Федюкин В.К. Квалиметрия. Измерение качества промышленной продукции (2013) (1092055), страница 36
Текст из файла (страница 36)
В к, не учитываются систематические ошибки производства изделия и обусловленные ими систематические отклонения. Следовательно, коэффициент Й, не в полной мере оценивает точность и не может считаться единственным и достоверным показателем точности. Очевидно, что к, является коэффициентом запаса технологической точности изделия (детали), так как оценивает долю случайных отклонений имеющегося размера от величины допустимых отклонений от требуемого размера (номинала). Есть рекомендованные нормативные значения для я, деталей, обработанных ири различных технологических условиях: а) при обработке на новом оборудовании и с новой оснасткой, которые по точности значительно превышают необходимый размер допуска размера, тогда 0,3 < л, < 0,5; б) при обработке на оборудовании с оснасткой, которые находятся в хорошем состоянии и имеют необходимый запас точности, тогда у изделия получаем 0,5 < к, < 0,75; в) при оборудовании и оснастке, находящихся в удовлетворительном состоянии, но с малым значением точности, 0,7 < я, < 0,95; г) при обработке изделия на изношенном оборудовании с плохой оснасткой, у которых нет запаса точности, к, = 0,95 —:1,0.
При к, ) 1, имеем брак (неточность) или специальный припуск для последующей более точной обработки. Натуральным показателем запаса технологической точности, т.е. размера возможного регулирования точности, является величина: Но если ориентироваться на показатель натурального запаса точности 3„ (3,, = Т- ю < Т), то получаем, вероятно, более правильное вычисление коэффициента и.,. по формуле 3,, Т вЂ” ш й Зъэ= (7.15) Деталь (изделие) считается качественной до тех пор, пока ее размеры не вышли за пределы допуска Т в результате эксплуатационного износа или других причин.
Подставляя во вторую формулу для й... те же исходные данные, получаем й.,, = (0,2 — 0,05): 0,2 = 0,75. Разница в расчетах получается существенной. Выбор формулы расчета коэффициента запаса точности параметра в процессе эксплуатации Й.,. остается в компетенции оценщика этого показателя. После того как определены необходимые показатели точности отдельных параметров изделия, определяют уровни точности этих параметров. Под уровнем точности показателя свойства (размера) понимается (как обычно) значение и = Р /Р,„, где Р и Рв есть условное обозначение единичных показателей точности, в частности А, вм йр ят Зтв и др.
. 7.6. ПОКАЗАТЕЛИ СОСТАВА И СТРУКТУРЫ ПРОДУКЦИИ К показателям структуры можно отнести количество самостоятельных частей (компонент) сложных машин, агрегатов, технических комплексов; число стандартных элементов в электрической цепи (трансформаторов, электродвигателей, нагревательных устройств, конденсаторов и т.п.).
Показатели состава и структуры характеризуют, например, содержание в металлопродукции химических элементов, структурных групп, их форму и размеры, а также связь этих показателей с численными характеристиками (показаниями) потребительских свойств. Известно, что качество любого материала зависит от его химического состава и внутренней структуры, формирующейся в естественных условиях нли в процессе технологической обработки. В результате этого получаются материалы с вполне определенными свойствами, совокупность которых и есть их качество.
Объективно существует логическая цепочка: химический состав — технология — структура— свойства материала. Содержательно эту фактическую взаимосвязь изучают материаловедение и технология материалов. Однако для оцен- 190 ки качества материалов как промышленной продукции для производства техники материаловедческие сведения обрабатываются в соответствующие квалиметрические показатели уровня качества оцениваемого материала. Показатели состава и структуры материалов, сырья, пищевой продукции и т.п. выражают количество в них примесных элементов и структурные состояния этих видов продукции. Показателями состава материала являются: процентное содержание химических элементов в стали (например, количество легирующих элементов и их процентное содержание в конкретной стали); процентное содержание серы и золы в коксе; концентрация различных примесей в кислотах, в щелочах, в минеральной воде и в других средах; процентное содержание сахара„соли и других веществ в пищевых продуктах и др.
Вообще говоря, вся совокупность свойств любой продукции определяется ее внутренним строением, в свою очередь зависящим от состава. Это обусловливает взаимосвязь свойств между собой и дает возможность по структуре судить о многих свойствах, а по одним свойствам оценивать и другие. Так, например, механические свойства углеродистых сталей можно узнать по их химическому составу и структурам, а при необходимости — по магнитным свойствам, т.е. не используя разрушающие методы определения и контроля потребительских свойств.
