Технологический процесс изготовления: Технологический процесс изготовления деталей – Энциклопедия по машиностроению XXL

alexxlab | 13.07.1999 | 0 | Разное

Содержание

Технологический процесс изготовления деталей – Энциклопедия по машиностроению XXL

При изготовлении же деталей на станках с программным управлением сначала составляют программу по чертежу. Отметим, что чертежи деталей, предназначенных для обработки на станках с программным управлением, пока мало отличаются от обычных, поскольку конструктор составляет их независимо от технологического процесса изготовления деталей.  [c.37]

Детали могут иметь различную шероховатость (неровности) поверхностей, зависящую от способа и технологического процесса изготовления деталей.  [c.121]


Более прогрессивными технологическими процессами изготовления деталей этой группы являются процессы, исключающие механическую обработку. Однако при изготовлении оснастки (формы, штампа), требующей механической обработки, чертеж с изображением детали в горизонтальном положении будет также удобней при чтении.  [c.20]

При проектировании технологического процесса изготовления деталей листовой штамповкой основной задачей является выбор наиболее рациональных операций и последовательности их применения, позволяющих получить детали с заданными служебными свойствами при минимальной себестоимости и хороших условиях труда.

[c.103]

Используя в определенной последовательности отдельные операции листовой штамповки, можно изготовлять разнообразные плоские и пространственные детали. При разработке технологического процесса изготовления деталей следует стремиться к уменьшению потерь металла в процессе листовой штамповки. Основной отход при листовой штамповке составляет так называемая высечка, т. е. часть листовой заготовки после ее вырубки. Формы и размеры вырубаемой заготовки определяются формой и размерами детали, а также применяемыми в процессе штамповки формоизменяющими операциями.  [c.110]

Технологический процесс изготовления деталей при этом виде производства имеет уплотненный характер на одном станке выполняются несколько операций и часто производится полная обработка деталей разнообразных конструкций и из различных материалов. Ввиду разнохарактерности работ, выполняемых на одном станке, и неизбежности вследствие этого в каждом случае подготовки и наладки станка для новой работы основное (технологическое) время в общей структуре нормы времени невелико.  

[c.17]

Проектирование технологических процессов изготовления деталей машин имеет целью установить наиболее рациональный и экономичный способ обработки при этом, как отмечалось выше, обработка деталей на металлорежущих станках должна обеспечить выполнение требований, предъявляемых к точности и чистоте обрабатываемых поверхностей, взаимному расположению осей и поверхностей, правильности контуров и форм и т. д. Таким образом, спроектированный технологический процесс механической обработки деталей должен при его осуществлении обеспечить выполнение требований, обусловливающих нормальную работу собранной машины.  

[c.119]

При проектировании технологических процессов изготовления деталей машин необходимо учитывать основные направления в современной технологии машиностроения, которые сводятся к следующему  [c.119]


Технологическое проектирование заключается в решении задач технологической подготовки производства — разработке принципиальной схемы, маршрутов, операций и переходов технологических процессов изготовления деталей, сборки и монтажа узлов, включая выбор оснастки, инструмента, технологического оборудования и т. п.  [c.11]

Таким образом, н рассматриваемом приме[)е необходимо увеличить допуск квалитета 10 до Д1)пуска квалитета 11 (hll) или же применить более точный технологический процесс изготовления деталей.  [c.98]

Проектирование технологических процессов изготовления деталей и сборки конструкции ЭМП (первые два этапа на рис. 6.1, б) также начинается с выявления альтернатив. В этом случае число вариантов по сравнению с конструированием ЭМП больше, так как технологический процесс складывается из отдельных операций, каждая из которых также может иметь несколько возможных вариантов реализации. Каждый конкурентоспособный вариант технологического процесса детализируется полностью до всех операций и переходов между ними, а также выбора соответствующего оборудования. При этом учитываются ограничения, присущие конкретным производствам, где планируется выпуск проектируемых изделий. Процесс проектирования технологической оснастки (третий этап на рис. 6.1, б) аналогичен конструкторскому проектированию деталей и узлов ЭМП.  

[c.163]

Экономические требования, предъявляемые к материалам, определяются наименьшей себестоимостью детали, в которую включается стоимость материала и все производственные затраты на ее изготовление. С учетом этих требований выбирают тот или иной технологический процесс изготовления деталей. Например, при массовом и крупносерийном производстве экономически обосновано применять детали, изготовленные штамповкой, прессованием или литьем под давлением, а при единичном и мелкосерийном — выгоднее применять механически обработанные детали. Это оказывает влияние и на выбор материала.  

[c.158]

Роль конструкционного материала в технологическом процессе изготовления деталей машин чрезвычайно велика. С одной стороны, конструкционный материал должен обеспечить изготовление заготовок и деталей с наименьшими производственными затратами. Удельный вес стоимости материалов в себестоимости машиностроительной продукции сравнительно высок (например, в станкостроении он составляет 60 % общей стоимости, при изготовлении локомотивов и вагонов — 70…75 %) и имеет тенденцию к увеличению. С другой стороны, правильный выбор конструкционного материала должен обеспечить детали ее высокие эксплуатационные свойства, ее долговечность и ремонтопригодность.  [c.14]

Методика контроля разрабатывается таким образом, чтобы необходимыми техническими средствами были охвачены все стадии производства и испытаний. Средства контроля должны применяться при входном контроле материалов и для комплектующих изделий, на всех стадиях технологического процесса изготовления деталей и узлов, для настройки и оценки правильности функционирования приоров и аппаратуры.  

[c.451]

Высококачественные волокна. Применение в судостроении волокон углерода, графита и бора, обладающих хорошими эксплуатационными характеристиками и используемых в авиации, весьма ограничено из-за их чрезвычайной дороговизны. Стоимость одного фунта упрочняющего материала может быть в 200 раз больше стоимости одного фунта обычного стекла. Технологические процессы изготовления деталей из таких композиций относительно сложны и не совместимы с экономикой судостроительной про-  [c.235]

Появление остаточных напряжений связано с условиями изготовления деталей, с их предысторией. Поэтому технологические процессы изготовления деталей должны проектироваться с таким расчетом, чтобы возникающие в поверхностных слоях остаточные напряжения гарантировали надежность работы деталей в заданных условиях эксплуатации.  

[c.54]

Влияние наклепа на длительную и усталостную прочность сплавов. Наклеп, возникающий после различных операций технологического процесса изготовления деталей, подразделяется на равномерный или сплошной, возникающий после деформации растяжения или сжатия  [c.194]

В технологических процессах изготовления деталей обеспечение точности составляет одну из основных и наиболее сложных задач. С увеличением быстроходности машин и нагрузок, действующих на детали, требования к точности непрерывно возрастают. Теперь трудно найти машину, в которой не применялись бы посадки 2-го класса точности. Во многих машинах, приборах особенно, десятки, а то и сотни сопряжений выполняются по 1-му классу и точнее.  

[c.5]


Такое направление имело целью значительно упростить систему технической организации индивидуального и мелкосерийного производства и в конечном итоге должно было в известной степени обеспечить создание дополнительных благоприятных предпосылок для применения методов крупносерийного производства. Однако поиски обобщенных решений при разработке технологических процессов изготовления деталей различных конструкций и  [c.233]

Выбор исходной поверхности, естественно, вытекает из самой сущности технологического процесса изготовления деталей. Действительно, координация некоторых поверхностей относительно поверхности, обработка которой происходит после обработки первых, неизбежно приводит к ряду технологических осложнений.  [c.587]

При разработке технологического процесса изготовления деталей машин часто оказывается неудобным придерживаться последовательности обработки и измерения, вытекающей из порядка простановки размеров на чертеже.  

[c.590]

Методические ошибки в технических условиях и излишняя с точки зрения целевого назначения машины функциональная точность (малые величины 8д) порождают появление излишне сложных и неэкономичных технологических процессов изготовления деталей машин.  [c.649]

Знать технологический процесс изготовления деталей и технические условия выполнения каждой операции  [c.111]

Большое влияние на ход технологического процесса изготовления деталей оказывают приспособления, осуществляющие активный метод контроля, т. е. проверку деталей непосредственно в процессе их обработки.  [c.207]

Технологический процесс изготовления деталей нередко включает операции совместной обработки двух деталей и более. Примерами наиболее часто встречающихся операций такого рода могут служить обработка отверстий под коленчатый вал в блоке цилиндров с привернутыми крышками коренных подшипников и растачивание отверстий под распределительный вал во втулках, запрессованных в блок цилиндров.  

[c.12]

В зависимости от типа производства выбирают исходную заготовку. Для массового и крупносерийного производства предпочтительно использовать ленту. Из ленты штампуют мелкие и средние детали при толщине исходной заготовки до 10 мм. Если деталь невозможно или экономически нецелесообразно изготовлять из ленты, применяют заготовки из полос и листа (в том числе фасонные). Для автоматической подачи таких заготовок необходимо обеспечить стабильную точность их геометрических размеров, а также аккуратное формирование пачек этих заготовок. Транспортные средства не должны изменять форму пачки заготовок, поэтому рекомендуется транспортировать заготовки в таре. Технологические процессы изготовления деталей на одном АК (АЛ) должны быть одинаковыми для всех деталей (например, вытяжка на прессе двойного действия и доделочные операции на прессах простого действия после-  

[c.260]

На этапе проектирования используется информация об отдельных показателях оборудования надежности, производительности и точности обработки, что позволяет существенно повысить достоверность проектных расчетов. На этапе изготовления используют сведения об отказах оборудования и стабильности его показателей в процессе длительной эксплуатации. По этой информации совершенствуются технологические процессы изготовления деталей и сборки узлов и агрегатов, а также методы приемо-сдаточных испытаний АЛ.  [c.266]

Приведем несколько примеров, показывающих возможность изменения технологического процесса изготовления деталей на одношпиндельных токарно-револьверных автоматах благодаря использованию специальных приспособлений [61.  [c.181]

Все элементы чертежей обосновываются конкреткыми провзводствелными аа-дачами н типовыми технологическими процессами изготовления деталей и сборочных единиц учтены чсе требования ЕСКД.  [c.2]

Весь материал книги построен в направлении лучшего и более полного отражения новой техники и новых технологических процессов изготовления деталей. Текстовой и иллюстрированный материал отражает изменения, которые произошли в государственных стандартах за последние годы в связи с созданием Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), распространяемой на все отрасли промышленности и строительства.  [c.5]

Содержатся сведения о построении и чтении машиностроительных чертежей. Весь материал построен на конкретных производственнь[х задачах и типовых технологических процессах изготовления деталей и сборочных единиц.  [c.2]

Существует значительное ко.яичество неметаллических материалов, которые успешно могут заменить металлы и их сплавы. Все более широкое применение получают различные виды полимеров (пластмасс), которые благодаря своим особым физическим и механическим свойствам позволяют использовать их для литья под давлением, прессования, формовки из листов, сварки, склеивания, наплавления и других технологических процессов изготовления деталей. Полимерные материалы (пластмассы) подразделяются на две группы термопластичные и термореактивные.  [c.188]

Централизованная система подготовки инструментального производства имеет ряд значительных преимуществ перед децентрализованной обеспечивается более тесная связь между разработкой технологических процессов изготовления деталей основного производства и разработкой чертежей и другой технической документации на изготовления инструмента укрепляется техническая и плановая дисциплина на всех этапах подготовки производства обеспечивается четкая и систематическая работа по унификации типоразмеров оснастки, разработке ограничительных и заводских нормалей на инструмент, типовых технологических процессов на основные виды и типы инструментов и деталей приспособлений, штампов, прессформ и другой оснастки создаются благоприятные условия для внедрения групповой обработки, повышения серийности основных широко применяемых типоразмеров инструмента  [c.113]

Как показал анализ технологических процессов изготовления деталей на токарно-револьверных автоматах, наибольшее влияние имеют следующие погрешности износ режущего инструмента погрешности обрабатываемого материала — неравномерный припуск по длине прутка материала и между отдельными прутками, а также неравномерная твердость в пределах одного прутка и между отдельным прутками [41 погрешности за счет зазоре , в скользящих стыках погрешности за счет неравномерности процесса резания погрешности, связанные с неточностью настройк в связи с малой выборкой деталей, по которым судят о качестве настройки, с погрешностью измерительных устройств (нониусов) станка и измерительных инструментов. Значительную роль играют погрешности, связанные с недостаточной жесткостью основных узлов станка [3 ], [8] однако они имеют косвенное значение, приводя к увеличению некоторых из вышеназванных погрешностей.  [c.172]


Металлографическое исследование в совокупности с другими видами испытаний позволяет определять природу и характеристику сплава, делать выбор сплава для данного назначения, контролировать и корректировать технологический процесс изготовления деталей и качество готовой продукции, а также следить за поведением металла в эксплоата-ционных условиях.  [c.136]

3. Технологический процесс изготовления детали “гайка”. Разработка технологического процесса изготовления детали “гайка”

Похожие главы из других работ:

Изготовление ствола

7. Маршрутный технологический процесс изготовления детали

В зависимости от организации структуры предприятия между операциями термической обработки и покрытиями могут присутствовать операции транспортировки в соответствующий цех для выполнения этих операций…

Конструирование и изготовление ювелирных вальцов

2.3 Технологический процесс изготовления детали

Болт изготавливаем из стали Ст20. Токарная обработка производится на токарно-винторезном станке 16к20…

Методы и приемы творческого труда

4. Технологический процесс изготовления детали Корпус КГ-2132

Рассмотрим технологический процесс изготовления детали Корпус КГ-2132 который в дальнейшем будет использоваться как корпус . Отливка будет изготавливаться в литейном производстве…

Проект автоматической линии для обработки детали типа “Вал-шестерня”

2 Технологический процесс изготовления детали для неавтоматизированного производства

Рассмотрим базовый ТП изготовления данной детали для неавтоматизированного производства и выберем операции, которые можно включить в автоматическую линию. Воспользуемся для анализа рис. 2.1. Рис. 2…

Проектирование участка машиностроительного производства

1. Технологический процесс изготовления детали “Кольцо наружное”

технологический деталь электроэрозионный производственный Таблица 1 № операции Наименование операции Оборудование (модель) Шероховатость Ra, мкм 000 Карта ТУ на сварку 010 Токарная МК-163 6,3 015 Токарная с ЧПУ АТ600В1 3…

Разработка автоматической линии для обработки детали типа “Вал-червяк”

2 Технологический процесс изготовления детали для неавтоматизированного производства

