Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательноеучреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургскийгосударственный инженерно-экономический университет»
Филиал Санкт-Петербургскогогосударственного инженерно-экономического университета в г. Чебоксары
Кафедра городского хозяйства ирегиональной экономики
Курсовой проект по дисциплине:
«Технологические методы управлениякачеством изделия»
на тему: «Разработка, статистическоерегулирование, исследование точности и стабильности технологического процессапри механообработке изделий »
Содержание
Введение
Раздел 1.Становление понятия качества и определениетехнологических методов управления качеством
Раздел 2. Технологический процесс изготовления детали «ось»
Раздел 3. Расчет показателей качества технологическогопроцесса изготовления оси и точности производственного оборудования
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Стратегия ускорениясоциально-экономического развития страны предусматривает всемирнуюинтенсификацию производства на основе научно-технического прогресса.
Одним из действенныхпутей решения проблемы интенсификации производства, повышенияпроизводительности труда, ускорения социально-экономического развития, являетсяповсеместное улучшение качества продукции.
В промышленности накопленбольшой опыт управления качеством продукции различными методами:организационными, плановыми, экономическими, которые тесно взаимоувязаны междусобой и только в совокупности обеспечивают высокое качество конечной продукции.
Вопросы качествапродукции и производительности труда неразрывно связаны между собой, и напрактике при решении конкретных вопросов совершенствовании технологий,оборудования, оснащения, механизации и автоматизации должны решатьсяодновременно.
Любой процесспроизводства строится так, чтобы соблюдать и обеспечивать требуемую величинупоказателей качества выпускаемой продукции. Однако качество сырья, инструмента,настройка станков, квалификация операторов и другие важные производственныефакторы подвержены значительным случайным колебанием, что вызывает рассеяниепоказателей качества.
В данном курсовом проектесделана попытка провести анализ и оценку качества технологического процессапроизводства ступенчатых валов и исследование точности производственногооборудования.
В приложении к данномукурсовому проекту представлен чертеж Оси.
Раздел 1. Становление понятиякачества и определение технологических методов управления качеством
Мы часто употребляемсловосочетание «высокое качество» или «низкое качество». Мы – это и специалистыв области качества, и рядовые потребители. За этими словами кроется попытка«взвесить», т.е. измерить качество.
В настоящее времякачество стало главным фактором конкурентной борьбы на мировом рынке, символомпроцветания отдельных организаций, регионов и целых государств. Промышленноразвитые страны, обеспечивающие высокое качество и конкурентоспособность своейпродукции на внутреннем и внешнем рынках, занимают передовые позиции в мире поуровню благосостояния и устойчивости развития.
Когда производимаяпродукция полностью соответствует запросам и ожиданиям потребителя, тогдакачество продукции является максимальным. Поскольку ожидания и требованияпотребителей постоянно изменяются и растут со временем, качество продукциидолжно постоянно улучшаться и совершенствоваться.
Качество является задачейномер один в условиях рыночной экономики. Однако повышение качества невозможнобез изменения отношения к качеству на всех уровнях.
Согласно ГОСТ Р ИСО 9000-2001:Качество – это степень соответствия совокупности присущих характеристиктребованиям.
Качество как продуктов,так и услуг является стандартизированной категорией. Требования к качествуустанавливаются и фиксируются в нормативных и нормативно-техническихдокументах: государственных, отраслевых, фирменных стандартах, техническихусловиях на продукцию, в технических заданиях на проектирование илимодернизацию изделий, в чертежах, технологических картах и технологическихрегламентах, в картах контроля качества и т. п. Также можно отметить такуюхарактеристику качества, как неустойчивость, изменчивость качества продукции,которая проявляется не только в двух общих тенденциях — физического и моральногостарения. Имеют место так называемые частные отклонения качества отустановленных требований. Они чрезвычайно разнообразны и обусловлены уже неэкономической и технологической природой, а условиями внешнего характера:нарушениями правил и условий эксплуатации, ошибками разработчиков иизготовителей, нарушениями производственной дисциплины, дефектами оборудования,с помощью которого изготовляется и используется продукция, и т. д. Есть ещеодин фактор, который влияет на неустойчивость оценок качества – этонеустойчивость и изменчивость потребностей. Параметры продукции могут строгосоответствовать нормативной и технической документации, но изменяютсятребования потребителей и качество при неизменных параметрах ухудшается илитеряется вовсе. Можно констатировать, что качество продукции находится впостоянном движении. Следовательно, качество определяет собой хроническинеустойчивый объект. Это объективная реальность, с которой приходится иметьдело.
Качество — это комплексное понятие. С одной стороны, всеотделы предприятия в большей или меньшей степени несут ответственность закачество соответствия товаров проекту, с другой — каждый товар имеет рядпоказателей качества, которые можно измерить и проконтролировать. Каждый изэтих показателей качества можно подвергнуть контролю, причем приходитсясчитаться с различными отклонениями между требуемыми и действительнымизначениями величин. Качество такого товара, характеризующегося несколькимипоказателями качества, определяется взвешенной суммой значений отдельныхпризнаков.
