Контроль качества продукции

Введение

 

В настоящее время в промышленности показатель качества играет ведущую  роль в управлении производства продукции  и ее последующего движения. Под контролем качества понимается проверка соответствия количественных или качественных характеристик продукции или процесса, от которого зависит качество продукции, установленным техническим требованиям. Контроль качества продукции является составной частью производственного процесса и направлен на проверку надежности в процессе ее изготовления, потребления или эксплуатации.

Особым видом контроля являются испытания готовой продукции. В  зависимости от целей существуют следующие основные виды испытаний:

- предварительные испытания –  испытания опытных образцов для  определения возможности приемочных  испытаний; 
       - приемочные испытания – испытания опытных образцов для определения возможности их постановки на производство; 
   - приемо-сдаточные испытания – испытания каждого изделия для определения возможности его поставки заказчику;  
      - периодические испытания – испытания, которые проводят 1 раз в 3-5 лет для проверки стабильности технологии производства; 
   - типовые испытания – испытания серийных изделий после внесения существенных изменений в конструкцию или технологию.

В рыночных условиях хозяйствования существенно возрастает роль служб контроля качества продукции предприятий в обеспечении профилактики брака в производстве, усиливается их ответственность за достоверность и объективность результатов осуществляемых проверок, недопущение поставки потребителям продукции низкого качества.

Качество продукции является одним  из важнейших средств конкурентной борьбы. Поэтому любое предприятие  уделяет особое внимание к обеспечению  качества продукции, устанавливая контроль на всех стадиях производственного  процесса, начиная с контроля качества используемых сырья и материалов и заканчивая определением соответствия выпущенного продукта характеристикам и параметрам не только в ходе испытаний, но и в процессе эксплуатации.

Совершенствование качества продукции  и процессов требует скрупулезной работы персонала предприятия по выявлению причин дефектов (отклонений от документации) и их устранению. Для этого необходимо организовать поиск фактов, характеризующих несоответствия, в подавляющем большинстве которыми являются статистические данные, разработать методы анализа и обработки данных, выявить коренные причины дефектов и разработать мероприятия по их устранению с наименьшими затратами.

Следует отметить, что с развитием  научных систем управления качеством  роль статистических методов в управлении качеством непрерывно возрастает. До недавнего времени применение статистических методов сдерживалось низким уровнем автоматизации сбора и хранения информации о производственных процессах, но за последние годы в информационных технологиях произошел существенный сдвиг - в проектировании и управлении производством появился широкий спектр программных продуктов. Одним из таких продуктов является автоматизированная система технической подготовки и учета производства TechnologiCS, где данные об оборудовании и технологических процессах представлены в БД в форме, удобной для последующей обработки.

В настоящее время применяются  наиболее распространенные инструменты  контроля качества. Такие как: контрольный  листок; гистограмма; диаграмма разброса; диаграмма Парето; причинно-следственная диаграмма; контрольные карты; ки; расслоение данных.

 

 

 

 

Характеристика  детали 

 

Сектор зубчатый используется в  системе механизма ракеты.  Предназначен для передачи возвратно — поступательного  перемещения отражателя системы.

На ракете находится датчик приема сигнала, который предназначен для  поиска сигнала для дальнейшего  направления ракеты.

Датчик приема сигнала перемещается на ракете с помощью сектора зубчатого.

 

Характеристика марки стали

 

Сталь 10Х18Н9ТЛ

Данная сталь является конструкционной, легированной и предназначена для изготовления фасонного литья, изготовления деталей машин или механизмов. Сталь должна обладать хорошей свариваемостью, в связи с чем содержание в ней углерода не должно превышать 0,25%; подразделяется на углеродистую и низколегированную (до 5% легирующих элементов) повышенной прочности, а также в зависимости от назначения — для мостостроения и каркасов высотных зданий.

Большинство конструкционных легированных сталей является среднеуглеродистыми  (0,25—0,45% углерода). Используют их после улучшения свойств путем закалки и отпуска, поэтому называют улучшенными.        Конструкционные легированные стали по сравнению с углеродистыми. обладают более высокими вязкостно-прочностными свойствами. В этих сталях (кроме марганцевых) наблюдается мелкозернистая структура, они глубже прокаливаются, закаливаются в масле или на воздухе, поэтому закалочные напряжения в них меньше. При отпуске таких сталей требуется более высокая температура и более длительное время выдержки, поэтому в них полнее снимаются закалочные напряжения и вязкость оказывается выше.