Рисунок 2.1- Изготавливаемая деталь На рисунке 2.1 указаны позиции обрабатываемых поверхностей. Далее приведем технологический процесс обработки детали в условиях неавтоматизированного производства…

Разработка технологического процесса для детали “корпус”

2.1 Существующий технологический процесс изготовления детали

Существующий технологический процесс изготовления детали отсутствует…

Разработка технологического процесса производства задней части нервюры

2.1 Технологический процесс изготовления детали «Стенка 1»

2.1.1Конструктивно-технологическое описание детали «Стенка 1» Конструктивно-технологическое описание детали представлено в таблице 2.1. Таблица 2…

Разработка технологического процесса производства задней части нервюры

2.2 Технологический процесс изготовления детали «Пояс 2»

2.2.1 Конструктивно-технологическое описание детали «Пояс 2» Конструктивно-технологическое описание детали представлено в таблице 2.5. Таблица 2…

Разработка технологического процесса производства задней части нервюры

2.4 Технологический процесс изготовления детали «Стойка 6»

2.4.1 Конструктивно-технологическое описание детали «Стойка 6» Конструктивно-технологическое описание детали представлено в таблице 2.8. Таблица 2…

Разработка технологического процесса, технологической и инструментальной оснастки для механической обработки корпуса в условиях единичного производства

5. Маршрутно-операционный технологический процесс изготовления детали

Маршрутно-операционный технологический процесс изготовления детали представлен в приложении…

Разработка, статистическое регулирование, исследование точности и стабильности технологического процесса при механообработке изделий

Раздел 2. Технологический процесс изготовления детали «Ось»

Для изготовления оси используют следующие материалы: углеродистую сталь обыкновенного качества, легированную конструкционную и качественную углеродистую сталь. Для изготовления оси диаметром более 20 мм используют трубы и полые отливка…

Расчет редуктора системы верхнего привода

4.4 Укрупненный технологический процесс изготовления детали

Операция Наименование операции 00 Заготовительная. Отрезание. 05 Термообработка: нормализация. 10 Токарная черновая 15 Токарная чистовая 20 Промежуточный контроль. 25 Долбление зубьев. 30 Шевингование…

Расчет цеховой себестоимости изготовления детали “Игла”

1.1 Технологический процесс изготовления детали

Технологический процесс изготовления детали составляем в двух вариантах. Первый вариант представлен в табл. 1. Таблица 1 № Операционный эскиз Переходы Технолог. оснастка 1 2 3 4 005 16К20 1…

Система технического обслуживания и ремонта винтового конвейера

2.9.4 Технологический процесс изготовления детали

Выбираем материал вала: сталь 45. Выбираем заготовку цилиндрической формы и обрабатываем её до нужных размеров. 005 Заготовительная. Выбираем заготовку цилиндрической формы, производим промеры размеров…

Технологический процесс изготовления шаблонов – конспект – Астрономия

Технологический процесс изготовления шаблонов Технологический процесс изготовления шаблонов включает в себя следующие основные операции:  Раскрой заготовки;  Разметка контура и осей;  Вырезание по контуру;  Опиливание по контуру;  Разметка отверстий;  Сверление отверстий;  Нанесение информации и маркировки;  Контроль шаблона;  Окраска. В настоящее время первые три операции, а также операции разметки и сверления отверстий (за исключением базовых – они сверлятся до обработки шаблона, т.к. они необходимы для фиксации заготовки на столе станка) осуществляются на фрезерных станках с ЧПУ. В шаблонах сверлят комплекс технологических отверстий, необходимых для изготовления заготовительной и сборочной оснастки, деталей самолетов, а также для сборки их в узлы и агрегаты. Номенклатура, обозначения и назначение технологических отверстий, выполняемых в шаблонах, приведены в таблице 6.3. Таблица 6.1 Отверстия на шаблонах Наименование отверстий Обозначение Назначение Базовые БО Установка заготовок на стол станка; сборка шаблонов в «корзинку». Сборочные СО Создание возможности правильной сборки всех входящих в узел деталей без применения сборочных приспособлений. Направляющие НО Сверление отверстий под заклепки, анкерные гайки или болты во всех сопрягаемых деталях узла. Инструментальные ИО Установка ловителей в инструментальных docsity.com штампах; сверление отверстий в развертках деталей, необходимых для их установки на штампы. Как уже было отмечено, изготовление шаблонов происходит на фрезерных станках с ЧПУ, причем управляющие программы подготавливаются в системе «Cimatron it». Базовый набор управляющих программ включает программу обработки, программу разметки и программу сверления отверстий. Создание шаблона происходит по следующей последовательности действий: 1. Подготовка информации на выпуск шаблона. а. Построение сечения или развертки модели шаблонируемой детали – определение контура обработки – средствами графической системы («Cimatron it»). б. Разметка осей и отверстий («Cimatron it»). в. Изготовление и контроль паспорта на шаблон. г. Создание управляющей программы обработки («Cimatron it»). д. Создание управляющей программы разметки («Cimatron it»). е. Создание управляющей программы сверления отверстий («Cimatron it»). ж. Форматирование управляющих программы в файлы траектории движения инструмента в системе «Астра». 2. Изготовление шаблона а. Обрезка заготовки и сверление базовых отверстий. б. Установка на станок и отработка управляющих программ. в. Выполнение управляющих программ. г. Зачистка контуров шаблона от заусенцев и т.п. д. Нанесение текстовой информации и маркировка. е. Контроль шаблона. docsity.com

Разработка и совершенствование технологических процессов изготовления деталей в системе Omega Production

Леонид Курч, Александр Баркун, Евгений Кукареко

Технико-экономический анализ и совершенствование технологических процессов

Нормирование и расчет потребности в инструменте и оснастке

Omega Production — полнофункциональная САD/CAPP-система

Omega Production — отечественная система управления подготовкой производства и производством для предприятий дискретного производства. В наибольшей степени ее преимущества проявляются на предприятиях со сложной структурой продукции — машиностроительных и приборостроительных.
Одним из основных модулей системы является модуль управления инженерными данными, включающий группы задач управления конструкторской и технологической документацией.
Данная статья посвящена задачам управления разработкой и совершенствованием технологических процессов.
В системе Omega Production имеются развитые редакторы для формирования единичных, типовых, групповых и сквозных технологических процессов (ТП) в соответствии со стандартами ЕСТД.
Функциональность по разработке ТП, а также по использованию технологических процессов в задачах расчета ресурсов, технико-экономических расчетов, в оперативном планировании и учете производства была рассмотрена в ряде предыдущих публикаций.
Настоящая публикация продолжает серию статей о методах и решениях, используемых в Omega Production для разработки новых и совершенствования существующих технологических процессов.

Технико-экономический анализ и совершенствование технологических процессов

В настоящее время особенно актуальна проблема снижения себестоимости и повышения конкурентоспособности продукции. Поэтому целесообразно осуществлять поиск новых путей и методов совершенствования как технологичности конструкции изделия на всех этапах его жизненного цикла, включая самые ранние этапы концептуального проектирования, так и технологий его производства, в том числе процессов обработки и сборки с учетом возможностей, предоставляемых новым высокопроизводительным инструментом, оснасткой, оборудованием, средствами автоматизации и современным информационно-программным обеспечением.

Совершенствование технологий изготовления изделий машиностроения — задача не новая, ее решение предусматривает последовательное выполнение ряда этапов, показанных на рис. 1.

Рис. 1. Схема циклической последовательности этапов проектирования технологического процесса изготовления детали

Одними из важнейших этапов проектирования технологического процесса изготовления детали являются этапы 5 и 6. Для автоматизации процесса выбора способов обработки, определения технологического маршрута и последовательности выполнения технологических операций разработаны и программно реализованы методики расчета и сравнительного анализа проектируемого или совершенствуемого ТП механообработки по отношению к базовому ТП по показателям трудоемкости, энергопотребления, материалоемкости и себестоимости с использованием модели Паретто и кумулятивных графиков. Эти методики могут быть успешно применены как для анализа уже существующих технологических процессов на реальном производстве с целью их улучшения, так и при проектировании новых технологических процессов на предприятиях.

Методика технико-экономического анализа технологических процессов включает несколько этапов. На первом этапе исходная информация по операциям выбранного технологического процесса заносится в расчетный модуль системы Omega Production и осуществляется автоматизированный расчет технико-экономических параметров по заданному алгоритму. Причем информация по режимам обработки и инструменту собирается отдельно по каждому технологическому переходу, а затем объединяется в технологические операции. Анализ может быть проведен как внутри технологической операции по переходам, так и между технологическими операциями внутри технологического процесса.

Рис. 2. Последовательность операций механической обработки, построенная в порядке убывания их по выбранному технико-экономическому параметру (себестоимость, энергопотребление, трудоемкость или съем металла)

На втором этапе, в зависимости от выбранного для расчета параметра: себестоимость, трудозатраты, энергопотребление или съем материала, — на основе полученных данных производится ранжирование операций, которое в графическом виде представлено на рис. 2. На данных графиках технологические операции выстраиваются по степени убывания заданного анализируемого параметра (себестоимость, трудозатраты, энергопотребление или съем материала). Пользователь может задать уровень значимости в пределах 70-90% и определить количество операций, составляющих 70-90% от общего объема выбранного технико-экономического параметра.

На третьем этапе выполняется дальнейший анализ и поиск путей совершенствования технологии, но только для выбранных операций с использованием электронных справочников и автоматизированных методик расчета оптимальных режимов резания и методик подбора прогрессивного металлорежущего инструмента, оснастки и оборудования.

Данная методика была апробирована на Минском тракторном заводе и дала значительный годовой экономический эффект за счет совершенствования ряда технологических процессов изготовления деталей.

Ниже приведен пример технико-экономического анализа технологического процесса механической обработки деталей 1221-2407018Б/-01, 1522-2407018/-01 «Рукав».

В соответствии с требованиями этапа 1 исходные данные были внесены в расчетный модуль системы Omega Production и автоматически были построены модели Паретто и кумулятивные графики по параметрам трудоемкости и объему снимаемого металла (этап 2), приведенные на рис. 3 и 4.

Рис. 3. Результаты технико-экономического анализа операций технологического процесса, построенных в порядке убывания объема снимаемого металла

Из рис. 3 видно, что технологические операции 005 и 015 составляют 80% от общего объема снимаемого металла всего технологического процесса.

На рис. 4 приведен график технико-экономического анализа операций технологического процесса по трудоемкости. Из рисунка видно, что пять технологических операций составляют 80% трудоемкости всего технологического процесса.

Наибольший интерес представляет операция 005, поскольку именно она была выявлена как наиболее нагруженная по двум показателям. Анализ технологической операции 005 показывает, что в ней самым нагруженным является переход 4. Дальнейший поиск путей совершенствования проводился именно по этому переходу в соответствии с рекомендациями (этап 3).

Рис. 4. Результаты технико-экономического анализа операций технологического процесса, построенных в порядке убывания их трудоемкости

В системе Omega Production создан программный модуль подбора металлорежущего инструмента для выполнения операций механической обработки, включающий задачи автоматизированного расчета режимов резания и определения стойкости инструмента при формировании техпроцессов механообработки. Разработаны программные функции выбора типа державки, системы крепления, формы, размера и геометрии передней поверхности, марки твердого сплава, а также радиуса при вершине r e СНП по стандарту ISO1832-1991 и ANSI. Данный программный модуль позволяет выбирать токарный, фрезерный и осевой инструмент, исходя из заданной целевой функции — набольшая производительность технологического процесса механической обработки или его наименьшая себестоимость.

Более подробно расчетный модуль будет рассмотрен в одной из следующих статей.

Рис. 5. Эмпирический полигон и кривая нормального распределения параметра стойкости для исходной СНП

Были проведены сравнительные стойкостные испытания использовавшихся ранее пластин и пластин, подобранных с помощью расчетного модуля Omega Production. Построены графики распределения параметров стойкости для базового и проектного вариантов инструмента, приведенные на рис. 5 и 6.

Стойкость предложенных СНП увеличилась на 30% по сравнению с ранее использовавшимися пластинами (соответственно произошло снижение нормы расхода СНП на обработку тысячи деталей на 30%).

Рис. 6. Эмпирический полигон и кривая нормального распределения параметра стойкости для предложенной СНП

Нормирование и расчет потребности в инструменте и оснастке

Одной из важных задач управления предприятием является обеспечение производства необходимым количеством инструмента и оснастки без создания сверхнормативных запасов.

Решение этой задачи возможно только путем ведения и использования норм расхода оснастки с расчетом лимитов в соответствии с планами выпуска продукции.

Omega Production обеспечивает три способа ведения данных о применяемости и нормах расхода оснастки:

• в справочнике применяемости;

• в технологических процессах;

• в спецификациях применяемости.

Ведение данных в отдельном справочнике применяемости выполняется, как правило, в том случае, если не организована система ведения электронных документов (технологических процессов, спецификаций применяемости), где ведение данных о применяемости и нормах расхода является естественной бизнес-функцией подразделений, ответственных за данные документы.

Ведение данных об оснастке и нормах ее расхода в составе технологических процессов выполняется в тех случаях, когда ответственными за ведение данных об оснащении операций ТП являются технологические подразделения, которые разрабатывают данные технологические процессы.

Ведение данных о применяемости оснастки в составе спецификаций применяемости по видам оснастки является распространенной практикой. Из предприятий, использующих Omega Production, спецификации применяемости ведутся на Минском тракторном заводе, Минском автомобильном заводе, Заволжском моторном заводе, Челябинском тракторном заводе. При этом ответственными за ведение данных о применяемости оснастки по видам оснастки являются конструкторские бюро, занимающиеся подбором и проектированием оснастки. Пример спецификации применяемости режущего и вспомогательного инструмента приведен на рис. 7.

Рис. 7. Спецификация применяемости режущего и вспомогательного инструмента

Спецификации применяемости являются электронными документами, жизненный цикл которых включает, как правило, статусы разработки, наладки, производства и аннулирования. Поддержание актуальности спецификаций осуществляется через электронные извещения об изменениях.

Нормирование оснастки производится в составе спецификаций применяемости в процессе выполнения работ по электронному согласованию спецификации для получения ею заданного статуса.

Расчет лимитов оснастки по планам производства выполняется непосредственно по содержимому спецификаций с учетом их статуса.

Omega Production — полнофункциональная САD/CAPP-система

Все больше внимания на машиностроительных предприятиях уделяется автоматизации технологической подготовки производства. Стимулирующим фактором в повышении интереса к деятельности технологических служб является тот факт, что технологическая подготовка производства (включая проектирование и разработку оснастки) может занимать до 70% времени на разработку и внедрение новой продукции.