Показатели качества могут характеризоваться непрерывными илидискретными величинами. Они могут быть абсолютными или относительными. Значениявеличин зависят от условий и методов их определения. Показатели качествапродукции устанавливаются объективными методами, а также экспертным путем ирассматриваются применительно к условиям создания и эксплуатации (потребления)продукции. Показатель качества продукции, характеризующий одно ее свойство,называется единичным, два и более свойств — комплексным.
При оценке уровня качества продукции используются как технические,так и экономические данные. Обоснование выбора номенклатуры показателейкачества производится с учетом:
· назначения иусловий использования продукции;
· анализатребований потребителя;
· задач управлениякачеством продукции;
· состава и структурыхарактеризуемых свойств;
· основныхтребований к показателям качества (рис. 1).
/>
Рис.1 Классификацияпоказателей качества
В истории качествасуществует пять перекрывающихся и продолжающихся фазы, которые, в полномсоответствии с законами диалектики развивались под давлением противоречия междувнутренними и внешними целями производителя — обеспечением качества выпускаемойпродукции и соответственно укреплением положения производителя на рынке(внешняя цель) и повышением эффективности производства, то есть увеличениемприбыли компании (внутренняя цель). Это противоречие на каждой стадии развитияпроизводства, рынка и общества имело свою специфику и по-разному разрешалось.Эволюция методов обеспечения качества приведена на рис. 2.
/>
Рис.2 Эволюция методовобеспечения качества
Думаю стоит краткоохарактеризовать особенности каждой фазы.
1. Фаза отбраковки
Выдающийся вклад в развитие этой фазы внесли американскиеавтомобилестроители — Генри Мартин Леланд (основатель фирмы «Кадиллак») и ГенриФорд. Леланд впервые применил в автомобильном производстве работу по калибрам ипридумал пару «проходной» и «непроходной» калибр.
Особое место вформировании и развитии данной фазы управления качеством принадлежит ГенриЭмерсону — известному американскому инженеру, рационализатору в организациитруда, поставившему во главу угла проблемы производительности и качества.
Г. Эмерсон впервые поставил вопрос об эффективностипроизводства в широком масштабе, уделяя повышенное внимание проблемам качества.Его труд «Двенадцать принципов производительности» привлек к себе вниманиепредпринимателей не только США, но и многих других стран.
В 1913 г. Генри Форд впервые применил сборочный конвейер и ввел вместо входного контроля комплектующихна сборке выходной контроль на тех производствах, где эти комплектующиеизготавливались. То есть на сборку стали поступать только качественные изделия.Он также создал отдельную службу технического контроля, независимую отпроизводства.
Научным обобщением и обоснованием опыта, накопленного на этойстадии, стали работы американского ученого, инженера и менеджера Фредерика У.Тейлора, соратника Г. Форда. Именно им предложена концепция научногоменеджмента, включившая системный подход, кадровый менеджмент, идею разделенияответственности между работниками и управленцами в обеспечении качественной иэффективной работы организации, идею научного нормирования труда.
Для обеспечения успешного функционирования системы Тейлорабыли введены первые профессионалы в области качества — инспекторы (в России —технические контролеры). Система мотивации предусматривала штрафы за дефекты ибрак, а также увольнение. Система обучения сводилась к профессиональномуобучению и умению работать с измерительным и контрольным оборудованием.
Основу концепции обеспечения качества в рамках этой фазыможно сформулировать так: «Потребитель должен получать только годныеизделия, т. е. изделия, соответствующие стандартам. Основные усилия должны бытьнаправлены на то, чтобы негодные изделия (брак) были бы отсечены отпотребителя».
Контроль и отбраковка впроизводственной практике реализовывались различными методами, которыеразвивались и совершенствовались под влиянием достижений научно-техническогопрогресса. Значительная роль отводилась входному контролю закупаемого сырья.Система контроля строилась по следующему принципу: обнаружение дефекта иизъятие бракованного изделия из процесса производства должны происходить какможно раньше, так как последующая обработка дефектного продукта приводила ксерьезным потерям и неоправданно увеличивала издержки на производствопродукции. В рамках этой концепции повышение качества всегда сопровождаетсяростом затрат на его обеспечение, т. е. цели повышения эффективностипроизводства и повышения качества изделий являются противоречивыми (не могутбыть достигнуты одновременно).
2. Фаза контроля качества
Фаза контроля качества начинается с 20-х годов XX века как попытка если не разрешить,то ослабить противоречие в форме, свойственной предыдущей фазе развитиякачества. Точкой отсчета считаются работы, выполненные в отделе техническогоконтроля фирмы «Вестерн электрик», США. В мае 1924 г. сотрудник отдела доктор Шухарт передал своему начальнику короткую записку, которая содержаламетод построения диаграмм, известных нынче по всему миру как контрольные картыШухарта. Статистические методы, предложенные Шухартом, дали в руки управленцевинструмент, который позволил сосредоточить усилия не на том, как обнаружить иизъять негодные изделия до их отгрузки покупателю, а на том, как увеличитьвыход годных изделий в технологическом процессе.
