Реферат: Загальні поняття про якість виробів та основні її показники

Реферат: Загальні поняття про якість виробів та основні її показники

Загальні поняття про якість виробів та її основних показників

1. Загальні поняття про якість виробів, показники якості

Якість машин, що виготовляються, має велике народногосподарське значення. Від неї суттєво залежить економічна ефективність використання нової техніки в різних галузях промисловості і народному господарстві.

Якість машин закладається в їх конструкцію при проектно-конструкторських розробках, забезпечується на заданому рівні у виробництві і підтримується протягом певного часу в експлуатації.

За державним стандартом під якістю промислової продукції розуміють сукупність властивостей, що обумовлюють її придатність задовольняти певні потреби у відповідності з її призначенням.

Якість машин характеризується системою показників, на кожен з яких має бути встановлена кількісна величина з допуском на її відхилення, яка б забезпечувала економічність виконання машиною її службового призначення.

Система якісних показників зі встановленими на них кількісними даними і допусками, які описують службове призначення машини, отримали назву технічних умов та норм точності на приймання готової машини.

До найбільш важливих показників якості відносять експлуатаційні показники: технічний рівень машини, її надійність, ергономічність та естетичні характеристики.

Технічний рівень (потужність, ККД, продуктивність, точність роботи, ступінь автоматизації, економічність та ін.) визначає ступінь досконалості машини. Її можна оцінити в абсолютних і відносних одиницях.

Ці показники використовують при порівнянні якості машин, що виготовляються, з кращими вітчизняними та зарубіжними зразками. В деяких випадках застосовують інтегрований (комплексний) показник. Він може, зокрема, відображати відношення загального корисного ефекту від експлуатації машини до сумарних витрат на її створення та експлуатацію.

Технічний рівень машини залежить не тільки від її конструкції, але й від технології її виготовлення.

Надійність є комплексним показником, який включає безвідмовність, довговічність, ремонтопридатність, а також властивість машини зберігати справний і працездатний стан протягом певного проміжку часу. Надійність машини суттєво залежить від технології її виготовлення, яка впливає на естетичні характеристики машини (її загальний вигляд, оформлення), а деякою мірою й на її ергономічні характеристики.

Крім експлуатаційних показників якості машини, надійність оцінюється системою виробничо-технологічних показників, які характеризують ефективність конструктивних рішень з точки зору забезпечення оптимальних затрат праці та коштів на виготовлення виробу, його технічне обслуговування та ремонт. До цих показників відносять: трудомісткість, верстатомісткість, виробничий цикл, конструктивну та технологічну спадкоємність виробу та ін.

Економічні показники якості машини (капіталовкладення у виробництво та експлуатацію машини, собівартість виготовлення машини і собівартість одиниці продукції, що виготовляється машиною) також суттєво залежать від технології виготовлення машини.

Кожен з перелічених основних показників відносно того чи іншого типу машини конкретизується у вигляді цілої системи додаткових якісних і кількісних показників, які характеризують особливості машини даного типу і призначені для виконання даного службового призначення.

Технічними умовами ставиться задача, яку потрібно розв’язати машинобудівному підприємству як в процесі конструювання машини, так і під час її виготовлення. Правильне та чітке формулювання задачі деякою мірою зумовлює успіх найбільш швидкого та економічного її розв’язання.

Отже, розробка якісних і кількісних показників технічних умов є однією з найбільш відповідальних задач, оскільки від її правильного розв’язання залежить якість та економічність виконання машиною службового призначення, швидкість освоєння та економічність виготовлення. На найбільш поширену промислову продукцію технічні умови і стандарти розробляються і затверджуються на державному рівні. Як приклади можна навести стандарти на електродвигуни, автомобілі, верстати, підшипники та ін.

Показником якості машин, досягнення та забезпечення якого викликає найбільші труднощі і затрати в процесі створення і особливо в процесі виготовлення машин, є точність машин. Встановлення необхідної точності та технологічне забезпечення її у виробничих умовах є відповідальною задачею конструктора виробу і технолога.

