Мероприятия по повышению качества

Кузнецова Ю.Н.  Пояснительная записка  к контрольной работе по курсу  «Управление качеством» на тему «Мероприятия по повышению качества и надёжности изделия ». – Арзамас: АПИ НГТУ, 2013– 23с.

 

В контрольной работе произведен анализ прошивки и анализ мероприятий по   повышению качества и надёжности изделия

 

 

Табл -0

Ил.- 4

Библиогр: 6               ГОСТов: 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

1Анализ изделия   развертки………………………………………………………….… 4

1.1 Эскиз изделия……………………….……………………………………………….. 4

1.2 Технические характеристики……………………………………………………..…. 5

1.3 Условия эксплуатации………………………………………………………..……… 7

2. Мероприятия по повышению качества и надёжности изделия………………..... 9

2.1 Структура системы обеспечения надежности на базе

стандартизации……………………………………………………………………….. 11

2.2. Методы оценки и повышения надежности технологических

систем…………………………………………………………………………………. 15

Заключение………………………………………………………………………….……22

Список литературы……………………………………………………………………… 23

Нормативные ссылки……………………………………………………………………. 24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Анализ процесса прошивка

 

Прошивка заключается в изготовлении в поковке глухой полости за счет вытеснения металла формующим инструментом. Глухие полости или пазы в заготовках получают, во-первых, при производстве фасонных, сложных по форме поковок  с углублениями и, во- вторых, перед  пробивкой сквозных отверстий.

 

 

Рисунок 1- Схема прошивки

 

Таким образом, отверстия в поковках изготовляют двумя способами: первый состоит в пробивке отверстий  прошивнем или пробойником на подкладном кольце за один переход, второй — в предварительной прошивке наметки под отверстие и в  последующей пробивке отверстия  в местах прошивки. Трудоемкость изготовления отверстий прошивкой и пробивкой  значительно меньше, чем при их сверлении на металлорежущем оборудовании.

Прошивку чаще всего применяют  для подготовки заготовки к пробивке в ней отверстий путем выполнения углублений перед окончательной  пробивкой. Используют прошивку при  изготовлении отверстий диаметром  более 25 мм в заготовках толщиной более 15 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       1.2 Технические характеристики

 

Рассмотрим формоизменение заготовки  при прошивке. Эту операцию подразделяют на открытую (рис. 1, б) и закрытую (рис. 1, в).

При открытой прошивке прошивень внедряют в заготовку со свободными боковыми поверхностями. Одновременно с внедрением прошивня в металл изменяется исходная форма заготовки: высота уменьшается  с величины Н0 до Нх, наружный диаметр неравномерно увеличивается по высоте, вследствие чего заготовка приобретает бочкообразную форму.

Искажение формы заготовки тем больше, чем меньше отношение наружного диаметра к диаметру прошиваемого отверстия (D/d). Установлено, что при D/d > 5 форма заготовки практически не искажается. Следовательно, при D/d < 5 после прошивки поковки необходимо править. Чем массивнее кольцевая часть заготовки и меньше высота h, тем большим должно быть усилие прошивки и сильнее удары кувалдой или бойком молота. При отношении D/d > 6 прошивку можно рассматривать как процесс внедрения пуансона в тело бесконечных размеров. Очевидно, что при рассмотренной схеме прошить сквозное отверстие практически невозможно, так как полностью выдавить металл из-под прошивня не удается. Поэтому при изготовлении отверстия заготовку прошивают на глубину, равную 2/3 ее высоты Hi (рис. 2), затем заготовку кантуют на 180°, прошивень устанавливают над наметкой под отверстие и легкими ударами кувалдой осуществляют окончательную пробивку отверстия. Под действием 126 усилия прошивня металл путем сдвига продавливается в отверстие. Таким образом, в отход уйдет только 1 /3 объема металла (т. е. объема отверстия), а 2/3 перераспределятся при прошивке в тело поковки. Этот объем соответствует объему сэкономленного металла. Экономия металла особенно ощутима при прошивке отверстий большого диаметра у крупных поковок в процессе машинной ковки.

