2. Показатели качества (основные понятия, термины и определения)
Качество продукции – совокупность характиристик продукции*, которые касаются её способности удовлетворять установленные и предусмотренные потребности.
* (процесса, услуг)
Количество изготовления – совокупность характеристик процесса изготовления продукции, от которого зависит соответствие этого процесса и его результат определяемый требованиями.
Показатель качества продукции – количественная характеристика, одной или нескольких её свойств, что характеризует её качество в определённых условиях её создания, использования или потребления.
Количественная характеристика.
Квалиметрия – наука, которая изучает качество продукции.
Физическая величина – отображает объективные свойства природы (например масса, скорость)
Показатели качества могут иметь размерность или могут быть безразмерны, распространяются все постулаты теории измерений.
8 групп показателей качества:
1) показатели назначения
Полезный эффект от исключения продукции по назначению. Общая область применения продукции.
2) показатели надёжности
Безотказность, сохраняемость, ремонтопригодность, долговечность.
3) технологичность
Характеризует эффективность конструкторских и технологичных решений. Обеспечивается высокая производительность труда при изготовлении и ремонте продукции. (коэффициенты сборности, коэффициент расхода материалов, удельный показатель трудоёмкости)
4) показатели стандартизации и унификации
Показывается степень использования стандартизированность изделия и уровень унификации составных частей изделий.
5) экономические показатели
Учитывается комплекс гигиенических, психологических, антропологических свойств, человека проявляется в производстве и бытовых процессах.
6) эстетические показатели
Оригинальность, выразительность
7) патенто-правовые показатели
8) экономические показатели отражают затраты на разработку, изготовление и эксплуатацию изделия, а так же экономическая эффективность эксплуатации.
Показатели качества промышленной продукции разных групп
|
Показатели |
Сырье и природное топливо |
Материалы и продукты |
Расходы изучения |
Ремонтоспособность |
Не подлежит ремонту |
|
Назначения |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
Надёжнось |
- |
- |
- |
+ |
+ |
|
Технологичность |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
Стандартизация и унификация |
- |
- |
+ |
+ |
+ |
|
Патентоспособность |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
Эргономичность |
- |
- |
+ |
+ |
+ |
|
Эстетичные |
(+) |
(+) |
+ |
+ |
+ |
|
Экономические |
+ |
+ |
(+) |
+ |
+ |
(+) – под вопросом, к определённой группе.
Классификация показателей качества изделий по количеству их свойств.
Схема классификации показателей качества изделия по количеству их свойств.
Интегральный показатель качества – комплексный показатель качества, который является суммарный полезный эффект от испытания/суммарные расходы на создание и испытание
Определение уровня качества продукции
Методы определения уровня качества продукции:
дифференциальный
расчётный
измерительный
экспертный
органолептический
комплексный
социологический
1 метод
Нахождение отдельных единичный показателей её качества
2 метод
Определение качественных показателей с помощью аналитических и теоретических расчётов
3 метод (инструментальный)
Показатель качества продукции определяется экспериментальным измерением
Определяется скорость, масса изделия перекликается с физическими единицами
Приоритетно для машиностроения
«+» Высокая точность определяется количеством оценки показателей качества
Не зависит от человека
Возможность автоматизации следовательно возможность контроля крупносерийных изделий
4 метод
Группа экспертов определяет показатели качества
Испытывают несколько методов
Применение в случае, когда продукция очень сложная в строительстве
5 метод
Пищевая отрасль, парфюмерия, медицина
Испытание органов чувств.. Экспертов
6 метод
Определение уровня качества продукции с несколькими показателями качества+ несколько методов
7 метод
Использование массовых опросов
Используется преимущество для определения показателей качества товаров широкого потребления. Определение величины спроса.
Используются все методы, позволяющие определить основные показатели качества (в основном 2-3 мет)
Уровень качества изделий- относительная характеристика показателей их качества сравнительно с аналогичными базовыми показателями качества образцовых (эталонных) изделий.
За образец или эталонные изделия будут подобраны с помощью специальных методик изделия аналогичного назначения.
Динамическое качество изделий-показатели, которые устанавливают зависимость показательной долговечности от факторов, предопределяющих ускорение его выработки (пр. вибрации, дисбалансы, упругие деформации, низкая точность изготовления)
17-20 Стали, сплавы и их характеристики типы и свойства.
Сталь – деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом (и др.).
Содержание углерода не превышает 2,14% и не меньше 0,022%.
Стали бывают низколигируемы, легируемые и высоколигируемые.
Сера и фосфор – ничего хорошего не несут, вредные примеси.
По химическому составу стали бывают водородистые и легированные. Причем углеродистые разделяют на 3 типа по содержанию углерода
1) малоуглеродистые - до 0,25% углерода
2) среднеуглеродистые от 0,3 до 0,55% углерода
3) высокоуглеродистые – от 0,55 до 0,85% углерода
Легированные стаи подразделяются на низко, средне и высоколегированные.