2. Загальні поняття про точність деталей та точність машин

2.1 Точність деталі

Під точністю деталі розуміють ступінь її наближення до геометрично правильного її прототипу.

Виготовити будь-яку деталь абсолютно точно, тобто у повній відповідності її з геометричним представленням, практично неможливо, тому за міру точності приймають величини відхилень від теоретичних значень. Ці відхилення після їх вимірювання порівнюють з відхиленнями, які допускаються службовим призначенням деталі в машині. Отже, по всіх показниках якості деталі, що характеризують її службове призначення, необхідно встановлювати допустимі відхилення чи допуски.

Допуск – це найбільше значення похибки, при якій деталь ще задовольняє своє службове призначення.

Точність деталі характеризують наступні основні показники:

1. Точність відстані між якими-небудь її двома поверхнями, чи точність розмірів поверхні деталі, що надають їй ті чи інші геометричні форми (наприклад, діаметр і довжина циліндричної поверхні).

Точність повороту (взаємного положення) однієї поверхні відносно іншої, вибраної за базу. Оскільки деталь представляє собою просторове тіло, то точність повороту (відносного положення) однієї поверхні відносно іншої звичайно розглядають в двох перпендикулярних координатних площинах.

Під точністю повороту (взаємного положення) розуміють величину відхилення від потрібного кутового положення однієї поверхні відносно іншої в кожній з двох координатних площин.

3. Точність геометричних форм поверхонь деталі чи правильність геометричних форм. Під цим розуміють найбільше наближення кожної з поверхонь деталі до її геометричного представлення.

З викладеного можна зробити висновок, що деталь вважається точно обробленою (точною), якщо похибка відповідного параметра не перевищує допуск на нього, тобто:

Δp £ Tp; Δn £ Tn; Δф £ Tф,

де Δp, Δп, Δф – фактичне відхилення відповідно розмірів, поворотів (взаємного положення), форми;

Tp, Tп, Tф – допуски відповідно розмірів, поворотів (взаємного положення), форми.

2.2 Точність машини

Розглянуті вище показники, що характеризують точність деталі, використовуються і для характеристики точності машини. Різниця полягає тільки в тому, що у деталі всі показники точності відносяться до поверхонь однієї даної деталі, у машини ж вони відносяться до виконавчих поверхонь, які належать різним зв’язаним одна з одною деталям машини.

Оскільки виконавчі поверхні машини повинні здійснювати відносний рух, необхідний для виконання її службового призначення, тому одним з основних показників, що характеризує точність машини, є точність відносного руху виконавчих поверхонь.

Під точністю відносного руху приймається максимальне наближення дійсного характеру руху виконавчих поверхонь до теоретичного закону руху, вибраному виходячи із службового призначення машини.

Точність відносного руху характеризується величиною належного відхилення, на яке відповідно з викладеним раніше, повинен встановлюватись (як і на інші показники точності) допуск.

Виходячи з викладеного вище, точність машини характеризується такими основними показниками:

1) точність відносного руху виконавчих поверхонь машини;

2) точність відстаней між виконавчими поверхнями чи замінюючими їх сполученнями та їх розмірів;

3) точністю відносних поворотів виконавчих поверхонь;

4) точністю геометричних форм виконавчих поверхонь (включаючи макрогеометрію та хвилястість);

5) шорсткістю виконавчих поверхонь.

2.3 Встановлення оптимальних допусків

Встановлення заданої точності є відповідальним етапом роботи конструктора. Вона встановлюється на основі аналізу умов роботи машини із врахуванням економіки її виготовлення і наступної експлуатації. Задача розв’язується на базі теоретичних та експериментальних даних із врахуванням досвіду експлуатації машин аналогічного типу.

