Статья посвящена вопросам определения качества технологий. Рассматривается наиболее эффективное направление, определение качества ТП на стадии проектирования и конструирования. В статье производится расчет комплексного показателя качества сырья и материалов, технологической и штамповой оснастки, технологического и организационного сопровождения.
определение качества технологий, качество сырья и материалов, качество «определяющей» детали, качество технологической оснастки
С точки зрения требований методов управления качеством качество технологических процессов в машиностроении (далее ТП) можно определять по модели:
, (1)
где QТП. – комплексный показатель качества технологий;
Qмат. – комплексный показатель качества сырья и материалов;
Qосн. – комплексный показатель качества технологической оснастки;
Qпр. − комплексный показатель качества технологического и организационного сопровождения;
βмат, βосн, βТП. – нормированные коэффициенты соответствующих показателей качества.
βк + βосн + βТП =1,0 (2).
Расчет качества ТП по описанной модели проводят после разработки всей документации, относящейся к конкретному ТП. Цель таких предварительных расчетов заключается в снижении количества корректировок КД и ТД, необходимость которых возникает по результатам испытаний готовой продукции. Поэтому предварительное определение качества ТП на стадии проектирования и конструирования может способствовать сокращению количества корректировок КД и ТД, что, в свою очередь, значительно снизит себестоимость изготовления технических изделий.
Определение комплексного показателя качества сырья и материалов
Комплексный показатель качества сырья и материалов, используемых в технологических процессах, должен определяться в исследовательских лабораториях предприятия по модели, описанной ниже.
Единичные показатели качества сырья и материалов определяют путем сравнения фактических показателей качества, полученных на стадии входного контроля сырья и материалов с показателями, указанными в нормативной документации на сырье и материалы (ГОСТ, ОСТ, ТУ и пр.).
Комплексный показатель качества сырья и материалов определяют по формуле:
(3)
где 
− комплексный показатель качества сырья и материалов, используемых в ТП;
n – количество видов сырья и материалов, используемых в ТП;
– нормированные коэффициенты весомостей i-х видов сырья и материалов, 
;
− фактические показатели качества i-х видов сырья и материалов.
Фактический показатель качества i-го вида сырья и материалов определяют по формуле:
, (4)
где 100% − нормативное значение показателя качества, выраженное в %,
− % отклонение фактического значения параметра от нормативного, которое определяют по формуле:
, (5)
где 
− нормативное значение показателя качества,
– фактическое значение показателя качества, в пределах установленного допуска.
При соответствии фактических показателей качества нормативным в пределах допуска т.е. при 
считают, что качество проверенных сырья и материалов, используемых в ТП, равно 100% или единице (qмат.ф=1.0).
При несоответствии фактических показателей нормативным, сырье и материалы бракуются.
Комплексный показатель качества технологической оснастки
В качестве примера технологической оснастки на рис. приведена конструкция штампа для листовой штамповки полусфер, являющихся заготовками для изготовления ёмкостей различного типа.
Принципиальная схема конструкции штамповой оснастки для штамповки полусфер. А – конструкция штамповой оснастки для формования полусфер, Б – вид заготовки для штампования, В – вид готовой продукции (полусферы для изготовления емкостей) 1– пуансон, 2 – верхняя крышка штампа, 3 – заготовка, 4 – съемные вкладыши (4 шт.), 5 – корпус штампа, 6 – основание штампа, 7 – струбцины для скрепления частей штамповой оснастки (8 шт.)
Мероприятия по определению качества штамповой оснастки
Как показывает производственный опыт, качество штамповой оснастки на 80% зависит от свойств и параметров деталей «вкладыш», поэтому эта деталь в конструкции штамповой оснастки является определяющей. Весомость определяющей детали относительно остальных деталей штампа βопр.=0.8, на остальные детали штампа приходится суммарная весомость
βопр.= 0.2.
Расчет качества «определяющей» детали
В табл. 1 представлен перечень параметров определяющей детали, из которых складывается обобщенное качество детали. Эти параметры указаны в классификаторе ОК 021-95 в разделе деталей, обрабатываемых резанием, таблицы классификатора 4.2-4.8. Коды классификатора трансформированы в вероятностные категории, которые соответствуют иерархии однозначных кодов классификатора ОК 021-95. Коды в вероятностных категориях безразмерные, т.е. представляют собой коэффициенты, отражающие иерархию значений параметров в соответствии с иерархией кодов классификатора ОК 021-95 [1].
