Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный инженерно-экономический университет"

Филиал Санкт-Петербургского государственного инженерно-экономического университета в г. Чебоксары

Кафедра городского хозяйства и региональной экономики

Курсовой проект

по дисциплине: "Технологические методы управления качеством изделия"

на тему: "Разработка, статистическое регулирование, исследование точности и стабильности технологического процесса при механообработке изделий"

Содержание

качество деминг деталь втулка

Введение

Раздел 1. Теория управления качеством продукции

1.1 История развития систем управления качеством

1.2 Петля качества. Цикл Деминга

1.3 Определение производственного процесса

Раздел 2. Технологический процесс изготовления детали "Втулка"

2.1 Материал детали; его маркировка, механические и технологические свойства

2.2 Выбор методов и количество необходимых переходов обработки поверхности деталей, формирование маршрута изготовления деталей и выбор состава технологического оборудования

2.3 Разработка технологических операций

2.3.1 Выбор средств технологического оснащения операций

2.3.2 Расчет припусков и операционных размеров

2.3.3 Расчет режимов резания

2.4 Анализ технологичности конструкции деталей

Раздел 3. Исследование качества технологического процесса при изготовлении детали "Втулка"

Заключение

Список используемой литературы

Приложение

Введение

Стратегия ускорения социально-экономического развития страны предусматривает всемирную интенсификацию производства на основе научно-технического прогресса.

Одним из действенных путей решения проблемы интенсификации производства, повышения производительности труда, ускорения социально-экономического развития, является повсеместное улучшение качества продукции.

В промышленности накоплен большой опыт управления качеством продукции различными методами: организационными, плановыми, экономическими, которые тесно взаимоувязаны между собой и только в совокупности обеспечивают высокое качество конечной продукции.

Вопросы качества продукции и производительности труда неразрывно связаны между собой, и на практике при решении конкретных вопросов совершенствовании технологий, оборудования, оснащения, механизации и автоматизации должны решаться одновременно.

Любой процесс производства строится так, чтобы соблюдать и обеспечивать требуемую величину показателей качества выпускаемой продукции. Однако качество сырья, инструмента, настройка станков, квалификация операторов и другие важные производственные факторы подвержены значительным случайным колебанием, что вызывает рассеяние показателей качества.

Раздел 1.Теория управления качеством продукции

1.1 История развития систем управления качеством

В истории развития документированных систем качества можно выделить пять этапов, которые иногда представляют в виде пяти звезд качества (рис. 1.).

Первый этап соответствует начальным задачам системного подхода к управлению, когда появилась первая система -- система Тейлора (1905 г). Организационно она предполагала установление технических и производственных норм специалистами и инженерами, а рабочие лишь обязаны их выполнять. Эта система устанавливала требования к качеству изделий (деталей) в виде полей допусков и вводила определенные шаблоны, настроенные на верхнюю и нижнюю границы допусков -- проходные и непроходные калибры. Для обеспечения успешного функционирования системы Тейлора были введены первые профессионалы в области качества -- инспекторы (в России -- технические контролеры). Система мотивации предусматривала штрафы за дефекты и брак, а также увольнение. Система обучения сводилась к профессиональному обучению и обучению работать с измерительным и контрольным оборудованием.

Взаимоотношения с поставщиками и потребителями строились на основе требований, установленных в технических условиях (ТУ), выполнение которых проверялось при приемочном контроле (входном и выходном).

Отмеченные выше особенности системы Тейлора делали ее системой управления качеством каждого отдельно взятого изделия (детали).

Второй этап. Система Тейлора дала великолепный механизм управления качеством каждого конкретного изделия (деталь, сборочная единица). Однако продукция - это результат осуществления производственных процессов, и вскоре стало ясно, что управлять надо процессами.

В 1924 г. в "Bell Telephone Laboratories" (ныне корпорация AT&T) была создана группа под руководством Р.Л. Джонса, заложившая основы статистического управления качеством. Это были разработки контрольных карт, выполненные В. Шухартом, первые понятия и таблицы выборочного контроля качества, разработанные Г. Доджем и Г. Ромингом, ставшие началом статистических методов управления качеством, которые в последствии благодаря Э. Демингу получили очень широкое распространение в Японии и оказали весьма существенное влияние на экономическую революцию в этой стране. Деминг выдвигает идею об отмене оценки заданий и результатов выполнения работы, т. к. по его мнению, они создают атмосферу страха, способствуют краткосрочному вкладу в работу, игнорируя долгосрочные задачи, и разрушают работу в командах. Опираясь на точку зрения Э. Деминга и развивая ее, Д. Джуран ввел термин качества в духе "соответствия требованиям потребителя", в значительной степени ориентированный на требования потребителей, ("Fitness for use"). Он показал ответственность менеджмента за хронические последствия несоответствий и дополнил статистические методы контроля качества систематическими методами решения проблем качества. В то время, как в работах Деминга основное внимание уделяется улучшению качества применительно прежде всего к процессам, системам и статистике, Джуран подчеркивает необходимость для каждого менеджера непосредственно заниматься деятельностью, приводящей к повышению качества. Он является сторонником подхода, который предусматривает вовлеченность всего персонала организации в процедуры, обеспечивающие повышение качества и решение производственных проблем. Системы качества усложнились, т. к. в них были включены службы, использующие статистические методы. Усложнились и задачи в области качества, решаемые конструкторами, технологами и рабочими, понимающими, что такое вариации и изменчивость, а также знающими, какими методами можно достигнуть их уменьшения. Появилась специальность -- инженер по качеству, который должен анализировать качество и причины дефектов изделий, строить контрольные карты и т. п. В целом акцент с инспекции и выявления дефектов был перенесен на их предупреждение путем определения причин дефектов и их устранения на основе изучения процессов и управления ими.