САПР технологической подготовки производства, в частности САПР технологических процессов, является продуктом наукоемким. В силу этого развитие технологических САПР шло параллельно с развитием систем управления производством, наряду с конструкторскими САПР. В связи с этим возникает вопрос: как организовать поддержку информации о технологических процессах в системе управления производством и корпоративной информационной системе предприятия? Возможны два варианта ответа на него: импорт данных из САПР ТП и создание собственной, «встроенной» САПР в рамках информационной системы предприятия.

В системе Omega Production реализованы оба варианта поддержки технологической информации: имеются функции синхронизации первичных справочников и импорта технологических процессов из специализированных технологических САПР, а также разработаны встроенные редакторы и расчетные блоки для технологических процессов. Это позволяет вести гибкую политику при внедрении системы Omega Production на предприятиях, где уже внедрены или планируются к внедрению технологические САПР. Предполагается дальнейшее развитие системы в обоих направлениях.

САПР и графика 3`2007

Разработка технологического процесса создания деталей в СПб

Основные этапы приближения:

  • Заготовительный. Процедура первого приближения.
  • Черновой этап. Процедура второго приближения.
  • Чистовой этап. Процедура третьего приближения.
  • Отделочный этап. Процедура четвертого приближения.

Применение данного научного подхода позволяет объяснить тот факт, что в процессе черновой обработки могут появиться относительно существенные погрешности. Это происходит в результате деформации заготовки, которую вызывает существенный нагрев детали и процесс резки. Кроме того, отделочные операции проводятся в конце маршрута. Это позволяет снизить риск ненамеренного повреждения поверхностей, прошедших окончательную обработку, в процессе транспортировки. Важно учитывать то обстоятельство, что выполнение черновой обработки, вероятнее всего, будет доверено работнику с начальной квалификацией на бывшем в употреблении и изношенном оборудовании. Общая последовательность работы устанавливается в следующем порядке: первыми обрабатываются поверхности, принятые условно за технологические базы. После этого последовательной обработке подвергаются другие поверхности, с учетом степени точности в обратном порядке.

Построение маршрута по изложенному выше принципу целесообразно не для каждого ситуации. При условии, что обрабатываемая поверхность имеет небольшие габариты и исходная заготовка жесткая, а для некоторых элементов заключительную доработку допускается проводить на начальном этапе маршрута. В некоторой степени предлагаемый принцип проведения работ находится в противоречии с принципами концентрации обработки. Смысл последнего заключается в совмещении переходов обработки чистовой и черновой в течение одной операции. В случае, когда деталь подвергают термической обработке, то в процессе ее изготовления технологию разделяют на два этапа: до и после термообработки.

Необходимо предусмотреть заранее возможность обработки отдельных поверхностей или правку деталей сразу после термообработки, требующихся для устранения деформации. В зависимости от назначенных конструкторских баз планируется последовательность обработки. По завершении операции механической обработки традиционно назначается контрольная операция. Допускается изменение последовательности проведения операций с учетом того, по какому процессу деталь будет обрабатываться: групповому или типовому.

Технологический маршрут обработки детали составляется перед процедурой оформления технологического процесса на картах. Для его проведения рекомендуется использовать черновую тетрадь. Для курсовых проектов проводится подробное изложение задания в пояснительной записке. Два или несколько маршрутов разрабатывается в случае, когда изготовление детали осуществляется на разном оборудовании или из разных заготовок. В зависимости от исходных производственных условий выбирается самый экономически выгодный вариант. При возникновении трудностей с определением верного решения, следует провести соответствующие экономические расчеты. В маршрутный лист включаются соответственно весь перечень операций.

Производство детали по технологическому маршруту начинается только после подтверждения в лице руководителя. Это послужит основанием для разработки технологического процесса с использованием операционных карт. По завершению работ по составлению операционных карт следует приступать к оформлению маршрутных карт.  Как правило, на стадии проектирования изначально выбранный маршрут чаще всего проходит вынужденную правку и корректировку.

Технологический процесс изготовления детали «Шестерня»

Казахский национальный исследовательский технический университет
им. К.И.Сатпаева
Институт «Инженерная промышленная автоматизация и цифровизация»
Кафедра «Индустриальная инженерия»
Тема: Технологический процесс
изготовления детали
«Шестерня»
Студенты: Ни Кирилл А.
Специальность: 5В071200
Преподаватель: Альпеисов А.Т.

2. Цели и задачи


Цель работы – разработка технологического процесса
изготовления детали «Шестерня».
Для достижения данной цели необходимо выполнить
следующие задачи:
Анализ конструкции детали, ее назначение, материал и
технологичность.
Выбрать тип производства, тип заготовки.
Разработать маршрут обработки детали «Шестерня».
Выбрать оборудование, режущий и измерительный инструмент.
Спроектировать измерительный инструмент.
Выполнить исследовательскую работу на тему «Методы
повышения точности профиля зуба».
2

3. Чертеж детали

3

4. Анализ детали

• Деталь «Шестерня» представляет собой косозубое колесо. Простая
конфигурация наружного контура – зубчатый венец с числом зубьев
20. На внутреннем диаметре две ступицы в виде канавок.
• Данная деталь является сборочным элементом редуктора, служит для
передачи крутящего момента от двигателя.
• Изготавливается из стали 12ХН3А, сплав прочный, пластичный, в то же
время сочетается вязкость сердцевины и твердость поверхностного
слоя, выбор данной марки обусловлен тем, что деталь работает под
действием ударных нагрузок.
• Конструкция детали технологична, требуемая точность позволяет
изготавливать на серийно выпускаемом оборудовании нормальной
точности, стандартным инструмент, без применения специальной
оснастки.
4

5. Выбор заготовки

Вес детали 7.6 кг, годовой выпуск составляет 200 штук в год, что соответствует
мелкосерийному производству. Сравним два распространенных вида получения заготовок:
Поковка и прокат, сравним их плюсы и минусы.
При поковке КИМ = 0,44
Достоинства:
• высокая точность
• надежность.
Минусы:
• дорогостоящий метод
При прокате КИМ = 0,4
Достоинства:
• дешевизна по сравнению с другими методами
• производительность,
• универсальность
• простота
Минусы:
• большой процент отхода.
Исходя из типа производства и сравнения двух методов, был выбран метод
прокат, круг
5

6. Маршрут обработки:

№ операции
Наименование операции
Используемое оборудование
005
Пилоотрезная
Ленточнопильный станок СР3-200П-01
010
Токарная с ЧПУ
Токарно-винторезный станок
ТВ-101
015
Зубофрезерная с ЧПУ
Зубофрезерный станок 53А50
020
Нитроцементация
IPSEN TurboTheater h3424
025
Термическая
СНО 1000/12-ДВ
030
Внутришлифовальная
Внутришлифовальный станок
I-Grind 200D NC
035
Зубошевинговальная
Зубошевинговальный станок HGS 4H-NC4
040
Контрольная
Стол контроллера
045
Покрытие
Линия фосфатирования ЛТАВА
6

7. Токарно-винторезный станок ТВ-101

Наибольший диаметр заготовки, мм
220
Наибольшая длина заготовки, мм
535
Максимальные обороты, об/мин
2000
Класс точности
Н
Габариты станка, мм
Длина
Ширина
Высота
1600
1450
620
Вес станка, кг
320
Точность позиционирования, мм
0,01
Данный станок обеспечивает точность позиционирования и
обработки поверхности 10 мкм, обладает хорошей жесткостью благодаря
монолитной чугунной станине, рабочий интерфейс прост и понятен даже
неопытному рабочему, управляющая программа написана G-кодами.
Несложные пусконаладочные работы станка и небольшие габариты делают
этот станок отличным выбором для серийного производства.
7

8. Зубофрезерный станок 53А50

Наибольший диаметр заготовки,
мм
500
Макс. модуль нарезаемых зубьев
10
Макс. угол наклона зубьев, угол
60
Макс. размер червячной фрезы,
мм
200х200
Макс. вертикальное перемещение
суппорта, мм
Макс. осевое перемещение
фрезы, мм
Макс. частота вращения , об/ мин
Макс. подача, мм/мин
Вертикальная
Горизонтальная
Мощность двигателя, кВт
Габариты станка, мм
Вес станка, кг
400
Полуавтомат универсальный
зубофрезерный. Имеет неподвижный
405
стол и подвижную стойку, наличие
универсального фрезерного суппорта
0,75-7,5
позволяет обрабатывать зубчатые
0,22-2,25
колеса методом радиального врезания
15
и тангенциальной подачи, что
2670х1810х2250
увеличивает его производительность.
180
9560
8

9. Внутришлифовальный станок I-grind 200D CNC

Макс. диаметр
детали, мм
400
Макс. глубина
шлифования, мм
200
Макс. диаметр
обработки, мм
200
Макс. ход стола, мм
400
Макс. скорость
подачи оси Z, м/мин
5
Макс. частота
оборотов, мм/об
550
Вес, кг
5750
Предназначен для шлифования внутренних отверстий Ø6-200. Все
перемещения во время шлифования управляются автоматически, что
обеспечивает высокую точность, жесткость и производительность. Система
смазки узлов машины происходит автоматически, что обеспечивает плавность
обработки и низкий коэффициент износа оборудования.
9

10. Зубошевинговальный станок HGS 4H-NC4

Макс. наружный
диаметр, мм
400
Макс. ширина зуба, мм
150
Модуль
1-8
Макс. диаметр
шевера, мм
265
Макс. скорость
шпинделя, об/мин
400
Угол поворота
резцовой головки, угол
20
Инкремент угла, град
0,001
Способ резания
Стандартный,
диагональный,
напроход,
врезной
Габариты, мм
2425х2210х2775
Вес, кг
7000
Станок предназначен для окончательной
Обработки цилиндрических зубчатых
колес шеверами. Данный станок
характеризует его жесткая конструкция,
Тепловая компенсация модуля, высокая
эффективность резания, высокая
гибкость производства, высокая
производительность.
10

11. Применяемый режущий и измерительный инструмент

•Штангенциркуль ШЦ-I-200-0.01 ГОСТ 166-89;
•Штангенциркуль ШЦ-I-125-0.01 ГОСТ 166-89;
•Калибр-пробка Ø90Н7 ГОСТ 14815-69;
•Эвольвентомер VG-450
•Концевые меры длины ГОСТ 9038-90
•Резец проходной упорный DWLNR 2020K08, пластина WNMG080410-RP, сплав UE6105
•Сверло центровочное Тип А, ГОСТ 14952-75, сплав Р6М5
•Сверло Ø30 ГОСТ 10903-77, сплав Р6М5
•Резец расточной FSCLP3025R-09A, пластина ССMT09T308-LP, сплав UE6105
•Резец канавочный GYDL50T90F-M25R, пластина GY2M0200D020N-MF, сплав UE6105
•Резец проходной отогнутый MSSNR3232P19, пластина SNMG190616-RP, сплав UE6105
•Фреза червяная 2510-4049 М8, ГОСТ 9324-80, напайки сплав Р6М5
•Круг шлифовальный КП 63х63х20 24А 26Н С1 К, ГОСТ 2424-83
•Шевер дисковый М8, ГОСТ 8570-80, сплав Р6М5К5
Резцы фирмы MITSUBISHI были выбраны благодаря большой номенклатуре,
хорошему соотношению цена/качество и высокой стойкости.
11

12. 005 – Пилоотрезная

• Отрезать заготовку, выдерживая
размер 95(±1)
Инструмент:
• Пила ленточная
SIRIUS Z 1*3-3/4
12

13. 010 – Токарная, установ 1

• Торцевать выдерживая размер 93(-0,5)
• Точить Ø176(-0,16), выдерживая
размер 60(+1)
• Точить Ø 120(-0,5), выдерживая размер
15(+0,2)
Инструмент:
• Резец проходной упорный
оправка: DWLNR 2020K08
пластина: WNMG080410-RP
сплав: UE6105.
13

14. 010 – Токарная, установ 1

• Центровать
• Сверлить отверстие Ø30
• Расточить отверстие выдерживая Ø89(+0,1)
Инструмент:
• Сверло центровочное Тип А, ГОСТ 14952-75
сплав: Р6М5
• Сверло Ø30 ГОСТ 10903-77
сплав: Р6М5
• Резец расточной
оправка: FSCLP3025R-09A
пластина: ССMT09T308-LP
сплав: UE6105
14

15. 010 – Токарная, установ 1


Точить канавки Ø93,5(+0,35), выдерживая размеры 23(+0,1) и 67(+0,15)
Выполнить фаски
Инструмент:
Резец канавочный оправка GYDL50T90F-M25R,пласт. GY2M0200D020N-MF,сплав UE6105
Резец проходной отогнутый оправка MSSNR3232P19, пластина SNMG190616-RP
15
сплав UE6105

16. 010 – Токарная, установ 2


Торцевать выдерживая размер 90(-0,5)
Точить Ø176(-0,16)
Точить Ø120(-0,5), выдерживая
размер 15(+0,2)
Выполнить фаски
Инструмент:
Резец проходной упорный
оправка: DWLNR 2020K08
пластина: WNMG080410-RP
сплав: UE6105.
Резец проходной отогнутый
Оправка: MSSNR3232P19
пластина: SNMG190616-RP
сплав: UE6105
16

17. 015 – Зубофрезерная

• Фрезеровать зубья
Инструмент:
• Фреза червяная 2510-4049 М8 ГОСТ 9324-80, напайки сплав Р6М5
17

18. 020 – Нитроцементация

Процесс нитроцементации получил широкое распространение в
машиностроении для деталей, по условиям работы которых
достаточна толщина упрочненного слоя 0,2—1,0 мм.

19. 025 – Термическая

Термическая обработка – это совокупность операций нагрева,
выдержки и охлаждения твердых металлических сплавов с целью
получения заданных свойств за счет изменения внутреннего
строения и структуры. Термическая обработка используется либо в
качестве промежуточной операции для улучшения обрабатываемости
давлением, резанием, либо как окончательная операция
технологического процесса, обеспечивающая заданный уровень
свойств детали.

20. 030 – Внутришлифовальная

• Шлифовать, выдерживая размер
Ø90(+0,035)
Инструмент:
• Круг шлифовальный
КП 63х63х20 24А 26Н С1 К
ГОСТ 2424-83
20

21. 035 – Зубошевинговальная

• Шевинговать зубья, выдерживая размер Ø160
Инструмент:
• Шевер дисковый М8, ГОСТ 8570-80, сплав Р6М5К5
21

22. 040 – Контрольная

Процесс контроля готовой продукции это важный этап
изготовления. Отрасль машиностроения развивается не только в
сфере изготовления, но и контроля. В современном мире есть
множество сложного оборудования для контроля сложно-профильных
деталей, например, Контрольно Измерительная Машина (КИМ).
Точность которой доходит до 0,001 мм.