При закрытой прошивке рабочий инструмент внедряют в заготовку, помещенную в  специальное углубление в подкладном штампе. Закрытая прошивка (см. рис. 1, в) требует больших усилий, чем открытая, и, кроме того, дополнительного инструмента (подкладного штампа) , но позволяет получать поковки с достаточно точными внутренними и наружными размерами. Нагретую заготовку цилиндрической или другой формы вкладывают в полость подкладного штампа и в нее ударами молота внедряют прошивень или пробойник. При внедрении инструмента в заготовку металл выжимается из-под него вверх в направлении увеличения высоты исходной заготовки. Усилие прошивки увеличивается по мере уменьшения высоты.

Аналогично  открытой прошивке, при закрытой также невозможно получить сквозное отверстие. Для его   изготовления поковку   извлекают    из

 

 

 

 

 

 

 

 

подкладного штампа, переворачивают на 180 ° и с помощью прошивня или пробойника выполняют операцию пробивки. Для облегчения извлечения поковки из полости подкладного штампа стенки последнего изготовляют с небольшим уклоном или на дне штампа предусматривают вставку, используемую после прошивки в качестве выталкивателя.

На рис. 3, а в показаны переходы прошивки ручной ковкой отверстия небольшого размера. Нагретую заготовку кладут на наковальню так, чтобы место отверстия  совпадало с отверстием в наковальне. Сверху устанавливают пробойник  и легкими ударами кувалдой внедряют его в заготовку примерно на половину ее толщины (рис. 3, а).

При этом на противоположной стороне заготовки  образуется сферическая выпуклость. Вынув бородок из заготовки, последнюю  поворачивают и несколькими ударами  кувалды придают сферической  выпуклости плоскую форму (рис. 3, б). Снова центрируют заготовку прошитым местом над отверстием наковальни и  пробойником пробивают отверстие. Отход в виде небольшой выдры  проваливается вниз в отверстие  наковальни (рис. 3, б).

Поскольку при прошивке заготовка изменяет свои размеры и форму, эти операции выполняют в начале работы, т. е. до окончательной отделки поковки.

 

 Рисунок 2- Схема прошивки при ручной и машинной ковке

 

 

 

Рисунок 3-Переходы, формы отверстия

 

 

 

 

 

 

Усилие прошивки заготовок из углеродистых и среднелегированных сталей сплошными  прошивнями приближенно можно определить по диаграмме

 

Рисунок 4- Диаграмма для определения усилия прошивки сплошным прошивнем

 

1.3 Условия эксплуатации

        

Точность обработки определяется следующими параметрами:

- отклонением размера отверстий, 

- отклонением формы отверстий, 

- отклонением расположения осей (поверхностей отверстий),

- шероховатостью поверхности отверстий. 

     Размер удобнее выражать  не в абсолютной форме, а  с помощью отклонения его от номинального размера. Отклонение размера отверстий – алгебраическая разность между размером действительным и номинальным. Отклонения могут быть положительными (если размер больше номинального) и отрицательными (если размер меньше номинального). Отклонение формы отверстий – отклонение реальной формы от формы номинальной поверхности. Различают следующие виды отклонений формы:

- овальность (отклонение от круглости, при котором отверстие имеет форму овала),

- огранка (отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой многогранную фигуру с числом граней, иногда изменяющимся по длине отверстия),

             - конусообразность,

- бочкообразность,

- седлообразность,

- волнистость профиля продольного  сечения, при котором образующие  имеют регулярную волнистость,  приводящую к ступенчатости отверстия  с незначительными перепадами  диаметра. Отклонение расположения  осей или поверхностей отверстий  – отклонение реального расположения  от номинального (заданного). Различают следующие виды отклонений расположения осей (поверхностей) отверстий:

- отклонение от параллельности  отверстий, 

 

 

 

 

- отклонение от перпендикулярности  оси, 

 

     - отклонение от соосности,

     - отклонение от симметричности,

 - отклонение от пересечения осей. Шероховатость поверхности отверстий – совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Мероприятия по повышению качества и надёжности  изделия

 

Проблема качества особенно важна  для машино- и приборостроения, так как продукция этих отраслей в значительной степени предопределяет темпы технического прогресса и степень механизации и автоматизации производственных процессов во всех отраслях народного хозяйства.

Важной особенностью современного машино- и приборостроения является широкое развитие унификации и стандартизации изделий и непрерывно расширяющийся на этой основе уровень специализации производства. В результате каждый машиностроительный завод имеет кооперативные связи с сотнями предприятий, поставляющих материалы, комплектующие изделия, необходимые для организации производства технологическое оборудование, оснастку, средства контроля и т. п.