Таблица 1
Перечень параметров, участвующих в расчетах качества детали вкладыш
|
Наименование параметров, в соответствии с ОК 021-95 (раздел обработка резанием таблицы 4.2-4.8) |
Определение номера кода параметра в таблицах ОК 021-95 |
Преобразование кодов ОК 021-95 в коэффициенты, отражающие иерархию значений параметров в вероятностных категориях |
||
|
11 |
|
Вид исходной заготовки |
(табл. 4.2 ОК 021-95) |
номер кода параметра детали по классификатору ОК 021-95 -2 |
|
22 |
|
Средняя точность детали (коэффициент точности) |
(табл. 4.3 ОК 021-95) |
номер последнего кода в иерархии данного параметра по классификатору ОК 021-95 -3 |
|
33 |
|
Средняя шероховатость (коэффициент шероховатости) |
(табл. 4.4 ОК 021-95) |
|
|
44 |
|
Термическая обработка |
(табл. 4.6 ОК 021-95) |
|
|
55 |
qхм |
Характеристика массы |
(табл. 4.8 ОК 021-95) |
|
Параметры, приведенные в табл. 1, определяют из чертежа детали, а классификатор ОК 021-95 устанавливает иерархию этих параметров для общей оценки качества деталей.
После представления кодов ОК 021-95 в виде вероятностных коэффициентов, обобщенное качество детали определяют по формуле среднего геометрического
= (6),
где qд.5 – ожидаемое (вероятностное) качество детали, полученное по 5 параметрам, указанным в ОК 021-95;
qi – коды признаков по ОК 021-95, выраженные в вероятностных коэффициентах.
Расчет качества штамповой оснастки
Качество штамповой оснастки рассчитывают по формуле:
(7),
где – ожидаемая (проектная) долговечность изделия, п – количество деталей в изделии, βi – весомости деталей в составе изделия.
Расчет уровня качества штамповой оснастки
Уровень качества штамповой оснастки – сравнение значений показателей качества штамповой оснастки с базовым значением качества изделий в машиностроении РФ, равным Qбаз = 0.96:
(8),
где Уоц.– уровень качества штамповой оснастки;
Qоц.– качество оцениваемой штамповой оснастки;
Qбаз = 0.96 – среднее качество базовых изделий в машиностроении РФ.
По результатам расчета уровня качества штамповой оснастки формулируют предложения по повышению качества штамповой оснастки.
Назначение управляющих конструкторско-технологических решений для повышения качества штамповой оснастки.
Предложения по улучшению качества оцениваемых изделий могут быть следующие:
- если уровень качества оцениваемой штамповой оснастки составляет 40…50% от качества базовой, то качество штамповой оснастки считается не приемлемым, и это изделие возвращается на переработку;
- если уровень качества оцениваемой оснастки составляет 51…70% от качества базовой, то требуется пересмотр конструкции некоторых деталей изделия на основе последних достижений в данной области техники;
- если уровень качества оцениваемой оснастки составляет 71…85% от качества базовой, то требуется корректировка технологических процессов изготовления некоторых деталей;
- если уровень качества оцениваемой оснастки составляет 86…95% от качества базовой, то это означает, что функциональность оцениваемого изделия не соответствует базовому, поэтому требуется повысить долговечность изделия;
- если уровень качества оцениваемой оснастки составляет 96…100% от качества базовой, то корректировка не требуется, так как считается, что оцениваемое изделие соответствует по качеству базовой.
Определение комплексного показателя качества технологического и организационного сопровождения
Комплексный показатель качества технологических и организационных операций определяют по формуле:
(9),
где QТ – усредненный показатель качества технологического сопровождения технологий;
Qпр. – усредненный показатель качества производственно-организационного сопровождения технологий;
– нормированные коэффициенты технологического и организационного сопровождения соответственно.
Описание единичных показателей технологического и организационного сопровождения ТП и методов их расчета
Известно, что конечное качество готовой продукции зависит не только от качества технологической оснастки, но и от точного соблюдения режимов ТП, качества заготовок и квалификации обслуживающего персонала. Если достижение требуемого качества заготовок и качества обслуживающего персонала не вызывает больших затруднений, то обеспечение качества технологической оснастки и точного соблюдения режимов ТП невозможно без специального информационно-технического сопровождения этой технологии.
Далее представлен перечень единичных показателей технологического сопровождения технологий и метод определения их фактических значений.
Перечень и описание единичных показателей технологического сопровождения технологий и метод определения их уровней качества.
Т1 – полнота обеспечения технологической оснастки (наличие инструмента и вспомогательных материалов), предусмотренных ТП;
Т2 – объем входного контроля;
Т3 – состояние комплектности средств измерений;
Т4 – соответствие состояния оборудования эксплуатационным документам;
Т5 – степень выполнимости требований техники безопасности и производственной санитарии;
Т6 – соответствие условий хранения и выдачи в работу материалов, деталей, сборочных единиц, комплектующих изделий, требованиям нормативно-технической документации;
Т7 – сохранность изделий (без повреждений-царапин, забоин и т.д.);
Т8 – выполнение транспортно-складских операций;
Т9 – правильность выполнения размеров, указанных на планировке расположения оборудования;
Т10 – соответствие мероприятий по консервации и упаковке готовой продукции требованиям НТД.