23. 045 – Покрытие

Готовую продукцию необходимо довести до заказчика и покупателя
сохранив ее поверхностные свойства, поэтому деталь покрывают
специальным материалом перед транспортировкой.

24. Измерительный инструмент

Внутренний диаметр «Шестерни» является посадочным элементом детали,
к нему предъявляются жесткие требования по цилиндричности и точности
размера, поэтому для его контроля был спроектирован калибр-пробка Ø90Н7
24
ГОСТ 2015-84.

25. Зубошевингование

Процесс зубошевингования обеспечивает
снижение шероховатости поверхности и
повышение точности профиля зубьев. В
процессе термообработки качество поверхности
ухудшается, поэтому необходимо
дополнительная обработка. Зубошевингование в
качестве финишной обработки используется
только в том случае, если не предъявляются
жесткие требования к качеству поверхности, во
всех же остальных случая, это операция
предварительная перед зубошлифованием.
Инструментов контроля профиля зубьев
множество, от специальных типа калибр, до
универсальных типа эвольвентомер
измеряющий шаг, расстояние от одноименных
поверхностей зубьев.
25

26. Заключение

В процессе выполнения работы, была изучена учебная
методическая литература. Технологическая и справочная документация,
государственные стандарты для
режущих и измерительных
инструментов.
Была достигнута поставленная цель – разработан
технологический процесс изготовления детали «Шестерня».
Поставленные задачи выполнены, а именно:
• Проанализирована сложность изготовления детали
•Выбран тип заготовки
•Разработан маршрут обработки детали «Шестерня»
•Выбрано технологическое оборудование
•Выбран режущий и измерительный инструмент
•Спроектирован измерительный инструмент
•Выполнена исследовательская работа на тему «Методы повышения
точности профиля зуба»
26

27. Спасибо за внимание

27

5 типов производственного процесса

Что такое производственный процесс

Производственный процесс использует методы производства, программное обеспечение для планирования операций, оборудование и рабочую силу для преобразования сырья в готовый продукт. В целом существует пять производственных процессов, и большинство предприятий, создающих продукты, попадают в одну из этих пяти категорий.

Однако то, как это работает для каждого бизнеса, будет немного отличаться в зависимости от их индивидуальных продуктов, духа бизнеса, а также имеющихся у них ресурсов и возможностей.

Пять типов производственных процессов:

Серийное производство

Базовое производство, которое создает один и тот же продукт на сборочной линии, представляет собой повторяющийся производственный процесс. Эти типы быстрых производственных операций будут производить одинаковые или очень похожие продукты в массовом порядке 24/7.

Отрасли обрабатывающей промышленности, использующие этот тип производственного процесса, включая:

  • Автомобилестроение
  • Электроника
  • Полупроводник
  • Товары длительного пользования

Эти отрасли массового производства идеально подходят для серийного производства, поскольку потребительский спрос на готовую продукцию стабилен и предсказуем.Сборочная линия будет оставаться довольно постоянной, с небольшими изменениями, поскольку один продукт производится в течение определенного периода времени.

Генеральные планы создаются на основе периода времени и количества. Серийное производство часто используется для производства продукции на складе или в условиях больших объемов продаж, ориентированных на заказы, например в автомобилестроении. Роботы и другое автоматизированное крупносерийное производственное оборудование используются для увеличения производительности и снижения производственных затрат на этих типах заводов.

Дискретное производство

Дискретное производство является двоюродным братом серийного производства.Он также работает на производственных линиях, но готовая продукция, создаваемая в ходе этого процесса, часто значительно различается.

При переключении между разными моделями продукции часто приходится менять конфигурацию сборочной линии. На производственных предприятиях это называется перенастройкой и сопряжено с затратами на настройку в виде времени, труда и ресурсов.

Например, в компьютерной индустрии технологии не только развиваются с постоянной скоростью, но и клиенты требуют массовой настройки.Производственный процесс для производства новых компьютеров и ноутбуков потребует модификаций сборочной линии для производства и сборки заказов, требующих новейших электронных компонентов.

Мастерская по производству

В производственном процессе мастерской производственные площади, такие как рабочие станции и мастерские, используются вместо сборочной линии. Каждый рабочий может что-то добавить к продукту, когда он проходит через его участок, прежде чем он будет перемещен на другой, и до тех пор, пока конечный продукт не будет готов.Этот метод производства идеально подходит для производства по индивидуальному заказу, поскольку он, как правило, медленнее и позволяет производить небольшие объемы продукции с высокой степенью индивидуальности.

Возьмем, к примеру, мастерскую, которая изготавливает шкафы на заказ. Рабочие будут размещены на своих рабочих местах, и они будут дополнять шкаф по мере его поступления к ним. Один может отвечать за распиловку пиломатериалов, другой за нанесение смолы, третий за полировку лака, а третий за сборку.

Имейте в виду, что производство в мастерских предназначено не только для низкотехнологичных продуктов.Этот процесс также используется в передовом производстве истребителей и ракет для аэрокосмической и оборонной промышленности. Эти продукты производятся высококвалифицированными профессионалами, которые используют передовые технологии производства и уделяют большое внимание контролю качества для обеспечения высокого качества сборки.

Непрерывное производство

Непрерывное процессное производство очень похоже на серийное производство, поскольку оно работает круглосуточно и без выходных, многократно создает одни и те же или похожие продукты и создает большие объемы заказов.Ключевое отличие здесь заключается в том, что в качестве сырья используются газы, жидкости, порошки и суспензии, а не твердотельные компоненты.

Он работает почти так же, как серийное производство, за исключением разницы в сырье. Примером этого на практике может быть фармацевтическая компания, производящая болеутоляющие средства в больших количествах.

Традиционные отрасли промышленного производства, в которых широко используются непрерывные процессы, включают:

  • Фармацевтика
  • Химикаты/промышленные газы
  • Удобрения
  • Электростанции
  • Переработка нефти
  • Бумага
  • Печь – сталь, железо и сплавы

Производство серийного производства

 Периодический процесс производства немного отличается от непрерывного производства и больше похож на дискретное и цеховое производство.Количество созданных пакетов будет достаточным для удовлетворения потребностей конкретного клиента. В промежутках между партиями оборудование будет очищено и оставлено в покое до тех пор, пока не потребуется другая партия. Используемое сырье больше похоже на непрерывное производство, поскольку оно также представляет собой жидкости, газы, порошки и суспензии.

Ярким примером этого является производитель соуса. Они могут приготовить множество соусов — барбекю, кетчуп, майонез, — но по заказу клиента может потребоваться только один из них.Пока они производят одну партию кетчупа для клиента в определенном количестве, майонез и другие соусы не будут производиться — вместо этого машины будут очищены и оставлены до тех пор, пока не придет время для создания следующей партии этого соуса.

Управление производственным процессом

Выбранный вами производственный процесс зависит от вашей производственной отрасли и типа продукта, который вы хотите создать. Иногда гибридный подход к производству, который сочетает в себе несколько производственных процессов, может быть полезен, если вы хотите создать ассортимент продуктов.

После того, как вы выбрали правильный производственный процесс, важно использовать правильные производственные системы и инвестировать в правильные производственные технологии для обеспечения контроля процесса. Ваши системы ERP и MES — это шаг в правильном направлении, но им не хватает возможностей планирования и составления графиков, необходимых для того, чтобы стать по-настоящему бережливой производственной организацией.

В течение 20 лет Optessa помогает лидерам цепочки поставок из списка Fortune 100 оптимизировать свои производственные процессы с помощью передовых технологий планирования и составления графиков производства.Пожалуйста, свяжитесь с нами для бесплатной демонстрации нашего производственного программного обеспечения.

Что такое планирование производственного процесса

Обеспечивая тесное сотрудничество между проектированием, производством и исполнением, программное обеспечение для планирования производственного процесса использует рабочий процесс PLM, управление изменениями и возможности конфигурации для создания и управления производственной спецификацией (MBOM) и спецификацией процесс (BOP) для каждого продукта. Программное обеспечение также помогает производителям стандартизировать и повторно использовать планирование сборки на нескольких заводах и производственных линиях.

Короче говоря, программное обеспечение позволяет производителям генерировать и передавать информацию, необходимую для того, чтобы знать, что и как делать. Функции включают в себя:

Согласование MBOM и EBOM . Поскольку планирование производственного процесса интегрировано с разработкой продукта на платформе PLM, инструменты проверки соответствия спецификации в программном обеспечении гарантируют, что технические и производственные спецификации соответствуют последним изменениям конструкции продукта или процесса.

Создание и обслуживание BOP — Программное обеспечение для планирования производственного процесса предоставляет средства для создания процессов и операций в рамках BOP и назначения соответствующих деталей и сборок из MBOM, а также инструментов и ресурсов из спецификации оборудования (BOE) для конкретных целей. операции.Программное обеспечение также помогает синхронизировать проектирование и производство, сообщая об изменениях, внесенных в процессе разработки продукта, которые должны быть отражены в BOP.

Балансировка линии – Программное обеспечение для планирования производственного процесса предоставляет инструменты управления временем и балансировки, включая отображение сводного времени для операций, станций и операторов, а также время цикла и время ожидания в плане. Он поддерживает инициативы по бережливому производству за счет наглядности деятельности, добавляющей и не добавляющей ценности.

Создание рабочих инструкций для цеха — Инженеры могут создавать электронные рабочие инструкции для операций в соответствии с ПБ.Программное обеспечение для планирования производственного процесса связывает текстовые инструкции со справочными деталями, ресурсами и наглядными пособиями, включая трехмерные графические представления, чтобы предоставить персоналу цеха точные и четкие указания.

Инновации производственных процессов для промышленности

В 1947 году на производство приходилось 25 процентов ВВП США. К 2019 году он упал всего до 11 процентов и продолжал падать на протяжении всей пандемии COVID-19.Особенно сильно пострадало промышленное производство таких продуктов, как насосы для регулирования расхода, системы отопления и кондиционирования воздуха, а также оборудование для пищевой промышленности. Это снижение имеет широкомасштабные последствия, поскольку только на этот сектор приходится более половины общего сокращения производства в Соединенных Штатах за последние 30 лет. В промышленности также занята самая высокая доля производственной рабочей силы в стране.

В промышленном секторе проблема стоит еще острее для компаний с выручкой менее 2 миллиардов долларов.За последние десять лет стоимость, созданная этими небольшими компаниями, измеряемая общей доходностью акционеров, отставала от стоимости крупных компаний на 41% (рис. 1). Но по мере того, как экономика США продолжает переход к следующему нормальному состоянию, переход к сквозному рыночному спросу в сочетании с инновациями во всех производственных процессах открывает перед малыми промышленными предприятиями путь к совершенствованию.

Экспонат 1

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему веб-сайту.Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Пожалуйста, напишите нам по адресу: [email protected]

Смена уже идет. Традиционные подходы, ориентированные на поиск регионов с наименьшими затратами на рабочую силу, начинают вытесняться высокотехнологичным, гибким и эффективным производством, которое осуществляется на площадках, расположенных ближе к месту использования. По мере ускорения темпов инноваций во всех отраслях первостепенной задачей становится гибкость добавления функций и функций продукта.Широкий ассортимент и широкие возможности настройки все чаще заменяют подход «несколько вариантов подходят для большинства». И, вероятно, появятся новые возможности, связанные с локализованными цепочками поставок и более короткими сроками выполнения заказов, для хранения минимальных запасов.

Новые производственные возможности увеличат потребность в небольшой, высококвалифицированной рабочей силе и объединенных сетях небольших, специализированных и гибких заводов.

Чтобы полностью реализовать эти изменения, потребуются постоянные инновации — промышленные производственные процессы должны стать более гибкими, эффективными и точными.К счастью, темпы инноваций в производственных технологиях взлетели более чем на 150 процентов, если судить по количеству новых патентов, зарегистрированных только в Соединенных Штатах за последние два десятилетия (Иллюстрация 2). Быстрые инновации позволяют внедрять новые процессы, такие как лазерное осаждение и резка металла, ультразвуковая пайка и термодиффузионное цинкование. которые должны быть разработаны, приняты и масштабированы. Эти новые производственные возможности, повышающие точность, геометрическую сложность и совместимость с современными материалами, увеличат потребность в небольшой высококвалифицированной рабочей силе и интегрированных сетях небольших, специализированных и гибких заводов.Конечно, не все инновации созданы одинаковыми или могут иметь одинаковую ценность. Тем не менее игроки, которые используют правильную комбинацию, могут получить огромную долю рынка.

Экспонат 2

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему веб-сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Пожалуйста, напишите нам по адресу: [email protected]

Понимание возможностей

Чтобы помочь нам понять имеющиеся возможности, мы разработали Индекс инноваций в производственных процессах, или MPI2.Чтобы проанализировать пространство промышленного производства, мы создали всеобъемлющую таксономию, состоящую из семи основных методов, таких как формирование, формирование и соединение; 39 технологий, таких как литье, фрезерование и сварка; и 194 отдельных процесса, таких как экструзионное формование, лазерная резка и наплавка (Иллюстрация 3).

Экспонат 3

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему веб-сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами.Пожалуйста, напишите нам по адресу: [email protected]

Мы определили родословную каждого процесса, оценив три основных свойства — уровень точности, геометрическую сложность и производительность — и три экономических фактора — совместимость с передовыми материалами, масштабируемость и скорость разработки (рис. 4). Эта родословная затем отражается в баллах MPI2, что позволяет ранжировать процессы по сравнению с другими.

Экспонат 4

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему веб-сайту.Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Пожалуйста, напишите нам по адресу: [email protected]

Первый фактор возможностей — точность — учитывает эволюцию от традиционного многоэтапного итерационного процесса к одноэтапному высокоточному производству. Медицинские стенты, например, обычно производились с использованием трех технологий: травления, гальванопластики и литья под давлением. Ограниченная возможность достижения высокой точности при первом проходе потребовала применения вторичных и третичных производственных процессов, таких как фрезерование поверхности и травление, для достижения требуемого уровня точности.Переход к высокоточному производству значительно повышает точность и согласованность, устраняя необходимость в последующих операциях механической обработки.

