Разработка, статистическое регулирование, исследование точности и стабильности технологического процесса при механообработке изделий (стр. 4 из 5)

Раздел 3. Расчет показателей качества технологического процесса изготовления оси и точности производственного оборудования

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.

Качество изготавливаемых изделий зависит от четкого соблюдения требований при выполнении каждой технологической операции, поэтому обеспечение качества в процессе производства требует, прежде всего, контроля технологического процесса и производственного оборудования с целью определения его пригодности к выполнению отдельных операций, соблюдением предельных допусков и стандартных норм. При этом обычно определяют соотношение между полем рассеяния интересующего показателя качества (погрешности формы, размеров, взаимного расположения, твердости) и допуска на данный показатель по технологической норме на исследуемую операцию.

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.

Задача оценки качества технологического процесса и производственного оборудования заключается в том, чтобы в случае недостаточной точности исследуемых операций выявить причины имеющихся погрешностей и принять меры по ликвидации наиболее значительных погрешностей обработки.

Моей задачей будет рассчитать важнейшие показатели качества технологического процесса обработки оси и точность производственного оборудования.

Анализ качества технологического процесса обработки и точности производственного оборудования необходимо проводить на нескольких самых значимых операциях, входящих в технологический процесс обработки оси. В моем случае это токарная обработка, предварительное и окончательное шлифование.

Задача. Дана выборка из 20 осей, для которых контролировался наружный диаметр. Причем наружный диаметр контролировался на всех трех ключевых операциях, обеспечивающих точность детали (токарная обработка, предварительное и окончательное шлифование).

1.Токарная обработка

Контролируется ось Ø 27^+0,08. Находим верхний и нижний пределы поля допуска.

d_min=27 мм, d_max = 27,08 мм

Результаты измерений представлены в таблице.

№ п/п	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Диаметр	27	27,02	27,08	27,06	27,08	27,04	27,02	27	27,08	27,06

11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
27,06	27	27,04	27,02	27,02	27,04	27,08	27,04	27	27,02

Находим среднее арифметическое данной выборки по формуле:

, где

х_i – номер детали в выборке, n – объем выборки

мм

Далее выбираем меру рассеяния, чтобы определить, как тесно группируются отдельные значения вокруг среднего арифметического. Простейшей мерой рассеяния является размах(R) - это разность между наибольшим и наименьшим значениями ряда наблюдений.

R = 27,08 – 27 = 0,08 мм

Затем строим гистограмму, представляющую собой метод представления данных, сгруппированных по частоте попадания в определенный (заранее установленный) интервал. При крайней простоте построения гистограмма дает много аналитической информации о разбросе качества средних значений различных параметров, точности и стабильности протекания технологического процесса, точности работы станков и оборудования. Далее разбиваем диапазон распределения наружного диаметра оси на равные интервалы.

Исходя из полученного значения размаха, выбираем 4 интервала по 0,02мм каждый, строим таблицу.

№ п/п	Середина интервала	Граница интервала	Частота в интервале
1	27	26,99 27,01	4
2	27,02	27,01 27,03	4
3	27,04	27,03 27,05	4
4	27,06	27,05 27,07	3
5	27,08		4

Строим гистограмму распределения значений.

Рис.9 Гистограмма распределения значений наружного диаметра оси

Результаты проделанных расчетов вносим в таблицу.

№ п/п	Размер хi (мм)	Отклонение от среднего арифметического, (хi-х)2	Квадрат отклонения, (хi-х)2	Расчеты
1	27	-0,03	0,0009	Сумма квадратов отклонений ∑(хi-х)2 =0,0267 Среднее арифметическое этой суммы Среднее квадратическое отклонение
2	27,02	-0,01	0,0001
3	27,08	0,05	0,0025
4	27,06	0,03	0,0009
5	27,08	0,05	0,0025
6	27,04	0,01	0,0001
7	27,02	-0,01	0,0001
8	27	-0,03	0,0009
9	27,08	0,05	0,0025
10	27,06	0,03	0,0009
11	27,06	0,03	0,0009
12	27	-0,03	0,0009
13	27,04	0,01	0,0001
14	27,02	-0,01	0,0001
15	27,02	-0,01	0,0001
16	27,04	0,01	0,0001
17	27,08	0,05	0,0025
18	27,04	0,01	0,0001
19	27	-0,03	0,0009
20	27,02	-0,01	0,0001

Исходя из полученных результатов, рассчитываем суммарное поле рассеяния (ω), коэффициенты точности обработки (К_т) и точности настройки (К_н).

, где

k – коэффициент, определяемый законом распределения (k = 6 для нормального закона).

где

ω – суммарное поле рассеяния.

где

∆ - координата середины поля допуска

Исходя из полученных коэффициентов, находим суммарный процент вероятного брака Q.

Q ≈ 27 %

2. Предварительное шлифование

Контролируется ось Ø

.Находим верхний и нижний пределы поля допуска.

d_min=26,02 мм, d_max = 26,06 мм

Результаты измерений представлены в таблице.

№ п/п	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Диаметр	26,02	26,06	26,04	26,05	26,03	26	26,06	26,04	26,02	26,05

11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
26,03	26,04	26,03	26,02	26,04	26,06	26,03	26,05	26,06	26,01

Находим среднее арифметическое данной выборки (х):

мм

Находим размах (R):

R = 26,06 – 26 = 0,06 мм

Затем строим гистограмму, представляющую собой метод представления данных, сгруппированных по частоте попадания в определенный (заранее установленный) интервал. Далее разбиваем диапазон распределения наружного диаметра оси на равные интервалы.

Исходя из полученного значения размаха, выбираем 6 интервалов по 0,01мм каждый, строим таблицу.

№ п/п	Середина интервала	Граница интервала	Частота в интервале
1	26	25,995 26,005	1
2	26,01	26,005 26,015	1
3	26,02	26,015 26,025	3
4	26,03	26,025 26,035	4
5	26,04	26,035 26,045	4
6	26,05	26,045 26,055	3
7	26,06		4

Строим гистограмму распределения значений.

Рис.10 Гистограмма распределения значений наружного диаметра оси