Более сложной стала мотивация труда, т. к. теперь учитывалась точность настроенности процесса, анализ тех или иных контрольных карт, карт регулирования и контроля. К профессиональному обучению добавилось обучение статистическим методам анализа, регулирования и контроля. Стали более сложными и отношения поставщик -- потребитель. В них большую роль начали играть стандартные таблицы и статистический приемочный контроль.

Третий этап. В 1950-е годы была выдвинута концепция тотального (всеобщего) контроля качества - TQC (Total Quality Control). Ее автор, американский ученый А. Фейгенбаум, который опубликовал в 1957 г. статью "Комплексное управление качеством". К главным задачам TQC относятся прогнозированное устранение потенциальных несоответствий в продукции на стадии конструкторской разработки, проверка качества поставляемой продукции, комплектующих и материалов, а также управление производством, развитие службы сервисного обслуживания и надзор за соблюдением соответствия заданным требованиям к качеству. Фейгенбаум призвал обратить внимание на вопросы изучения причин несоответствий и первым указал на значение системы учета затрат на качество.

Поскольку на качество влияет множество факторов, то идея этого подхода заключается в выделении основных из них. Кроме того, нужно также учитывать взаимосвязь факторов, чтобы воздействуя на один из них, предвидеть реакцию других. Для обеспечения комплексности контроля и управления качеством необходимо учитывать все этапы производства, четкую взаимосвязь подразделений, участвующих в решении проблем качества. Например, для рассмотрения претензий потребителей заранее должны быть установлены исполнители, порядок и сроки рассмотрения и удовлетворения этих претензий.

В Японии идеи TQC были встречены с восторгом и получили дальнейшее развитие в работах профессора К. Исикавы, который рассматривал качество как задачу менеджмента; требовал участия всех сотрудников в мероприятиях по его улучшению и ввел термин "отношения потребитель - поставщик". В отличие от американских концепций, он говорил об "управлении качеством в масштабе компании" ("Company Wide Quality Control"). Филип Б. Кросби (Германия) является одним из известнейших приверженцев всеобщей концепции качества. В начале 60-х гг. ХХ в. он подробно изложил свою программу "ноль дефектов", вызвавшую в Германии острые дискуссии. Кросби сконцентрировал внимание на задачах в области управления предприятием, предложил внедрять предпринимательскую культуру, в основе которой лежит осознание значения качества и образ мышления, ориентированный на достижение "нуля дефектов".

Системы TQC развивались в Японии с большим акцентом на применение статистических методов и вовлечение персонала в работу кружков качества. Японцы долгое время подчеркивали, что они используют подход TQSC, где буква S означала Statistical (статистический).

На этом этапе появились документированные системы качества, устанавливающие ответственность и полномочия, а также взаимодействие в области качества всего руководства предприятия, а не только специалистов служб качества. Системы мотивации стали смещаться в сторону человеческого фактора. Материальное стимулирование уменьшалось, а моральное увеличивалось. Главными мотивами качественного труда стали работа в коллективе, признание должностей коллегами и руководством, забота фирмы о будущем работника, его страхование и поддержка его семьи. Все большее внимание уделяется учебе. В Японии и Южной Корее работники учатся в среднем от нескольких недель до месяца, используя в том числе и самообучение.

Рис. 1. Пять звезд качества

В странах Европы большое внимание стали уделять документированию систем обеспечения качества и их регистрации или сертификации третьей (независимой) стороной. Системы взаимоотношений "поставщик -- потребитель" также начинают предусматривать сертификацию продукции третьей стороной. При этом более серьезными стали требования к качеству исходных материалов в контрактах, более ответственными гарантии их выполнения.

Следует заметить, что этап развития системного, комплексного управления качеством не прошел мимо Советского Союза - было рождено много отечественных систем. Среди них: Саратовская система бездефектного изготовления продукции (БИП); Ярославская научная организация работ по увеличению моторесурса (НОРМ), созданная в Ярославском объединении "Автодизель"; Рыбинская научная организация труда, производства и управления (НОТПУ), разработанная на Рыбинском моторостроительном заводе; Горьковская система "качество, надежность, ресурс с первых изделий" (КАНАРСПИ).

В основу системы БИП был положен самоконтроль труда непосредственно исполнителем. Исполнитель нес ответственность за качество изготовленной продукции. Система НОРМ предусматривала планомерный, систематический контроль моторесурса двигателей и циклическое его увеличение на основе повышения надежности и долговечности всех узлов и деталей, определяющих планируемый моторесурс. В системе НОРМ планирование количественного показателя качества и его реализация осуществлялись на всех стадиях жизненного цикла продукции. Для НОТПУ характерно комплексное использование методов научной организации труда, производства и управления с постоянным совершенствованием технологии и технологического оборудования для каждого рабочего места и для предприятия в целом. Предусматривалась количественная оценка уровня организации груда, производства и управления в рамках предприятия, цехов, участков.

