Понятие о свойствах продукции и показателях качества

Свойства, составляющие качество продукции характеризуется непрерывными или дискретными величинами, называемыми показателями качества продукции. Они могут быть абсолютными, относительными или удельными.

Качество продукции – совокупность свойств продукции, обуславливающих ее пригодность удовлетворять определенным потребностям. Относится к любому изделию.

Основные свойства качества деталей: прочность (статистическая, циклическая, сопротивление усталости), долговечность (ресурс), технологичность, взаимозаменяемость, износостойкость поверхностей, коррозионная и кавитационная стойкость, специальные свойства (жаростойкость, электропроводность, отражательная способность), эстетичность, экологическая чистота, прочность неподвижных соединений, их герметичность и др.

Названные свойства отражают эксплуатационное предназначение деталей.

Свойства: технологичность, взаимозаменяемость, экологическая чистота, наряду с эксплуатационным предназначением используются на этапе производства, формируя показатели технико-экономической эффективности изготовления.

Качество изделий зависит от множества конструктивно-технологических и организационно-технических факторов, проявляемых на всех взаимосвязанных этапах жизненного цикла изделий.

Свойства качества изделий заказываются при проектировании, обеспечиваются при изготовлении, поддерживаются при эксплуатации.

Начальным этапом обеспечения качества при проектировании является выбор соответствующих конструкционных материалов для деталей, основными требованиями для которых является обеспечение обрабатываемости при черновых и финишных методах обработки, упрочнения, в том числе и термического.

Подавляющее число эксплуатационных свойств деталей определяется геометрическими параметрами поверхностей и физико-механическими свойствами поверхностных слоев. Эти параметры и свойства формируются в процессе изготовления, причем для одних и тех же конструкционных материалов могут быть различными.

Задача идентификации эксплуатационных свойств деталей машин охватывает две проблемы: точности размеров и физико-механических свойств поверхностей слоев деталей.

Параметры качества деталей

Точность геометрических параметров есть комплексное понятие, которое включает понятия: точность размеров элементов деталей, их геометрических форм и взаимного расположения элементов деталей.

Точность геометрических параметров это соответствия действительных размеров их заданным значениям.

Различают нормированную и действительную точность.

Нормированная точность регламентирована стандартами, характеризуется допусками и предельными отклонениями, сведенными в квалитеты, классы и степени точности.

Действительная погрешность определяется как разность между действительными и расчетными размерами.

При изготовлении деталей преимущественное применение имеют классы точности 5…12 квалитетов, используемые для сопряжения с другими деталями. 13…17 квалитеты применяют для поверхностей неответственных сопряжения или свободных размеров. Допуски этих классов (точный, средний, грубый и очень грубый на чертежах обычно не проставляются).

Выбор оптимальной точности – сложная технико-экономическая задача. назначаемая точность элемента детали должна обеспечить эксплуатационные и экономические показатели работы изделия с учетом стоимости обработки и сборки.

Для сопрягаемых размеров выбор точности размера в значительной степени определяется типом посадки.

Определение посадок – важнейшая задача, так как их характер имеет решающее значение на эксплуатационные свойства изделия. Для их установления используются рекомендации, базирующиеся на экспериментальных исследованиях, производственном опыте и расчетам по известным методикам. Для многих деталей они определяются на основе расчета размерных цепей.

Точность геометрических форм. Является нормированной величиной. Для плоских поверхностей имеет два вида: допуск прямолинейности и плоскости. Для цилиндрических поверхностей три вида: допуски цилиндричности, круглости, профиля продольного сечения.

Для них установлено 16 степеней точности.

Точность взаимного положения представлена допусками: параллельности, перпендикулярности, наклона, соосности, симметричности, позиционного пересечения осей, торцового и радиального биений, формы заданного профиля и заданной поверхности.

Погрешности допусков формы и расположения поверхностей возникают в процессе изготовления деталей по вине неточности и износа станков и приспособлений, погрешностей установки деталей при обработке, неравномерности припусков, деформаций.

Допуски формы и расположения поверхностей связаны с допусками размеров.

В зависимости от соотношения между допусками размера и допуском формы или расположения установлены следующие уровни относительной геометрической точности.

