Технические науки /8. Обработка материалов в машиностроении

К.т.н. Зайцев Г.Н.

Санкт-Петербургский государственный Инженерно-экономический

университет, Россия

Оценка качества технологического процесса механической обработки заготовок по уровню показателей точности деталей

Для управления качеством продукции машиностроения необходимо управлять качеством технологических процессов (ТП) механической обработки заготовок. А что бы управлять качеством ТП, необходимо его оценить. Традиционно качество ТП оценивается экономией на приведенных затратах при выполнении более эффективного варианта ТП.

В данном докладе предложена методика квалиметрической оценки ТП.

Квалиметрия – это наука которая занимается разработкой методов измерения и способов оценки качества различных объектов. [5]

Под качеством ТП понимается совокупность его свойств или характеристик.

В значительной степени качество ТП определяется характеристиками точности обработки геометрических параметров детали: размеров, формы и взаимного расположения её поверхностей.

Для предварительной оценки качества ТП удобно применять самый простой оперативный метод квалиметрии – дифференциальный, в котором все единичные показатели его свойств равнозначны, а итоговый уровень качества ТП рассчитывается как среднее арифметическое значение уровней качества его отдельных свойств.

Оценивается качество двух вариантов ТП изготовления детали, выполняемыми на универсальном оборудовании методами механической обработки резанием и холодным поверхностным пластическим деформированием.

Варианты ТП могут отличаться видами заготовок, применяемыми методами обработки, применяемыми оборудованием и оснасткой, степенью концентрации технологических операций и переходов. За базовый вариант ТП выбран вариант, обеспечивающий большую точность размеров заготовки.

В общем случае число технологических переходов, для которых обеспечивается получение рассматриваемых показателей свойств ТП для базового и сравниваемого вариантов ТП, может отличаться. Поэтому при расчете уровней качества по данному параметру свойств ТП нужно это учитывать.

Исходными данными для оценки качества ТП являются: чертежи детали и заготовок с необходимыми требованиями к их качеству, комплект технологических документов с операционным описанием ТП, результаты послеоперационного контроля показателей качества деталей, характеристики применяемых станков, приспособлений и инструментов, нормативы режимов резания.

Заготовки поступают в производство партиями. На каждой заготовке после каждой операции контролируются заданные на операционном эскизе технические параметры: точности размеров, формы и взаимного расположения поверхностей.

Оценивается качество годных деталей.

Уровень качества по точности обработанной детали рассчитывается как среднее арифметическое уровней качества ТП по точности размеров, формы, взаимного расположения поверхностей, а также суммарной точности формы и взаимного расположения поверхностей.

В свою очередь уровень ТП по точности размеров деталей рассчитывается как среднее арифметическое уровней ТП по точности контролируемых размеров, а также по стабильности и устойчивости технологического перехода при обеспечении точности данного размера детали соответственно.

Для определения уровня ТП по точности всех контролируемых размеров первоначально рассчитывается коэффициент уровня каждого технологического перехода как отношение коэффициентов точности этого перехода по базовому и сравниваемому вариантом ТП. Затем суммируется значение коэффициентов уровней всех переходов во всех технологических операциях, во всех партиях деталей и делятся на количество: технологических переходов, технологических операций и партий деталей.

Коэффициент точности каждого технологического перехода, как для сравниваемого, так и для базового вариантов, определяется, как отношение суммарной погрешности обработки при технологической подготовке производства или поле рассеяния контролируемых размеров обработанных деталей при их изготовлении, к допуску контролируемого размера детали по чертежу.

Суммарная погрешность обработки рассчитывается вероятностно статистическим методом с учетом элементарных погрешностей обработки [3]. Рассеяние же размеров деталей на каждом технологическом переходе определяется по ГОСТ 27.202-85 в зависимости от законов распределения этих размеров.

При запуске деталей в производство партиями коэффициент стабильности и устойчивости технологического перехода при обеспечении точности данного размера детали определяется на основе анализа точностных диаграмм [2].

Для определения уровня ТП по стабильности точности размеров детали первоначально рассчитывается коэффициент уровня стабильности каждого технологического перехода как отношение коэффициентов стабильности точности размера детали по базовому и сравниваемому вариантам технологического перехода. Коэффициент стабильности каждого технологического перехода определяется как отношение диапазона рассеяния контролируемых размеров при выполнении технологического перехода к допуску на размер. Диапазоны же рассеяния определяются, как разности между наибольшим и наименьшим рассеянием размеров детали изо всех партий детали при выполнении технологического перехода.

Для определения уровня ТП по устойчивости точности размера детали первоначально рассчитывается коэффициент уровня устойчивости каждого технологического перехода, как отношение коэффициентов устойчивости точности по базовому и сравниваемому вариантам. Коэффициент устойчивости точности технологического перехода рассчитывается, как отношение диапазона рассеивания средних арифметических отклонений размеров при выполнении технологического пере хода. Диапазоны рассеяния размеров определяются, как разность наибольших и наименьших рассеяний среднего размера деталей в партии при выполнении технологического перехода.

Для обеспечения стабильности и устойчивости точности значений контролируемого размера на технологическом переходе, значение коэффициентов точности должно быть меньше или равное 0,4. [2]

Уровень ТП по точности формы обработанных поверхностей, точности взаимного расположения поверхностей рассчитывается аналогично уровня точности размера после выполнения каждого технологического перехода.

Таким образом, по результатам контроля точности размеров, формы и взаимного расположения поверхностей деталей после выполнения всех технологических переходов во всех технологических операциях для всех партий деталей, с использованием дифференциального метода квалиметрии определяются уровень качества ТП по точности обработки детали.

Литература:

1. Зайцев Г.Н., Соколова Э.С., Методика квалиметрической оценки детали по показателям точности размеров// Вестник ИНЖЭКОНа вып. 8(43). – СПб: СПБГЭИУ, 2009 с. 159-166.

2. Основы технологии машиностроения /Под ред. В.С. Корсакова. Учебник для ВУЗов. – М.: Машиностроение, 1977, - 416 с.

3. Технология машиностроения: В 2т. Т.1. Основы технологии машиностроения: Учебник для ВУЗов/ В.Н. Бурцев, А.С. Васильев, А.М. Дальский и др.: Под ред. А.М. Дальского. – М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999 – 546 с.

4. Федюкин В.К., Квалиметрия. Измерение качества промышленной продукции: учебное пособие / В.К. Федюкин. – М.: КНОРУС, 2009 – 320 с.