Одна из лучших -- система КАНАРСПИ (качество, надежность, ресурс с первых изделий), заведомо опередившая свое время. Система включала комплекс инженерно-технических и организационных мероприятий, обеспечивающих выпуск продукции высокого качества и надежности с первых промышленных образцов. Характерными особенностями КАНАРСПИ были:

· комплексность задач обеспечения качества продукции;

· поисковый характер системы, предполагающий всемерное развитие исследований, направленных на повышение качества продукции и развитие конструкторских, технологических и испытательных служб предприятия;

· организация работ по получению объективной и своевременной информации о качестве выпускаемых изделий;

· интенсивное использование периода подготовки производства для выявления и устранения причин, снижающих качество изделий;

· проведение конструкторско-технологической отработки в процессе создания серийного образца;

· активное участие предприятия-изготовителя и эксплуатирующих организаций в совершенствовании конструкции изделия и повышении технологического уровня его эксплуатации;

· универсальность, т.е. возможность применения в различных отраслях промышленности.

Многие принципы КАНАРСПИ актуальны и сейчас. Автором системы был главный инженер Горьковского авиационного завода Т. Ф. Сейфи. Он одним из первых понял роль информации и знаний в управлении качеством, перенес акценты обеспечения качества с производства на проектирование, большое значение придавал испытаниям.

Четвертый этап. В 80-е гг. начался переход от тотального контроля качеством (TQC) к тотальному менеджменту качества (TQM). В это время появилась серия новых международных стандартов на системы качества ---стандарты ИСО 9000 (1987г.), оказавшие весьма существенное влияние на менеджмент и обеспечение качества. В 1994 г. вышла новая версия этих стандартов, которая расширила в основном стандарт МС 9004-1, -2, -3, -4, большее внимание, уделив вопросам обеспечения качества программных продуктов, обрабатываемым материалам, услугам.

Специфика тотального управления качеством состоит в том, что если раньше на предприятиях принимались компромиссные решения по таким параметрам, как объем выпускаемой продукции, сроки поставки, затраты и качество, то теперь на первый план выдвигается качество продукции, и вся работа предприятия подчиняется этой цели. Таким образом, управление всеми сферами деятельности предприятия организуется исходя из интересов качества. Этот переход сравнивают с переходом от системы Птоломея к системе Коперника, имея в виду, что не Солнце (потребитель) вращается вокруг Земли (производителя), а наоборот. Если TQC -- это управление качеством с целью выполнения установленных требований, то TQМ -- еще и управление целями и самими требованиями. В TQМ включается также и обеспечение качества, которое трактуется как система мер, вызывающая у потребителя уверенность в качестве продукции. Система TQМ (рис. 2.) является комплексной системой, ориентированной на постоянное улучшение качества, минимизацию производственных затрат и поставку точно в срок. Основная идеология TQМ базируется на принципе - улучшению нет предела. Применительно к качеству действует целевая установка -- стремление к нулю дефектов, к нулю непроизводительных затрат, к поставкам точно в срок. При этом осознается, что достичь пределов невозможно, но к этому надо постоянно стремиться, не останавливаясь на достигнутых результатах. Эта идеология имеет специальный термин "постоянное улучшение качества" (quality improvement). В системе TQM используются адекватные целям методы управления качеством. Одной из ключевых особенностей системы является использование коллективных форм и методов поиска, анализа и решения проблем, постоянное участие в улучшении качества всего коллектива.



Рис. 2. Основные составляющие TQМ:

TQC - всеобщий контроль качества; QPolicy - политика качества;

QPlanning - планирование качества; QI - улучшение качества;

QA - обеспечение качества

В TQM существенно возрастает роль человека и обучения персонала. Мотивация достигает состояния, когда люди настолько увлечены работой, что отказываются от части отпуска, задерживаются на работе, продолжают работать дома. Появляется новый тип работников - трудоголики. Обучение становится всеохватывающим и непрерывным, сопровождающим работников в течение всей их трудовой деятельности. Существенно изменяются формы обучения, становясь более активными - используются деловые игры, специальные тесты, компьютерные методы и т.п. Обучение превращается и в часть мотивации, ибо хорошо обученный человек увереннее чувствует себя в коллективе, способен на роль лидера, имеет преимущества в карьере. Разрабатываются и используются специальные приемы развития творческих способностей работников.

На взаимоотношения поставщиков и потребителей оказывает сильное влияние сертификация систем качества на соответствие стандартам ИСО 9000. Главная целевая установка систем качества, построенных на основе стандартов ИСО серии 9000, - обеспечение качества продукции, требуемого заказчиком, и предоставление ему доказательств способности предприятия сделать это. Соответственно механизм системы, применяемые методы и средства ориентированы на эту цель. Однако в стандартах ИСО серии 9000 целевая установка на экономическую эффективность выражена весьма слабо, а на своевременность поставок просто отсутствует.

Но несмотря на то, что система не решает всех задач, необходимых для обеспечения конкурентоспособности, популярность ее лавинообразно растет, и сегодня она занимает прочное место в рыночном механизме. Внешним же признаком того, имеется ли на предприятии система качества в соответствии со стандартами ИСО серии 9000, является сертификат на систему.

