4.3. Оценка точности технологической системы (измерительный анализ)

Влияние точности технологической системы на качество производственных процессов было замечено давно. Но статистическое обоснование вариабельности системы, зависящей от различных, в большинстве своем случайных, производственных факторов, дал известный американский ученый В.
Шухарт только в 20-м веке. Он выявил, что вариации (отклонения) в системе по своему происхождению вызываются двумя принципиально различными причинами: общими и специальными.

Общими причинами считаются те, которые являются неотъемлемой частью данного процесса, то есть внутренне ему (процессу) присущие. Общие причины связаны с точностью поддержания параметра и условий осуществления процесса, с идентичностью условий на входах и выходах процесса и т.д. Эти причины являются результатом совместного воздействия большого количества случайных величин, каждая из которых вносит относительно малый вклад в результирующую вариацию системы. Именно отсутствие доминирующих по значению причин и дает относительную стабильность процесса. Совокупность малых вариаций создает устойчивую технологическую систему.

Специальными причинами вариаций считаются воздействия на процесс (или на систему) внешних факторов, внутренне не присущих системе и не предусмотренных нормальным ходом процесса. Как правило, в результате воздействия специальных причин и происходит отклонение параметров от заданных значений параметров.

Разделение причин вариаций на два указанных вида определяет и разные методы борьбы с вариациями. В.Шухарт выдвинул два основных принципа борьбы с вариациями: -

искать не виновников брака, а вовлекать всех причастных к поиску и устранению причин несоответствий (отклонению параметров за границы допустимых значений), -

искать источники несоответствий в вариациях процесса.

Таким образом, стабилизировать процесс - это сделать его устойчивым к внешним воздействиям, что и является главной задачей статистических методов управления процессами.

Рассмотрим на примере изготовления деталей машин основные причины вариаций механической обработки и порядок определения суммарной погрешности обработки [9,22]. Значение суммарной погрешности обработки необходимо для правильного определения технологического допуска при проектировании технологических процессов.

Суммарную погрешность Юо, или поле рассеяния исследуемого размера, можно выразить в виде следующей функциональной зависимости:

Ю0 = f (Ay, е, Дн, Au, ДТ, ЕДф),

где Ay - погрешность, вызванная упругими деформациями технологической системы,

е - погрешность, вызванная установкой заготовки, Дн - погрешность, связанная с настройкой режущего инструмента, Au - погрешность, вызванная размерным износом режущего инструмента,

ДТ - погрешность, связанная с температурными деформациями технологической системы,

?Дф - суммарная погрешность формы обрабатываемой поверхности.

Дадим краткую оценку каждой из составляющих погрешностей механической обработки.

Погрешность Ду возникает в результате упругих деформаций звеньев технологической системы под влиянием нестабильности сил резания. Колебания элементов системы связаны с изменением глубины резания в процессе обработки, вызванным различной твердостью обрабатываемого материала по длине или диаметру заготовки. Кроме того, для разных заготовок не сохраняется одна и та же предварительная величина настройки инструмента на размер (глубину резания). Одновременно на эти причины накладываются деформации звеньев технологической системы, вызванные затуплением режущих кромок инструмента. Учитывая многочисленность причин упругих деформаций, распределение погрешности Ду можно принять по нормальному закону распределения.

Аналогичный характер распределения имеет погрешность, связанная с установкой заготовки е, представляющаяся собой сумму погрешностей базирования еб, погрешности закрепления ез и погрешности положения епр, вызываемой неточностью приспособления.

Погрешность, связанная с настройкой режущего инструмента Дн является разностью предельных положений режущего инструмента на станке при настройке его на выполняемый размер. Для каждой партии заготовок текущее значение настроечного размера является случайной величиной, распределение которой также близко к нормальному закону.

Погрешность, вызванная размерным износом инструмента Ди, связана с систематическим изменением положения его режущей кромки относительно исходной установочной базы заготовки в процессе обработки.

В результате этого выполняемый размер непрерывно изменяется между двумя сменами или поднастройками инструмента. Можно считать, что распределение размерного износа Ди протекает по закону равной вероятности.

Погрешность размера, вызываемая температурными деформациями технологической системы ДТ, изменяется во времени по нелинейной зависимости: в начале работы она растет, а после достижения теплового равновесия системы стабилизируется. На практике распределение размеров, изменяющихся в результате температурных деформаций, принимаются по закону равной вероятности.

Суммарная погрешность формы ИДф вызывается геометрическими неточностями станка, деформациями заготовки под влиянием сил закрепления и неравномерным по различным сечениям заготовки упругим отжатием звеньев технологической системы. Ее можно отнести к систематической погрешности.

Определение суммарной погрешности механической обработки можно проводить с использованием методов взаимозаменяемости, представив каждую погрешность как звено размерной цепи, а погрешность ю0 как замыкающее звено этой цепи.

