1.4.3. Качество изделия

Для успешного выполнения служебного назначения изделие должно обладать соответствующим качеством [5].

Качество это совокупность свойств изделия, отвечающих определенным требованиям надежности, долговечности, безопасности, экономичности и др.

Качество это комплексный показатель, который характеризуется не только точностью геометрических параметрами деталей, но и единообразием их свойств: временной и усталостной прочности, твердости, износостойкости поверхностей, упругих, динамических, магнитных, электрических и др. Качество так же характеризуется единообразием показателей выпускаемых машин: КПД, развиваемой мощности, напора, производительности, качества выпускаемого продукта. Чем меньше разброс этих показателей для партии одинаковых машин, тем качественнее выдержана точность изготовления деталей и точность сборки этих машин, а, следовательно, тем выше качество таких машин.

Когда речь идет о качестве изделия, то следует понимать не потребительские свойства изделия, так как они входят в состав задачи (технического задания), решаемой конструктором при проектировании изделия, а те свойства, с помощью которых они достигаются конструкцией этого изделия.

В этом случае изделие рассматривается как некоторая техническая система, представляющая собой совокупность функциональных модулей (МФТ, МФО), объединенных в определенную конструкцию, и обладающая необходимыми свойствами. Отсюда под качеством изделия будем понимать совокупность свойств конструкции изделия, обусловливающих ее способность выполнять служебное назначение, определенное техническим заданием.

К свойствам, характеризующим качество конструкции изделия как объекта эксплуатации, относятся:

• соответствие свойств материала эксплуатационным требованиям (прочность, жесткость, износостойкость, виброустойчивость, теплостойкость и др.);

• геометрическая точность детали (номинальный размер и допуск на него, шероховатость поверхностей, требования к форме поверхностей, требования к взаимному расположению поверхностей).

Каждое из перечисленных свойств описывается качественными и количественными показателями, объединенными в систему технических требований.

Следует различать показатели качества конструкции изделия и его элементов. К первым относятся те, которые непосредственно влияют на выполнение изделием служебного назначения; ко вторым - показатели, которые формируют выходные показатели изделия.

Влияние качества элементов конструкции изделия на выходные показатели его качества осуществляется через соответствующие связи (например, на выходную точность конструкции изделия влияют размерные связи деталей, на надежность конструкции - прочность деталей, жесткости деталей).

В результате изготовления изделия, значения его качественных показателей отличаются от заданных, вследствие чего на их отклонения устанавливают допуски.

На всех этапах технологического процесса изготовления изделия неизбежны те или иные погрешности, в результате чего достичь абсолютной точности деталей из одной партии практически невозможно.

Погрешности, возникающие на различных этапах технологического процесса, взаимосвязаны. Так точность сборки машины зависит от точности изготовления ее деталей, а последняя в свою очередь определяется точностью изготовления заготовок, поскольку свойства заготовки в определенной степени передаются готовым деталям. Поэтому вопросы точности должны решаться не изолировано, а комплексно для всего технологического процесса. Следует учитывать, что качество готовых машин зависят от качества исходных материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий, поступающих со смежных предприятий. Таким образом, вопросы качества машин не могут полностью решаться на данном, конкретном предприятии, а перерастают в большую общеотраслевую задачу.

Допуски на все показатели качества изделия, установленные исходя из его служебного назначения, делятся обычно на две части: первая часть - для компенсации погрешностей изготовления изделия; вторая - для компенсации погрешностей (например, вследствие износа), возникающих в процессе эксплуатации изделия. Кроме того допуски на изделия должны устанавливаться на основе технико-экономических расчетов, обеспечивающих достижение наименьших затрат общественно необходимого труда на решение задач, для выполнения которых создается данное изделие, а также с учетом конкуренции.

Так, например, изготовителю выгоднее иметь больше допуск на изготовление (легче и дешевле осуществить сборку изделия с обеспечением заданного качества), применять более дешевые материалы; потребителю выгоднее иметь больший допуск на эксплуатацию, т. е. меньший начальный допуск (зазор между деталями), что увеличит период износа (дешевле эксплуатация) и использовать материалы с большим ресурсом эксплуатации. Это ситуация должна быть оптимально разрешена, т.е. подобраны оптимальные значения допусков на изготовление и эксплуатацию, иначе новое изделие через короткое время эксплуатации потеряет возможность выполнять свое служебное назначение, так как завод-изготовитель использовал большую долю допусков на изготовление изделия и почти ничего не оставил на его износ при эксплуатации. Такому предприятию грозит низкая конкурентная способность его продукции на рынке.

Многолетний опыт машиностроения показывает, что вследствие недостаточности знаний для исчерпывающего объяснения явлений, происходящих при работе изделий, и недостатков инженерных методов расчета приходится ужесточать допуски. В то же время, изучение влияние допуска на величину брака и себестоимость изделия показывает, что ужесточение допуска приводит к резкому возрастанию брака и себестоимости изготовления изделия (рис. 1.7). Заштрихованная область относится к оптимальной величине допуска.

Рис. 1.7. Зависимость брака и себестоимости от допуска

Действительно, поскольку кривые асимптотически приближаются к осям, то при каком-то значении допуска на изготовление, дальнейшее его увеличение не приведет практически ни к снижению себестоимости изготовления изделий и не снизит брак. Зависимости "себестоимость эксплуатации - допуск на эксплуатацию" носят аналогичный характер. Задача конструктора состоит в делении допуска на две рациональные части, выгодные при изготовлении и эксплуатации, таким образом, чтобы получить наименьшие затраты общественно полезного труда.