Второй фактор возможностей — геометрическая сложность — учитывает способность создавать сложные, многомерные формы, которые все чаще требуются для высокотехнологичных продуктов, таких как детали из стальных сплавов для авиации или стоматологические реставрационные изделия на основе полимеров, адаптированные к конкретным требованиям каждого пациента. Ряд существующих производственных процессов, включая плазменную резку, лазерную сварку и высокоскоростное фрезерование, позволяют изготавливать изделия сложной формы, но аддитивные технологии являются наиболее важными из них.Например, в автомобильной промышленности, где аддитивное производство начинает внедряться, эта технология позволяет легко создавать прототипы и тестировать конструкции металлических деталей двигателей сложной индивидуальной формы. В производственной среде это в конечном итоге обеспечивает лучшую производительность в меньшем корпусе.

Третий фактор возможностей — пропускная способность. Достижения во многих производственных процессах обеспечивают более высокую пропускную способность, а автоматизация и оптимизация процессов сокращают время подготовки и цикла.Например, традиционные методы формования, такие как матричное формование, позволяют производить только одно изделие в час. Методы выдувного формования увеличили этот показатель до 1500 штук в час, а экструзионное формование теперь может производить более 500 штук в час, в зависимости от используемых материалов.

В дополнение к неотъемлемым возможностям точности, скорости и геометрической сложности, другие факторы могут увеличить ценность. Многие отрасли промышленности улучшают свои характеристики за счет использования передовых материалов, таких как углеродное волокно, высокопрочная сталь и керамика.Эти новые высокопрочные и легкие материалы превосходят традиционные алюминиевые и стальные сплавы по соотношению прочности к весу, надежности и долговечности: например, новые конструкции самолетов, которые на 50 % состоят из полимеров, армированных углеродным волокном, для кабины, крыльев и фюзеляжа помогли сократить расход топлива на 20 процентов за последние 20 лет.

Переход на углеродное волокно при производстве лопастей ветряных турбин также улучшил производительность. Этот более легкий и жесткий материал позволяет изготавливать более тонкие и большие лопасти, которые увеличивают выходную мощность более чем до 8 МВт/час с 1.3 МВт/час. Кроме того, более легкие лопасти из углеродного волокна также снижают нагрузку на турбины и башню, дополнительно повышая производительность и долговечность. Хотя ценность этих материалов очевидна, их обработка значительно сложнее, поскольку требует специальных производственных технологий и возможностей.

Экономическая масштабируемость данного производственного процесса также может увеличить стоимость. Способность процесса увеличить производительность и оптимизировать работу с большими объемами напрямую связана с максимальной отдачей от инвестиций в соответствующее оборудование.Например, усовершенствования в методах лазерной резки удовлетворяют отраслевые потребности в повышении производительности резки. Объемы производства растут, а затраты на деталь падают благодаря инновациям (включая программное обеспечение для раскроя, волоконную технологию и автоматическую подачу материала), которые значительно улучшили масштабируемость лазерной резки.

Хотите узнать больше о нашей передовой практике в области электроники?

Наконец, темп развития данного промышленного производственного процесса также влияет на стоимость.Патентные заявки США являются одним из примеров. Оценка заявок по 194 отдельным процессам показывает, что темпы инноваций для большинства процессов ускорились. Рассмотрим изгиб эластомера. Первый патент на этот процесс был выдан в 1984 году, так что это относительно недавняя инновация. Количество новых патентов на эту технику выросло на 4700 процентов с 2010 по 2020 год по сравнению с предыдущим десятилетием. Количество патентов на более традиционные, давно используемые процессы также увеличивается. Первый патент на трепанацию был выдан в 1847 году.Количество патентов выросло на 450 % с 2010 по 2020 год по сравнению с 2000–2010 годами.

Выводы MPI2

Мы применили шесть параметров, которые вместе составляют Индекс инноваций в производственных процессах, к двум сегментам промышленной цепочки создания стоимости: поставщикам оборудования, чьи инструменты используются в процессах промышленного производства и сборки, и поставщикам производственных услуг, которые изготавливают компоненты на заказ, такие как прецизионное литье и обработанные детали, изготовленные в соответствии со спецификациями OEM-производителей.Мы обнаружили, что шесть параметров сильно коррелируют с финансовыми показателями, причем MPI2 является особенно сильным показателем ROIC компании (рис. 5). (Для получения дополнительной информации о нашей методологии оценки см. врезку «Определение показателя MPI2».)

Экспонат 5

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему веб-сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами.Пожалуйста, напишите нам по адресу: [email protected]

Чтобы лучше понять, как определяется показатель MPI2, давайте углубимся в деление, один из семи методов промышленного производства. Среди доступных технологий резки лазерная резка имеет самый высокий балл MPI2 (25). Он также предлагал 10-процентный рост в годовом исчислении за исследуемый период, опережая другие процессы. Лазерная резка выиграла от устойчивого темпа инноваций в течение последних 60 лет, от самого раннего лазера CO 2 (в 1960-х годах), который обеспечил первую коммерческую резку, до недавнего внедрения систем оптической обратной связи, которые повышают точность и поэтому позволяют обрабатывать современные материалы и трехмерную геометрию.

Среди шести факторов, определяющих баллы MPI2, лазерная резка обеспечивает повышенную точность — до 0,025 мм при снижении термической нагрузки, а также производительность от 1000 до 5000 дюймов в минуту, оставляя в тени методы водоструйной и плазменной резки. Расширенные возможности лазерной резки дают ей самый высокий балл MPI2 среди всех технологий, компенсируя высокую стоимость волоконных лазеров и еще более высокую стоимость — до 2 миллионов долларов — лазера CO 2 с сопоставимым оснащением.

Внедрение цифровой трансформации в промышленных компаниях

Технологии сварки также претерпели значительные изменения в последние годы.Первый метод электродуговой сварки с использованием угольных электродов был разработан еще в 1880 году. Дуговая сварка металлическим электродом с защитой была коммерциализирована в 1950 году, что позволило изготавливать большие стальные конструкции. В 2008 году была разработана лазерно-дуговая гибридная сварка, и к 2017 году по всему миру работало более двух миллионов промышленных сварочных роботов.

Мы также можем рассмотреть ряд процессов, доступных среди технологий сварки, и изучить их баллы MPI2 по отдельности. Хотя дуговая сварка с флюсовой проволокой имеет самые низкие темпы роста среди четырех оцениваемых технологий, объем ее рынка — 7 долларов.5 миллиардов — намного больше, чем у ближайших участников, занявших второе место: экранированная металлическая дуга (1,4 миллиарда долларов) и вольфрамовый инертный газ (0,7 миллиарда долларов). Более того, дуговая сварка с флюсовой проволокой превосходит или соответствует самым высоким показателям MPI2 у половины драйверов категории и превосходит все другие методы по точности, производительности и темпам разработки.

Понимание возможностей для поставщиков оборудования

Рынок поставщиков промышленного производственного оборудования фрагментирован и характеризуется высокой конкуренцией.На 20–30 ведущих компаний со средней выручкой около 9 миллиардов долларов приходится 25 процентов рынка. Остальные 75% рынка распределены между более чем 5 000 организаций, большинство из которых являются частными, с доходами от 20 млн до 2 млрд долларов. Традиционные технологии по-прежнему приносят большую часть доходов, особенно в первичной формовке, такой как прокатка, гибка и формование. Но всплеск инноваций в процессах промышленного производства за последние 20 лет привел к созданию множества более мелких специализированных поставщиков оборудования.

Более того, уровни производительности неизменны. Среди 40 проанализированных нами поставщиков общественного оборудования только трое, ранее находившиеся во втором и третьем квартилях, за шестилетний период присоединились к лидерам в верхнем квартиле. Компании, которые стартовали в самом нижнем квартиле, остались там (Иллюстрация 6). Как отмечалось ранее, показатели MPI2 сильно коррелируют с производительностью. Рассмотрим средний показатель ROIC для 40 компаний с 2017 по 2019 год. В компаниях, которые были классифицированы как ведущие или восходящие, доля методов с высоким MPI2 была значительно выше (рис. 7).

Экспонат 6

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему веб-сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Пожалуйста, напишите нам по адресу: [email protected]

Экспонат 7

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему веб-сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами.Пожалуйста, напишите нам по адресу: [email protected]

MPI2 помогает демистифицировать факторы, влияющие на создание ценности в сложных ландшафтах производственных процессов, но результаты имеют ценность только в том случае, если заинтересованные стороны действуют в соответствии с выводами. Мы определили важные шаги, которые руководители компаний, члены совета директоров и инвесторы могут предпринять, рассмотрев свои производственные процессы через призму MPI2.

Акции для руководителей компаний

Лидеры High-MPI2 постоянно внедряют инновации, внедряя новые процессы, улучшая существующие продукты и активно формируя портфели посредством слияний и поглощений.В органических инновациях это означает разработку новых производственных процессов с наибольшим потенциалом создания ценности, возникающей в результате следующих видов деятельности:

  • использование капитала и ресурсов НИОКР для разработки совершенно новых подходов и защиты этих проектов во время спадов
  • сокращение времени выхода на рынок по сравнению с конкурентами за счет значительного сокращения каждого этапа цикла разработки и эффективного выполнения
  • регулярная переоценка и рационализация портфеля продуктов для удовлетворения меняющихся потребностей клиентов и отказ от устаревших предложений с низким потенциалом создания ценности

Органический рост может быть затруднен для промышленных предприятий, учитывая фрагментированность ландшафта и их более ограниченную способность поддерживать крупные инвестиции в новые технологии, особенно для компаний с доходом менее 2 миллиардов долларов в год.Однако существует множество возможностей для консолидации и неорганического роста, а активная стратегия слияний и поглощений может обеспечить более быстрый доступ к новым производственным процессам.

Организации, эффективно внедряющие слияния и поглощения, могут расширить ассортимент предлагаемых ими продуктов в производственных процессах, которые, вероятно, принесут большую ценность. Они также могут предоставить конечным пользователям полные экосистемы — увеличивая масштабы и влияние на рынок — и создавать бесплатные потоки доходов с помощью интеллектуальных продуктов, которые улучшают работу их клиентов.

Эффективное выполнение также предполагает принятие мер по улучшению некоторых параметров, измеряемых MPI2: пропускной способности, точности, геометрической сложности и совместимости с передовыми материалами. В идеале это улучшение происходит быстро — потенциально в течение четырех-шести месяцев после начала проекта — чтобы помочь компаниям оставаться впереди конкурентов. Наконец, лидеры должны без колебаний каннибализировать свои текущие портфели, отказываясь от устаревших проектов и вместо этого преследуя возможности быстрого роста, которые усиливают конкурентное преимущество.

Для надежного исполнения потребуется новый сценарий (Иллюстрация 8). Повышение уровня инноваций, например, требует четкого видения и стратегии, полной готовности к инновациям и высокомобилизованной организации, которая быстро и эффективно проводит масштабные изменения. Руководители компаний должны не только стать лидерами в области продуктов, но и создать новые экосистемы посредством слияний и поглощений, оценивая ценность синергии и обеспечивая эффективный процесс управления. Компании также должны установить строгие правила расширения.

Экспонат 8

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему веб-сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Пожалуйста, напишите нам по адресу: [email protected]

Действия для членов правления

Чтобы извлечь выгоду из идей MPI2, члены совета директоров должны сначала оценить положение, стратегию и управление своих компаний, чтобы определить, способствуют ли эти факторы росту.Например, члены совета директоров должны определить сегменты производственного процесса, которые принесут наибольшую пользу, и конечные рынки, которые лучше всего могут извлечь из этого выгоду. Они также должны определить, соответствует ли подход компании к инновациям, разработке и улучшению продукции выбранной стратегии.

Наконец, члены совета директоров должны не только убедиться, что в их компаниях есть модель управления, позволяющая измерять прогресс, но и выбрать лучшие внутренние и внешние показатели для отслеживания (например, те, которые связаны с производительностью продукта, вопросами регулирования, клиентами и конкурс).

Акции для инвесторов

Инвесторы должны определить производственные процессы и лежащие в их основе технологии, которые создают стоимость или могут создать ее в будущем. Они также должны оценить, насколько портфель данной компании конкурентоспособен по параметрам инноваций, наиболее тесно связанным со стоимостью. Наконец, инвесторы должны определить, увеличивается ли импульс на целевых конечных рынках для производственных процессов и технологий компании.

Время инвестирования тоже важно.В идеале инвесторы должны изучить инновационный цикл для различных новых технологий, прежде чем принимать решение о выделении финансирования. Важные соображения включают тягу к рынку; темпы сбоев в соответствующих производственных процессах, технологиях и методах; и влияние нормативных изменений или геополитических барьеров на предложение продуктов.

Наконец, инвесторы должны решить, как они хотят получить прибыль. Например, они могут захотеть увеличить доходы, объединив несколько продуктов с высоким MPI2 в один портфель.Они также могли бы попытаться добиться синергии затрат, создав продукты с высоким MPI2, которые имеют как можно больше общих черт и платформ, чтобы оптимизировать расходы на разработку. И они могут дополнить это предложением программного обеспечения с более высокой маржой, доступного благодаря созданию и расширению цифровых экосистем.


Частота и серьезность потрясений, нарушающих работу промышленных производителей, возросли за последний год и, как ожидается, со временем будут увеличиваться, будь то проблемы с цепочками поставок, рабочей силой или спросом на продукцию.По мере того, как компании в цепочке создания стоимости промышленного производства пытаются снизить эти риски, оценивая новые возможности, такие как ближний и дальний оффшор и гибкость производства, возрастает важность технологий производства с высокой добавленной стоимостью.

Выявление источников создания стоимости является сложной задачей для сложной среды, включающей множество методов, материалов и процессов. MPI2 может помочь демистифицировать это пространство, помогая операторам, членам совета директоров и инвесторам раздвигать новые границы производительности промышленного производства в Соединенных Штатах и ​​за их пределами.

Полное руководство по процессу производства печатных плат


Содержание:

Что такое процесс производства печатных плат?

Процесс производства печатных плат (PCB) требует сложной процедуры для обеспечения производительности готового продукта. Хотя печатные платы могут быть одинарными, двойными или многослойными, используемые процессы изготовления отличаются только после производства первого слоя. Из-за различий в структуре печатных плат при производстве некоторых из них может потребоваться 20 и более этапов.

Количество операций, необходимых для производства печатных плат, зависит от их сложности. Пропуск любого шага или сокращение процедуры может негативно сказаться на производительности печатной платы. Однако после успешного завершения печатные платы должны правильно выполнять свои задачи в качестве ключевых электронных компонентов.

