123609 (717236), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Точность изготовления деталей зависит от погрешностей, возникающих в процессе производства на всех операциях технологического процесса, т.е. от производственных погрешностей. Все производственные погрешности могут быть разделены на систематические и случайные.

Систематические погрешности вызываются определенно действующими детерминированными причинами. Они могут быть постоянными или изменяющимися во времени. Например, неточность в измерительных устройствах станка, постоянный износ технологической оснастки (режущего инструмента, штампов, пресс-форм).

Случайными называют погрешности, возникающие под действием неуправляемых факторов технологического процесса, причем их значение не подчиняется каким-либо видимым закономерностям. Характер изменения и значение случайных производственных погрешностей не может быть определен без статистических методов обработки результатов измерения. Случайные погрешности вызываются неточностью установки деталей, инструмента, колебаниями припусков, неравномерностью обработки, непостоянством состава применяемых материалов и т.п.

Производственная погрешность слагается из следующих составляющих:

неточности оборудования и его износ в процессе работы;

неточность изготовления технологической оснастки и ее изнашивание в процессе работы (режущего инструмента, штампов, литейных форм);

неточность от установки инструмента и настройки на размер;

погрешности установки заготовки на станке или в приспособлении;

деформации в системе СПИД (станок-приспособление, инструмент-деталь);

тепловые деформации и внутренние напряжения в детали;

неточность измерительных инструментов;

ошибки исполнителя работы.

Анализ и расчет систематических погрешностей (например, неточность оборудования, технологической оснастки и их износ деформации в системе СПИД, тепловые деформации технологической системы и др.) основаны на использовании математической зависимости между величиной погрешности и причиной, вызывающей ее. Определение влияния случайных производственных погрешностей (например, рассеяние размеров при обработке, погрешность установки деталей на станке и др.) на точность обработки достигается методом математической статистики.

Общая погрешность обработки изделий определяется как алгебраическая сумма систематических и случайных погрешностей, которые суммируются по методу математической статистики

, (2.16)

где ωi сист – систематические погрешности; ωj случ – случайные погрешности; 1,2 – коэффициент, который учитывает возможное отклонение распределения погрешностей от закона нормального распределения.

Для определения всех случайных погрешностей ωj случ в производстве используется метод математической статистики, основанный на изучении законов распределения размеров деталей и построения кривых распределения. Уравнение кривой нормального распределения имеет следующий вид:

, (2.17)

где xi – отклонение размера i-й детали от его математического ожидания; σ – среднее квадратичное отклонение, которое характеризует степень рассеивания размеров относительно математического ожидания

, (2.18)

где n – количество деталей в партии.

При рассеивании размеров деталей, вызываемых случайными погрешностями,ωj случ рассчитывают по значению σ, определяемого в ходе эксперимента

ωj случ = ± tσi, (2. 19)

где t – коэффициент, зависящий от процента риска и достоверности соответствия реального распределения принятому закону распределения погрешностей.

В технологических расчетах коэффициент t принимают равным 3 /5/ исходя из того, что достоверность соответствия реального распределения погрешностей нормальному закону составляет 0,9973.

Подставляя значение ωj случ в формулу (2.16) с учетом рассчитанных систематических погрешностей, получают общую погрешность ∆Адет технологического процесса.

Первым и основным критерием возможности применения любого технологического процесса является выполнение требования

∆Адет ≤ δ, (2. 20)

где δ – допуск на выполнение любого размера детали.

Классификация погрешностей на систематические и случайные условна, так как одна и та же производственная погрешность в зависимости от условия обработки может быть отнесена либо к детерминированным, либо случайным погрешностям. Метод математической статистики позволяет определить точность обработки деталей, на которую влияют как систематические, так и случайные погрешности технологического процесса /6,7/.

Вторым критерием возможности применения технологических процессов для изготовления деталей высокого качества является шероховатость поверхности.

Шероховатость – это параметр качества деталей, характеризуемый микрогеометрией поверхности. Шероховатость представляет собой совокупность микронеровностей (выступов и впадин), полученных в процессе формообразования деталей и различными методами обработки (механическими, электрофизическими). Величина, форма и шаг микронеровностей зависят от методов изготовления, режимов технологического процесса и других факторов.

Шероховатость поверхностей деталей оказывает существенное влияние на такие эксплуатационные свойства, как усталостная прочность, сопротивление коррозии, износостойкость, коэффициент трения сопряженных поверхностей.

В рабочих чертежах шероховатость поверхностей, независимо от метода изготовления деталей, обозначают следующими параметрами (ГОСТ 2789-73): Ra – среднее арифметическое отклонение профиля в пределах определенной базовой длины; Rz – высота неровностей профиля по десяти точкам в пределах базовой длины.

В справочной литературе, например /4/, даются числовые значения в мкм параметров Ra и Rz; правила обозначения их в рабочих, рекомендации по выбору шероховатостей поверхностей деталей различного назначения; значения параметров шероховатости в зависимости от квалитета точности обработки.

