Основные положения. Контроль точности технологических систем следует производить по альтернативному или количественному признаку

Контроль точности технологических систем следует производить по альтернативному или количественному признаку.

При контроле по альтернативному признаку проверяют соответствие параметров технологического процесса и средств технологического оснащения требованиям, установленным в научно-технической документации. Этот контроль необходимо осуществлять в соответствии с ГОСТ 27.203 – 83 в следующих случаях:

- при разработке технологических процессов на этапе технологической подготовки производства;

- при управлении технологическими процессами.

Контроль точности технологических систем по количественному признаку производится в случаях, когда выполняются:

- разработка технологических процессов на этапе технологической подготовки производства;

- выбор методов и планов статистического регулирования технологических процессов (операций);

- замена, модернизация или ремонт средств технологического оснащения;

- совершенствование технологических систем в части повышения их надежности и качества изготовления изделий.

Для оценки надежности технологических систем по параметрам точности следует использовать расчетные, опытно-статистические методы, а также метод квалитетов по ГОСТ 27.202 – 83.

Области их использования приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Области использования методов оценки надежности технологических систем

Область применения	Вид оценки
Количественная	Альтернативная
Технологическая подготовка производства	Расчетные методы	Метод квалитетов
Изготовление продукции	Опытно-статистические методы

Расчетные методы основанына использовании

– математических моделей изменения параметров качества изготавливаемых изделий или параметров технологического процесса с учетом физики отказов и имеющихся априорных данных о свойствах технологических систем данного класса;

– данных о закономерностях изменения во времени факторов (износ инструмента, температурные и упругие деформации и т.д.), влияющих на один или одновременно на несколько параметров качества изделий.

На практике применяются следующие расчетные методы:

1 – случайных функций, заключающийся в расчете характеристик изменения математического ожидания и дисперсии;

2 – элементарных погрешностей, основанный на расчете суммарной погрешности контролируемого параметра, исходя из известных значений элементарных погрешностей (погрешности установки детали в приспособлении, геометрической неточности, настройки станков, тепловых деформаций и т.д.).

Суммарная погрешность в этом случае равна

где К – коэффициент риска; l₁, l₂, …, l _n – коэффициенты, учитывающие закон распределения элементарных погрешностей при равновероятном их выходе за обе границы поля допуска; ∆ ₁, ∆ ₂, …, ∆ _n – предельные значения элементарных погрешностей.

При нормальном распределении элементарных погрешностей и равновероятном их выходе за обе границы поля допуска вероятность получения брака равна

%,

где Ф (К) – функция; К – коэффициент, значение которого может быть определено по таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Значения коэффициента К

Р, %	32, 00	10, 00	4, 50	1, 00	0, 27	0, 10	0, 01
К	1, 00	1, 65	2, 00	2, 57	3, 00	3, 29	3, 89

В технологических расчетах чаще всего принимается Р = 0, 27 % и К = 3, 00. Коэффициенты l₁, l₂, …, l _n рассчитывают по ГОСТ 19415 – 75 при фактических данных о законе распределения элементарных погрешностей. При нормальном законе распределения коэффициенты l₁, l₂, …, l _n равны 0, 111.

Для обеспечения надежности технологических операций по точности необходимо, чтобы

где Т – допуск на контролируемый параметр.

Метод квалитетов основан на сравнении требуемых значений параметров технологической системы с их предельными возможными значениями, установленными в справочной и нормативно-технической документации в зависимости от квалитетов точности применяемых средств технологического оснащения и предметов производства.

Пример 1. Оценить точность токарной операции методом квалитетов. Исходные данные: операция выполняется на многошпиндельном прутковом горизонтальном автомате класса Н; заготовка – пруток из автоматной cтали Æ 30 мм; ∆ _и – максимально возможное смещение режущей кромки резца, равное 12 мкм (износ, тепловые деформации и т.п.). Допуск на обработку Æ 28 h 10 равен 84 мкм.

По ГОСТ 8831 – 79 находим, что допуск на диаметр обрабатываемой заготовки в поперечном сечении равен 80 мкм.

где ∆ _обр – допуск на диаметр образца-изделия.

 

Получаем

dS мкм.

Сравнивая величину d_S с допуском на обработку контролируемого параметра Æ 28 h 10, делаем вывод о том, что точность рассматриваемой операции следует считать неудовлетворительной.

Опытно-статистические методы основаны на использовании данных измерений параметров качества изделий, полученных в результате специального выборочного обследования и испытаний технологической системы и ее элементов. Они основаны на расчете среднего арифметического значения` Х и среднего квадратичного отклонения σ, а также их доверительных интервалов с последующим определением критериев согласия Пирсона χ ², определяющих достоверность выбранного закона распределения.

При контроле по количественному признаку определяют показатели точности технологических систем.

1. Коэффициент точности (по контролируемому параметру)

,

где w – поле рассеяния или разность максимального и минимального значений контролируемого параметра за установленную наработку технологической системы, определяемое с доверительной вероятностью g по формуле

где – коэффициент, зависящий от закона распределения контролируемого параметра и величины g (коэффициент риска). При g = 0, 9973 (нормальный закон) w = 6× σ; σ – среднее квадратичное отклонение контролируемого параметра; Т – допуск на контролируемый параметр.

,

где К_т.о – нормативное (предельное), технически обоснованное значение.

2. Коэффициент мгновенного рассеяния

,

где w(t) – поле рассеяния контролируемого параметра в момент времени t (относится к мгновенной выборке).

3. Коэффициент смещения контролируемого параметра

где – среднее значение отклонения контролируемого параметра относительно середины поля допуска в момент времени t.

где – среднее значение контролируемого параметра; x ₀ – значение параметра, соответствующее середине поля допуска (при симметричном поле допуска x ₀ совпадает с номинальным значением x_ном).

4. Коэффициент запаса точности

Величина K_з (t) должна быть больше нуля.

Пример 2. Определить коэффициент запаса точности K_з (t) при следующих исходных данных: контролируемый размер 40±0, 1мм; Т = 0, 2 мм; w(t) = 0, 12 мм; = 40, 05 мм.

Порядок определения K_з (t) следующий:

мм;

Так как величина K_з (t) < 0, то в данном случае отсутствует запас точности по контролируемому параметру.