Текст книги "Основы конструирования и технологии производства РЭС"

7.2. Конструкторская документация

Конструкторские документы (КД) бывают графические и текстовые.

Виды конструкторских документов. Государственные стандарты устанавливают виды и комплектность конструкторских документов на изделия всех отраслей промышленности. Конструкторские документы – документы, в отдельности или в совокупности определяющие состав и устройство изделия и содержащие необходимые данные для его разработки и изготовления, контроля, приемки, эксплуатации и ремонта.

7.2.1. Графические конструкторские документы

Это документы, в которых с помощью установленных стандартом символов и правил поясняются устройство, принцип действия, состав и связи между отдельными частями изделия. К ним относят [11]:

чертеж детали – изображение детали и данные, необходимые для ее изготовления и контроля;

сборочный чертеж (СБ) – изображение сборочных единиц и другие детали, необходимые для сборки и контроля;

чертеж общего вида (ВО) – изображение конструкции изделия, дающее представление о взаимодействии его основных частей и принципе работы;

теоретический чертеж (ТЧ) – геометрическая форма изделия и координаты расположения его основных частей;

габаритный чертеж (ГЧ) – контурное (упрощенное) изображение изделия с габаритными, установочными и присоединительными размерами;

монтажный чертеж – контурное (упрощенное) изображение изделия, содержащее данные для его установки (монтажа);

электромонтажный чертеж (ЭМ) – данные для электрического монтажа изделия;

установочный чертеж (УЧ) – данные для установки изделия;

схема – составные части изделия в виде условных изображений или обозначений и связи между ними;

спецификация – состав сборочной единицы, комплекса или комплекта.

7.2.2. Текстовые конструкторские документы

К ним относятся документы, содержащие описание устройства, принципа его действия и эксплуатационные показатели [11]:

ведомость спецификаций (ВС) – перечень всех спецификаций составных частей изделия с указанием их количества и входимости;

ведомость ссылочных документов (ВД) – перечень ссылочных документов, на которые имеются ссылки в конструкторских документах изделия;

ведомость покупных изделий (ВП) – перечень покупных изделий, примененных в составе изделия;

ведомость согласования применения изделий (ВИ) – подтверждение согласования с соответствующими организациями применения определенных покупных изделий;

ведомость держателей подлинников (ДП) – перечень предприятий, на которых хранятся подлинники документов, примененных в данном изделии;

ведомость технического предложения (ВТ) – перечень документов, вошедших в техническое предложение;

ведомость эскизного проекта (ЭП) – перечень документов, вошедших в эскизный проект;

ведомость технического проекта (ТП) – перечень документов, вошедших в технический проект;

пояснительная записка (ПЗ) – описание устройства и принципа действия изделия, а также обоснование принятых при его разработке технико-экономических решений;

технические условия (ТУ) – требования к изделию, его изготовлению, контролю качества, приемке и поставке;

программа и методика испытаний (ПМ) – технические данные, подлежащие проверке при испытании изделия, порядок и методы их контроля;

расчет (РР) – расчеты параметров и величин, например расчет размерных цепей, расчет на прочность, расчет теплового режима и др.;

расчет – расчеты параметров и величин, например расчет размерных цепей электрических режимов и т. д.;

таблица (ТБ) – данные, сведенные в таблицу;

эксплуатационные документы – документы для использования при эксплуатации, обслуживании и ремонте изделия в процессе эксплуатации;

ремонтные документы – данные для проведения ремонтных работ на специализированных предприятиях;

инструкция (И) – указания и правила, используемые при изготовлении изделия (сборке, регулировке, контроле и т. п.);

патентный формуляр (ПФ) – документ, содержащий результаты патентного поиска, осуществленного при разработке изделия.