Фактические значения единичных показателей определяют как уровень качества относительно нормативных значений:
Тi= Ti.ТИ.ф : Ti.н,
Ti.ТИ.ф – фактические значения i-х единичных показателей;
Ti.н – нормативные значения i-х единичных показателей.
Фактический показатель качества технологического сопровождения технологии определяют по формуле:
=
(10),
где 10 – количество единичных показателей качества технологического сопровождения;
Т1…Т10 – значения фактических единичных показателей оцениваемого технологического сопровождения.
Ниже представлен перечень единичных показателей организационного сопровождения технологии и метод их расчета. Перечень и описание единичных показателей производственно-организационного сопровождения технологий и метод определения их уровней качества:
П1 − полнота обеспечения технологической оснастки, инструмента и вспомогательных материалов, предусмотренных технологическим процессом;
П2 – объем входного контроля;
П3 – состояние комплектности средств измерений;
П4 – соответствие состояния оборудования эксплуатационным документам;
П5 − степень выполнимости требований техники безопасности и производственной санитарии;
П6 − соответствие условий хранения и выдачи в работу материалов, деталей, сборочных единиц, комплектующих изделий, требованиям нормативно-технической документации;
П7 − сохранность изделий (без повреждений-царапин, забоин и т.д.);
П8 −выполнение транспортно-складских операций;
П9 − правильность выполнения размеров, указанных на планировке расположения оборудования;
П10 − соответствие мероприятий по консервации и упаковке готовой продукции требованиям НТД.
Фактические значения единичных показателей определяют как уровень качества относительно нормативных значений:
Пi= Пi.ТИ.ф : Пi.н,
Пi.ТИ.ф – фактические значения i-х единичных показателей;
Пi.н – нормативные значения i-х единичных показателей.
Усредненный показатель качества оцениваемого производственно-организационного сопровождения технологии определяют по формуле:
=
, (11),
где 10 – количество единичных показателей качества организационного сопровождения технологии;
П1…П10 – единичные показатели оцениваемого организационного сопровождения технологии.
Определение мероприятий по совершенствованию технологического и организационного сопровождения технологий.
Уровень качества ТП определяют по формуле:
(12),
где 
– фактическое качество оцениваемого ТП;
=0,96 – базовое значение ТП.
По результатам определения уровня качества ТП может быть принято одно решение из трех возможных:
- если уровень качества фактических показателей ТП составляет 50% и ниже от качества базовых значений, то такие показатели ТП считают неприемлемыми, и весь ТП подлежат переработке;
- если уровень качества фактических показателей ТП составляет 51…94% от базовых показателей, то выявляют некоторые единичные показатели ТП, несоответствующие нормативным, которые затем подлежат корректировке до достижения базовых показателей;
- если уровень качества фактических показателей ТП составляет 95…100% от базовых показателей, то фактический показатель ТП соответствуют базовому уровню.
Выводы
- Описаны единичные показатели качества, имеющие непосредственное отношение к качеству технологических процессов машиностроительной отрасли, на стадии проектирования и составления технической документации.
- Описаны комплексные показатели качества, на основе которых определяют обобщенный показатель качества оцениваемого технологического процесса.
- Сформулированы особенности оценки соответствия технологических процессов и связанных с ними обязательных требований:
- наличие документов по стандартизации технологических процессов, регламентирующих порядок проведения работ по оценке соответствия ТП и связанных с ним процессов установленным требованиям;
- обеспечение единства измерений и достоверности результатов испытаний при оценке соответствия ТП, определяемых законодательством Российской Федерации в области обеспечения единства измерений;
- обязательное наличие систем менеджмента качества на предприятии, а также обязательность оценки их соответствия требованиям внедрения, результативности и другим требованиям нормативной документации;
- наличие аккредитации у организаций, выполняющих работы по оценке и подтверждению соответствия ТП и связанных с ним процессов.
1. ОК 021-95 - Общероссийский классификатор деталей машиностроения и приборостроения. Москва, Из-во стандартов, 1995. − 250 с.
2. ГОСТ 2.102-2013 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Виды и комплектность конструкторских документов. Москва: Стандартинформ, 2014, 15 с.
3. Технологичность конструкции изделия: Справочник/ Ю.Д. Амиров, Т.К. Алферова, П.Н. Волков и др. Под общ.ред. Ю.Д. Амирова.− Москва: Машиностроение. 1990. − 768 с.
4. Справочник технолога машиностроителя: в 2 т. Т1/под ред. А.М. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова. 5-е изд., переб. И доп. − Москва: Машиностроение-1 2001, 912 с.