В результате во многих случаях наличие у предприятия сертификата на систему качества стало одним из основных условий его допуска к тендерам по участию в различных проектах. Широкое применение сертификат на систему качества нашел в страховом деле: так как его наличие свидетельствует о надежности предприятия, то предприятию часто предоставляются льготные условия страхования.

Для успешной работы предприятий на современном рынке наличие у них системы качества, соответствующей стандартам ИСО серии 9000, и сертификата на нее является, может быть, не совсем достаточным, но необходимым условием. Поэтому и в России уже имеются десятки предприятий, внедривших стандарты ИСО серии 9000 и имеющих сертификаты на свои системы качества.

Пятый этап. В 90-е гг. усилилось влияние общества на предприятия, а предприятия стали все больше учитывать интересы общества. Это привело к появлению стандартов серии ИСО 14000, устанавливающих требования к системам менеджмента с точки зрения защиты окружающей среды и безопасности продукции.

Сертификация систем качества на соответствие стандартам ИСО 14000 становится не менее популярной, чем на соответствие стандартам ИСО 9000. Существенно возросло влияние гуманистической составляющей качества, усиливается внимание руководителей предприятий к удовлетворению потребностей своего персонала.

Появляются и корпоративные системы управления качеством, которые ставят своей целью усиление требований международных стандартов и учитывают специфику таких корпораций. Так, Большая тройка американских автомобильных компаний разработала в 1990 г. (1994 г. -- вторая редакция) стандарт QS 9000 "Требования к системам качества". Хотя он базируется на стандарте ИСО 9001, его требования усилены отраслевыми (автомобилестроительными), а также индивидуальными требованиями каждого из членов Большой тройки и еще пяти крупнейших производителей грузовиков.

Внедрение стандартов ИСО 14000 и QS 9000, а также методов самооценки по моделям премий по качеству -- главное достижение пятого этапа развития систем управления качеством.

1.2 Петля качества. Цикл Деминга

Объектами управления качества продукции являются все элементы, образующие петлю качества. Под петлей качества в соответствии с международными стандартами ИСО понимают замкнутый в виде кольца (рис.3) жизненный цикл продукции, включающий следующие основные этапы: маркетинг; проектирование и разработку технических требований, разработку продукции; материально-техническое снабжение; подготовку производства и разработку технологии и производственных процессов; производство; контроль, испытания и обследования; упаковку и хранение; реализацию и распределение продукцию; монтаж; эксплуатацию; техническую помощь и обслуживание; утилизация. Нужно иметь в виду, что в практической деятельности в целях планирования, контроля, анализа и пр. эти этапы могут разбивать на составляющие. Наиболее важным здесь является обеспечение целостности процессов управления качеством на всех этапах жизненного цикла продукции.

С помощью петли качества осуществляется взаимосвязь изготовителя продукции с потребителем и со всеми объектами, обеспечивающими решение задач управления качеством продукции.

Рис.3. Петля качества

Управление качеством продукции осуществляется циклически и проходит через определенные этапы, именуемые циклом Деминга. Реализация такого цикла называется оборотом цикла Деминга.

Понятие цикла Деминга не ограничивается только управлением качества продукции, а имеет отношение и к любой управленческой и бытовой деятельности. Последовательность этапов цикла Деменга показана на рис.4 и включает: планирование (PLAN); осуществление (DO); контроль (CHECK); управление воздействием (ACTION).



Рис.4. Цикл Деминга

В круговом цикле, который мы подсознательно используем в повседневной жизни, заключается сущность реализации, так называемых, общих функций управления, рассмотренных ранее, имея в виду, что эти функции направлены на обеспечение всех условий создания качественной продукции и качественного ее использования.

Управление качеством отличается от контроля, который в основном сводится к отделению хороших изделий от плохих. Качество продукта после завершения процесс производства не может быть изменено в результате контроля.

Управление качеством имеет дело со всей системой разработки, производства, эксплуатации (потребления) и утилизации товара. Задачей управления качеством является установление причин брака, где бы он не возникал, а затем устранение этих причин и обеспечение производства продукции лучшего качества.

1.3 Определение производственного процесса

Промышленное производство -- это сложный процесс превращения сырья, материалов полуфабрикатов и других предметов труда в готовую продукцию, удовлетворяющую потребностям рынка.

Производственный процесс -- это совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления продукции.

Производственный процесс состоит из следующих процессов:

· основные -- это технологические процессы, в ходе которых происходят изменения геометрических форм, размеров и физико-химических свойств продукции;

· вспомогательные -- это процессы, которые обеспечивают бесперебойное протекание основных процессов (изготовление и ремонт инструментов и оснастки; ремонт оборудования; обеспечение всеми видами энергий (электроэнергией, теплом, паром, водой, сжатым воздухом и т.д.));

· обслуживающие -- это процессы, связанные с обслуживанием как основных, так и вспомогательных процессов и не создающие продукцию (хранение, транспортировка, тех. контроль и т.д.).

В условиях автоматизированного, автоматического и гибкого интегрированного производств вспомогательные и обслуживающие процессы в той или иной степени объединяются с основными и становятся неотъемлемой частью процессов производства продукции, что будет рассмотрено более подробно позже.

Структура производственных процессов.

Технологические процессы, в свою очередь делятся на фазы.