Системы качества усложнились, так как в них были включеныслужбы, использующие статистические методы. Усложнились задачи в областикачества, решаемые конструкторами, технологами и рабочими, потому что онидолжны были понимать, что такое вариации и изменчивость, а также знать, какимиметодами можно достигнуть их уменьшения. Появилась специальность — инженер покачеству, который должен анализировать качество и дефекты изделий, строитьконтрольные карты и т. п. В целом акцент с инспекции и выявления дефектов былперенесен на их предупреждение путем выявления причин дефектов и их устраненияна основе изучения процессов и управления ими.
Одним из замечательных достижений практики контроля качествастало создание аудиторской службы по качеству, которая в отличие от отделовтехнического контроля занималась не разбраковкой продукции, а путем контролянебольших выборок из партий изделий проверяла работоспособность системыобеспечения качества на производстве.
Ядром концепции обеспечения качества на этой фазе сталследующий постулат: «Сохраняется главная цель — потребитель должен получатьтолько годные изделия, т. е. изделия, соответствующие стандартам.Отбраковка сохраняется как один из важных методов обеспечения качества. Ноосновные усилия следует сосредоточить на управлении производственными процессами,обеспечивая увеличение процента выхода годных изделий».
3. Фаза управления качеством
Начало фазы управления качеством принято отсчитывать с 1950 г. Поворотным событием стало выступление с лекциями перед ведущими промышленниками Япониидоктора Эдварда Деминга, американца. За 12 лекций доктор Деминг встретился ссотнями ведущих менеджеров японских фирм. Им, а также Джозефом М. Джураном,другим американцем, также приглашенным в порядке правительственной техническойпомощи в Японию, была разработана программа, основной идеей которой было:«Основа качества продукции — качество труда и качественное управление на всехуровнях, то есть такая организация работы коллективов людей, когда каждыйработник получает удовольствие от своей работы».
Фаза управления качеством связана с такими признаннымиспециалистами в области качества как Эдвард Деминг, предложившийпрограмму менеджмента качества из 14 пунктов, разработал принцип постоянногоулучшения качества, которые произвели революцию в японской промышленности; ДжозефДжуран, разработавший принцип «триад качества»: планирование, контроль,улучшение; Каори Ишикава, предложивший диаграмму «причины — следствие»(«рыбий скелет»), которая помогает искать причины проблем, в том числесвязанных с качеством; Арманд Фейгенбаум, который разработал принципывсеобщего управления качеством (Total QualityControl) и параллельного (одновременного)инжиниринга; Филип Кросби, предложивший программу «ноль дефектов» ичетыре принципа (абсолюта) качества, вклад которых в развитие пониманиякачества просто неоценим.
Концепция управления качеством и практика ее реализациипозволили по-новому оценить роль непосредственных исполнителей в обеспечениикачества. Прежде всего, изменились взгляды на распределение ответственности закачество. Проведенные многочисленные исследования выявили количественныесоотношения ответственности за брак исполнителей и руководства.
Можно сказать, что именно на этой фазе сложилось управлениекачеством в его современном понимании. Противоречие между повышением качества иростом эффективности производства в его прежних формах было преодолено —применение новых идей управления позволило одновременно повышать качество иснижать затраты на производство.
4. Фаза менеджмента качества
Эта фаза стала зарождаться в середине 60х гг. как развитиеидей предыдущей фазы в направлении более полного удовлетворения запросовпотребителей. Всеобщий менеджмент качества (TQM) постепенно пришел на смену всеобщему управлениюкачеством (TQC) Необходимость развития этой фазысвязана с развитием мирового рынка товаров и услуг, резким обострениемконкуренции на этом рынке и политикой государственной защиты интересовпотребителей.
Основные идеи новой фазы сформулированы в работах ГенитиТагути, доктора Мицуно, в научных разработках компаний «Тойота» и «Мицубиси».
Генити Тагути предложил функцию потерь качества,разработал методику планирования промышленных экспериментов.
В рамках фазы менеджмента качества удается практическипреодолевать противоречие между качеством и эффективностью производства в егосуществовавших формах, и новая фаза возникает при проявлении новой формы этогопротиворечия.
В это время появилась серия новых международных стандартов насистемы качества — стандарты ИСО 9000 (1987 г.), оказавшие весьма существенное влияние на менеджмент и обеспечение качества:
· ИСО 9000 «Общееруководство качеством и стандарты по обеспечению качества»;
· ИСО 9001 «Системыкачества. Модель для обеспечения качества при проектировании и/или разработке,производстве, монтаже и обслуживании»;
· ИСО 9002 «Системыкачества. Модель для обеспечения качества при производстве и монтаже»;
· ИСО 9003 «Системыкачества. Модель для обеспечения качества при окончательном контроле ииспытаниях»;
· ИСО 9004 «Общееруководство качеством и элементы; системы качества».