Таким образом, качество изделий в  значительной степени зависит от качества продукции предприятий-поставщиков.

Такого типа сложная зависимость  между различными предприятиями  и различными отраслями приводит к тому, что многие раздробленные  процессы производства сливаются в  один общественный процесс производства. Поэтому при решении проблемы качества необходимо учитывать весь общественный процесс производства. Это значит, что мероприятия по повышению качества должны: проводиться  одновременно во всех отраслях, на всех промышленных предприятиях; охватывать все этапы процесса общественного  производства — планирование, проектирование, серийное изготовление, эксплуатацию и ремонт; распространяться на все  элементы процесса общественного производства — предметы и средства производства, деятельность людей.

Для современного машино- и приборостроения характерны также большая многономенклатурность и разнохарактерность одновременно

осваиваемых изделий, повышение требований к техническому уровню, качеству и надежности, сокращение сроков морального устарения средств техники. Это приводит к необходимости постоянного совершенствования конструкций машин и технологии их производства, внедрения новых материалов, более точных методов расчета, улучшения системы контроля и систематического проведения других конструктивно-технологических мероприятий, обеспечивающих современный технический уровень и стабильное качество выпускаемой продукции.

Следовательно, для улучшения качества выпускаемой продукции необходим  комплексный, системный подход, т. е. создание систем управления качеством.

Проблема обеспечения надежности технических систем должна

 

 

 

 

 

 

 

 

решаться в рамках комплексной  системы управления качеством, так  как надежность является одним из основных свойств качества продукции.

Свойство надежности особенно важно  для изделий машиностроения по следующим  причинам:

1) объем продукции машиностроения  и металлообработки составляет  около 25% от общего объема производства  и, следовательно, решение проблемы обеспечения оптимальной надежности изделий этой отрасли практически является решением проблемы надежности для подавляющей части промышленной продукции;

2) эта отрасль производит средства  производства, определяющие степень  механизации труда и автоматизации  технологических процессов во  всех отраслях народного хозяйства,  поэтому низкая надежность изделий  машиностроения приводит к снижению  производительности общественного  труда по всему народному хозяйству;

3) продукция машиностроения является  основным объектом экспорта страны, а надежность является основным  свойством, обеспечивающим конкурентоспособность  изделий машиностроения на мировом  рынке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1 Структура системы обеспечения надежности на базе стандартизации

 

Система обеспечения надежности изделий  — это комплекс организационно-технических  и экономических мероприятий, методов  и средств, направленных на оптимизацию  уровня надежности технических систем. Эта система обладает рядом свойств  качества, в том числе и свойством  надежности.

Сложность проблемы надежности приводит к необходимости использования  системного подхода к решению  и построению системы обеспечения  надежности изделий.

Стратегическая цель системы - это  обеспечение оптимального уровня надежности технических систем и их элементов. При этом под оптимальным понимается такой уровень, при котором обеспечивается максимальная эффективность от эксплуатации изделия в заданных условиях при минимальных суммарных затратах на проектирование, изготовление, эксплуатацию и ремонт.

Для синтеза (построения) структуры  системы обеспечения надежности необходимо установить:

- множество возможных принципов  построения системы и ее элементов;

- множество взаимосвязанных частных  целей (функций) системы;

- множество взаимосвязанных элементов.

Практика создания аналогичных  систем (например, ЕСКД, ЕСТПП и др.) показала, что основными их принципами являются стандартизация, системность, преемственность и автоматизация.

Принцип стандартизации в системе  обеспечения надежности означает, что  система должна опираться на комплексную  и опережающую стандартизацию. Кроме  того, в условиях нашей страны наиболее действенным средством обеспечения  живучести организационно-технических  систем является государственная система  стандартизации. Обязательность стандартов, охват стандартами трех основных иерархических уровней, на которых  решаются задачи обеспечения качества, а также наличие четко действующей  системы государственного надзора  позволяют рассматривать эту  систему в качестве основного  регулятора, ограждающего систему обеспечения  надежности от помех и обеспечивающего  ее функционирование. В системе стандартизации имеется три уровня, позволяющие  решать: общеотраслевые проблемы на базе государственных стандартов, отраслевые — на базе отраслевых стандартов, задачи предприятий — на базе стандартов предприятий.

Принцип системности означает, что  система обеспечения надежности должна создаваться на основе методов  теории систем.