7.2.3. Классификация КД по способу выполнения и характеру использования

По способу выполнения и характеру использования КД делят на [11]:

оригиналы – документы, выполненные на любом материале и предназначенные для изготовления по ним подлинников;

подлинники – документы, оформленные подлинными подписями и выполненные на любом материале, позволяющем многократное воспроизведение с них копий;

дубликаты – документы, идентичные подлиннику и выполненные на любом материале, позволяющем снятие с них копии;

копии – документы, выполненные способом, обеспечивающим их идентичность с подлинником (дубликатом) и предназначенные для непосредственного использования при разработке, изготовлении, ремонте и эксплуатации изделий;

проектные КД – документы, выполненные на этапах технического предложения, эскизного и технического проектов;

рабочие КД – документы, выполненные на этапе выпуска рабочей документации.

7.2.4. Обозначения (шифры) КД

Современная РЭА, как отдельный класс продукции, потребовала создания некоторых специфических конструкторских документов: схем алгоритмов; диаграмм временных и микропрограммной логики; таблиц сигналов, идентификаторов сигналов, проверки параметров.

Существует группа документов КД на программное обеспечение. Правила составления программной документации устанавливается единой системой программной документации (ЕСПД).

Единая система технологической документации (ЕСТД) включает в себя группу стандартов, определяющих правила составления и обращения технологических документов.

Несмотря на то, что сокращенные названия конструкторской документации приводятся в ГОСТ 2.106-96, для запоминания их удобно представить в виде таблицы 1.

Эта информация предназначена для использования знаний и навыков, полученных при изучении компьютерной графики.

Таблица 1

Шифры конструкторских документов

7.2.5. Требования к выполнению конструкторских графических документов

Правила выполнения ЕСКД устанавливают основные требования к выполнению конструкторских графических документов: выбору формата чертежей и масштабов изображения, правилам простановки размеров и введения обозначений, выполнения чертежей различных видов изделий и построения спецификаций.

Основными форматами приняты 11 – А4 (размеры сторон 297 Х 210), 12 – А3 (297 X 420), 22 – А2 (594 X 420), 24 – А1 (594Х841) и 44 – А0 (1189Х841).

В графических КД определены:

масштабы уменьшения (1:2, 1:2,5; 1:4; 1:5; 1:10; 1:15; 1:20; 1:25; 1:40; 1:50; 1:75; 1:100; 1:200; 1:400; 1:500; 1:800; 1:1000);

масштабы увеличения (2:1; 2,5:1; 4:1; 5:1; 10:1; 20:1; 40:1; 50:1; 100:1).

Стандарты устанавливают правила нанесения размеров для всех встречающихся на практике случаев. Основные правила нанесения размеров и предельных отклонений на чертежах следующие:

а) общее число размеров на чертеже должно быть минимальным, но достаточным для изготовления и контроля изделия;

б) размеры, не обеспечиваемые при изготовлении изделия по данному чертежу и указанные для удобства пользования, называют справочными и отмечают знаком «*» с помещением записи «Размеры для справок»;

в) линейные размеры и их допустимые отклонения указывают на чертежах в миллиметрах без обозначения единицы измерения;

г) при обозначении размеров простые дроби не применяют, за исключением размеров в дюймах;

д) повторение размеров одного и того же элемента изделия на разных видах не допускается;

е) нанесение размеров в виде замкнутой цепи не допускается;

ж) при указании радиуса перед размерным числом помещают прописную букву R, при указании размера диаметра – знак ∅;

з) предельные отклонения размеров указывают непосредственно после номинальных значений [11].

7.2.6. Требования к выполнению текстовых конструкторских документов

Текстовые документы выполняют машинописным, рукописным или типографским способом. Вписывать отдельные слова, формулы, условные знаки, вносить схемы и рисунки необходимо черным цветом.

Для размещения утверждающих и согласовывающих подписей к ТД рекомендуется составлять один или несколько титульных листов.

Содержание ТД разбивают на разделы и подразделы, а при большом объеме – на части. Разделы должны иметь порядковые номера, обозначенные арабскими цифрами в пределах всего документа. Подразделы в пределах каждого раздела должны иметь составные номера, первая часть которых означает номер раздела, а вторая, отделенная от первой точкой, – номер подраздела. В пределах подраздела допускается разбивать текст на пункты и подпункты. Номер пункта должен состоять из номера раздела, подраздела и пункта, разделенных точками.