 

Запросить бесплатное предложение

 

 

Из каких частей состоит печатная плата?

Печатная плата состоит из четырех основных частей:

  • Подложка: Первым и наиболее важным является подложка, обычно изготовленная из стекловолокна.Стекловолокно используется, потому что оно обеспечивает прочность сердцевины печатной платы и помогает противостоять поломке. Думайте о подложке как о «скелете» печатной платы.
  • Медный слой: В зависимости от типа платы этот слой может состоять из медной фольги или полного медного покрытия. Независимо от того, какой подход используется, смысл меди остается одним и тем же — передавать электрические сигналы к печатной плате и от нее, подобно тому, как ваша нервная система передает сигналы между вашим мозгом и вашими мышцами.
  • Паяльная маска: Третья часть печатной платы — это паяльная маска, представляющая собой слой полимера, защищающий медь от короткого замыкания при контакте с окружающей средой.Таким образом, паяльная маска действует как «кожа» печатной платы.
  • Шелкография:   Последняя часть печатной платы — шелкография. Шелкография обычно находится на стороне компонентов платы, используемой для отображения номеров деталей, логотипов, настроек переключателей символов, ссылок на компоненты и контрольных точек. Шелкография также может быть известна как легенда или номенклатура.

Узнать цену и время выполнения заказа

 

Теперь, когда мы рассмотрели основы печатных плат и анатомии печатных плат, мы рассмотрим весь процесс сборки печатной платы.

 

Как производится печатная плата?

Этапы процесса проектирования печатных плат начинаются с проектирования и проверки и продолжаются до изготовления печатных плат. Многие этапы требуют компьютерного управления и инструментов с механическим приводом для обеспечения точности и предотвращения коротких или неполных замыканий. Готовые платы должны пройти строгие испытания, прежде чем они будут упакованы и доставлены клиентам.

Шаг первый: проектирование печатной платы

Начальным этапом любого производства печатных плат, конечно же, является проектирование.Изготовление и проектирование печатных плат всегда начинаются с плана: разработчик разрабатывает чертеж печатной платы, который отвечает всем изложенным требованиям. Разработчики печатных плат чаще всего используют программное обеспечение для проектирования, которое называется Extended Gerber — также известное как IX274X.

Когда дело доходит до проектирования печатных плат, Extended Gerber является отличным программным обеспечением, поскольку оно также работает в качестве выходного формата. Расширенный Gerber кодирует всю информацию, необходимую разработчику, такую ​​как количество медных слоев, количество необходимых паяльных масок и другие части обозначения компонентов.После того как проект печатной платы закодирован с помощью программного обеспечения Gerber Extended, все различные части и аспекты проекта проверяются, чтобы убедиться в отсутствии ошибок.

После того, как разработчик завершит проверку, готовый проект печатной платы отправляется в цех по производству печатных плат, чтобы можно было построить печатную плату. По прибытии план проектирования печатной платы проходит вторую проверку изготовителем, известную как проверка проектирования для производства (DFM). Надлежащая проверка DFM гарантирует, что конструкция печатной платы соответствует, как минимум, допускам, требуемым для производства.

Шаг второй:  Анализ проекта и технические вопросы

Еще один ключевой этап процесса изготовления печатной платы включает в себя проверку проекта на наличие потенциальных ошибок или дефектов. Инженер просматривает каждую часть конструкции печатной платы, чтобы убедиться в отсутствии недостающих компонентов или неправильных структур. После получения разрешения от инженера дизайн переходит к этапу печати.

Шаг третий: печать проекта печатной платы

После завершения всех проверок дизайн печатной платы можно распечатать.В отличие от других планов, таких как архитектурные чертежи, планы печатных плат не распечатываются на обычном листе бумаги размером 8,5 x 11. Вместо этого используется особый тип принтера, известный как плоттерный принтер. Плоттерный принтер делает «пленку» печатной платы. Конечный продукт этой «пленки» очень похож на прозрачные пленки, которые раньше использовались в школах — по сути, это фотонегатив самой доски.

Внутренние слои печатной платы представлены двумя цветами чернил:

  • Черные чернила:  Используются для медных дорожек и цепей печатной платы
  • Прозрачные чернила:  Обозначает непроводящие участки печатной платы, такие как основа из стекловолокна

На внешних слоях печатной платы эта тенденция обратная — прозрачные чернила относятся к линии медных дорожек, а черные чернила также относятся к областям, где медь будет удалена.

Каждый слой печатной платы и сопутствующая маска для пайки имеют собственную пленку, поэтому для простой двухслойной печатной платы требуется четыре листа — по одному для каждого слоя и по одному для соответствующей маски для пайки.

После того, как пленка напечатана, они выстраиваются в ряд и в них пробивается отверстие, известное как регистрационное отверстие. Регистрационное отверстие используется в качестве направляющей для выравнивания пленок позже в процессе.

 

Шаг четвертый: печать меди для внутренних слоев

Шаг четвертый — это первый шаг в процессе, когда производитель приступает к изготовлению печатной платы.После того, как дизайн печатной платы напечатан на куске ламината, медь предварительно приклеивается к тому же самому куску ламината, который служит структурой для печатной платы. Затем медь вытравливается, чтобы открыть ранее сделанный план.

Затем панель ламината покрывается фоточувствительной пленкой, называемой резистом. Резист состоит из слоя фотореактивных химических веществ, которые затвердевают после воздействия ультрафиолетового света. Резист позволяет техническим специалистам получить идеальное соответствие между фотографиями чертежа и тем, что напечатано на фоторезисте.

После того, как резист и ламинат выровнены — используя отверстия, сделанные ранее — они получают луч ультрафиолетового света. Ультрафиолетовый свет проходит через полупрозрачные части пленки, отверждая фоторезист. Это указывает на области меди, которые предназначены для использования в качестве путей. Напротив, черные чернила предотвращают попадание света на области, которые не должны затвердевать, чтобы их можно было позже удалить.

После подготовки платы ее промывают щелочным раствором, чтобы удалить остатки фоторезистов.Затем доску промывают под давлением, чтобы удалить все, что осталось на поверхности, и оставляют сохнуть.

После высыхания единственный резист, который должен остаться на печатной плате, находится поверх меди, которая остается как часть печатной платы, когда она, наконец, освобождается. Технический специалист просматривает печатные платы, чтобы убедиться в отсутствии ошибок. Если ошибок нет, то переходим к следующему шагу.

 

Шаг пятый:  Протравите внутренние слои или сердцевину для удаления меди

Перед продолжением процесса изготовления печатной платы необходимо удалить лишнюю медь из сердцевины или внутренних слоев печатной платы.Травление включает в себя покрытие необходимой меди на плате и воздействие на остальную часть платы химическим веществом. Процесс химического травления удаляет всю незащищенную медь с печатной платы, оставляя только необходимое количество на плате.

Этот этап может различаться по времени или количеству используемого растворителя для травления меди. Большие печатные платы или печатные платы с более тяжелой структурой могут использовать больше меди, в результате чего для удаления требуется травление большего количества меди. Поэтому для таких плат потребуется дополнительное время или растворитель.

 

Если процесс производства печатной платы предназначен для многослойных конструкций

Многослойные печатные платы имеют дополнительные этапы для учета дополнительных слоев конструкции при их изготовлении. Эти шаги повторяют многие из тех, которые используются при однослойных печатных платах. Однако фазы повторяются для каждого слоя платы. Кроме того, в многослойных печатных платах медная фольга обычно заменяет медное покрытие между слоями.

Визуализация внутреннего слоя

Визуализация внутреннего слоя выполняется по той же процедуре, что и печать проекта печатной платы.Дизайн печатается на плоттерном принтере для создания пленки. Также распечатывается паяльная маска для внутреннего слоя. После выравнивания обоих, машина создает регистрационное отверстие в пленках, чтобы потом пленки правильно выровнялись со слоями.

После добавления меди в материал ламината для внутреннего слоя техники помещают пленку с печатью на ламинат и выравнивают их, используя регистрационные отверстия.

Ультрафиолетовое излучение воздействует на пленку, также известную как резист, для затвердевания химических веществ светлых областей в печатный рисунок.Эти затвердевшие участки не смоются на этапе травления, а с незатвердевших участков под пленкой темного цвета будет удалена медь.

 

Травление внутреннего слоя

После визуализации области, покрытые белыми чернилами, затвердели. Этот закаленный материал защищает медь под ней, которая останется на плате после травления.

Техники сначала смывают плату щелочью, чтобы удалить оставшийся резист с платы, который не затвердел.Эта очистка обнажает области, которые покрывали непроводящие части печатной платы. Затем рабочие удаляют лишнюю медь с этих непроводящих участков, погружая плату в растворитель меди, чтобы растворить открытую медь.

 

Снятие сопротивления

На этапе удаления резиста удаляются остатки резиста, покрывающие медь внутреннего слоя печатной платы. Очистка любого оставшегося резиста гарантирует, что у меди не будет ничего, что могло бы препятствовать ее проводимости.После удаления резиста слой готов к проверке его основного дизайна.

 

Пробойник для посттравления

Пробойник для пост-травления выравнивает слои и пробивает в них отверстие, используя регистрационные отверстия в качестве ориентира. Как и в случае с последующей проверкой этого отверстия и выравниванием, перфорирование происходит с помощью компьютера, который точно направляет машину, известную как оптический перфоратор. После оптического штампа слои переходят на автоматизированный оптический контроль внутреннего слоя (АОИ).

Внутренний слой АОИ

Автоматическая оптическая инспекция внутреннего слоя использует компьютер для тщательного изучения внутреннего слоя в поисках незавершенных рисунков или резиста, которые все еще могут быть на поверхности. Если слой печатной платы проходит AOI, он продолжает процесс.

 

Оксид внутреннего слоя Оксид

, нанесенный на внутренний слой, обеспечивает лучшее сцепление медной фольги и изолирующих слоев эпоксидной смолы между внутренним и внешним слоями.

 

Простой

Этап укладки в процессе изготовления многослойных печатных плат происходит, когда машина помогает выровнять, нагреть и склеить слои вместе со слоем медной фольги и изоляционным материалом между внутренним и внешним слоями. Как правило, этими машинами управляют компьютеры, потому что выравнивание слоев и соединение должны быть точными для правильной структуры печатной платы.

 

Ламинирование

Ламинирование использует тепло и давление для расплавления эпоксидной смолы между слоями.Правильно ламинированные печатные платы будут плотно удерживать свои слои вместе с эффективной изоляцией между слоями.

 

Рентгеновская установка

При сверлении многослойных плит после ламинирования рентгеновский снимок обеспечивает центровку сверла. Эти отверстия позволяют выполнять соединения между слоями многослойной печатной платы. Поэтому точность их размещения и размера по отношению к остальной части слоя и другим слоям имеет решающее значение. После выравнивания слоев с помощью рентгеновских лучей печатная плата подвергается сверлению, начиная с девятого шага изготовления односторонней или двусторонней печатной платы.

 

Шаг шестой: выравнивание слоев

После очистки каждого из слоев печатной платы они готовы к выравниванию слоев и оптическому контролю. Отверстия, сделанные ранее, используются для выравнивания внутреннего и внешнего слоев. Чтобы выровнять слои, техник помещает их на дырокол, известный как оптический пуансон. Оптический пуансон вбивает штифт через отверстия, чтобы выровнять слои печатной платы.

Седьмой этап: автоматизированный оптический контроль

Вслед за оптическим перфоратором другая машина выполняет оптический осмотр, чтобы убедиться в отсутствии дефектов.Этот автоматизированный оптический контроль невероятно важен, потому что после того, как слои собраны вместе, любые существующие ошибки не могут быть исправлены. Чтобы подтвердить отсутствие дефектов, машина AOI сравнивает печатную плату с расширенной конструкцией Gerber, которая служит моделью производителя.

После того, как печатная плата прошла проверку, то есть ни техник, ни машина AOI не обнаружили никаких дефектов, она переходит к последним двум этапам изготовления и производства печатной платы.

Этап AOI имеет решающее значение для работы печатной платы.Без него платы, которые могут иметь короткие замыкания, не соответствовать проектным спецификациям или иметь лишнюю медь, которая не была удалена во время травления, могли пройти остальную часть процесса. AOI предотвращает выпуск дефектных плат, выступая в качестве контрольной точки качества в середине производственного процесса. Позже этот процесс повторяется для внешних слоев после того, как инженеры закончат их визуализацию и травление.

 

Шаг восьмой: Ламинирование слоев печатной платы

На шестом этапе процесса все слои печатной платы собраны и ожидают ламинирования.После подтверждения того, что слои не имеют дефектов, они готовы к сплавлению. Процесс ламинирования печатных плат выполняется в два этапа: этап укладки и этап ламинирования.

Внешняя часть печатной платы изготовлена ​​из кусков стекловолокна, предварительно пропитанных/покрытых эпоксидной смолой. Исходный кусок подложки также покрыт слоем тонкой медной фольги, которая теперь содержит травление для медных дорожек. Когда внешний и внутренний слои готовы, пришло время соединить их вместе.

Сшивание этих слоев осуществляется с помощью металлических зажимов на специальном пресс-столе. Каждый слой укладывается на стол с помощью специального штифта. Техник, выполняющий процесс ламинирования, начинает с помещения слоя эпоксидной смолы с предварительно нанесенным покрытием, известной как предварительно пропитанная или препрег, на выравнивающую ванну стола. Слой подложки помещается поверх предварительно пропитанной смолы, а затем слой медной фольги. За медной фольгой, в свою очередь, следуют другие листы предварительно пропитанной смолы, которые затем завершаются куском и одним последним куском меди, известным как прижимная пластина.

После того, как медная прижимная пластина установлена, пакет готов к прессованию. Техник переносит его на механический пресс и прижимает слои друг к другу. В рамках этого процесса штифты затем вбиваются в стопку слоев, чтобы обеспечить их правильную фиксацию.

Если слои закреплены должным образом, стопка печатных плат передается на следующий пресс, пресс для ламинирования. Пресс для ламинирования использует пару нагретых пластин для приложения тепла и давления к стопке слоев.Тепло пластин расплавляет эпоксидную смолу внутри препега — она и давление пресса объединяются, чтобы сплавить стопку слоев печатной платы вместе.

После того, как слои печатной платы будут спрессованы, необходимо выполнить небольшую распаковку. Техническому специалисту необходимо снять верхнюю прижимную пластину и штифты, которые были ранее, что позволит им вытащить фактическую печатную плату.