Появление международныхстандартов ИСО серии 9000 на системы качества явилось дальнейшим развитиемтеорий и практики современного менеджмента качества.
Главная целевая установкасистем качества, построенных на основе стандартов ИСО серии 9000, — обеспечениекачества продукции, требуемого заказчиком, и предоставление ему доказательств вспособности предприятия сделать это. Соответственно механизм системы,применяемые методы и средства ориентированы на эту цель.
Гарантированиекачества — закрепление и поддержание системы обеспечения качества, включаядоказательства того, что она соответствует современным условиям, являетсяглавным итогом эволюции менеджмента качества.
5. Фаза качества среды
В 90-е годы XX века усилилось влияние общества напредприятия, а предприятия стали все больше учитывать интересы общества. Этопривело к появлению стандартов ИСО 14000, устанавливающих требования к системамменеджмента с точки зрения защиты окружающей среды к безопасности продукции.
В соответствии со стандартом ИСО 14000, в каждой организациидолжны быть:
1) введены определенные экологические процедуры;
2) осуществлены меры по строгому их соблюдению;
3) подготовлены пакеты документов;
4) назначены ответственные за определенные областиэкологической деятельности.
Новая система стандартов призвана обеспечивать уменьшениенеблагоприятных воздействий на окружающую среду на трех уровнях :
· организационном —через улучшение экологического «поведения» фирм;
· национальном —через создание государственной экологической политики;
· международном —через улучшение условий международной торговли.
Сертификация системкачества на соответствие стандартам ИСО 14000 становится не менее популярной,чем на соответствие стандартам ИСО 9000. Существенно возросло влияниегуманистической составляющей качества. Усиливается внимание руководителейпредприятий к удовлетворению потребностей своего персонала.
Что же касаетсясовременного технического контроля и управления качеством продукции, то ихнаучной основой стали математико-статистические методы. Управление качествомпродукции может обеспечиваться двумя методами: посредством разбраковки изделийи путем повышения технологической точности. Издавна методы контроля сводились,как правило, к анализу брака путем сплошной проверки изделий на выходе, но примассовом производстве такой контроль очень дорог. Поэтому от сплошного контроляпереходят к выборочному с применением статистических методов обработкирезультатов. Однако такой контроль эффективен только тогда, когдатехнологические процессы, будучи в налаженном состоянии, обладают точностью истабильностью, достаточной для «автоматической» гарантии изготовлениябездефектной продукции. Отсюда встает необходимость стабилизироватьпроизводство.
Согласно ИСО 9000:2000одним из принципов обеспечения качества является системный поход, которыйподразумевает, что производство какого либо изделия можно представить в видепетли, то есть выходы (материал, информация) одного технологического процессаявляются входами другого. Отсюда следует, чтобы добиться требуемого качестванеобходимо обеспечить отсутствие каких-либо отклонений от нормативов на каждойстадии процесса производства. С этой целью используются технологические методыуправления качеством, включающие в себя:
· оценку качествапроизводственного оборудования;
· исследование ианализ технологического процесса;
· разработку ивнедрение рациональных методов технического контроля;
· управление ходоми параметрами технологического процесса с целью профилактики брака иобеспечения требуемого качества.
Далее моей основнойзадачей будет являться анализ и оценка качества технологического процессапроизводства оси и исследование точности производственного оборудования.
Раздел 2.Технологический процесс изготовления детали «Ось»
Дляизготовления оси используют следующие материалы: углеродистую стальобыкновенного качества, легированную конструкционную и качественнуюуглеродистую сталь. Для изготовления оси диаметром более 20 мм используют трубы и полые отливка, режа поковки. Заготовки из металла получают центробежнымлитьем и литьем под давлением, заготовки из металлокерамических материалов —прессованием с последующим спеканием, заготовки из пластмасс — прессованием илирезкой прутков и труб.
Приобработке оси из штучных полых заготовок целесообразно придерживаться следующейпоследовательности:
1) зенкерование отверстия, подрезаниеторца и снятие фаски;
2) предварительное и чистовое точениенаружной поверхности, подрезание второго торца оси, снятие фасок, обработкабурта, точение канавок и т. п.;
Первуюоперацию выполняют с закреплением заготовки в трехкулачковом патроне, вторую —с установкой на шпиндельной или центровой оправке.
Обработкуоси из прутков обычно выполняют с одного установа на токарных станках иавтоматах в следующем порядке: подрезка торца у прутка, подача прутка до упора,зацентровка под сверление, сверление отверстия, предварительное и чистовоеточение наружной поверхности, снятие фасок, развертывание и отрезание.