Фаза -- комплекс работ, выполнение которых характеризует завершение определенной части технологического процесса и связано с переходом предмета труда из одного качественного состояния в другое.

В машиностроении и приборостроении технологические процессы в основном делятся на три фазы:

- заготовительная; - обрабатывающая; - сборочная.

Фазная структура технологических процессов.

Технологический процесс состоит из последовательно выполняемых над данным предметом труда технологических действий -- операций.

Операция -- часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте (станке, стенде, агрегате и т.д.), состоящая из ряда действий над каждым предметом труда или группой совместно обрабатываемых предметов.

Операции, которые не ведут к изменению геометрических форм, размеров, физико-химических свойств предметов труда, относятся не к технологическим операциям (транспортные, погрузочно-разгрузочные, контрольные, испытательные, комплектовочные и др.).

Операции различаются также в зависимости от применяемых средств труда:

- ручные, выполняемые без применения машин, механизмов и механизированного инструмента; - машинно-ручные -- выполняются с помощью машин или ручного инструмента при непрерывном участии рабочего; - машинные -- выполняемые на станках, установках, агрегатах при ограниченном участии рабочего (например, установка, закрепление, пуск и остановка станка, раскрепление и снятие детали). Остальное выполняет станок. - автоматизированные -- выполняются на автоматическом оборудовании или автоматических линиях.

Аппаратурные процессы характеризуются выполнением машинных и автоматических операций в специальных агрегатах (печах, установках, ваннах и т.д.).

Высокое качество продукции достигается улучшением параметров технологического процесса, для этого существуют технологические методы управления качеством продукции:

1.Оценка качества технологического оборудования;

2.Исследование и анализ технологического процесса;

3.Разработка и внедрение рациональных методов технического контроля;

4.Управление ходов и параметрами технологического процесса с целью профилактики брака и обеспечения требуемого качества.

Технические условия на готовую продукцию - исчерпывающие описания свойств и характеристик продукции предлагаемые потребителю. Они определяют технические условия на сырье, на комплектующие изделия и изготовление изделия.

Технические условия на изготовление изделий - это набор инструкций о том, как превратить сырье и комплектующие изделия в готовую продукцию, обладающие требуемым качеством, используя при этом имеющиеся оборудования. Обеспечения требуемых технических условий в непроизводственном процессе изготовления продукции достигается и реализуется на практике с минимальными экономическими затратами, путем грамотного и рационального применения технологических методов управления качеством.

Раздел 2. Технологический процесс изготовления детали "Втулка"

2.1 Материал детали; его маркировка, механические и технологические свойства

Данная деталь "Втулка 01.019 -1/2" изготовлена из сортового проката круг постоянного диаметра 16 мм. Материал детали - бронза БрАЖ 9-4.

Бронзой называется сплав меди с оловом и другими элементами, кроме цинка. Различают простые (оловянистые) и специальные (безоловянистые) бронзы. Бронзы, в состав которых входит олово, являются оловянистыми. В специальных бронзах олово заменено свинцом, алюминием, железом, марганцем, кадмием, бериллием и другими элементами. В зависимости от химического состава такие бронзы называются свинцовистыми, алюминиевыми, марганцовистыми, бериллиевыми и т.д. Бронза хорошо поддается обработке точением, резанием, что обуславливает ее широкое применение при изготовлении многих деталей, в том числе втулок. Для курсового проекта была предложена деталь втулка из материала БрАЖ 9-4. Расшифровка маркировки: бронза, содержащая 9% алюминия и 4% железа. Диаметр заготовки 16 мм дает возможность использовать заготовку с минимальными отходами. Материал заготовки при изготовлении детали обеспечивает необходимую шероховатость поверхности уплотнения и необходимую точность расчетов.

2.2 Выбор методов и количество необходимых переходов обработки поверхности деталей, формирование маршрута изготовления деталей и выбор состава технологического оборудования

При формировании маршрута изготовления руководствуются следующими принципами:

1. В первую очередь обрабатывают те поверхности, которые являются базовыми при дальнейшей обработке.

2. Затем обрабатывают поверхности с наибольшим припуском.

3. Далее выполняют обработку поверхностей снятия металла, которая в наименьшей степени влияет на жёсткость детали.

4. К началу техпроцесса необходимо относить те операции, на которых можно ожидать появление брака из-за скрытых дефектов (трещины, раковины и т.д.).

Формирование маршрута технологических операций,выбор методов и количества необходимых переходов,группы технологического оборудывания для изготовления детали "Втулка 01.019 -1/2" (Таблица 1)

Таблица 1

№ оп	Наименование операции	Схема базирования или установки	Группа технологич. оборудования
001 005 010 015 020 025 030 035 040	Перемещение Отрезка: 1.Отрезать пруток, выдерживая размер1 Токарно-винторезная: 1.Точить фаcки с двух сторон, согласно эскизу Автоматная токарно-револьверная 1.Точить поверхность. 2.Сверлить отверстия O8,8 на длине 22, одновременно точить поверхности. 3.Развернуть отверстие на длине 19±0,8. 4.С переднего суппорта точить фаску 1,5х30?. 5.С заднего суппорта отрезать заготовку. 1.Зинковть отверстие 2х30? согласно эскизу. Горизонтально-фрезерная 1.Фрезеровать заготовку Промывка Контроль Перемещение		Ножницы "Pels" Токарно-винторезный станок1Е61М Токарно-револьверный автомат 1М116 Вертикально-сверлильный станок 2Н118 Горизонтально-фрезерный станок 6Р81Г Моечная машина ПМК1Б Контрольный стол Вертикально-сверлильная

2.3 Разработка технологических операций

2.3.1 Выбор средств технологического оснащения операций

Технологическое оснащение представляет собой дополнительные устройства, применяемые для повышения производительности труда, улучшения качества. Для изготовления детали "Втулка 01.019 -1/2" необходимо выполнить различные операции, такие как отрезка, токарно-винторезная, автоматная токарно-револьверная, вертикально-сверлильная, горизонтально-фрезерная.

