170

Глава 10 контрольно-измерительные приспособления как средство управления качеством продукции

Стремись измерять все.

Делай неизмеримое

измеримым.

Г.Галилей

10.1 Общие положения

Существующая учебная литература по проектированию приспособлений либо вообще не рассматривает вопросы конструирования контрольно-измерительных приспособлений, либо рассматривает поверхностно. И это нетрудно понять, потому что проблема управления качеством является одной из самых наукоемких, требует интеграции многих отраслей знаний, постоянной подпитки новыми достижениями науки. Отсутствие современной идеологии проектирования измерительной оснастки во многом объясняется низкая метрологическая культура производства, нехватка квалифицированных кадров разработчиков оснастки. Сегодня трудно найти более актуальную и более сложную проблему, чем повышение качества продукции, ее конкурентоспособности. И путь к этому только один- повышение квалификации персонала, повышение фондовооруженности контрольно-измерительных операций.

К сожалению, приходится констатировать тот факт, что уже давно по проектированию контрольно-измерительной оснастки для студентов вузов не издавалось никакой литературы. Последними изданиями были такие книги: Гиппа Б.А. Контрольные приспособления (1960г.) и Иванова А.Г. Измерительные приборы в машиностроении (1964г.); Левинсона Е.М. Контрольно-измерительные приспособления в машиностроении (1953г.). Будучи фундаментальными и передовыми трудами в свое время, они сейчас, конечно, устарели.

Культура и уровень точности машиностроительного производства определяются прежде всего точностью и насыщенностью производства современными КИП. Экономию на приобретении и изготовлении современных КИП следует считать сомнительной, поскольку она в конце концов приводит к скрытому перерасходу ресурсов. Для примера можно рассмотреть случай, когда сложная корпусная деталь изготавливается не на станке с ЧПУ, а контролируется на плите с помощью различных приспособлений и ручных измерительных инструментов. Трудоемкость изготовления детали составляет 2-3 часа без вмешательства оператора, а ее полный контроль на плите занимает 19-20 часов у квалифицированного контролера. Здесь наблюдается морально-техническое несоответствие элементов целостной технологической системы- оборудования и КИП. Использование на контрольной операции координатно-измерительной машины (КИМ) в сочетании со средствами вычислительной техники позволяет приблизительно в 10 раз быстрее осуществить полный контроль с составлением протокола измерений.

С возрастанием сложности изделий растет число контролируемых параметров. Так, у самолета ИЛ-62 насчитывается 50 млн. контролируемых параметров, а у ИЛ-86 еще больше.

Увеличение надежности сложных систем объективно повышает требования к качеству, ужесточению контроля, повышению трудоемкости контрольных операций. Например, трудоемкость изготовления компьютера в одной из фирм Италии составляет 48 часов, из них 30- трудоемкость контрольных операций. При этом 40% операций автоматизировано.

Итак, мы приходим к выводу, что точность есть категория экономическая, нравственная и интеллектуальная, поскольку является воплощением девиза: меньше ресурсов, больше ума и совести. Подтверждением тенденции возрастания точности (снижения погрешности) изготовления машиностроительной продукции является диаграмма, приведенная на рис.10.1.

Рисунок 10.1 –Диаграмма снижения средней погрешности изготовления.

Диаграмма свидетельствует об объективном законе, присущем техническому прогрессу: экономия всех видов ресурсов обуславливается повышением точности изготовления.

Степень насыщенности производства КИП (коэффициент оснащенности) определяется по формуле

,

где К_к- число параметров, контролируемых с помощью КИП;

К_о- общее число параметров, подлежащих контролю с помощью КИП.

Максимальный уровень оснащенности достигается при К_КИП=1. К_КИП определяет уровень метрологического обеспечения и влияет на технико-экономические показатели производства (рис.10.2; рис.10.3).

Рисунок 10.2 –Диаграмма зависимости трудоемкости контроля (а) и потерь, связанных с браком (б) от коэффициента оснащенности КИП.

Рисунок 10.3 –Связь удельной стоимости КИП и точности контролируемых параметров.

Под качеством продукции мы будем понимать совокупность свойств продукции, обуславливающих ее пригодность удовлетворять определенным потребностям в соответствии с ее назначением. В более узком смысле слова интерпретировать качество можно как способность изделия соответствовать требованиям, установленным в технических условиях, стандартах и конструкторской документации. Качество- исключительно сложное, многофакторное явление, составляющими которого являются точность, надежность, экономичность, эстетичность, прочность.

В машиностроении показатели качества изделий весьма тесно связаны с точностью обработки деталей машин. Точность обработки, или технологическая точность, оценивается степенью соответствия поля рассеивания реальных отклонений изделий заданному допуску. Под параметрами точности мы будем понимать линейные и угловые размеры, отклонения расположения и формы, степени шероховатости, волнистости.

Согласно ГОСТ 16504-74 техническим контролем называется проверка соответствия продукции (или процесса), от которого зависит ее качество, установленным техническим требованиям. Технический контроль является необходимой частью технологии машиностроения и важнейшим элементом управления качеством. Главной целью технического контроля является выявление различных дефектов и предотвращение появление брака. Новая идеология воздействия на качество предусматривает переход от проверки качества к управлению качеством на всех этапах производства.

Технология контроля дополняет технологический процесс обработки и сборки элементами измерения и технического анализа, которые необходимы как источник информации о качестве продукции в ходе ее изготовления. Операции контроля входят в процесс производства как его неотъемлемая часть, поставляющая информацию, необходимую для управления производством.

Таким образом, специфической функцией КИП является обеспечение персонала достоверной и объективной информацией, необходимой для принятия решений по управлению технологическим процессом. Другими словами, КИП выполняет функцию обратной связи, без которой невозможно управление процессами обработки. Образно говоря, КИП- это глаза рабочего и технолога, благодаря которым становится видными и понятными процессы, происходящие на микроуровне. Технологу, вооруженному КИП, легко поставить правильный диагноз недомогания технологического процесса и применить меры по его устранению.

Комплекс мероприятий для обеспечения, единства и требуемой точности выполняемых измерений мы будем называть метрологическим обеспечением. Научной основой метрологического обеспечения является метрология- наука об измерениях, методах и средствах обеспечения, их единстве и достижении требуемой точности.