В зависимости от введенных легированных добавок подразделяют на хромистые, марганцевые, хромованадиевые и т.д., в зависимости от введенных элементов.
Классифицируют по содержанию вредных примесей:
1) Обыкновенное качество
2) Качественные
3) Высококачественные
4) Особо высококачественные
Углеродистые стали 80% черной металлургии, наиболее дешевые, выплавляются различными способами в кислородных конвертерах, мартеновских печах и электропечах.
Наилучшими свойствами обладают электростали, в них наименьшее количество серы и фосфора.
Углерод имеет колоссальное значение для формирования структуры стали.
Классификация углеродистых сталей
1) по способу производства
В кислородных конвертерах, мартеновских печах и электропечах
2) по способу раскисления
Кипящие (самая дешевая, так как при её выплавке используется минимальное количество специальных добавок и обеспечивается максимальный выпуск годного продукта=> прокат из кипящей стали неоднороден по химическому составу). Меньше прочность и меньшая пластичность, чем у других.Холодостойкость понижена, соответственно пониженное сопротивление хрупкому разрушению. Выход 95%.
Полуспокойные – сталь с промежуточным раскислением, добавление в меньших количествах добавок.
и Спокойные (раскисляется кремнием, марганцем и алюминием – на поверхности ровное зеркало, структура однородна и показатели более высокие). Выход 85%.
Стали:
обыкновенного качества
качественные
Если в стали менее 0.4% серы менее 0.035% - качественные.
Когда необходимы углеродистые стали высокого качества (например инструментальные серы меньше 0.02 и фосфора меньше 0.03)
Ст0 .. Ст 6 – (от 0 до 6 свой химический состав)
Ст0 КП (кипящая)
Ст1 СП (спокойная)
Ст2 ПСП (полуспокойная)
Легированная сталь содержит элементы специально вводимые в определенных количествах.
Легирующие добавки повышают: прочность, коррозионную стойкость, снижают опасность хрупкого разрушения, жаростойкость, жаропрочность.
В качестве легирующих добавок используют: редкоземельные металлы, хром, никель, медь, вольфрам, молибден, кобальт, азот, бор, кремний, селен.
Классификация:
ХВГ, Х12МФ, Х12МВ2, 9ХС, 30ХГСА
Марки быстрорежущей стали
Р6М5(6% вольфрама, 5% молибдена), Р18 (Начинаются с буквы Р. Р-вольфрам, 18%)
Подшипниковые стали
ШХ13, ШХ15 (ш-шарикоподшипниковая сталь)
Г – марганец
С – Кремний
Х – Хром
Н – никель
Д – медь
А – азот
Ф – ванадий
В – вольфрам
Б – ниобий
Е- селен
К – кобальт
Б – бериллий
М – молибден
Р – бор
Т – титан
Ю – алюминий
9ХС – 0,9 углерода, хрома 1%, кремний 1%
Если число перед элементов (9=0,9%), то обозначает процентное содержание углерода.
Числа или цифры, которые стоят после буквы - % содержание этого элемента.
От 12 до 20% - содержание хрома в нержавеющих сталях.
40 Х 13, 30 Х 13 – пресс-формы и т.д. 42HRC – максимальная твёрдость.
Чугуны
Содержание железа с углеродом (с углеродом более 2,14%)
Стали: Fe3C
Чугуны Fe3C, C – чистый!!
Чтоб умаслить препода =)
Белый серый и высокопрочный (ковкий)
Содержание примесей в чугунах – аналогичны сталям примеси: кремний, марганец, фосфор
Легирующие элементы у чугуна: хром, никель, ванадий и алюминий.
Белый чугун.
Вид чугуна, который наиболее близок к стали – сплав железа и цементита(углерод связанный).
Углерода в белом чугуне не много- больше 2,14%, но до 3,1%
На изломе белого чугуна – характерный металлический блеск и белый цвет.
Износостойкость, жаростойкость, коррозионной стойкостью.
Серый чугун
Сплав железа с графитом (пластинчатый или волокнистый). На изломе серый цвет.
Характеризуется высокими литейными свойствами (низкая температура кристаллизации, текучесть в жидком состоянии и малая усадка). Основной материал для литья.
Самые дешевые отливки, в 1,5 раза дешевле, чем стальные и в несколько раз отливок из цветных металлов.
Широко применяется в машиностроении для отливки станин станков.
СПИД (станок – жесткость обеспечивает станин, приспособление, инструмент, деталь)
Поршни, цилиндры.
Кремний и марганец – важнейшие элементы серого чугуна. В большинстве 2,4 до 3,8 углерод, кремний – от 1 до 4, марганец от 1 до 4.
Высокопрочный чугун–включения углерода сферической формы – физико – механические характеристики повышаются.
Графит сфероидальной формы имеет меньшее отношение его поверхности к объему, что определяет наибольшую сплошность металлической основы, а следовательно, и прочность чугуна.
Изготавливаются изделия специального назначения, а также для изготовления труб (в которых нагнетается высокопрочное давление).