Для выполнения этих операций применяются различные станки, основные характеристики которых сведены в таблицу (Таблица 2):

Таблица 2

Наименование станка	Габариты рабочей зоны, мм	Мин/макс Частота вращения шпинделя, об/мин	Мин/макс Подача мм/об мм/мин	Габариты станка, мм	Мощность электродвигателя, КВт
1Е61М 1М116 2М118 6Р801Г	300 116 230 90	1420 720 31,5-1400 1600	2800 2500 0,1-16 2,3-1760	5190 х 17780 х 1550 3830 х 935 х 1540 917 х 4300 х 1250 х 1120	1,5 2,2 2,4 10

2.3.2 Расчет припусков и операционных размеров

Дана заготовка O 16 - 0,07 мм. Следовательно, максимальный диаметр заготовки dз max = 16 мм, а минимальный диаметр dз min = 15,93 мм.

Диаметр детали втулка равен 14 -0,4 мм, следовательно, максимальный диаметр детали dд max = 14 мм, а минимальный диаметр dд min = 13,6 мм.

Zi max = dз max - dд min = 16 - 13,6 = 2,4

Zi min = dз min - dд max = 15,93 - 14 = 1,93

2Zo = 2 (Ti-1 + Rzi-1 + vсi-1 + еyi )

сi-1 = 0 еyi = 0

2Zo = 2 (0,06 + 0,06) = 0,21

Остальные припуски считаем как разность номинальных размеров (Таблица 3).

Таблица 3

№оп.	Номинальный размер	Максимальный размер	Минимальный размер
015 025	18± 0,3 2± 0,1 O 11-0,7 O 8,96-0,03 16± 0,3 9-0,3 12,5-0,2	18,3 2,1 11 8,96 16,3 9 12,5	17,7 1,9 10,3 8,93 15,7 8,7 12,3

2.3.3 Расчет режимов резания

Рассчитаем режим резания для операции автоматная токарно-револьверная (015).

Принятые обозначения:

n - частота вращения;

s - подача;

t - глубина резания;

v - скорость резания.

t = 16 - 14 / 2 = 2/2 = 1 мм.

При обтачивании детали из бронзы при глубине резания до трех мм подача составляет: s = 0,7 мм/об. Уточняем подачу по паспорту станка (s = 0,7 мм/об). Рассчитаем скорость резания:

v = рdn/1000.

Отсюда следует, что:

n = 1000 v / рd = 1000 · 56,8/ 3,14 · 16 = 56800/50,24 = 1130,57

v = Cv / T t s = 150 / 90 · 1 · 0,7 = 150 / 3,3 · 1 · 0,8 = 150 / 2,64 = 56,8

Проведя аналогичный расчет для операции токарно-винторезная (010), получили следующее:

t = 5 мм;

s = 0,25 мм/об;

n = 720 об/мин;

T = 90 мин.

2.4 Анализ технологичности конструкции деталей

Технологичность - это свойство конструкции изделия, обеспечивающее возможность его выпуска с наименьшими затратами времени, труда и материальных средств при сохранении заданных потребительных качеств.

Значение показателя технологичности определяется как комплексное через значения частных показателей в соответствии с ОСТ 107.15.2011-91 по формуле:

где k_i - нормированное значение частного показателя технологичности детали.

Конструкция детали является технологичной, если рассчитанное значение показателя технологичности не меньше его нормативного значения. В противном случае конструкция детали должна быть доработана конструктором.

Для изготовления детали "Втулка 01.019 -1/2" при обработке точением используются: проходной резец, сверло O 8,8 мм, подрезной резец. Эти поверхности обрабатываются с одной установки. Для сверления отверстия O 8,8 мм на глубину 16±0,3 мм необходимо использовать приспособление для сверлильного станка.

Чем меньше трудоемкость и себестоимость изготовления детали, тем более она технологична.

Нормативное значение показателя технологичности детали "Втулка 01.019 -1/2" равно 0,88. Рассчитанный коэффициент технологичности равен 0,904. Следовательно, конструкция детали технологична

Раздел 3.Исследование качества технологического процесса при изготовлении детали "Втулка"

Любой процесс производства строится так, чтобы соблюдать и обеспечивать требуемую величину показателя качества выпускаемой продукции. Однако, качество сырья, инструмента, настройка станков, квалификация операторов и другие важные производственные факторы подвержены значительным случайным колебанием, что вызывает рассеяние показателей качества.

Современное производство имеет одну существенную особенность: периодический контроль по результатам, которого разрабатываются корректирующие воздействия, направленные на стабилизацию технологического процесса с целью профилактики брака. Кроме того, современное производство немыслимо без плановой аттестации продукции. Речь идет о численной оценке различных показателей качества, причем нельзя ограничиваться измерением только одного изделия. Необходимо провести измерения всех изделий партиями и выборку из него.