Содержание  элементов в стали:

 

Углерод	Хром	Никель	Титан
До 0,1%	До 18%	До 9%	До 1%

 

 

 

 

 

 

Описание технологического процесса производства детали.

 

010 Токарная

Точить торец обода и торец ступицы с одной стороны начерно, точить наружную поверхность обода до кулачков патрона начерно, расточить начерно на проход отверстие (или сверлить и расточить при отсутствии отверстия в заготовке), точить наружную поверхность ступицы начерно, точить фаски. Технологическая база – наружная поверхность обода и торец, противолежащий ступице (закрепление в кулачках токарного патрона). Оборудование: единичное производство – токарно-винторезный станок; мелко- и среднесерийное – токарно-револьверный, токарный с ЧПУ; крупносерийное и массовое – одношпиндельный или многошпиндельный токарный полуавтомат (для заготовки из прутка – прутковый автомат).

015 Токарная

Точить базовый торец обода (противолежащий ступице) начерно, точить наружную поверхность обода на оставшейся части начерно, расточить отверстие под шлифование, точить фаски. Технологическая база – обработанные поверхности обода и большего торца (со стороны ступицы). Оборудование – то же (см. операцию 010).

020 Протяжная

Протянуть (долбить в единичном производстве) шпоночный паз или шлицевое отверстие. Технологическая база – отверстие и базовый торец колеса. Оборудование – горизонтально-протяжной или долбежный станки. Применяются варианты чистового протягивания отверстия на данной операции вместо чистового растачивания на предыдущей операции.

025 Токарная

Точить базовый и противолежащие торцы, наружную поверхность венца  начисто. Технологическая база – поверхность отверстия (реализуется напрессовкой на оправку, осевое положение на оправке фиксируется путем применения подкладных колец при запрессовке заготовки). Необходимость данной операции вызывается требованием обеспечения соосности поверхностей вращения колеса. Оборудование – токарно-винторезный (единичное производство), токарный с ЧПУ (серийное) или токарный многорезцовый полуавтомат.

030 Зубофрезерная

Фрезеровать зубья начерно (обеспечивается 8-я степень точности).

040 Шевинговальная.

Шевинговальная операция повышает на единицу степень точности зубчатого  колеса. Операции применяют для термообрабатываемых колес с целью уменьшения коробления зубьев, так как снимается поверхностный наклепанный слой после фрезерования. Оборудование – зубошевинговальный станок.

045 Термическая

Калить заготовку или зубья (ТВЧ), калить и отпустить – согласно техническим требованиям. Наличие упрочняющей термообработки, как правило, приводит к снижению точности колеса на одну единицу.

050 Внутришлифовальная.

Шлифовать отверстие и базовый  торец за один установ. Обработка  отверстия и торца за один установ  обеспечивает их наибольшую перпендикулярность. Технологическая база – рабочие эвольвентные поверхности зубьев (начальная окружность колеса) и торец, противолежащий базовому. Реализация базирования осуществляется специальным патроном, у которого в качестве установочных элементов используют калибровочные ролики или зубчатые секторы. Необходимость такого базирования вызвана требованием обеспечения равномерного съема металла и зубьев при их последующей отделке с базированием по отверстию на оправке. При базировании колеса на данной операции за наружную поверхность венца для обеспечения соосности поверхностей вращения необходимо ввести перед или после термообработки круглошлифовальную операцию для шлифования наружной поверхности венца и торца, противолежащего базовому (желательно за один установ на оправке).

055 Плоскошлифовальная.

Шлифовать торец, противолежащий базовому (если необходимо по чертежу).

060 Зубошлифовальная.

Шлифовать зубья. Наличие зубошлифовальной или зубохонинговальной операции определяется наличием и величиной коробления зубьев при термообработке. Двукратное зубофрезерование и шевингование зубьев до термообработки может обеспечить 6-ю степень точности. При потере точности во время термообработки на одну степень конечная 7-я степень точности будет достигнута. Введение отделочной операции зубошлифования или зубохонингования необходимо только при уменьшении точности колеса при термообработке больше, чем на одну степень.

065 Контрольная.