В документах большого объема содержание рекомендуется располагать в начале, а список литературы и документации, использованной при составлении документа, в конце. Если в документе была принята специфическая терминология, то в нем необходим перечень принятых терминов с пояснениями. Сокращения слов в тексте и под иллюстрациями не допускается [3].

7.2.7. Порядок внесения изменений в конструкторскую документацию

Вносить изменения в конструкторские документы, также аннулировать их можно на основании «Извещения на изменениях», которое должно быть подписано и утверждено определенными должностными лицами (рис. 3).

Изменения в подлинниках производят, как правило, зачеркиванием. При этом изменяемые данные зачеркивают тонкими линиями так, чтобы можно было прочитать зачеркнутое, а рядом пишут новые данные.

При необходимости можно часть графического изображения обвести тонкой замкнутой линией и перечеркнуть, а на свободном поле чертежа выполнить измененный участок изображения. Зачеркнутый и вновь изображенный участки должны быть обозначены одинаковыми римскими цифрами, над изображением должно быть написано «взамен зачеркнутого».

Рис. 3. Пример «Извещения» на внесение изменения

Обычно изменения каждого документа оформляют отдельным «Извещением». Допускается вносить изменения в несколько документов одним «Извещением», если изменения взаимосвязаны и имеют общий срок внесения изменений в документы и внедрения в производство. На основном поле извещения показывают содержание изменяемого участка в том виде, в каком оно должно быть после внесения изменения. Если изменение нужно внести подчисткой или если можно понять неоднозначно, то приводят содержание изменяемого участка до и после изменений.

Если «Извещение» оформляют на один чертеж, то в графе «Обозначение» пишут обозначение изменяемого документа, а в графе «Изм.» – порядковый номер изменения в документе в виде строчной буквы русского алфавита (рис. 3).

Если в конструкторском документе обнаружена ошибка, которая может привести к появлению брака, то допускается вносить изменения непосредственно в копии за подписью ответственного лица. Такие изменения также должны быть оформлены «Извещением» [3].

7.3. Схемная документация

Разработчик тогда работает эффективно, когда его идея легко может быть переложена на конструкторский язык. Этот язык – язык схем. Схемная документация является основной при разработке РЭА. Регламентируется разработка схем ГОСТ 2.701-84 «Виды, типы и общие требования к выполнению схем». Приведем основные виды схем [11].

Схема – графическая конструкторская документация, на которой в виде условных изображений или обозначений показаны составные части изделия и связи между ними. Схемы применяют при изучении принципа действия механизма, прибора, аппарата при их изготовлении, наладке и ремонте, для понимания связи между составными частями изделия без уточнения особенностей их конструкции. Схемы являются исходным базисом для последующего конструирования отдельных частей и всего изделия в целом.

7.3.1. Виды и типы схем

По виду элементов, входящих в состав изделия, связей между ними и назначения схемы подразделяют на виды и типы (табл. 2).

Таблица 2

Структурные схемы (Э1) определяют основной состав изделия и его функциональные части, их назначение и взаимосвязи. Структурные схемы используют как для построения схем других типов, так и для общего ознакомления с изделием.

Функциональные схемы (Э2) поясняют процессы, происходящие в отдельных функциональных узлах и частях изделия или в изделии в целом. Функциональными схемами пользуются для построения принципиальных схем, изучения принципа работы изделия, а также при его наладке, ремонте и эксплуатации.

Принципиальные схемы (Э3) определяют полный состав элементов, связей между ними, дают детальное представление о принципе работы изделия. На основе принципиальных схем разрабатывают такие конструкторские документы, как схемы соединений (монтажные), чертежи конструктивных элементов, узлов, устройств.

Схемы соединений (Э4) показывают соединения составных частей изделия и определяют провода, жгуты, кабели и другие соединительные изделия, а также места их присоединения и ввода. Схемы соединения используют при разработке конструкторских графических и текстовых документов, а также при ремонте и эксплуатации изделия.

Схемы подключений (Э5) показывают внешние подключения изделия. Схемы подключений используют при монтаже изделия на месте эксплуатации, а также при его ремонте.