Структура материала имеет свои иерархические уровни: макро- структура, микроструктура, субструктура, мезоструктура, межатомная (например, кристаллическая). Комплекс потребительских свойств материала предопределяется структурами всех уровней. Однако установлено, что отдельные свойства и их единичные показатели обусловлены преимущественно структурой того или иного уровня.
Это обстоятельство вызывает необходимость знать количественные зависимости характеристик свойств от показателей соответствующих структур. Состав и структура материала как основа различных его свойств позволяют составить модель и установить математическую зависимость показателей потребительских свойств от показателей структуры и состава. Приведем несколько примеров обусловленности показателей прочности сталей от их состава, а потом и от их структур. На рис. 7.2 отражены изменения следующих свойств: и, — предел прочности, т.е.
наибольшее напряжение, которое возникает в образце в процессе его разрыва; пад — условный предел текучести; Ь— относительное удлинение; у — относительное сужение; Н — твердость по Бринелю; КС$~ — ударная вязкость остро надрезанного образца. Структура сталей: от феррита и феррита + перлита до перлита (при 0,8Ж С) и перлита е цементита вторичного (при С > 0,8Ж). 191 о. пол МПа нв МДж/м 1,8 ЗОО 1200 80 0,8 200 800 0,4 100 400 20 0,4 0,8 1,2 Содержание углерода С, % Рис. 7.2. Влияние количества углерода С на механические свойства стали Известна зависимость, например, твердости закаленной стали (структура мартенсита — пересыщенного твердого раствора углерода в железе) от количества в ней углерода На рис.
7.3 приведен график этой зависимости, где ОЯС вЂ” твердость по Роквеллу (шкала С). НЙС 80 80 40 ЗО 20 1О 0 0,2 0,4 0.8 0,8 1,0 Содержание углерода С, ЧЬ Рис. 7.3. Влияние содержания углерода на твердость мартенсита стали 6 — модуль упругости на сдвиг; е — параметр, зависящий от различия атомов растворенного компонента г и растворителя те (е = [г го)/ге)' С вЂ” атомная концентрация растворенного компонента. где Известны зависимости практически всех потребительских свойств углеродистых и многих других сталей от содержания в них 192 Упрочнение при образовании структуры твердого раствора может быть определено по формуле, полученной Моттом и Набарро для предела текучести: от= Схетх С, углерода.
Это позволяет, зная состав стали по углероду, указать с достаточной точностью численные значения показателей потребительских свойств, что во многих случаях является важным приемом в процессе определения показателя качества (или уровня качества) исследуемой стали по сравнению с другими. Рассмотрим теперь пример того, как связаны структуры со свойствами сталей. На рис.7.4 показано соответствие механических свойств углеродистой стали с ее структурами после закалки и отпуска, осуществленного при различных температурах.
Из графика видно, что для любой конкретной стали по ее структуре с определенными количественными характеристиками также легко найти значения механических свойств. Этим приемом пользуются часто. о„о„, Мца нв 500 1200 400 800 200 400 20 закалка 7 300 400 500 500 700 Ьж.ь ~ феррит+ парлит + отп. мартвнсит закалк беи тростито- сорбитован структура Рис. 7.4.
Зависимость механических свойств от микроструктуры закаленной и отпущенной стали Установлено, что весьма эффективным является упрочнение металлических материалов в результате измельчения их зеренной микроструктурьь Зависимость предела текучести от от диаметра зерна И определяется формулой Холла — Петча о, =оо+Ые', тле ое — сопротивление микролефорианизи (внутреннее трение) кристаллической решетки; 193 Ь вЂ” коэффициент прочности блокировки дислокаций (искажений) в кристаллической решетке примесными атомами; И вЂ” диаметр зерна. Параметры его и я — постоянные величины для данного металлического материала. Усталостная прочность металлических материалов гтд также зависит от размеров его зеренной микроструктуры и рассчитывается по формуле ая ж Гтап+Кдд(1', где оаз и Кя — постоянные величины, зависящие от природы материала; Ы- диаметр зерна.
Размер зерна в сталях оценивают в натуральных величинах или в баллах. Оценку влияния внутрикристаллической структуры на предел текучести сплава можно рассчитать по формуле сг„= по+ аСЬ,/р, где оз — напряжение сдвига до упрочнения (после отжита); Ь вЂ” вектор Бюргерса; а — коэффициент, зависящий от природы металлц его кристаллической решетки и микроструктуры; 6 — модуль сдвига; р — плотность дислокаций (субмикродефектов кристаллической решетки) в пределах от 1Оз до 10'з см з.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