Наличие упрочняющей термообработки приводит, как правило, к снижению степени точности колес на одну единицу, что требует введения дополнительной отделочной операции. Для незакаливаемых зубчатых колес шевингование является последней операцией; перед термообработкой шевингуют зубья в целях уменьшения деформации колеса в процессе термообработки.

 

 

 

 

 

Термическая обработка детали

Закалка и отпуск проводятся в комплексе с целью повышения механической прочности и твердости и сохранения достаточно вязкой структуры.

Закалка — распространенный процесс термической обработки стальных деталей. Она осуществляется путем нагрева детали выше критической точки Ас₃ (доэвтектоидной стали) на 30—50° С, феррит и перлит образуют однородный твердый раствор аустенита. Если охлаждение металла проводить медленно, то будут происходить обычные фазовые превращения в соответствии с диаграммой железо — углерод. При очень быстром охлаждении аустенит не успевает изменить свою фазу при температурах ниже 727 'С , а в диапозоне температур 300…350 'С и ниже с ним происходят так называемые аустенитные превращения и образуется мелкоигольчатый мартенсит. Это будет полная закалка. Основная цель закалки стали — получение высокой твердости, износостойкости и физико-механических свойств.

В данной детали содержится много легирующих элементов, поэтому сталь нужно  нагревать медленнее. Охлаждение должно иметь большую скорость в пределах 650… 500 'С (чтобы не было распада аустенита на смесь феррита и цементита) и более медленно при 300… 200 'С, т.к. в этой области при образовании мартенсита возникают большие внутренние напряжения. Вода очень хорошо охлаждает деталь в интервале 650… 550 'С, но и слишком быстро в интервале 300 …200 'С, поэтому для закалки данной стали я  применяю минеральные масла.

Резкое  увеличение твердости и прочности  в процессе закалки происходит из-за фазовых превращений структуры в процессе нагрева и охлаждения и образования неравновесных твердых структур.

Качество  закалки зависит от правильного  выбора режима закалки (температуры  нагрева, времени выдержки и скорости охлаждения). Нагрев деталей должен быть достаточно медленным, чтобы не возникли напряжения и трещины. Время нагрева зависит от химического состава стали, от формы и размеров деталей. Деталь нагревают в электрических печах, время нагрева рекомендуется 15—20 мин на 1 мм сечения образца. Время выдержки должно быть достаточным, чтобы весь процесс превращения перлита в аустенит завершился полностью. Продолжительность выдержки обычно рекомендуют 25% общего времени нагрева.

Охлаждение детали является наиболее ответственным этапом операции. Скорость охлаждения должна быть такой, чтобы обеспечить получение нужной структуры —мартенсита, т. е. обеспечить необходимые механические свойства обрабатываемой детали.

 

 

 

Испытание металла на усталость

 

Усталость - процесс постепенного накопления повреждений материала

под действием переменных напряжений, приводящий к изменению       свойств,образованию трещин, их развитию и разрупнению.

Испытания на усталостное изнашивание проводятся на специальных машинах, одной из них является машина СМЦ>2, схема  которой представлена на рис. 1.

 

 

 

Рис. 1. Схема  машины СМЦ-2 для испытаний на изнашивание

 

Машина СМЦ-2 состоит из механической части и  электронного блока  управления и контроля. Основными узлами механической части является электродвигатель 1, ременная передача 2, редуктор 3, муфта 4, закрытая зубчатая передача 5, индуктивный датчик момента трения 7, ванночка для смазки или охлаждения 9 и механизм нагружения 10. На валах редуктора и зубчатой передачи установлены образец 8 и контртело 6. В блок управления и контроля входят кнопки ≪ПУСК≫ 13 и ≪СТОП≫ 14, электрический счетчик числа циклов 12 и электронный самопишущий потенциометр 11, регистрирующий изменение момента трения в процессе испытаний. Установкой ремней на ту или другую пару шкивов ременной передачи изменяют частоту вращения образца, которая может составлять 5,0 с-1; 8,3 с-1; 16,6 с-1. При испытаниях на усталостное изнашивание по схеме ролик по ролику (трение качения), вращение на верхний ролик, являющийся контртелом передается через муфту и зубчатую передачу, изменением передаточного отношения в которой (имеется комплект сменных зубчатых колес) устанавливается процент проскальзывания в паре трения (0, 5, 10 и 20%). Контактное давление в паре трения обеспечивается усилием, создаваемым механизмом нагружения в интервале 0 – 5 кН.