Общие схемы (Э6) определяют составные части комплекса и соединения их между собой на месте эксплуатации.

Схемы расположения (Э7) устанавливают взаимное расположение отдельных составных частей комплекса, а при необходимости и соединяющих их жгутов, проводов, кабелей и т. д. Схемами расположения пользуются при установке и эксплуатации изделия [11].

7.3.2. Составляющие части схем

Схемы имеют в своем составе следующие объекты:

элемент схемы – составная часть схемы, которая не может быть разделена на части, имеющие самостоятельное значение (микросхема, резистор, трансформатор и др.);

устройство – совокупность элементов, представляющая единую конструкцию (блок, модуль). Устройство может не иметь определенного функционального назначения;

функциональная группа – совокупность элементов, выполняющих определенную функцию и не объединенных в единую конструкцию;

функциональная часть – элемент, устройство или функциональная группа, имеющие строго определенное функциональное назначение;

функциональная цепь – линия, канал на схеме, указывающие на наличие связи между функциональными частями изделия;

линия взаимосвязи – отрезок линии на схеме, указывающий на наличие связи между функциональными частями изделия;

линия электрической связи – линия на схеме, указывающая путь прохождения тока, сигнала и др.

Разработка схем осуществляется по правилам, изложенным в соответствующих стандартах ЕСКД. В них приводятся условные графические обозначения элементов схем, требования к вычерчиванию линий связей между элементами, правила размещений технических данных на условные графические обозначения и т. д.

7.3.3. Правила выполнения электрических схем

Схема электрическая структурная. На схеме электрической структурной (Э1) показывают все функциональные части РЭА и основные взаимосвязи между ними (рис. 4).

Рис. 4. Пример структурной схемы

Функциональные части можно изображать условно графически или в виде прямоугольников. В последнем случае внутри прямоугольника приводят наименование данной функциональной части. Линии взаимосвязей рекомендуется обозначать стрелками, показывающими направления хода процесса, движения информации и т. п. При большом числе функциональных частей рекомендуется взамен обозначений, наименований и типов вводить порядковые номера, проставляя их слева направо и сверху вниз. В этом случае расшифровку номеров производят в таблице, помещаемой над основной надписью [4].

Построение структурной схемы поясняется примером схемы электрической структурной (рис. 4, где Пр – процессор; 0П – оперативная память; МП – местная память; ПП – постоянная память; У – управление; К – каналы, УВД – устройство ввода – вывода).

Схема электрическая функциональная. На схеме электрической функциональной (Э2) показывают функциональные части аппаратуры, участвующие в процессе, и связи между этими частями. Функциональные части изображают, как правило, в виде условных графических обозначений, однако допускается применение прямоугольников. На схеме должны быть указаны: для каждой функциональной группы – наименование; для каждого устройства, изображенного прямоугольником, – наименование, обозначение или тип; для каждого устройства, изображенного в виде условного графического обозначения, – обозначение или тип; для каждого элемента – позиционное обозначение, присвоенное ему на принципиальной схеме, или тип. Наименования, обозначения или типы рекомендуется вписывать в прямоугольники. Допускается на схеме помещать поясняющие надписи, диаграммы или таблицы, определяющие последовательность прохождения процессов во времени, а также указывать параметры в характерных точках (форма и величина импульсов, реализуемая логическая функция и т. д.) (рис. 5) [5], [8].

Схема электрическая принципиальная. На схеме электрической принципиальной (ЭЗ) указывают все элементы, необходимые для построения РЭА или ее отдельного узла, связи между элементами и элементы, которыми заканчиваются входные и выходные цепи. Элементы в схеме изображают в виде условных графических обозначений (УГО). Расстояние между двумя соседними линиями условных графических обозначений должно быть не менее 0,8 мм. Это требование задается для того, чтобы подписи на схемах были разборчивы. Перечислим необходимые условия правильности выполнения принципиальной схемы [15], [16], [17].