Простой перечень результатов измерения не дает никакой аналитической информации для принятия решений. Имеются две важнейшие характеристики, которые в жатой форме отражают результаты исследования и помогают установить причинно-следственные связи: одна из них характеризует среднее положение наблюдаемого значения, а другое отклонение единичных значений от среднего. Важнейшими статистическими характеристиками, отражающими среднее положение наблюдаемых значений являются среднее арифметическое, медиана. Если при проведении n измерений получено значения x₁, x₂ , x₃ ,…,x_n, то средняя арифметическая (X) величина равна:

X = 1/n (x₁+ x₂ +x₃ +…+x_n) = 1/n?x_i

Пример. Проведем выборку 20 втулок, измерим наружный диметр, который равен 16_-0,07мм.

Решение.

1. Токарная обработка, при котором наружный диаметр равен 18_-0,01 мм.

d_min=17,99мм, d_max = 18мм.

Результаты измерения представлены в протоколе:

№п/п	1	2	3	4	5	6	7	8	9
диаметр	18,00	18,01	17,99	18,00	17,98	17,97	17,99	18,00	18,02

10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
18,00	17,99	18,01	17,98	18,00	17,99	18,00	18,00	17,99	17,98	18,00

Поострим гистограмму распределения, выбираем 5 интервалов, каждый по 0,05

№ п/п	Середина интервала	Граница интервала	Частота в интервале
1	17,97	17,965 17,975	1
2	17,98	17,975 17,985	3
3	17,99	17,985 17,995	4
4	18,00	17,995 18,005	9
5	18,01	18,005 18,015	3

Находим среднее арифметическое значение: Х = 359,9/20 = 17,99

Теперь требуется выбрать меру рассеяния, чтобы определить, как тесно группируются отдельные значения вокруг средней арифметической. Простейшей мерой рассеяния является размах(R)- это разность между наибольшим и наименьшим значениями ряда наблюдений :

R = 18, 02 - 17, 97 = 0, 05мм

Размах легко определить и он находит широкое применение в технике, контрольных карточках, но это не достаточно надежная характеристика рассеяния. Наиболее надежной мерой рассеяния являются среднее квадратичное отклонение (S)- квадратный корень из среднего из среднего квадрата отклонений значений от их среднего арифметического. Вычисляется путем возведения в квадрат величины каждого отклонения от среднего арифметического, суммирование всех квадратов и извлечение квадратного корня из среднего значения суммы:

S = v1|n ?(x_i-x )² , где

S имеет ту же размерность, и среднее арифметическое;

n- Объем выборки, который равен 20;

i - Порядковый номер детали, I = 1,2…20 деталей;

Х - среднее арифметическое, которое равно 17,99

№ п/п	Размер хi (мм)	Отклонение от среднего арифметического (хi-х)2	Квадрат отклонения (хi-х)2	Расчеты
1	18,00	0,01	0,0001	Сумма квадратов отклонений ?(хi-х)2 =0,09
2	18,01	0,02	0,0004
3	17,99	0	0
4	18,00	0,01	0,0001
5	17,98	-0,01	0,0001
6	17,97	-0,02	0,0004	Среднее арифметическое этой суммы 1/n?(хi-х)2= =0,09/20= 0,0045 Среднее квадратичное отклонение v1/n?(хi-х)2= =v0,0045=0,067
7	17,99	0	0
8	18,00	0,01	0,0001
9	18,02	0,03	0,0009
10	18,00	0,01	0,0001
11	17,99	0	0
12	18,01	0,02	0,0004
13	17,98	-0,01	0,0001
14	18,00	0,01	0,0001
15	17,99	0	0
16	18,00	0,01	0,0001
17	18,00	0,01	0,0001
18	17,99	0	0
19	17,98	-0,01	0,0001
20	18,00	0,01	0,0001

щ = 6S= 6*0,067= 0,402

К_т= щ/у=0,402/0,07= 2,9

К_н=(Х-Д)/ у=17,99-17,995/0.07=0,7

Q= 70% вероятного брака

2.Предварительное шлифование, при котором наружный диаметр равен 17_-0,08

d_min=16,92 мм, d_max=17,00 мм

№п/п	1	2	3	4	5	6	7	8	9
диаметр	17,00	16,99	16,92	16,93	17,00	16,94	17,01	16,98	16,91

10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
16,92	17,00	16,92	16,92	16,99	17,00	17,00	16,98	16,99	17,00	16,93

Х=339,33/20=16,96 мм , R=17,01-16,91=0,1мм

Строим гистограмму распределения, выбираем 5 интервалов, каждый по 0,02.