Универсальныйтокарно-винторезный станок модели 1К62
Универсальныйтокарно-винторезный станок модели 1К62 предназначен для выполнения самыхразнообразных токарных работ с полным использованием возможностейтвердосплавных инструментов. На нем могут нарезаться как метрические, дюймовые,модульные, питчевые резьбы, так и архимедовые спирали с шагом 3/8",7/16"; 2; 5,5; 6; 6,5; 7; 8; 8,5; 10, 11; 12 и 14 мм. На данном станке можно выполнять также копировальные работы при помощи гидрокопировальногосуппорта.
Конструкцией станкаобеспечивается значительное уменьшение времени на его обслуживание:предусмотрено быстрое механическое установочное перемещение суппорта,однорукоятное управление задней бабкой. Возможность автоматической подачи приработе инструментами, закрепленными в пиноли задней бабки путем присоединенияее к суппорту, имеется четырехпозиционный резцедержатель с точной фиксацией врабочих положениях и т.п. На станке установлен амперметр, показывающий нагрузкуглавного двигателя при данных условиях работы. Шкала амперметра состоит из трехчастей: белой, соответствующей недогрузки главного двигателя; зеленой,показывающий нагрузку двигателя в пределах от 85 до 100%, и красной,соответствующей его перегрузке.
Поспособу управления станки делят на: станки с ручным управлением(универсальные), полуавтоматы и автоматы, с системами ЧПУ.
Общий вид станка1К62
/>
1— квадратное отверстие вала шкива дляделения на многозаходные резьбы; 2,5— рукоятки установки чисел оборотовшпинделя; 3— рукоятка установки увеличенного, нормального шагарезьбы и положения при делении на многозаходные резьбы; 4—рукоятка установки правой и левой резьбы и подачи; 6— кнопкавыключения реечной шестерни при нарезании резьбы; 7 — рукояткаиндексации и закрепления резцовой головки; 8 — винт крепления кареткидля торцовых работ; 9 — рукоятка подачи верхней чисти суппорта; 10— кнопочная станция пуска и останова главного привода; ll— рукоятка крепления пиноли заднейбабки; 12— кнопка включения ускоренных ходов каретки и суппорта; 13—выключатель насоса охлаждения; 14— линейный выключатель; 15— рукоятка крепления задней бабки; 16— выключатель местногоосвещения; 17— выключатель гидрощупа; 18—маховичок перемещения пиноли задней бабки; 19 — рукоятка включения на подачу,резьбу, ходовой винт и архимедову спираль; 20— рукояткаустановки величины подачи и шага резьбы; 21, 27— рукояткавключения выключения и реверсирования шпинделя; 22 — маховичок ручногоперемещения каретки; 23— рукоятка поперечной подачи суппорта;24— рукоятка включения маточной гайки; 25— рукояткауправления ходами каретки и суппорта; 26— гайка болтадополнительного крепления задней бабки.
Техническаяхарактеристика станка модели 1К62№ п.п. Наименование параметра Единица измерения Величина параметра
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной
Наибольший диаметр точения над нижней частью суппорта
Диаметр отверстия в шпинделе
Расстояние между центрами (РМЦ)
Наибольшая длина обтачивания
(соответственно РМЦ)
Пределы чисел оборотов шпинделя
Пределы продольных подач суппорта
Пределы поперечных подач суппорта
Нарезаемая резьбы:
-метрическая
-дюймовая
-модульная
-питчевая
Мощность главного электродвигателя (в зависимости от заказа)
Вес станка:
РМЦ 710 мм
РМЦ 1000 мм
РМЦ 1400 мм
Габариты станка:
длина
ширина
высота
мм
мм
мм
мм
мм
об/мин
мм/об
мм/об
шаги в мм число ниток на 1
модуль
питч
кВт/л.с
кг
кг
кг
мм
мм
мм
400
220
47
710, 1000, 1400
640, 930, 1330
12,5-2000
0,07-4,16
0,035-2,08
1-192
24-2
0,5-48
96-1
10/13,4
7,5/10
2080
2140
2222
2522,2812
3212
1166
1324
Выборрезцов
Многообразиевидов поверхностей заготовок, обрабатываемых на станках токарной группы,привело к созданию большого числа токарных резцов. Главным принципомклассификации резцов является их технологическое назначение. Различают резцы:проходные — для обтачивания наружных цилиндрических и конических поверхностей;расточные проходные и упорные — для растачивания сквозных и глухих отверстий;отрезные — для отрезки заготовок; резьбовые — для нарезания наружных ивнутренних резьб; фасонные — для обрабатывания фасонных поверхностей; прорезные- для протачивания кольцевых канавок; галтельные — для обтачивания переходныхповерхностей между ступенями валов по радиусу.
Похарактеру обработки резцы делят на черновые, получистовые и чистовые, понаправлению движения подачи — на правые и левые. Правые работают с подачейсправа налево, левые — слева направо. По конструкции резцы делят на целые, сприваренной или припаянной пластиной режущего материала, со сменнымипластинами. Широко применяют резцы с многогранными неперетачиваемыми пластинами.Когда одна из режущих кромок пластины выходит из строя вследствие затупления,открепляют механический прижим и устанавливают в рабочее положение следующуюрежущую кромку.