Рис. 5. Пример построения функциональной схемы процессорного блока

Условные графические обозначения на схеме ЭЗ располагают так, чтобы изображения связей между ними были кратчайшими линиями с минимальным числом пересечений. Линии связей должны быть показаны полностью, однако при необходимости их допускается обрывать, заканчивая места обрыва стрелками с обозначением места включения. Для упрощения чертежа схемы можно несколько электрически не связанных линий связи сливать в общую утолщенную линию, но при подходе к контактам каждая линия должна быть изображена отдельно, линии связи при этом необходимо пронумеровать одинаковыми числами на обоих концах (рис. 6) [5].

Каждый элемент, входящий в схему, должен иметь буквенноцифровое позиционное обозначение, составленное из буквенного индекса и порядкового номера. Порядковые номера элементам присваивают начиная с единицы сверху вниз в направлении слева направо, в пределах группы элементов, которым на схеме дан одинаковый буквенный индекс.

Рис. 6. Схема электрическая принципиальная

Если элемент состоит из нескольких частей, то допускается к его позиционному обозначению добавлять цифры, присваиваемые каждой части элемента (например, Э1-1, Э1-2, Э1-3 означают первую, вторую и третью части элемента D1).

УГО цифровых элементов строится на основе прямоугольника и может содержать основное и два дополнительных поля. Ширина основного поля должна быть не менее 10 мм, дополнительных – не менее 5 мм, расстояние между выводами – 5 мм.

Выводы элементов делятся на входы, выходы и выводы, не несущие информации. Входы изображают слева, выходы справа, остальные выводы – с любой стороны УГО. При необходимости разрешается поворачивать УГО на 90° по часовой стрелке, располагая входы сверху, а выходы снизу.

Функциональное назначение элемента указывают в верхней части основного поля УГО. Его составляют из прописных букв латинского алфавита, арабских цифр и знаков, записываемых без пробела. Обозначения основных функций приведены в табл. 3.

В дополнительных полях условного графического обозначения элементов цифровой техники дается информация о функциональных назначениях выводов, указатели, метки (см. ГОСТ).

Для облегчения усвоения учебного материала приведем таблицу условных обозначений для цифровых схем [14].

Таблица 3

Условные обозначения цифровых схем

Буквенные коды групп элементов схем приведены в табл. 4.

Таблица 4

Буквенные коды групп элементов

Данные обо всех элементах, включенных в схему, должны быть записаны в перечень. Связь перечня с условными графическими обозначениями элементов осуществляется через позиционные обозначения. В отдельных случаях допускается сведения об элементах располагать на схеме около условных графических обозначений. Перечень элементов к принципиальной схеме носит название ПЭ3.

7.4. Единая система технологической документации

Государственные стандарты ЕСТД устанавливают единые правила и положения по порядку разработки, оформления и обращения технологической документации, разрабатываемой и применяемой на предприятиях всех отраслей промышленности страны.

Технологические документы (ТД) – текстовые и графические документы, в отдельности или в совокупности определяющие порядок изготовления изделия, проведения процессов и содержащие необходимые данные для контроля и приемки изделий.

Виды и правила проектирования ТД определяются видом производства, на котором будут изготовляться или ремонтироваться изделия. В машино– и приборостроении в зависимости от назначения производство можно разделить на основное (товарной продукции), вспомогательное (средств, необходимых для обеспечения основного производства) и опытное (опытных образцов, партий и серий изделий).

По типу производства разделяются на единичное, серийное и массовое. По организации – на поточное, групповое и установившееся. По уровню применяемых средств автоматизации и механизации – на автоматизированное и механизированное.

По виду или признаку применяемого метода для изготовления (ремонта) изделия различают: литейное, прессовое, механообрабатывающее, термическое, сборочное, сварочное, гальваническое, лакокрасочное, полупроводниковое, вакуумное и другие производства.

Виды технологической документации можно представить в виде структурной схемы [5], [11].

