора предварительной разборки.

Это позволяет разделить сборку" прибора на узловую и общую; вынести узловую сборку из сборочного цеха в предметные цехи и участки, т. е. осуществлять там как изготовление деталей узла, так и его сборку; резко сократить трудоемкость сборки; модернизировать узлы без существенных изменений конструкции прибора в целом; обеспечить специализацию и кооперирование производства заводов по отдельным узлам, а также использовать места соединений узлов для компенсации ошибок изготовления.

6. Назначение параметров точности изготовления и качества поверхности в полном соответствии с эксплуатационными требованиями прибора (без «запаса»).

7. Обеспечении взаимозаменяемости деталей. Взаимозаменяемость позволяет сократить или полностью устранить при сборке доделочные и пригоночные работы по месту.

8. Правильный выбор конструкции компенсационных звеньев, обеспечивающих упрощение регулировочных работ.

9. Компоновка прибора, обеспечивающая удобство и простоту сборки при минимальном числе положений прибора в процессе сборки. Если конструкция прибора позволяет вести все сборочные операции при одном положении, то это значительно упрощает технологическое оснащение, уменьшает брак, упрощает систему организации поточной сборки.

10. Выбор рациональной конфигурации деталей прибора, обеспечивающей:

а) достаточную жесткость детали, что упрощает процесс обработки, позволяет повысить режимы резания и исключает влияние деформации детали на точность обработки;

б) удобство установки на станке или в приспособлении благодаря правильному оформлению технологических баз и уменьшению числа различных положений детали в процессе обработки и измерения, что снижает трудоемкость обработки и нормы времени па вспомогательные операции, а также повышает точность изготовления;

в) доступность поверхностей и элементов для обработки и измерения, что уменьшает количество и упрощает конструкцию технологического оснащения, уменьшает трудоемкость обработки и устраняет брак;

г) возможность обработки и измерения с помощью нормального и стандартного режущего и измерительного инструмента;

д) возможность концентрированной обработки при сравнительно высоком удельном значении непрерывного машинного времени, а также возможность последовательной обработки в много местных приспособлениях, что создает основные предпосылки для широкого внедрения многостаночного обслуживания;

е) простоту получении заготовки.

11. Конструирование деталей прибора, сходных по конфигурации, размерам, характеру заготовок, сочетанию и взаимному расположению основных обрабатываемых поверхностей, точности и чистоте поверхности, Это позволяет типизировать как технологические процессы изготовления деталей в целом, так и револьверные автоматные настройки, т. е. создать ряд ступеней стандартных, постепенно усложняющих настроек, позволяющих на каждой последующей ступени обрабатывать детали, которым соответствовали бы предыдущие ступени, и, наконец, типизировать настройки по сходству установок инструмента.

Такая последовательная типизации ведет к сокращению объема и трудоемкости технологической подготовки производства, к уменьшению технологической документации, к рациональному применению высокопроизводительных методов обработки и оборудования и более широкому использованию передового опыта новаторов.

12. Применение заготовок деталей, получаемых высокопроизводительными методами (литьем в кокиль, под давлением и по выплавляемым моделям, холодной и горячей штамповкой, прессованием пластмасс и др.), исключающими дальнейшую механическую обработку или сводящими ее к минимуму. Повышение точности заготовительных фаз производства является одной из задач современной технологии, решению которой способствует специфика радиоприборостроения (малые размеры деталей, невысокие требован ил к прочности ряда деталей, не несущих значительных нагрузок, широкое применение цветных металлов, выпуск при боров в сравнительно больших количествах).

Многие заводы успешно заменяют механическую обработку деталей радиоприборов высадкой, волочением, калибровкой (чеканкой) и объемной штамповкой (прессованием). Применение высадки, например, резко повышает производительность труда, дает экономию металла 15—40% и более' высокую прочность деталей.

Замена фрезерования и ручной доводки зачисткой или калибровкой в штампах уменьшает трудоемкость в десятки раз. Технологичность конструкции заметно повышается при применении штамповки в сочетании со сваркой или пайкой твердым припоем для получения деталей сложных пространственных форм и деталей, имеющих сечение с резко изменяющимися размерами.

Эффективным является также применение фасонной холодной пакатки для получения зубьев, резьбы, рифленых поверхностей, делений и цифр, фасонных деталей из листового материала и для сборки некоторых пространственных деталей из листового материала.

Особую роль при решении проблемы технологичности конструкции радиоприборов играет метод получения деталей и узлов на основе порошковой металлургии. Порошковая металлургия дает возможность изготовить детали с особыми физическими свойствами, которые иногда невозможно получить иным путем.

Выбранные методы изготовления заготовок и деталей в большой степени определяют оформление их конструкции, исполнение чертежей, а следовательно, и выбор материала детали, ее конфигурацию, допуски, расстановку размеров на чертеже с точки зрения выбора баз при обработке, учет при конструировании детали условий, обеспечивающих минимальный расход материала, возможное упрощение и удешевление потребных штампов, форм и других видов оснастки.

Некоторые конструкторы и технологи считают, что применение и конструкции прибора деталей, получаемых обработкой без снятия стружки, оправдывает себя только в массовом и серийном производстве вследствие больших затрат на 'технологическую оснастку. Это представление ошибочно. Использование универсального максимально удешевленного технологического оснащения, особенно оснастки из нормализованных элементов, позволяет применять высокопроизводительные методы обработки без снятии стружки и в условиях производства малого числа приборов.

13. Широкое внедрение деталей, изготовляемых из заменителей дефицитных и дорогих материалов, в частности деталей из пластмасс имеют малый удельный вес, значительную прочность, стойкость к агрессивным средам, отличные диэлектрические свойства, хороший внешний вид непосредственно после прессования без дополнительных отделочных операций.

14. Правильный выбор металлов и сплавов для деталей и частей радиоаппаратов. Использование новых отечественных электротехнических металлов и сплавов позволяет создать принципиально иные электрические схемы радиоприборов, существенно улучшив при этом эксплуатационные качества (точность, надежность) этих изделий, а также значительно улучшить их технологичность.

На габаритные размеры и вес прибора, характер технологического процесса, трудоемкость и стоимость работы значительно также выбор материалов дли электрических цепей — проводников, термокомпенсирующих сплавов и др.

15. Установление рационального сортамента и номенклатуры применяемых материалов. Сокращение сортамента и номенклатуры материалов по их наименованиям, размерам, профилю и маркам способствует экономии материалов, использованию отходов, улучшению условий снабжения, уменьшению запасов материалов на складах, а следовательно, и ускорению оборачиваемости оборотных средств