В залежності від того, які вимоги необхідно витримати, підхід до забезпечення точності може бути різним. У простіших випадках необхідну точність знаходять на основі геометричного аналізу і розрахунку розмірних ланцюгів виробу. Для швидкохідних машин розрахунки потрібно проводити із врахуванням динамічних явищ. Для рухомих з’єднань необхідно врахувати умови змащування контактуючих поверхонь, а для з’єднань з гарантованим натягом обов’язкова перевірка за силами зсуву і моментами. Враховують також теплові явища, вимоги взаємозамінності, якість поверхонь спряжених деталей, умови складання та ремонту, допустиме зношування, яке визначає тривалість роботи машини до ремонту. Проте надто висока точність підвищує витрати при виробництві машин і мало підвищує їх функціональні якості. При жорстких допусках, тобто з підвищенням точності виготовлення машини, зростає трудомісткість та собівартість її виготовлення.

Для кожного конкретного випадку допуски на всі показники якості машини повинні встановлюватись на основі техніко-економічних розрахунків, які повинні мати на увазі досягнення найменших затрат суспільно необхідної праці на вирішення задач, для виконання яких створюється машина.

При цьому не треба забувати, що засоби виробництва безперервно розвиваються і удосконалюються, внаслідок чого, з одного боку, безперервно зростають вимоги до якості машин, а з іншого – створюється можливість забезпечення підвищення якості з найменшими затратами праці і коштів.

Допуски на всі показники точності машини, які встановлені виходячи із її службового призначення, поділяють звичайно на дві складові: першу, яку використовують при виготовленні машини, і другу, яку залишають на зношування машини під час її експлуатації.

Складові допусків, що призначені на виготовлення машини, прийнято називати допусками на приймання готової машини в робочому стані. Ці складові допусків, в свою чергу, також доводиться ділити на декілька нерівних частин, що робиться для компенсації відхилень, які виникають внаслідок:

1) використання наближених, замість точних, законів відносного руху виконавчих поверхонь машини, а також застосування через недостатність знань наближених методів розрахунку;

2) недостатньої жорсткості самих деталей машини, які деформуються як під впливом діючих сил і коливань температури, так і внаслідок перерозподілу внутрішніх напружень;

3) недостатньої жорсткості стиків;

4) похибок регулювання та складання машини і виготовлення її деталей.

Останню частину допусків прийнято називати допусками на приймання готової машини без робочих навантажень. Цю частину також поділяють на: допуски на регулювання та складання машини і на допуски на виготовлення деталей.

Поділ допусків на виготовлення машини між їх складовими також необхідно здійснювати на основі техніко-економічних розрахунків, маючи на увазі найменші витрати суспільно необхідної праці на виготовлення машини.

2.4 Економічна та досяжна точність обробки

Розрізняють економічну та досяжну точність обробки.

Під економічною точністю механічної обробки розуміється середнє значення відхилень деталей від номіналу, що отримують при даному методі обробки за нормальних виробничих умов при найменших затратах.

Під нормальними виробничими умовами розуміють: справне устаткування, застосування необхідного різального і вимірювального інструмента, пристосувань належної якості, відповідність кваліфікації працівника і затрат часу виконуваній роботі.

Поняття економічної точності відносне, оскільки навіть незначна зміна виробничих умов може сильно впливати на неї.

Кожному методу обробки відповідає визначений діапазон квалітетів точності. Для чорнових операцій це, в першу чергу, пов’язано з точністю вихідної заготовки, для чистових – з умовами здійснення обробки.

Точність форми і взаємного розміщення поверхонь суттєво залежить від типу устаткування, на якому обробляються деталі, а також від методу координації інструменту.

Дані з економічної точності обробки при різних її видах наведені в [2, табл.11–13].

У зв’язку з відмінністю розмірів, форми і твердості оброблюваних заготовок, стану верстатів, режимів роботи та інших технологічних факторів таблиці дають середні значення економічної точності обробки.

Точність, яку можна досягти за особливо сприятливих умов для даного виробництва називають досяжною точністю обробки.

Точність необхідно знати технологу, щоб призначити необхідні методи обробки.