Задачу определения ю0 можно решить с использованием метода максимума-минимума, применяя формулу (4.5). В этом случае

ю0= Ду + е + Дн + Ди + ДТ + ?Дф. (4.16)

Учитывая, что в формуле (4.16) первые пять членов являются случайными величинами, можно для них при вычислении суммарной (случайной) погрешности юсл применить вероятностный способ суммирования погрешностей с использованием метода неполной взаимозаменяемости и формулы

(4.8):

<0сл = t -yjx] ? Ay2 + Х22 ? s2 + X23 • Лн2 + Х24 • Ли2 + Х25 • Ат2. (4.17)

Как ранее отмечалось, распределение погрешностей Ду, е и Дн близко к закону нормального распределения. Тогда

= = = 1/9.

Распределение погрешностей Ди и ДТ близко к закону равной вероятности. Тогда

X2 =Х25 = 1/3.

Подставляя полученные значения коэффициентов ^ в уравнение (4.17) и принимая t = 3, получим окончательную формулу для расчета суммарной погрешности механической обработки:

<0 =Юсл +Юсист = д/Ау2 + s2 + Ан2 + 3Ли2 + 3Лт2 + ?Лф. (4.18)

Следует заметить, что при определении погрешностей диаметральных размеров составляющая е из уравнения (4.18) исключается, а при выполне- нии данной операции на нескольких станках постоянная систематическая погрешность ИДф переходит в случайную и, соответственно, подставляется под знак радикала в уравнении (4.18).

Вместе с этим при расчете точности любых (а не только диаметральных) размеров размерной цепи, если погрешность формы ИДф вызывается различными причинами (геометрические погрешности станков, динамические погрешности, деформации заготовок под действием сил закрепления и др.), то ее можно также принимать как случайную величину и ввести в формулу (4.18) под знак радикала

Под технологической системой, точность которой мы оцениваем, понимается не любая технологическая система в данном производственном процессе, а конкретная технологическая система (станок, приспособление, инструмент, деталь), в которой при механической обработке меняются только заготовки. Если данная деталь обрабатывается на всех станках данного участка или цеха, если в механической обработке использованы все приспособления и режущий инструмент участка для обработки на имеющемся технологическом оборудовании, тогда можно судить о точности технологической системы данного участка или цеха. Очевидно, что погрешность отдельной технологической системы ниже, чем погрешность технологической системы участка. Таким образом, чтобы принять решение о правомерности использования для обработки деталей по данному техпроцессу любого подходящего станка на данном участке (токарном, фрезерном, шлифовальном и т.д.) с использованием соответствующей номенклатуры приспособлений и режущего инструмента, необходимо сравнивать допускаемые по чертежу отклонения на размер деталей с погрешностью технологической системы всего участка.

<< | >>
Источник: В. В. Ефимов. Статистические методы в управлении качеством. Учебное пособие.-Ульяновск: УлГТУ. - 134 с.. 2003

Еще по теме 4.3. Оценка точности технологической системы (измерительный анализ):

  1. Анализ точности результатов оценки
  2. 4.1.Основные понятия по обеспечению точности технологических процессов
  3. 4.4. Оценка качества технологического процесса (анализ возможности процесса)
  4. лидером в технологических укладах XXI века. Обобщенная оценка отдельных направлений VI технологического уклада
  5. Оценка точности прогнозирования случайной величины.
  6. 7.6 Анализ и оценка эффективности системы оценки персонала
  7. система комплексной оценки состояния основных средств и анализа эффективности их использования
  8. оценка конъюнктуры рынка, спроса на продукцию в системе маркетингового анализа
  9. АНАЛИЗ И ОЦЕНКА РИСКОВ. КАЧЕСТВЕННЫЕ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ И АНАЛИЗА
  10. Особенности оценки технологического оборудования
- Cвязи с общественностью - PR - Бренд-маркетинг - Деловая коммуникация - Деловое общение и этикет - Делопроизводство - Интернет - маркетинг - Информационные технологии - Консалтинг - Контроллинг - Корпоративное управление - Культура организации - Лидерство - Литература по маркетингу - Логистика - Маркетинг в бизнесе - Маркетинг в отраслях - Маркетинг на предприятии - Маркетинговые коммуникации - Международный маркетинг - Менеджмент - Менеджмент организации - Менеджмент руководителей - Моделирование бизнес-процессов - Мотивация - Организационное поведение - Основы маркетинга - Производственный менеджмент - Реклама - Сбалансированная система показателей - Сетевой маркетинг - Стратегический менеджмент - Тайм-менеджмент - Телекоммуникации - Теория организации - Товароведение и экспертиза товаров - Управление бизнес-процессами - Управление знаниями - Управление инновационными проектами - Управление качеством товара - Управление персоналом - Управление продажами - Управление проектами - Управленческие решения -