Рис. 7. Виды технологической документации

Стадии разработки технологической документации определяются этапами разработки КД на изделие. На конструкторском этапе «Техническое предложение» ТД не разрабатывается, на этапах «Эскизный проект» и «Технический проект» ТД разрабатывается как «Предварительный проект». В отдельных отраслях промышленности существует «Директивная технологическая документация», предназначенная не для изготовления, а для выполнения предварительных расчетов различного рода задач (инженерно-технических, планово-экономических, организационных) в целях определения возможности размещения соответствующего заказа на том или ином предприятии.

Так как объем ТД при производстве изделий достаточно велик, все виды технологических документов классифицируют по назначению, носителю информации, виду вносимой информации, по принципу построения и специализации (рис. 7). Технологическая документация разрабатывается в технологических отделах. Она предназначена для работы цехов, испытательных участков, отделов технического контроля.

Основные технологические документы содержат различную информацию [11]:

– о комплектующих составных частях изделия и применяемых материалах;

– о действиях, выполняемых исполнителями при проведении технологических процессов и операций;

– о средствах технологического оснащения производства;

– о наладке средств технологического оснащения и применяемых данных по технологическим режимам;

– о расчете трудозатрат, материалов и средств технологического оснащения;

– о технологическом маршруте изготовления и ремонта.

Основные технологические документы используют, как правило, на рабочих местах. Вспомогательные технологические документы разрабатывают с целью улучшения и оптимизации организации работ по технологической подготовке производства. Производные технологические документы применяют для решения задач, связанных с нормированием трудозатрат, выдачей и сдачей материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий.

Различают следующие виды технологических документов [11]:

– ведомость технологических маршрутов (ВТМ) – сводная информация по технологическому маршруту изготовления изделия и его составных частей;

– ведомость материалов (ВМ) – сводные подетальные нормы расхода материалов на изделие;

– ведомость специфицированных норм расхода материалов (ВСН) – сводные данные по специфицированным нормам расхода материалов на изделие;

– ведомость удельных норм расхода материалов (ВУН) – удельные нормы расхода материалов, применяемых при выполнении процессов на покрытия;

– ведомость применяемости деталей (сборочных единиц) в изделии (ВП) – указания о применяемости деталей (сборочных единиц) в изделии;

– ведомость применяемости стандартных, покупных, оригинальных деталей и сборочных единиц (ВП/СОП) – то же, что и ВП;

– ведомость сборки изделия (ВП/ВСИ) – порядок сборки изделия с учетом очередности входимости составных частей и их количества;

– технологическая ведомость (ТВ) – указания по группированию деталей и сборочных единиц по конструкторскотехнологическим требованиям;

– ведомость технологических документов (ВТД) – полный состав технологических документов, применяемых при изготовлении изделия;

– ведомость оснастки (ВО) – полный состав технологической оснастки, применяемой при изготовлении (ремонте) изделия;

– ведомость оборудования (ВОБ) – полный состав оборудования, применяемого при изготовлении (ремонте) изделия;

– технологическая инструкция (ТИ) – описание повторяющихся приемов работы, действий по наладке и настройке средств технологического оснащения, приготовлению растворов, электролитов, смесей и др., а также отдельных типовых и групповых технологических процессов (операций);

– маршрутная карта (МК) – сводные данные по составу применяемых операций, оборудованию, технологическим документам и по трудозатратам на технологический процесс;

– операционная карта (ОК) – описание единичных технологических операций;

– паспорт технологический (ТП) – комплекс процедур по выполнению технологических операций исполнителями, технологическому контролю, контролю представителями заказчика или госприемки;

– журнал контроля технологического процесса (ЖКТП) – предназначен для контроля параметров технологических режимов, применяемых при выполнении операций на соответствующем оборудовании, и др. [5].

Контрольные вопросы

1. Дайте определение государственной стандартизации.

2. Перечислите основную конструкторскую документацию.

3. Какая документация называется графической?

4. Что относится к текстовым конструкторским документам?

5. Дайте классификацию КД по способу выполнения и характеру использования.

6. Перечислите шифры КД.

7. Порядок внесения изменений в конструкторскую документацию.

8. Перечислите виды и типы схем.

9. Правила выполнения электрических схем.

10. Дайте определение единой системы технологической документации.