Резцы из быстрорежущейстали. Размеры токарных (ГОСТ 10043—62), расточных (ГОСТ 10044—62)
Резец токарный,проходной
/>
Резец токарный,проходной с углом ф = 45 и 60 0 , мм
/>
Резец токарный,отрезной
/>
Технологический процесспроизводства детали «Ось правый» представлен в таблице 1.№ операции Содержание операции Применяемое оборудование 005 Фрезерование торцов и зацентровка Фрезерно-центровальные станки МР37, МР71, МР78 010 Черновая токарная обработка Токарные станки 16К20, 1712П, 16К20Ф3 015 Термическая обработка — улучшение Термическая индукционная печь 020 Чистовая токарная обработка Токарные станки 16К20, 1712П, 16К20Ф3 025 Токарная обработка Токарные станки 16К20, 1712П, 16К20Ф3 025 Предварительное шлифование Круглошлифовальные станки 3М151, 3А152 065 Нарезание резьбы Токарно-винторезные станки 16К20, 1А616 070 Окончательное шлифование поверхности Круглошлифовальные станки 3М151, 3А153А 105 Калибровка резьбы, зачистка заусенцев Резьбовой калибр кольцо 110 Промывка Промывочная ванна 115 Окончательный контроль Измерительные приборы и инструменты
Раздел 3. Расчет показателей качестватехнологического процесса изготовления оси и точности производственногооборудования
Любой процесспроизводства строится так, чтобы соблюдать и обеспечивать требуемую величинупоказателей качества выпускаемой продукции. Однако качество сырья, инструмента,настройка станков, квалификация операторов и другие важные производственныефакторы подвержены значительным случайным колебанием, что вызывает рассеяниепоказателей качества.
Качество изготавливаемыхизделий зависит от четкого соблюдения требований при выполнении каждойтехнологической операции, поэтому обеспечение качества в процессе производстватребует, прежде всего, контроля технологического процесса и производственногооборудования с целью определения его пригодности к выполнению отдельныхопераций, соблюдением предельных допусков и стандартных норм. При этом обычноопределяют соотношение между полем рассеяния интересующего показателя качества(погрешности формы, размеров, взаимного расположения, твердости) и допуска наданный показатель по технологической норме на исследуемую операцию.
Современное производствоимеет одну существенную особенность: периодический контроль по результатам,которого разрабатываются корректирующие воздействия, направленные настабилизацию технологического процесса с целью профилактики брака. Кроме того,современное производство немыслимо без плановой аттестации продукции. Речь идето численной оценке различных показателей качества, причем нельзя ограничиватьсяизмерением только одного изделия. Необходимо провести измерения всех изделийпартиями и выборку из него.
Задача оценки качестватехнологического процесса и производственного оборудования заключается в том,чтобы в случае недостаточной точности исследуемых операций выявить причиныимеющихся погрешностей и принять меры по ликвидации наиболее значительных погрешностейобработки.
Моей задачей будетрассчитать важнейшие показатели качества технологического процесса обработки осии точность производственного оборудования.
Анализ качестватехнологического процесса обработки и точности производственного оборудования необходимопроводить на нескольких самых значимых операциях, входящих в технологическийпроцесс обработки оси. В моем случае это токарная обработка, предварительное иокончательное шлифование.
Задача. Дана выборка из 20 осей, для которыхконтролировался наружный диаметр. Причем наружный диаметр контролировался навсех трех ключевых операциях, обеспечивающих точность детали (токарнаяобработка, предварительное и окончательное шлифование).
1.Токарная обработка
Контролируется ось Ø27+0,08. Находим верхний и нижний пределы поля допуска.
dmin=27 мм, dmax = 27,08 мм
Результаты измеренийпредставлены в таблице.№ п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Диаметр 27 27,02 27,08 27,06 27,08 27,04 27,02 27 27,08 27,06 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 27,06 27 27,04 27,02 27,02 27,04 27,08 27,04 27 27,02
Находим среднееарифметическое данной выборки по формуле:
/>, где
хi– номер детали в выборке, n – объем выборки
/> мм
Далее выбираем мерурассеяния, чтобы определить, как тесно группируются отдельные значения вокругсреднего арифметического. Простейшей мерой рассеяния является размах(R)- это разность между наибольшим и наименьшим значениямиряда наблюдений.
/>
R = 27,08 – 27 = 0,08 мм
Затем строим гистограмму,представляющую собой метод представления данных, сгруппированных по частотепопадания в определенный (заранее установленный) интервал. При крайней простотепостроения гистограмма дает много аналитической информации о разбросе качествасредних значений различных параметров, точности и стабильности протеканиятехнологического процесса, точности работы станков и оборудования. Далееразбиваем диапазон распределения наружного диаметра оси на равные интервалы.