 

Запросить бесплатное предложение

 

Девятый этап: сверление

Перед сверлением используется рентгеновский аппарат для определения мест сверления.Затем просверливаются регистрационные/направляющие отверстия, чтобы можно было закрепить стопку печатных плат до того, как будут просверлены более конкретные отверстия. Когда приходит время просверливать эти отверстия, используется компьютеризированная дрель, чтобы сделать сами отверстия, используя файл из расширенного проекта Gerber в качестве руководства.

После того, как сверление будет завершено, любая дополнительная медь, оставшаяся на краях, будет спилена.

 

Десятый шаг: покрытие печатной платы

После того, как панель просверлена, она готова к покрытию.В процессе гальванического покрытия используется химическое вещество для сплавления всех различных слоев печатной платы вместе. После тщательной очистки печатная плата покрывается серией химических веществ. Часть этого процесса купания покрывает панель слоем меди толщиной в микрон, который осаждается поверх самого верхнего слоя и в только что просверленные отверстия.

До того, как отверстия будут заполнены медью, они просто служат для того, чтобы обнажить подложку из стекловолокна, из которой состоит внутренняя часть панели. Купание этих отверстий в меди покрывает стенки ранее просверленных отверстий.

Шаг одиннадцатый: визуализация внешнего слоя

Ранее в процессе (шаг четвертый) на панель печатной платы был нанесен фоторезист. В одиннадцатом шаге пришло время нанести еще один слой фоторезиста. Однако на этот раз фоторезист наносится только на внешний слой, так как его еще нужно отобразить. После того, как внешние слои были покрыты фоторезистом и нанесены изображения, они покрываются точно так же, как внутренние слои печатной платы были покрыты на предыдущем этапе.Однако, хотя процесс тот же, внешние слои покрываются оловом, чтобы защитить медь внешнего слоя.

 

Шаг двенадцатый: травление внешнего слоя

Когда приходит время протравить внешний слой в последний раз, используется оловянная защита, чтобы защитить медь во время процесса травления. Любая нежелательная медь удаляется с использованием того же растворителя меди, что и ранее, при этом олово защищает ценную медь в области травления.

Одно из основных различий между травлением внутреннего и внешнего слоя касается областей, которые необходимо удалить.В то время как внутренние слои используют темные чернила для проводящих областей и прозрачные чернила для непроводящих поверхностей, эти чернила меняются местами для внешних слоев. Поэтому непроводящие слои имеют темную краску, а медь — светлую. Эти легкие чернила позволяют оловянному покрытию покрывать медь и защищать ее. Инженеры удаляют ненужную медь и любое оставшееся резистивное покрытие во время травления, подготавливая внешний слой для АОИ и маскирования припоем.

 

Тринадцатый шаг: внешний слой AOI

Как и внутренний слой, внешний слой также должен пройти автоматизированную оптическую проверку.Этот оптический контроль гарантирует, что слой соответствует точным требованиям дизайна. Это также подтверждает, что на предыдущем шаге из слоя была удалена вся лишняя медь, чтобы создать правильно функционирующую печатную плату, которая не будет создавать неправильные электрические соединения.

Шаг четырнадцать: Нанесение паяльной маски

Панели требуют тщательной очистки перед нанесением паяльной маски. После очистки поверхность каждой панели покрыта эпоксидной краской и паяльной маской.Затем на платы падает ультрафиолетовый свет, указывая, где необходимо удалить паяльную маску.

После того, как техники снимают паяльную маску, монтажная плата отправляется в печь для отверждения маски. Эта маска обеспечивает дополнительную защиту меди платы от повреждений, вызванных коррозией и окислением.

Шаг пятнадцатый: нанесение шелкографии

Поскольку информация о печатных платах должна быть размещена непосредственно на плате, производители должны печатать важные данные на поверхности платы в процессе, который называется шелкографией или печатью легенды.Эта информация включает следующее:

  • Идентификационные номера компании
  • Предупреждающие этикетки
  • Знаки или логотипы производителей
  • Номера деталей
  • Установщики штифтов и аналогичные метки

После печати вышеуказанной информации на печатных платах, часто с помощью струйного принтера, на поверхность печатных плат наносится покрытие. Затем они переходят к фазам тестирования, резки и проверки.

 

Шестнадцатый этап: окончательная обработка печатной платы

Для окончательной обработки печатной платы требуется покрытие проводящими материалами, такими как:

  • Иммерсионное серебро: Низкие потери сигнала, не содержит свинца, соответствует требованиям RoHS, покрытие может окисляться и тускнеть
  • Твердое золото: Прочный, с длительным сроком хранения, соответствует требованиям RoHS, не содержит свинца, дорогой
  • Никелевое иммерсионное золото (ENIG): Одна из самых распространенных отделок, длительный срок хранения, соответствует требованиям RoHS, дороже других вариантов
  • Выравнивание припоем горячим воздухом (HASL): Экономично, долговечно, ремонтопригодно, содержит свинец, не соответствует требованиям RoHS
  • Бессвинцовый HASL: Экономичный, не содержащий свинца, соответствующий требованиям RoHS, ремонтопригодный
  • Иммерсионное олово (ISn): Популярно для запрессовки, жесткие допуски на отверстия, соответствие RoHS, обращение с печатной платой может вызвать проблемы при пайке, оловянные усы
  • Органический консервант для пайки (OSP): Соответствует RoHS, экономичный, короткий срок хранения
  • Химический никель, иммерсионное палладиевое золото (ENEPIG ): Высокая прочность припоя, снижает коррозию, требует тщательной обработки для получения надлежащих характеристик, менее рентабельный, чем варианты, в которых не используется золото или палладий

Правильный выбор материала зависит от проектных требований и бюджета заказчика.Тем не менее, применение такой отделки создает существенную черту для печатной платы. Отделка позволяет сборщику устанавливать электронные компоненты. Металлы также покрывают медь, чтобы защитить ее от окисления, которое может произойти при воздействии воздуха.

 

Запросить бесплатное предложение

 

Шаг семнадцатый: Проверка электрической надежности

После того, как на печатную плату нанесено покрытие и отверждено (при необходимости), технический специалист проводит серию электрических тестов на различных участках печатной платы, чтобы убедиться в ее работоспособности.Электрические испытания должны соответствовать стандартам IPC-9252, Руководства и требования к электрическим испытаниям незаселенных печатных плат. Основные выполняемые проверки — это проверка целостности цепи и проверка изоляции. Проверка целостности цепи проверяет наличие любых разъединений на печатной плате, известных как «размыкания». С другой стороны, тест изоляции цепи проверяет значения изоляции различных частей печатной платы, чтобы проверить, нет ли коротких замыканий. В то время как электрические тесты в основном существуют для проверки функциональности, они также служат проверкой того, насколько хорошо первоначальный дизайн печатной платы выдержал производственный процесс.

В дополнение к основному тестированию электрической надежности существуют другие тесты, которые можно использовать для определения работоспособности печатной платы. Один из основных тестов, используемых для этого, известен как тест «ложе из гвоздей». Во время этого текста к контрольным точкам на печатной плате прикрепляются несколько пружинных фиксаторов. Пружинные крепления затем подвергают тестовые точки на печатной плате давлению до 200 г, чтобы увидеть, насколько хорошо печатная плата выдерживает контакт высокого давления в своих тестовых точках.

Если печатная плата прошла испытание на электрическую надежность — и любые другие испытания, которые производитель решит реализовать — ее можно перейти к следующему шагу: разводке и проверке.

 

Шаг восемнадцатый: профилирование и маршрутизация

Для профилирования требуется, чтобы инженеры-технологи определяли форму и размер отдельных печатных плат, вырезанных из строительного картона. Эта информация обычно содержится в файлах Gerber проекта. Этот шаг профилирования направляет процесс фрезерования путем программирования того, где машина должна создавать отметки на строительной доске.

Фрезерование или биговка облегчает разделение досок.Фрезерный станок или станок с ЧПУ создает несколько небольших деталей по краям платы. Эти края могут позволить доске быстро сломаться без повреждений.

Однако некоторые производители могут вместо этого использовать V-образную канавку. Эта машина создаст V-образные надрезы по бокам доски.

Оба варианта надрезов на печатных платах позволяют чисто отделить платы без образования трещин. После надрезов на досках производители отрывают их от строительной доски, чтобы перейти к следующему шагу.

 

Шаг девятнадцатый: проверка качества и визуальный осмотр

После надрезания и разделения плат печатная плата должна пройти последнюю проверку перед упаковкой и отправкой. Эта последняя проверка проверяет несколько аспектов конструкции плат:

  • Размеры отверстий должны совпадать на всех слоях и соответствовать проектным требованиям.
  • Размеры платы должны соответствовать размерам, указанным в проектных спецификациях.
  • Изготовители должны следить за чистотой, чтобы на платах не было пыли.
  • Готовые плиты не должны иметь заусенцев или острых краев.
  • Все платы, не прошедшие испытания на электрическую надежность, подлежат ремонту и повторным испытаниям.

 

Шаг 20: Упаковка и доставка

Последний этап производства печатных плат – упаковка и доставка. Упаковка обычно включает в себя материал, который герметизирует печатные платы для защиты от пыли и других посторонних материалов. Затем запечатанные доски помещаются в контейнеры, которые защищают их от повреждений во время транспортировки.Наконец, они отправляются на доставку клиентам.

 

Как внедрить эффективный процесс производства печатных плат

Часто за процессами проектирования и изготовления печатных плат стоят разные организации. Во многих случаях контрактный производитель (CM) может изготовить печатную плату на основе конструкции, созданной производителем оригинального оборудования (OEM). Совместная работа этих групп над компонентами, соображениями по дизайну, форматами файлов и материалами платы обеспечит эффективный процесс и плавный переход между этапами.

 

Компоненты

Разработчик должен проконсультироваться с изготовителем относительно доступных компонентов. В идеале у изготовителя должны быть под рукой все компоненты, требуемые конструкцией. Если чего-то не хватает, дизайнеру и изготовителю придется найти компромисс, чтобы обеспечить более быстрое производство при соблюдении минимальных проектных спецификаций.

 

Вопросы проектирования для производства (DFM)

Дизайн для производства учитывает, насколько хорошо дизайн может развиваться на различных этапах производственного процесса.Часто производитель, обычно CM, имеет набор руководств по DFM для своего предприятия, с которыми OEM-производитель может ознакомиться на этапе проектирования. Разработчик может запросить эти рекомендации DFM, чтобы сообщить дизайн своей печатной платы, чтобы адаптировать его к производственному процессу производителя.

 

Форматы файлов

Связь между OEM и CM имеет решающее значение для обеспечения полного изготовления печатной платы в соответствии со спецификациями OEM. Обе группы должны использовать одинаковые форматы файлов для проекта.Это предотвратит ошибки или потерю информации, которые могут возникнуть в случаях, когда файлы должны изменить формат.

 

Материалы для плит

OEM-производители могут разрабатывать печатные платы из более дорогих материалов, чем предполагает CM. Обе стороны должны согласовать имеющиеся материалы и то, что лучше всего подойдет для дизайна печатной платы, оставаясь при этом рентабельным для конечного покупателя.

 

Если у вас возникнут вопросы, свяжитесь с Millennium Circuits

Высококачественная разработка и производство печатных плат являются критически важными компонентами работы печатных плат в электронике.Понимание сложности процесса и того, почему должен выполняться каждый шаг, поможет вам лучше оценить затраты и усилия, вложенные в каждую печатную плату.

Если вашей компании нужны печатные платы для какой-либо работы, свяжитесь с нами по адресу Millennium Circuits Limited. Мы работаем, чтобы поставлять нашим клиентам небольшие и большие партии печатных плат по конкурентоспособным ценам.

 

 

Четыре основных типа производственных процессов

Вы, вероятно, не тратите много времени на размышления о том, кто производит продукты, которые наполняют ваш дом.Даже если ваш бизнес зависит от производителей, если вы не проводите время на заводе, вы, вероятно, мало знаете о фактической повседневной работе. На самом деле существует несколько типов процессов, которые использует производитель, и их можно сгруппировать в четыре основные категории: литье и формование, механическая обработка, соединение, резка и формование.

TL;DR (слишком длинный; не читал)

Четыре основных типа производства: литье и литье, механическая обработка, соединение, резка и формовка.

Формование в производстве

Если продукты, которые вы создаете, изначально были жидкими, скорее всего, производитель использует литье. Одним из популярных видов литья является литье, при котором пластик нагревают до тех пор, пока он не станет жидким, а затем заливают его в форму. Как только пластик остынет, форму удаляют, придавая желаемую форму. Вы также можете использовать литье для изготовления пластиковой пленки, которая имеет широкий спектр применений. Есть четыре других типа литья: литье под давлением, при котором пластик расплавляется для создания трехмерных материалов, таких как ванночки для масла и игрушки; выдувное формование, используемое для изготовления труб и молочных бутылок; компрессионное формование, используемое для крупногабаритных изделий, таких как автомобильные шины; и ротационное формование, используемое для изготовления мебели и транспортных барабанов.

Механическая обработка в производстве

Было бы трудно изготавливать такие изделия, как металлические детали, без использования какого-либо станка. Для достижения желаемого результата производители используют такие инструменты, как пилы, ножницы и вращающиеся колеса. Есть также инструменты, которые используют тепло для придания формы предметам. Лазерные машины могут разрезать кусок металла с помощью высокоэнергетического светового луча, а плазменные горелки могут превращать газ в плазму с помощью электричества. Эрозионные машины используют аналогичный принцип, используя воду или электричество, а машины с числовым программным управлением вводят компьютерное программирование в производственный процесс.

Присоединение к производству

Так далеко можно продвинуться только с пресс-формами и машинами. В какой-то момент вы должны быть в состоянии соединить несколько частей, чтобы сделать одну часть. В противном случае почти все, что вы можете создать, — это мебель в стиле IKEA, которую нужно собирать по частям. При соединении используются такие процессы, как сварка и пайка, для нагревания материалов. Детали также можно соединять с помощью клея или крепежных деталей.

Резка и формовка в производстве

При работе с листовым металлом в игру вступает резка.При резке используются режущие лезвия, чтобы сделать прямые разрезы в куске металла. Также известное как высечка, вы часто будете видеть, как ножницы используются для алюминия, латуни, бронзы и нержавеющей стали. Другим процессом формирования металла является формование, в котором используется сжатие или другой тип напряжения для придания материалам желаемой формы. Хотя формование часто используется с металлом, его также можно использовать с другими материалами, включая пластик.