В серійному і масовому виробництві застосовують економічну точність, тільки в умовах одиничного виробництва (за відсутності належного устаткування) технолог може орієнтуватись на досяжну точність обробки. Наприклад, в умовах малого підприємства, за відсутності круглошліфувального верстата, можна обробку шийок під підшипники на валу (7 квалітет точності) проектувати на токарному верстаті. В цьому випадку досягнення цього високого кінцевого результату буде забезпечене тільки високою кваліфікацією та старанням робітника.

2.5 Методи досягнення заданої точності розміру деталі

Необхідна точність розміру при обробці деталі може бути досягнута наступними методами.

1. Методом пробних робочих ходів:

– встановити та вивірити заготовку;

– послідовно знімати пробні стружки та замірювати одержані розміри, і так продовжувати до одержання необхідного результату.

Метод трудомісткий, застосовується в одиничному та дрібносерійному виробництвах.

Методом автоматичного одержання заданого розміру.

Суть методу полягає в тому, що партію заготовок обробляють на попередньо настроєному верстаті зі встановленням заготовок у пристроях без вивірення їх положення, а різальний інструмент при налагодженні верстата встановлюють на визначений розмір, який називається настроювальним. Одержання заданого розміру досягають за один робочий хід, тобто при однократній обробці. Цей метод більш продуктивний, ніж метод пробних ходів, але потребує спеціальних пристроїв і більш стабільних за розмірами вихідних заготовок.

Обробку методом автоматичного одержання заданих розмірів широко застосовують в серійному і масовому виробництвах.

В обох розглянутих методах на точність обробки впливають суб’єктивні фактори – кваліфікація робітника: при першому методі цей вплив проявляється на точності встановлення та вивірення заготовки і на точності встановлення інструмента, при другому методі – на точності встановлення інструмента і пристрою в процесі налагодження верстата перед обробкою партії заготовок.

2.6 Точність складання

При складанні машин можуть проявитись похибки взаємного розташування їх елементів, неякісні спряження, а також деформації з’єднуваних деталей. Похибки погіршують функціональні характеристики машин.

Похибки складання викликаються:

1) відхиленнями розмірів, форми і взаємного розташування поверхонь сполучуваних деталей; ці відхилення впливають на зазори і натяги (змінюючи задані посадки), викликають радіальне і торцеве биття при складанні обертаючих частин, неспіввісність та інші похибки взаємного положення елементів машини;

2) неякісною обробкою сполучуваних поверхонь, в результаті чого виникає їх нещільне прилягання, зниження контактної жорсткості стиків і герметичності з’єднань;

3) неточним встановленням та фіксацією елементів машини в процесі її складання;

4) неякісним припасуванням і регулюванням сполучуваних елементів машини;

5) порушенням умов і режимів виконання складальних операцій (нерівномірне затягнення нарізних з’єднань, що викликає перекоси і деформації складуваних елементів, перекоси й деформації при запресуванні та інших видах з’єднань, деформація при закріпленні деталей в складальних пристроях);

6) геометричними неточностями складального обладнання, пристроїв та інструментів;

7) неточним налагодженням складального обладнання;

8) тепловими деформаціями елементів технологічної системи (складальне обладнання – пристрій – інструмент – складуваний об’єкт).

Похибки складання можуть виникати також в результаті деформації сполучуваних деталей від дії залишкових напружень в їх матеріалі. Нетехнологічні конструкції виробів утруднюють отримання заданої точності.

Необхідна точність сполучення деталей при складанні забезпечується методами повної, неповної (часткової) та групової взаємозамінності, а також регулюванням та індивідуальним припасуванням.

При складанні методом повної взаємозамінності відбувається лише з’єднання сполучуваних деталей і частин виробу, що забезпечує організацію потокової роботи, можливість кооперування виробництва, спрощує забезпечення запасними частинами і ремонт машин, що знаходяться в експлуатації.