Исходя из полученногозначения размаха, выбираем 4 интервала по 0,02мм каждый, строим таблицу.№ п/п Середина интервала Граница интервала Частота в интервале 1 27
26,99
27,01 4 2 27,02
27,01
27,03 4 3 27,04
27,03
27,05 4 4 27,06
27,05
27,07 3 5 27,08 4
Строим гистограммураспределения значений.
/>
Рис.9 Гистограммараспределения значений наружного диаметра оси
Результаты проделанныхрасчетов вносим в таблицу.№ п/п
Размер хi(мм)
Отклонение от среднего арифметического, (хi-х)2
Квадрат отклонения, (хi-х)2 Расчеты 1 27 -0,03 0,0009
Сумма квадратов отклонений
∑(хi-х)2 =0,0267
Среднее арифметическое этой суммы
/>
Среднее квадратическое отклонение
/> 2 27,02 -0,01 0,0001 3 27,08 0,05 0,0025 4 27,06 0,03 0,0009 5 27,08 0,05 0,0025 6 27,04 0,01 0,0001 7 27,02 -0,01 0,0001 8 27 -0,03 0,0009 9 27,08 0,05 0,0025 10 27,06 0,03 0,0009 11 27,06 0,03 0,0009 12 27 -0,03 0,0009 13 27,04 0,01 0,0001 14 27,02 -0,01 0,0001 15 27,02 -0,01 0,0001 16 27,04 0,01 0,0001 17 27,08 0,05 0,0025 18 27,04 0,01 0,0001 19 27 -0,03 0,0009 20 27,02 -0,01 0,0001
Исходя из полученныхрезультатов, рассчитываем суммарное поле рассеяния (ω), коэффициентыточности обработки (Кт) и точности настройки (Кн).
/>, где
k – коэффициент, определяемый закономраспределения (k = 6 длянормального закона).
/>где
ω – суммарное полерассеяния.
/>где
∆ — координатасередины поля допуска
/>
/>
/>
Исходя из полученныхкоэффициентов, находим суммарный процент вероятного брака Q.
Q ≈ 27 %
2. Предварительное шлифование
Контролируется ось Ø/>.Находим верхний и нижнийпределы поля допуска.
dmin=26,02 мм, dmax = 26,06 мм
Результаты измеренийпредставлены в таблице.№ п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Диаметр 26,02 26,06 26,04 26,05 26,03 26 26,06 26,04 26,02 26,05 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 26,03 26,04 26,03 26,02 26,04 26,06 26,03 26,05 26,06 26,01
Находим среднееарифметическое данной выборки (х):
/> мм
Находим размах (R):
R = 26,06 – 26 = 0,06 мм
Затем строим гистограмму,представляющую собой метод представления данных, сгруппированных по частотепопадания в определенный (заранее установленный) интервал. Далее разбиваемдиапазон распределения наружного диаметра оси на равные интервалы.
Исходя из полученногозначения размаха, выбираем 6 интервалов по 0,01мм каждый, строим таблицу.№ п/п Середина интервала Граница интервала Частота в интервале 1 26
25,995
26,005 1 2 26,01
26,005
26,015 1 3 26,02
26,015
26,025 3 4 26,03
26,025
26,035 4 5 26,04
26,035
26,045 4 6 26,05
26,045
26,055 3 7 26,06 4
Строим гистограммураспределения значений.
/>
Рис.10 Гистограммараспределения значений наружного диаметра оси
Результаты проделанныхрасчетов вносим в таблицу.№ п/п
Размер хi(мм)
Отклонение от среднего арифметического, (хi-х)2
Квадрат отклонения, (хi-х)2 Расчеты 1 26,02 -0,02 0,0004
Сумма квадратов отклонений
∑(хi-х)2 =0,006
Среднее арифметическое этой суммы
/>
Среднее квадратическое отклонение
/> 2 26,06 0,02 0,0004 3 26,04 4 26,05 0,01 0,0001 5 26,03 -0,01 0,0001 6 26 -0,04 0,0016 7 26,06 0,02 0,0004 8 26,04 9 26,02 -0,02 0,0004 10 26,05 0,01 0,0001 11 26,03 -0,01 0,0001 12 26,04 13 26,03 -0,01 0,0009 14 26,02 -0,02 0,0004 15 26,04 16 26,06 0,02 0,0004 17 26,03 -0,01 0,0001 18 26,05 0,01 0,0001 19 26,06 0,02 0,0004 20 26,01 -0,03 0,0009
Исходя из полученныхрезультатов, рассчитываем суммарное поле рассеяния (ω), коэффициентыточности обработки (Кт) и точности настройки (Кн).
/>, где
k – коэффициент, определяемый закономраспределения (k = 6 длянормального закона).
/>где
ω – суммарное полерассеяния.
/>где
∆ — координатасередины поля допуска
/>
/>
/>
Исходя из полученныхкоэффициентов, находим суммарный процент вероятного брака Q.