Как перейти от концепции продукта к производству: пошаговое руководство

Каждый продукт, который мы используем в повседневной жизни, когда-то был просто идеей.От вашего смартфона до умных колонок — потребовались люди с уверенностью и ресурсами, чтобы воплотить мечту об этих продуктах в реальность.

Независимо от того, ставите ли вы цель в отношении своего продукта, чтобы ваша компания оставалась актуальной, получала большую прибыль или что-то, чтобы всколыхнуть рынок, вы не достигнете этих целей, если будете торопиться, лениться или срезать углы.

Эволюция от мозгового штурма новой идеи до вывода продукта на рынок может показаться затянутой и сложной, поэтому важно сузить этапы, которые необходимо предпринять, чтобы перейти от концепции продукта к производству.

Выполните эти восемь шагов, чтобы перейти от концепции к производству и, надеюсь, к прибыли.

Шаг 1: Концепция продукта

Здесь вы сформируете свой план и изложите идею продукта . Это может включать наброски и заметки в дополнение к объяснению того, каким должен быть ваш продукт и как вы хотите, чтобы он использовался потребителем. Здесь вы и ваша команда должны задавать такие вопросы, как:

  • Кто наша целевая аудитория?
  • Есть ли потребность в нашем продукте?
  • Решит ли ваш продукт проблему вашей целевой аудитории?
  • Кто наши конкуренты?
  • Достаточно ли у нас членов команды для выполнения всех действий по разработке?
  • Каков план развития нашего продукта?
  • Каков размер рынка?
  • Существуют ли какие-либо текущие тенденции, связанные с аналогичными продуктами?
  • Достаточно ли у вас средств для производства продукта?
  • Как будет называться конечный продукт?

Шаг 2: Исследование

Для концепции вашего продукта крайне важно, чтобы вы и ваша команда исследовали текущие потребности и любые аналогичные или конкурирующие продукты, которые могут уже быть на рынке.Если есть продукт, который может конкурировать с вашим:

  • Чем ваш лучше?
  • Будут ли потребители иметь другой опыт использования вашего продукта по сравнению с похожим?
  • Как ваша идея улучшит то, что уже есть на рынке?
  • Как вы будете продавать продукт после того, как он будет полностью разработан?
  • Кто будет вашей целевой аудиторией?

Шаг 3: Дизайн

После того, как ваше исследование завершено, и идея прошла начальный этап отбора, пришло время погрузиться в дизайн вашей концепции.При разработке дизайна помните о конечном пользователе, поскольку он является наиболее важным фактором, который следует учитывать. Поскольку конечной целью является создание продукта с удобным для пользователя дизайном, на этом этапе необходимо учитывать многое.

При разработке дизайна учитывайте следующее:

  • Функция вашего продукта
  • Как он будет использоваться?
  • Из чего он будет сделан?
  • Как долго потребители будут пользоваться вашим продуктом?
  • Потребуется ли гарантия?
  • Сколько будет стоить производство?
  • Сможете ли вы получить прибыль от своего продукта?
  • Потребуется ли батарея?
  • Дизайн упаковки

Шаг 4. Создание окончательного проекта

Предыдущий шаг состоит из множества вопросов, на которые вам и вашей команде нужно ответить.Как только вы это сделаете, вы можете перейти к окончательным настройкам вашего продукта, поскольку большинство общих проблем должны были быть решены на этом этапе.

В зависимости от вашего продукта, ваш окончательный дизайн может быть выполнен с использованием программного обеспечения для 3D-моделирования , которое предоставит вам 3D-модель вашего конечного продукта. Вы также можете рассмотреть возможность использования системы автоматизированного проектирования для физического изображения вашего продукта, если это применимо.

Вы быстро обнаружите, что пройти этот шаг легче сказать, чем сделать.Вы можете ранжировать факторы и функции вашего продукта по сложности и приоритету. Это покажет вам и вашей команде, какие функции вам нужны больше всего, а какие труднее всего реализовать. Если функция занимает слишком много времени, чтобы создать ее правильно, можно вернуться к чертежной доске.

Это также шаг, на котором вам нужно будет управлять ресурсами, необходимыми для разработки работающего продукта. Это увеличивает вероятность успешного выпуска продукта и общего пользовательского опыта.

Независимо от производителя, с которым вы работаете над созданием своего продукта, включите визуальную ссылку на то, что именно вы имеете в виду, и обязательно спросите у завода, какая информация им нужна от вас для продвижения процесса.

Шаг 5: Проверка

Когда прототип официально создан, пора приступать к испытаниям. Нет необходимости ждать, пока продукт будет завершен до совершенства, поскольку вам может потребоваться решить некоторые болевые точки, прежде чем вы перейдете к этому этапу разработки.

Не оставляйте камня на камне, так как именно на этом этапе вы должны быть наиболее критичны. Если ваш продукт не работает так, как вы предполагали, не бойтесь сделать шаг назад и переоценить его, а затем вернуться к третьему шагу в процессе.

Также рассмотрите свой целевой рынок и выберите клиентов из этой целевой группы для тестирования вашего продукта. Узнайте, удовлетворяет ли ваш продукт их потребности или хочет , и будут ли они покупать его после запуска.

Этап 6: Изготовление и сборка

Когда ваш прототип станет именно тем, что вы хотите, и на первоначальном этапе испытаний не возникло никаких проблем, вы, наконец, можете приступить к производству своего продукта t.Здесь вам нужно подумать о

  • Производственные затраты и стратегии ценообразования
  • Какой производитель использовать
  • Материалы, из которых будет изготовлено ваше изделие
  • Сколько времени потребуется на изготовление

Это не тот шаг, когда вы хотите срезать углы, жертвуя качеством вашего продукта. Выпущено слишком много продуктов, которые, как вы знаете, были собраны самым дешевым способом.

Шаг 7: обратная связь и тестирование

Вы видите свет в конце туннеля, когда ваш продукт, наконец, изготовлен, но прежде чем он сможет быть выпущен для потребителей, пришло время для дополнительных испытаний.Независимо от того, спрашиваете ли вы специализированные фокус-группы, своих сотрудников , или друзей и семью, их отзывы и честная критика — это то, на что вы должны обратить внимание. Если необходимо внести какие-либо улучшения или решить проблемы, рассмотрите возможность внесения этих изменений до официального дебюта вашего продукта.

Не предлагая слишком много указаний и не вмешиваясь, наблюдайте и принимайте к сведению, как каждый из ваших тестовых пользователей взаимодействует с вашим продуктом. Дополняйте свои наблюдения вопросами, которые могут помочь вам на этапах маркетинга.

Шаг 8: Официальный выпуск

Вы успешно довели свой продукт от идеи до готового продукта, и теперь пришло время начать продавать и (надеюсь) получать прибыль.

Сильная кампания по маркетингу продукта необходима для привлечения внимания к вашему продукту и представления его целевой аудитории. Рассмотрите возможность выпуска пресс-релиза, различных рекламных объявлений или даже публичного запуска.

Если ваш продукт является более нишевым, рассмотрите возможность создания веб-сайта электронной коммерции для вашего продукта.С другой стороны, если ваш продукт более популярен, ваш маркетинговый подход может заключаться в том, чтобы организовать встречу с крупным бизнесом, который будет продавать ваш продукт. К какой бы категории ни относился ваш продукт, необходимо создать сильную историю вашего бренда и его продукта, чтобы ваши потенциальные клиенты поняли, почему они должны покупать ваш продукт.

Воплоти свою мечту в реальность

Когда вы выполните эти шаги, расставите все точки над i и зачеркнете все свои t, вы превратите свою концепцию продукта из просто идеи в реальный продукт, который клиенты будут использовать и получать удовольствие.Кто знает, может быть, вы создали выдающийся продукт, который потрясет рынок на долгие годы. Вы не узнаете, пока не попробуете.

Руководство по обработке производственных процессов и операций

Процессы обработки и производства быстро менялись на протяжении многих лет по мере того, как технологии поднимались на все большую и большую высоту. Если вы не знакомы с обрабатывающим производством, это одна из самых важных отраслей в мире.

Искусство механической обработки включает в себя использование сырья и использование машин и режущих инструментов для превращения заготовки (щели из металла или пластика) в рабочий компонент или сборку.

Здесь, в Hi-Tek Manufacturing в Мейсоне, штат Огайо, мы используем обработку с компьютерным управлением (ЧПУ) для создания прецизионных деталей, таких как турбины двигателей и компоненты для широкого спектра отраслей промышленности. Наш механический цех с ЧПУ оборудован по последнему слову техники и дает нам возможность производить неизменно точные и точные детали, что принесло нам постоянный успех на протяжении многих лет.

Вот краткое руководство по производственным операциям и процессам механической обработки, а также по наиболее распространенным методам и инструментам, используемым в этой отрасли.

Различные виды механической обработки

«Механическая обработка» относится к различным производственным процессам, которые выполняются с использованием специальных инструментов, использующих точность для вырезания или изготовления компонента оборудования. Двумя основными типами механической обработки являются аддитивное производство и субтрактивное производство.

Аддитивная обработка

Аддитивная обработка обычно включает использование 3D-принтера, работающего с пластиком. Принтер строит слой за слоем, чтобы постепенно достичь желаемой формы или формы.Это создает точную, легкую и прочную деталь, созданную в соответствии с точными спецификациями, предоставленными компьютерным программным обеспечением.

Вычитающая обработка

В процессе вычитания ненужный материал удаляется из блока материала («заготовки») с помощью режущих инструментов для создания конкретной детали. Он начинается с заготовки заготовки, обычно сделанной из металла или сплава, но иногда и из пластика.

Существует два разных метода. В первом методе заготовка сама вращается против режущего инструмента, который вырезает ее.Во втором методе заготовка удерживается неподвижно, в то время как инструмент вращается с высокой скоростью, чтобы удалить лишний материал и выявить предполагаемую форму конечного продукта. Этот процесс эффективно удаляет материал слой за слоем, отсюда и название «субтрактивный».

Обработка на станках с ЧПУ

Обработка на станках с ЧПУ — это особый вид производства, сочетающий передовые компьютерные технологии с обрабатывающими инструментами.

Процесс работает с использованием этих станков для придания формы и контура заготовке в соответствии с конкретными параметрами или инструкциями клиента.Преимущество этого метода обработки заключается в том, что он устраняет риск человеческой ошибки, поскольку всю работу выполняет передовое программное обеспечение.

На самом деле, он требует минимального человеческого труда и позволяет эффективно обрабатывать и обрабатывать даже сложные детали и компоненты. Это также позволяет нам создавать неизменно унифицированные и надежные детали, способные выдерживать экстремальные нагрузки в этой отрасли.

Различные методы обработки в производственном процессе

Станки с ЧПУ используют различные методы обработки для создания бесконечных вариантов конструкции деталей и материалов для различных отраслей и областей применения.Некоторые из наиболее распространенных процессов механической обработки включают фрезерование, сверление, токарную обработку, лазерную резку, электроэрозионную обработку (электроэрозионную обработку) и шлифование.

Операции фрезерной обработки

Операции фрезерной обработки с ЧПУ используют различные многоточечные инструменты для выполнения различных методов, таких как фрезерование плиты или торцевое фрезерование. Процесс включает использование фрезерного станка с подвижными столами. Заготовка остается надежно закрепленной сверху для фрезерования методом субтрактивной обработки.

Как только заготовка оказывается на месте, стол вращает ее относительно фрез с высокой скоростью резания, удаляя любой материал, который не является частью конечного компонента.По сути, этот метод использует стол для перемещения заготовки по оси вращения, в то время как режущие инструменты остаются неподвижными.

Процесс фрезерования также позволяет использовать фрезерные станки, где и стол , и сами режущие инструменты являются мобильными. Это обеспечивает больший контроль и точность, а также возможность получения безупречной поверхности.

Процесс фрезерования лучше всего подходит для чистовых операций, чтобы окончательная заготовка могла иметь гладкую поверхность, которую мы достигаем путем удаления материала с помощью передового компьютерного программного обеспечения и точных расчетов.

Токарные операции

Токарные операции с ЧПУ включают одноточечные инструменты и токарный станок, который остается неподвижным. Затем стол вращает смонтированную заготовку с высокой скоростью, в то время как станки или отдельный режущий инструмент с острыми зубьями прорезают ее для создания точных размеров и спецификаций. Этот процесс лучше всего подходит для прецизионной обработки с ЧПУ и операций, требующих минимального разреза с помощью обрабатывающих инструментов для производства невероятно точных компонентов и деталей.

Сверлильные станки

Сверлильные операции с ЧПУ создают резьбовые отверстия в материалах заготовки с помощью сверлильного станка и других обрабатывающих инструментов. Поскольку долото имеет цилиндрическую форму, этот метод идеально подходит для создания полых труб или других трубообразных форм с помощью того же диаметра, что и само сверло. Отверстия разного размера можно сделать с помощью точечных сверл, перфораторов и винтовых сверл, но во время операций сверления требуется особая осторожность, чтобы предотвратить смещение, занос или избыточный мусор в рабочей зоне.

Шлифовальные операции

При шлифовании с ЧПУ используется вращающийся круг для отделения материала от металлической заготовки. Этот производственный процесс обычно используется в процессе чистовой обработки для получения высококачественной металлической заготовки. В зависимости от необходимости можно использовать различные шлифовальные машины, в том числе валковые шлифовальные машины, шлифовальные машины с коленчатым валом, плоские круглошлифовальные машины или плоскошлифовальные машины.

Операции лазерной обработки

Лазерная обработка относится к использованию лазера для изменения поверхности материала путем резки, сверления, штамповки, скрайбирования или термообработки.Поскольку это бесконтактный метод обработки, инструмент не будет создавать сопротивления поверхности заготовки. Это позволяет выполнять операцию лазерной обработки с высокой скоростью и применять к разным уровням и диапазонам материалов, включая как металл, так и металлы.

Электроэрозионная обработка

Электроэрозионная обработка (ЭЭО) — это нетрадиционный процесс, при котором материал удаляется с заготовки серией электрических разрядов между двумя электродами.Электроэрозионная обработка не использует силу для удаления материала, а использует электрический разряд между заготовкой и инструментом. Существуют различные типы электроэрозионной обработки, в том числе проволочная электроэрозионная обработка, электроэрозионная обработка с грузилами и электроэрозионная обработка отверстий. Использование процесса электроэрозионной обработки позволяет создавать формы и глубины, которые было бы невозможно изготовить с помощью режущего инструмента, и в результате получается продукт с прекрасной обработкой поверхности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.