№ п/п	Середина интервала	Граница интервала	Частота в интервале
1	16,91	16,90 16,92	4
2	16,93	16,92 16,94	3
3	16,95	16,94 16,96	1
4	16,97	16,96 16,98	2
5	16,99	16,98 19,99	3
6	17,01		7

№ п/п	Размер хi (мм)	Отклонение от среднего арифметического (хi-х)2	Квадрат отклонения (хi-х)2	Расчеты
1	17,00	0,04	0,0016	Сумма квадратов отклонений ?(хi-х)2 =0,0267
2	16,99	0,03	0,0009
3	16,92	-0,04	0,0016
4	16,93	-0,03	0,0009
5	17,00	0,04	0,0016
6	16,94	-0,02	0,0004	Среднее арифметическое этой суммы 1/n?(хi-х)2= =0,0267/20= 0,0013 Среднее квадратичное отклонение v1/n?(хi-х)2= =v0,0013=0,036
7	17,01	0,05	0,0025
8	16,98	0,02	0,0004
9	16,91	-0,05	0,0025
10	16,92	-0,04	0,0016
11	17,00	0,04	0,0016
12	16,92	-0,04	0,0016
13	16,92	-0,04	0,0016
14	16,99	0,03	0,0009
15	17,00	0,04	0,0016
16	17,00	0,04	0,0016
17	16,98	0,02	0,0004
18	16,99	0,03	0,0009
19	17,00	0,04	0,0016
20	16,93	-0,03	0,0009

щ = 6S= 6*0,036= 0,216

К_т= щ/у=0,216/0,08= 2,7

К_н=(Х-Д)/ у=1,96-16,96/0.08=0

Q= 27% вероятного брака

3. Окончательное шлифование, при котором наружный диаметр равен 16_-0,07.

d_min=15,93мм, d_max=16мм



№п/п	1	2	3	4	5	6	7	8	9
диаметр	16,00	15,92	15,85	15,99	15,92	15,94	15,91	16,00	15,80

10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
15,96	16,00	15,93	15,93	15,89	15,90	15,94	15,93	16,00	16,00	15,93

Х=318,69/20=15,93 мм, R=16-15,8=0,2 мм

Построим гистограмму распределения, выбираем 4 интервала, каждый по 0,05.

№ п/п	Середина интервала	Граница интервала	Частота в интервале
1	15,80	15,775 15,825	1
2	15,82	15,825 15,875	1
3	15,90	15,875 15,925	4
4	15,95	15,925 15,975	8
5		6

№ п/п	Размер хi (мм)	Отклонение от среднего арифметического (хi-х)2	Квадрат отклонения (хi-х)2	Расчеты
1	16,00	0,07	0,0049	Сумма квадратов отклонений ?(хi-х)2 =0,0559
2	15,92	-0,01	0,0001
3	15,85	-0,08	0,0064
4	15,99	0,06	0,0036
5	15,95	0,02	0,0004
6	15,94	0,01	0,0001	Среднее арифметическое этой суммы 1/n?(хi-х)2= =0,0559/20= 0,002795 Среднее квадратичное отклонение v1/n?(хi-х)2= =v0,002759=0,053
7	15,91	-0,02	0,0004
8	16,00	0,07	0,0049
9	15,80	-0,13	0,0169
10	15,96	0,03	0,0009
11	16,00	0,07	0,0049
12	15,93	0	0
13	15,93	0	0
14	15,89	-0,04	0,0016
15	15,90	-0,03	0,0009
16	15,94	0,01	0,0001
17	15,93	0	0
18	16,00	0,07	0,0049
19	16,00	0,07	0,0049
20	15,93	0	0

щ = 6S= 6*0,053= 0,318

К_т= щ/у=0,318/0,07= 2,5

К_н=(Х-Д)/ у=115,93-15,965/0.07=0,5

Q= 51% вероятного брака

Заключение

В данной курсовой работе рассмотрено много вопросов, касающихся непосредственно самой детали "Втулка 01.019 - 1 /2".

Раскрыты такие вопросы как анализ конструкции, технологична ли она, материал, выбор заготовки и методы ее обработки, формирование маршрута изготовления детали. Использование типового технологического процесса облегчает проектирование, конструирование детали, ее изготовление и контроль.

Анализ рассчитанных статистических характеристик, графиков и существующей системы контроля позволили сделать следующие выводы:

1.Некоторые операции (токарная обработка (Q=87%), предварительное (Q=55%) и окончательное (Q=37%) шлифование) не полностью удовлетворяют требованиям точности, но в целом точность технологического процесса обработки втулки ниже требуемой.

2.Основной метод обеспечения качества - контроль после обработки, что не обеспечивает своевременной корректировки технологического процесса.

3.Отсутсвует дифференцированный поход к назначению допусков и методике контроля различных параметров, не принимается во внимание существующие корреляционные связи и возможности оборудования.

С целью устранения отмеченных выше недостатков и выявления резервов повышения качества продукции проводят анализ точности технологического оборудования.

Список использованной литературы

1. Д.С.Савровский. Обоснование варианта технологического процесса // М.: "МИРЭА", 1980 г.

2. В.В. Павловский, В.И. Васильев, Гутман Т.Н.. Проектирование технологических процессов изготовления деталей и машин // М.: Машиностроение, 1982 г.

3. Д.С.Савров. Проектирование технологических процессов // М.: "МИРЭА", 1977 г.

4. Д.С. Савров, Головня Д.Г. Конструкционные материалы и их обработка // М.:Высшая школа, 1976 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 с англ.-// Н.Новгород: АО НИЦ КД, СМС "Приоритет", 1999 г.

7. В.Н. Спицнадель. Системы качества (в соответствии с международными стандартами ISO семейства 9000) // Учебное пособие. - СПб.: издательский дом "Бизнес-пресса", 2000 г.

Размещено на Allbest.ru