Q ≈ 53 %
3. Окончательное шлифование
Контролируется оси Ø/>.Находим верхний и нижнийпределы поля допуска.
dmin=26,035мм, dmax = 26,048 мм
Результаты измеренийпредставлены в таблице.№ п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Диаметр 25,035 25,04 25,03 25,05 25,048 25,04 25,035 25,042 25,038 25,035 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 25,04 25,048 25,036 25,042 25,044 25,045 25,032 25,04 25,035 25,048
Находим среднееарифметическое данной выборки (х):
/> мм
Находим размах (R):
R = 25,05 – 25,03 = 0,02 мм
Затем строим гистограмму,представляющую собой метод представления данных, сгруппированных по частотепопадания в определенный (заранее установленный) интервал. Далее разбиваемдиапазон распределения наружного диаметра оси на равные интервалы.
Исходя из полученногозначения размаха, выбираем 5 интервалов по 0,004мм каждый, строим таблицу.№ п/п Середина интервала Граница интервала Частота в интервале 1 25,03
25,028
25,032 2 2 25,034
25,032
25,036 5 3 25,038
25,036
25,04 5 4 25,042
25,04
25,044 3 5 25,046
25,044
25,048 4 6 25,05 1
Строим гистограммураспределения значений.
/>
Рис.11 Гистограммараспределения значений наружного диаметра оси
Результаты проделанныхрасчетов вносим в таблицу.№ п/п
Размер хi(мм)
Отклонение от среднего арифметического, (хi-х)2
Квадрат отклонения, (хi-х)2 Расчеты 1 25,035 -0,05 0,0025
Сумма квадратов отклонений
∑(хi-х)2 =0,0625
Среднее арифметическое этой суммы
/>
Среднее квадратическое отклонение
/> 2 25,04 3 25,03 -0,1 0,001 4 25,05 0,1 0,001 5 25,048 0,08 0,0064 6 25,04 7 25,035 0,05 0,0025 8 25,042 0,02 0,0004 9 25,038 -0,02 0,0004 10 25,035 -0,05 0,0025 11 25,04 12 25,048 0,08 0,0064 13 25,036 -0,04 0,0016 14 25,042 0,02 0,0004 15 25,044 0,04 0,0016 16 25,045 0,05 0,0025 17 25,032 -0,08 0,0064 18 25,04 19 25,035 -0,05 0,0025 20 25,048 0,08 0,0064
Исходя из полученныхрезультатов, рассчитываем суммарное поле рассеяния (ω), коэффициентыточности обработки (Кт) и точности настройки (Кн).
/>, где
k – коэффициент, определяемый закономраспределения (k = 6 длянормального закона).
/>где
ω – суммарное полерассеяния.
/>где
∆ — координатасередины поля допуска
/>
/>
/>
Исходя из полученныхкоэффициентов, находим суммарный процент вероятного брака Q.
Q ≈ 37
Заключение
Анализ рассчитанныхстатистических характеристик, графиков и существующей системы контроляпозволили сделать следующие выводы:
1.Некоторые операции (токарнаяобработка (вероятный процент брака Q=27%), предварительное (вероятный процент брака Q=53%) и окончательное (вероятный процент брака Q=37%) шлифование) не полностьюудовлетворяют требованиям точности, и в целом точность технологическогопроцесса обработки оси ниже требуемой.
2.Основной метод обеспечения качества– контроль после обработки, что не обеспечивает своевременной корректировкитехнологического процесса.
3.Отсутсвует дифференцированный походк назначению допусков и методике контроля различных параметров, не принимаетсяво внимание существующие корреляционные связи и возможности оборудования.
Что же касается точностиоборудования, то рассчитанный вероятный процент брака для каждойтехнологической операции, позволил сделать вывод о том, что применяемое притокарной обработке, предварительном и окончательном шлифовании, оборудованиенеправильно налажено и следует принять меры по правильной наладке ипериодической подналадке применяемого оборудования.
Список использованнойлитературы
1. Д.С.Савровский. Обоснование варианта технологического процесса// М.: «МИРЭА», 2006 г.
2. В.В. Павловский, В.И. Васильев, Гутман Т.Н…Проектирование технологических процессов изготовления деталей и машин // М.:Машиностроение, 2003г.
3. Д.С.Савров. Проектирование технологических процессов //М.: «МИРЭА», 2001 г.
4. Д.С. Савров, Головня Д.Г. Конструкционные материалы и ихобработка // М.: Высшая школа, 2007 г.
5. В.Г.Мишин. Управление качеством.- М.: «ЮНИТИ», 2000 г.
6. В.A.Лапидус,А.В. Глазунов, Е.Г.Воинова. Статистическое управление процессами. SPC.Перевод сангл.-// Н.Новгород: АО НИЦ КД, СМС «Приоритет», 2004г.
7. В.Н. Спицнадель. Системы качества (в соответствии смеждународными стандартами ISO семейства 9000) // Учебное пособие. – СПб.:издательский дом «Бизнес-пресса», 2000 г.