Принцип преемственности заключается  в том, что при решении задач  надежности необходимо максимально  использовать: накопленный опыт

 

 

 

 

 

 

 

 

решения вопросов надежности в отрасли  и на конкретном предприятии; достижения смежных научных и технических  дисциплин; опыт передовых предприятий  страны и зарубежных фирм.

Принцип автоматизации предполагает широкую автоматизацию процессов  прохождения информации, выработки  управляющих воздействий и решения  конструктивно-технологических задач  по данной проблеме.

В укрупненном виде частные цели системы обеспечения надежности могут быть сведены к решению  задач:

- планирования надежности изделий  на основе данных научного  прогноза развития техники и  технологии;

- обеспечения надежности при  проектировании изделий;

- обеспечения надежности в процессе  производства;

- поддержания надежности при  эксплуатации и восстановления  при ремонте.

Указанные цели должны обеспечиваться комплексом элементов системы обеспечения  надежности, решающих специфические  вопросы надежности, а также такими системами, как ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП, система  унификации, система разработки, испытаний  и постановки изделий на производство, государственная система приборов и т. д.

Таким образом, вертикальную структуру  системы обеспечения надежности составляют различные уровни функционирования системы.

Общеотраслевой уровень составляют директивные указания межотраслевых  ведомств по вопросам надежности (Госплан, Государственный комитет по науке  и технике, Госстандарт РФ и др.), а также государственные стандарты, рекомендации СЭВ и ИСО.

Функционирование системы на этом уровне должно контролироваться и обеспечиваться органами государственного надзора  за качеством, внедрением и соблюдением  стандартов. Эти же органы должны осуществлять обратную связь в системе и  вызывать управляющие воздействия  со стороны соответствующих органов  во всех случаях нарушений в функционировании системы.

Отраслевой уровень составляют документы общеотраслевого уровня, директивные документы министерств  и отраслевые стандарты. Функционирование системы на этом уровне обеспечивают и контролируют службы ведомственного контроля качества.

Уровень предприятий составляют документы  более высоких уровней иерархической  структуры системы, а также стандарты  предприятий, технические условия  и другая документация, утверждаемая руководством предприятий (объединений). Функционирование системы на этом уровне контролируется службами технического контроля, стандартизации и качества предприятий.

Горизонтальную структуру системы обеспечения надежности изделий на базе стандартизации составляют следующие подсистемы:

1) Система планирования и регламентации  требований к надежности, основу  которой составляют планы стандартизации, а также комплексы 

 

 

 

 

стандартов на технические требования к промышленной продукции и технические  условия. Создание этого комплекса  документов должно осуществляться на принципах опережающей и комплексной  стандартизации.

2) Система методов оценки надежности. Ее основу составляют комплекс  стандартов, устанавливающих для  всех отраслей машиностроения  и приборостроения единые термины  и определения, единую номенклатуру  показателей надежности, дифференцированную  по видам продукции и целям  применения, единые методы расчета  показателей надежности однотипных  изделий. Эта подсистема должна  обеспечить объективность и сопоставимость  оценок частных показателей надежности (независимо от места проведения  аналогичных оценок).

3) Система обеспечения надежности  при проектировании. В эту подсистему  входят стандарты на типовые  конструктивные решения, на методы  учета требований надежности  при унификации, на методы обеспечения  функциональной взаимозаменяемости  и др.

4) Система технологических методов,  включающая: правила выбора и  требования к материалам с  учетом требований к надежности; методы упрочнения (поверхностного  и объемного) деталей машин;  правила выбора технологических  процессов и режимов обработки.

5) Система обеспечения надежности  при эксплуатации и ремонте,  включающая НТД: на методы обеспечения  ремонтопригодности; на оптимальные  стратегии технического обслуживания  и ремонта техники; на требования  к качеству запасных частей; на  требования к маслам и смазочным  материалам.

6) Система испытаний надежности, предусматривающая разработку НТД  на методы и средства испытаний,  которые определяются основным  видом разрушений, видом техники,  а также на такие методы, как  ускоренные испытания и техническая  диагностика машин. Это предполагает  широкое проведение работ по  унификации испытательного оборудования  для получения возможности компоновать  испытательное оборудование из  унифицированных элементов агрегатными  методами.