Чугуны относятся к разряду материалов с высокими литейными свойствами, им присуща низкая температура кристаллизация, высокая текучесть в жидком состоянии и малая усадка.
Стали и чугуны подвергаются термической обработки для упорядочения кристаллических решеток.
Сплавы цветных металлов
Алюминиевые сплавы и медные (бронза и латунь).
Медные сплавы - сплавы меди с цинком, оловом, алюминием, кремнием и другими компонентами, не принимают термические обработки. И их механические свойства и износостойкость определяются только химическим составом.
Преимущества медных сплавов.
Низкий коэффициент трения. Хорошая стойкость против коррозии в целом ряде агрессивных сред. Высокая пластичность. Очень хорошая электропроводность.
Величина коэффициента трения у всех медных сплавов одинакова.
Марки медных сплавов.
Первые буквы – Л (латунь), Бр (бром)
Следующие буквы – добавки или легирующие компоненты.
А – алюминий, Б – бериллий, Ж – железо, К – кремний, Мц – марганец, Н – никель, О – олово, С – свинец, Ц –Цинк, Ф- фосфор.
Цифры после буквы – среднее %-ное содержание элементов. В марках латуни первые 2 цифры – указывают основной элемент – медь (Л59-латунь, в которой 59% меди)
ЛАЖ 60-1-1 (Латунь, 60% меди, Алюминия 1%, Железа 1%, остальное цинк.)
Алюминиевые сплавы и медные (бронза и латунь).
Медные сплавы - сплавы меди с цинком, оловом, алюминием, кремнием и другими компонентами, не принимают термические обработки. И их механические свойства и износостойкость определяются только химическим составом.
Преимущества медных сплавов.
Низкий коэффициент трения. Хорошая стойкость против коррозии в целом ряде агрессивных сред. Высокая пластичность. Очень хорошая электропроводность.
Величина коэффициента трения у всех медных сплавов одинакова.
Марки медных сплавов.
Первые буквы – Л (латунь), Бр (бром)
Следующие буквы – добавки или легирующие компоненты.
А – алюминий, Б – бериллий, Ж – железо, К – кремний, Мц – марганец, Н – никель, О – олово, С – свинец, Ц –Цинк, Ф- фосфор.
Цифры после буквы – среднее %-ное содержание элементов. В марках латуни первые 2 цифры – указывают основной элемент – медь (Л59-латунь, в которой 59% меди)
ЛАЖ 60-1-1 (Латунь, 60% меди, Алюминия 1%, Железа 1%, остальное цинк.)
Первое отличие маркировки бронз – содержание меди в них не указывается!
Бр. ОЦ10-2
Sn 10%
Zn 2%
Сu 88% - оставшееся
Бр.АЖНЮ – 4-4
Ni 4%
Al 10%
Fe 4%
Cu 82%
Характеристики Латуни. По химическому составу различают простые и сложные латуни. По структуре однофазные и двухфазные. Простые латуни легируются только цинком.
Л59- Л95
Простые латуни могут быть однофазные(раствор цинка в меди) и двухфазные (медь и цинк по отдельности). Латуни с большим содержанием меди Томпак – обладают очень хорошей пластичностью и используются при чеканке драгоценных изделий, медалей, сувениров. Обладают высокой теплопроводностью. Латуни с низким содержанием меди (сыпучие) хорошо обрабатываются. Из них изготавливают сложные электроды для электрохимической и эрозионной обработки.
Различают 4 модификации бронз:
Оловянные
Алюминиевые
кремнистые
Берилевые
Могут быть однофазные и двухфазные (CuSn находятся в виде самостоятельных элементов)
В зависимости от модификации бронзы подразделяются по сферам применения:
Оловянные бронзы обладают высокими литейными свойствами, поэтому из них в основном изготавливают литые детали сложной формы. Главный недостаток оловянных бронз – высокая пористость, поэтому сфера применения – запорная арматура…вместо оловянных используются алюминиевые бронзы. (добавляется фосфор для увеличения текучести расплавленных сплавов) Оловянные бронзы – коррозионно-стойкие, устойчивы против осадков, коррозии в морской воде. Используются в судо- и авиа- строении.
Кремнистые бронзы хорошо стоят в щелочной среде – используются в трубопроводах сточных вод. Добавляют марганец для повышения прочности и упругости.
Бериллиевые бронзы из-за дорогой стоимости Be используют в особо важных случаях. Изготавливают гофры, демпферы и другие конструкционные элементы, сочетающие в себе пластичность и прочность.
Алюминиевые сплавы составляют около 70% всего выпускаемого цветного литья. Наиболее высокими литейными свойствами обладают сплавы системы Al- Si, их ещё называют силумины.
Al2, Al9.
Именно эти сплавы применяются в авиастроении, автомобилестроении и в машиностроении в целом.
Д16Т – сплав дюр алюминий, Al,Cu,Si часто встречающиеся в быту
Д означает технический.
Критерии выбора материалов.
В основе выбора любого материала лежит прежде всего техническая и экономическая целесообразность его применения.