Между точностью обработки и шероховатостью поверхности существуют определенная взаимосвязь, чем выше точность обработки, тем меньше шероховатость. Но в некоторых случаях не требуется высокая точность обеспечения линейных размеров деталей, но необходима низкая шероховатость (например, для придания поверхности высокой отражательной способности, рабочие поверхности подложек гибридных интегральных схем и подложек устройств на поверхностных акустических волнах). В этом случае низкую шероховатость поверхности обеспечивают дополнительной обработкой - полированием.

Для определения шероховатости поверхностей применяют контактные и бесконтактные методы. Сущность контактного метода состоит в том, что остро заточенная алмазная игла приводится в поступательное движение и ощупывает все выступы и впадины. Механические колебания иглы преобразуются в электрические колебания, которые предварительно усиливаются, а затем измеряют их параметры, соответствующие параметрам неровностей поверхности. К бесконтактным методам относятся оптические методы измерения шероховатости: метод ощупывания поверхности лазерным или световым лучом, интерференционные методы. Они позволяют измерять высоту неровностей в диапазоне 0,1 - 1 мкм с точностью до 0,0001 мкм.

4. Устойчивость и надежность

Устойчивостью признаков качества технологического процесса называют свойства процесса сохранять точность этих признаков во времени. Для устойчивых процессов поддержание точности должно быть обусловлено отсутствием регулировок (или автоматическим их выполнением) или изменений условий протекания процесса. Устойчивость означает, что среднее значение проверяемого признака качества постоянно совпадает с центром поля допуска, а все отклонения располагаются в контрольных границах, меньших, чем поле допуска.

Оценка устойчивости процесса изготовления может быть произведена на основе изучения изменения статистических характеристик текущих малых выборок, т.е. измерения размеров периодически отбираемых деталей при их изготовлении. Для определения устойчивости строятся точностные диаграммы (карты) мгновенного распределения. Наиболее широко применяются карты средних значений , которые позволяют оценить устойчивость. Кроме того, точностные диаграммы дают возможность наблюдения за ходом технологического процесса и своевременного вмешательства при его разладке (нарушения устойчивости). На карте (рис.2.4) вычерчивается горизонтальная линия, редставляющая собой среднее значение параметра а. По оси абсцисс откладывается t время отбора проб по n изделий в каждой выборке. Число деталей в выборке выдерживается постоянным и берется равным n = 4 - 10. По оси ординат в определенном масштабе наносятся среднеарифметические значения , которые рассчитываются исходя из объема выборки. Значения , рассчитанные в каждой выборке, соединяют ломанной линией и по изменению хода судят об устойчивости.

Рис.2.4.

На карте нанесены две линии Кв и Кн представляющие собой верхнюю и нижнюю контрольные линии, выход за пределы которых значений сигнализируют нарушение устойчивости технологического процесса. Значения Кв и Кн рассчитываются из условия, что в интервале между контрольными границами будет ожидаться появление 99,73% всех значений изменяемого параметра.

; , (2.21)

где n – объем выборки; σ – среднее квадратичное отклонение большой выборки (или σ генеральной совокупности) по коэффициенту устойчивости К = σm/σ, где σm – мгновенное значение среднеквадратичного отклонения, т.е. σ в данной выборке.

Технологический процесс считается вполне устойчивым, если коэффициент К близок к единице (считается, что процесс устойчив, если К отличается от 1 на 0,27%).

Надежность технологического процесса – это способность его обеспечивать выпуск изготавливаемых годных изделий в полном соответствии с технической документацией. Всякая надежность понятие вероятностное. Поэтому надежность технологического процесса – это вероятность того, что в результате изготовления определенным технологическим процессом изделие будет годным. Численно надежность технологического процесса определяется из выражения

, (2.22)

где Nг – число годных изделий; N – общее количество изготавливаемых изделий.

Так как технологический процесс состоит из ряда технологических операций, надежность его равна произведению надежности операций

, (2.23)

где Hi – надежность i-й операции.

Для анализа надежности технологического процесса вводят технологическую модель, представляющую собой систему, учитывающую разброс технологических параметров: погрешность размеров, погрешность по физическим параметрам, погрешность контроля, погрешность испытания и т.д.

На практике представляет интерес вероятность появления дефектных изделий. Практика показала, что появление дефектных изделий описывается ординарным пуассоновским потоком.

В этом случае вероятность появления на выходе технологического процесса дефектных изделий определяется выражением

, (2.24)

где m – количество дефектных изделий; k – количество операций; λ – математическое ожидание, в данном случае среднее значение числа дефектов, возникающих в данном процессе.

Технология существенно влияет на надежность работы изделия и зависит от устойчивости и стабильности технологического процесса, степени автоматизации технологического процесса.

Для повышения надежности изделий за счет влияния технологического процесса необходимо:

применять передовые технологические процессы изготовления;

использовать типовые и групповые технологические процессы;

автоматизировать производственные процессы.

Характеристики

Список файлов реферата