7) Система контроля, основу которой  составляет в первую очередь  НТД на методы неразрушающего  контроля для выявления скрытых  дефектов в процессе изготовления  машин. В этот же комплекс  документов входят стандарты  на методы контроля шероховатости  и технологических дефектов, приводящих  к концентрации напряжений, на  методы контроля уровня вибрации, шума и других факторов, способных  привести к внезапным технологическим  отказам.

8) Система информации и обратной  связи, предусматривающая проведение  систематического авторского надзора  за надежностью изделий 

в процессе эксплуатации; унификацию форм учета и анализа информации о надежности; изучение причин отказов  и повреждений, обобщение данных об отказах и выработку мероприятий  по устранению причин преждевременных  отказов.

 

 

 

 

 

Для механических систем комплексная стандартизация методов обеспечения надежности должна предусматривать решение  двух основных задач:

1) Обеспечение  надежности деталей и элементов  машин по свойствам прочности,  износостойкости, усталостной долговечности,  коррозионной стойкости, пластичности  и другим частным и комплексным  свойствам материалов;

2) Обеспечение  надежности машин по свойствам  безотказности, долговечности, ремонтопригодности  и сохраняемости. Очевидно, что решение этой задачи во многом определяется решением первой задачи.

Указанные свойства машин и их элементов  должны обеспечиваться комплексами  стандартов на методы расчетов, конструктивно-технологические  решения, методы обеспечения надежности при эксплуатации и ремонте, методы контроля, испытаний и информационного  обеспечения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Методы оценки и повышения надежности технологических систем

 

Ученый Дунин-Барковский дал такое определение термина «технологическая надежность»: «…свойство технологического оборудования и производственно-технических систем, таких, как станок, система литейного, кузнечнопрессового или другого производственно-технического оборудования или автоматических линий, сохранить на заданном уровне выходные параметры качества производимого изделия в течение требуемого времени». Затем А. С. Проников ввел понятие «надежность технологических процессов». Он пишет, что «больший процент отказов различных машин связан с недостаточной надежностью технологического процесса», что ...«технологический процесс должен быть надежным, т. с. не допускать таких показателей, которые могут влиять на качество выпускаемых изделий». Вопросы оценки надежности технологических процессов и безотказности рассматриваются также в работах П. И. Бобрика, А. Л. Меерова и др., причем только с точки зрения способности технологических систем, процессов и операций обеспечивать (в течение заданного времени) изготовление продукции с показателями качества в соответствии с установленными требованиями.

Но очевидно, что изменение во времени характеристик  технологических систем может приводить  к изменению не только качества изготовления продукции, но и производительности. Отказы технологических систем в  большинстве случаев приводят не к появлению бракованных изделий, а к задержке в выполнении задания, что сказывается на производительности оборудования. Поэтому, характеризуя свойство надежности технологических систем, целесообразно его рассматривать  с точки зрения выполнения заданий, как по показателям качества, так и по объему изготовляемой продукции.

Таким образом, в технической литературе широкое  освещение получили вопросы применения методов теории надежности к анализу свойств технологических систем обеспечивать изготовление продукции в соответствии с требованиями технической документации и в установленном объеме.

Технологическая система - это совокупность средств  технологического оснащения, объектов производства и, в общем случае, исполнителей, необходимая и достаточная для  выполнения определенных технологических  процессов и операций и находящаяся  в состоянии готовности к функционированию или в состоянии функционирования в соответствии с требованиями технической  документации. Таким образом, можно  рассматривать технологическую  систему для выполнения одной  операции и технологическую систему  для выполнения некоторого процесса, состоящего из отдельных операций.

 

 

 

 

 

 

 

 

В технологическую  систему входят элементы, для которых  обязательно наличие функциональных связей, обеспечивающих протекание технологических  процессов изготовления продукции. Частным случаем таких связей являются кинематические связи между  отдельными элементами (например, в  системе станок — приспособление — инструмент — деталь).

Надежностью технологической системы будем  называть свойство технологической  системы выполнять заданные функции, сохраняя показатели качества и ритм выпуска годной продукции в течение  требуемых промежутков времени  эксплуатации или требуемой наработки. Ритм выпуска — это количество изделий определенного наименования, типоразмера и исполнения, выпускаемых  в единицу времени.

Под понятием «надежность технологического процесса»  и «надежность технологической  операции» понимается надежность технологической  системы, обеспечивающей функционирование рассматриваемого процесса или операции в соответствии с требованиями технической  документации.

 Из  определений следует, что технологическую  систему можно считать