При складанні методом неповної (часткової) взаємозамінності допуски на розміри сполучуваних деталей беруться більшими, ніж у випадку складання методом повної взаємозамінності. Потрібна точність замикальної ланки досягається не у всіх складуваних об’єктів. В основі методу лежить положення теорії ймовірності, за яким граничні величини ланок розмірного ланцюга зустрічаються рідше, ніж середнє. Тому відсоток виробів, у яких величина замикальної ланки виходить за межі потрібного допуску, незначний.

В тих випадках, коли конструктивні допуски менші за технологічні (економічно доцільні), застосовують метод групової взаємозамінності.

Складання методом регулювання полягає в тому, що потрібна точність замикальної ланки досягається шляхом зміни величини заздалегідь вибраної компенсуючої ланки без зняття з неї шару матеріалу.

Деталі, шляхом зміни положення яких досягається потрібна точність замикальної ланки, отримали назву рухомих компенсаторів (рис. 1).

Рис. 1. Схема досягнення точності замикальної ланки методом регулювання з використанням рухомого компенсатора

Спеціальні деталі належних розмірів чи з потрібним відносним поворотом їх поверхонь (з потрібними кутовими відхиленнями), що вводяться в розмірний ланцюг з тією ж метою, називають нерухомими компенсаторами (рис. 2).

Складання методом індивідуального припасування полягає в тому, що задану точність сполучення досягають шляхом індивідуального припасування однієї зі сполучуваних деталей до іншої.

Припасування виконують обпилюванням, шабренням, притиранням, а також спільною обробкою сполучуваних поверхонь (розточування чи розвертання отворів для забезпечення їх співвісності).

Вибір того чи іншого методу забезпечення точності визначається аналізом розмірних ланцюгів виробу, що складається. Ця задача розв’язується конструктором. В кресленнях виробу повинен бути відображений і прийнятий метод його складання.

Рис. Схема досягнення точності методом регулювання з використанням нерухомого компенсатора

Розмірні ланцюги, в залежності від методу складання, розраховують двома методами, а саме: методом максимуму-мінімуму та ймовірнісним методом. Обидва методи розрахунку розмірних ланцюгів з розв’язанням прямих і обернених задач наведені у державному стандарті.

3. Контроль якості машин

3.1 Поняття про контроль точності машин та їх вузлів

Контроль, якому піддаються кожен вузол і кожна машина, має за мету перевірити відповідність форми, відносного положення і переміщення їх виконавчих поверхонь встановленим нормам.

Ефективність будь-якого контролю тим вища, чим ближчі результати вимірювань параметрів, що контролюються, до їх дійсних значень.

Ступінь наближення виміряного значення до дійсного залежить від наступних факторів:

– розкриття суті параметра, що контролюється, і явищ, що породжують виникнення похибок;

– правильності виявлення взаємозв’язку різних параметрів та вміння відокремити параметр, що контролюється;

– правильності вибору чи розробки засобів контролю;

– техніки здійснення контролю.

Правильна і чітка термінологія розкриває суть параметра, що контролюється. Основні терміни, що характеризують відхилення форми, відносне положення і переміщення поверхонь деталей, встановлені державними стандартами.

Проте, для успішного здійснення контролю ще недостатньо розуміти суть параметра, що контролюється. Необхідно бачити і враховувати взаємозв’язок параметра, що контролюється, з іншими параметрами, що впливають на точність машини. Наприклад, точність визначення відстані між двома плоскими поверхнями деталі залежить від точності повороту (взаємного положення) і форми цих поверхонь. Тому, в першу чергу, необхідно контролювати форму, потім – поворот, і в останню чергу – відстань між плоскими поверхнями.

Згідно визначення державного стандарту, радіальне биття є результатом спільного прояву відхилення від циліндричності поверхні та неспівпадання осі поверхні, що контролюється, з віссю обертання деталі. Це неспівпадання складається з відносного зміщення і повороту осей 1 і 2 у просторі (рис. 3). Тому робити висновок про радіальне биття будь-якої поверхні деталі можна не взагалі, а лише відносно до перерізу, в якому здійснюється контроль.

Страницы: 1, 2, 3