3 Исследование точности и стабильности технологического процесса
Анализ качества технологического процесса обработки и точности производственного оборудования необходимо проводить на нескольких самых значимых операциях, входящих в технологический процесс обработки детали.
Для решения поставленной задачи требуется рассчитать важнейшие показатели качества технологического процесса обработки детали и точность производственного оборудования.
Составляем маршрутную карту на восстановления поверхности отверстия под роликоподшипник – блок цилиндра компрессора Автомобиль ЗИЛ-130 .
Дана выборка из 25 деталей, для которых контролируется внутренний диаметр отверстия. Причем контроль по втреннему диаметру проводится на всех ключевых операциях, обеспечивающих точность детали.
Таблица 3.1 – Основные технологические операции на восстановление изношенной поверхности под шарикоподшипник № 208
Составляем маршрутную карту на восстановления отверстия во втулке плунжера блока цилиндра автомобиля ЗИЛ-130
Операция |
Наименование операций |
Оборудование |
015 |
Токарная |
Вертикально-расточной станок 2733 |
020 |
Наплавка |
ГМВК-2 |
035 |
Токарная |
Вертикально-расточной станок 2733 |
040 |
Шлифование |
Внутришлифовальный станок 3К228 |
3.1 Расчёт показателей качества
Согласно операционной карте для восстановления элемента детали блок цилиндра компрессора Автомобиль ЗИЛ-130 .
применяются следующие операции:
015 Токарная (расточка отверстия)
Контролируется
размер отверстия во втулке плунжера Ø
Находим верхний и нижний пределы поля допуска.
Dmin=10,850 мм, Dmax = 12,450 мм
Результаты измерений представлены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Результаты измерений
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Диаметр |
10,820 |
11,56 |
11,70 |
11,650 |
11,580 |
11,640 |
11,325 |
11,100 |
11,68 |
11,26 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
11,56 |
11,65 |
11,75 |
11,55 |
11,45 |
11,50 |
11,38 |
11,32 |
11,84 |
11,97 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
11,950 |
11,800 |
12,150 |
12,20 |
12,500 |
Находим среднее арифметическое данной выборки по формуле:
,
где
хi – номер детали в выборке, n – объем выборки (25)
мм
3.1.2. Далее выбираем меру рассеяния, чтобы определить, как тесно группируются отдельные значения вокруг среднего арифметического. Простейшей мерой рассеяния является размах (R) - это разность между наибольшим и наименьшим значениями ряда наблюдений.
R = 12,500 – 10,820 = 1,68 мм
3.1.3. Определяем
число интервалов
f
исходя из полученного значения размаха
при объеме выборки n
= 25...50 штук
рекомендуется
принимать равным
4 … 6. Ширина
интервала определяется по формуле:
3.1.4. Определяем ni – количество деталей, попавших в каждый интервал, частоту проявлений ni/n – отношение количества случаев к объему выборки. При этом в каждый интервал включаются детали с размерами, лежащими в пределах от наименьшего значения интервала включительно до наибольшего значения интервала, исключая его. Определяются середины интервалов (средние размеры интервалов) xi. Результаты подсчетов заносятся в таблицу.
Исходя из полученного значения размаха, выбираем 6 интервалов по 0,28 мм каждый, строим таблицу.
Таблица 4 – данные для построения гистограммы
Интервалы размеров |
Середина интервала, xi |
Количество случаев, ni |
Частота проявлений, ni /n |
|
От |
до |
|||
10,00 |
11,1 |
10,55 |
2 |
10,00 |
11,1 |
11,52 |
11,31 |
4 |
11,10 |
11,52 |
11,94 |
11,73 |
9 |
11,52 |
11,94 |
12,36 |
12,15 |
5 |
11,94 |
12,36 |
12,78 |
12,57 |
1 |
12,36 |
Затем строим гистограмму, представляющую собой метод представления данных, сгруппированных по частоте попадания в определенный (заранее установленный) интервал. При крайней простоте построения гистограмма дает много аналитической информации о разбросе качества средних значений различных параметров, точности и стабильности протекания технологического процесса, точности работы станков и оборудования. Далее разбиваем диапазон распределения наружного диаметра оси на равные интервалы.
Рисунок 3.1 – гистограмма распределения контролируемого размера
Таблица 3.3
№ п/п |
Размер хi (мм) |
Отклонение от среднего арифметического, (хi-х)2 |
Квадрат отклонения, (хi-х)2 |
Расчеты |
1 |
10,82 |
-0,8154 |
0,664877 |
Среднее арифметическое этой суммы
Среднее квадратическое отклонение
|
2 |
11,56 |
-0,0754 |
0,005685 |
|
3 |
11,7 |
0,0646 |
0,004173 |
|
4 |
11,65 |
0,0146 |
0,000213 |
|
5 |
11,58 |
-0,0554 |
0,003069 |
|
6 |
11,64 |
0,0046 |
2,12E-05 |
|
7 |
11,325 |
-0,3104 |
0,096348 |
|
8 |
11,1 |
-0,5354 |
0,286653 |
|
9 |
11,68 |
0,0446 |
0,001989 |
|
10 |
11,26 |
-0,3754 |
0,140925 |
|
11 |
11,56 |
-0,0754 |
0,005685 |
|
12 |
11,65 |
0,0146 |
0,000213 |
|
13 |
11,75 |
0,1146 |
0,013133 |
|
14 |
11,55 |
-0,0854 |
0,007293 |
|
15 |
11,45 |
-0,1854 |
0,034373 |
|
16 |
11,5 |
-0,1354 |
0,018333 |
|
17 |
11,38 |
-0,2554 |
0,065229 |
|
18 |
11,32 |
-0,3154 |
0,099477 |
|
19 |
11,84 |
0,2046 |
0,041861 |
|
20 |
11,97 |
0,3346 |
0,111957 |
|
21 |
11,95 |
0,3146 |
0,098973 |
|
22 |
11,8 |
0,1646 |
0,027093 |
|
23 |
12,15 |
0,5146 |
0,264813 |
|
24 |
12,2 |
0,5646 |
0,318773 |
|
25 |
12,5 |
0,8646 |
0,747533 |
Исходя из полученных результатов, рассчитываем суммарное поле рассеяния (ω), коэффициенты точности обработки (Кт) и точности настройки (Кн).
,
где: k – коэффициент, определяемый законом распределения (k = 6 для нормального закона).
где: ω – суммарное поле рассеяния.
где: ∆ - координата середины поля допуска
=0,0098
P=(0,5
P=(0,5
=1,4
Ф(t
)=
где: Ф(t) – нормированная функция Лапласа, ее значение для различных t табулированы и приведены в таблице приложения 1 [6]. При определении функции Лапласа величина t берется по модулю.
.
=-2,24
=2,33
Исходя из полученных коэффициентов, находим суммарный процент
вероятного брака на операции № 1 – Q ≈ 2,8 %