А – нормальная (60 % допуска размера), В – повышенная (40 % допуска размера), С – высокая (25 % допуска размера).

Геометрические параметры поверхностей.

Неровности на поверхности являются результатом особенностей обработки как след инструмента с наложением сопровождающих процесс резания упругой и пластической деформаций металла в зоне резания и вибраций технологической системы. К ним относятся параметры шероховатости и волнистости.

Шероховатость – совокупность неровностей с относительно малым шагом, образующими рельеф поверхности. Представляют отклонения от идеальной геометрической поверхности в виде гаммы гармонии колебаний с высотой Н и шагом S. При S/Н < 5 – шероховатость, при S/Н = (50…1000) – волнистость, при S/Н > 1000 – отклонение от формы поверхности.

Основные параметры шероховатости.

R_a – среднее арифметическое отклонение профиля; R_z – высота шероховатости профиля по десяти точкам; R_max – наибольшая высота шероховатостей профиля; S_ш – средний шаг шероховатостей по средней линии профиля; S – средний шаг шероховатостей по выступам профиля; t_p – относительная опорная длина профиля; типы и направления шероховатостей.

Основным для всех поверхностей является нормирование высотных параметров шероховатости.

Для более ответственных поверхностей дополняют шаговые параметры и относительной опорной длиной опорного профиля, так как шаг шероховатости влияет существенно на виброустойчивость и прочность при цикловых нагрузках.

Относительная опорная длина профиля t_p комплексно характеризует форму профиля неровностей и определяет действительные площади контактов трущихся поверхностей, а они в свою очередь влияют на износостойкость, герметичность, контактную жесткость.

Назначение параметров шероховатости должно учитывать реальные условия взаимодействия поверхностей детали при эксплуатации и технологические методы их получения.

Для трущихся поверхностей оптимальная нормируемая шероховатость должна быть максимально приближенной к экспериментально установленной в процессе приработки.

Чрезмерные требования к шероховатости особенно к высотным параметрам могут вызвать нежелательные явления. Например, может возникнуть схватывание особенно для однородных материалов. Излишние параметры охватывают влияние на дополнительные отклонения допуска размеров и формы в результате смятия и сглаживания при сборке, приработке, эксплуатации.

Связь между допусками и высотными параметрами шероховатостей устанавливаются следующими неравенствами.

Для нормальной (А): R_a≤ 0,05 Td, мкм; повышенный (В): R_a≤ 0,015 Td, мкм; высокой (С): R_a≤ 0,01 Td, мкм.

Где Td – допуск на размер, мкм.

Волнистость – периодически повторяющиеся неровности поверхности с шагом большим чем для шероховатости. Относят к макрогеометрии. Образуется в основном за счет возникновения вибраций из-за недостаточной жесткости.

Государственного стандарта на волнистость не установлено. Параметры волнистости: W_z – высота, состоящая из среднеарифметического значения W _i; определенных на базовой длине L_w равной не менее пяти шагам волнистости S_w, средний шаг волнистости.

Из-за микро - и макронеровностей действительная опорная площадь поверхности намного меньше гладкой поверхности. В начальный момент приработки опорная площадь поверхности после точения и фрезерования составляет 25…30% от расчетной, что увеличивает контактные напряжения и снижает контактную жесткость, герметичность, надежность посадок, износостойкость. Аналогичное влияние на эксплуатационные характеристики оказывает отклонение от формы. Так опыт показывает, что возбуждение вибраций при работе быстроходных двигателей в значительной мере связано с отклонением круглости.

Технологическое обеспечение оптимальных точностей формы и расположения в большей мере, чем других отклонений зависит от способов обработки, маршрута, которые определяют технологическую наследственность, напряженное состояние поверхностного слоя, релаксации остаточных напряжений при эксплуатации.

Физико-химическое состояние поверхностных слоев есть комплексное понятие, включающее: параметры кристаллической структуры (размеры, форму зерен, текстуру, плотность дислокаций); деформационное упрочнение (степень деформации, степень и глубина наклепа); остаточное напряжение (макронапряжения первого рода, микронапряжения второго рода, статические искажения решетки).

Все требования по качеству должны в полной мере идентифицироваться в конструкторской документации на этапе проектирования изделия.

Эта важнейшая задача решается совместными усилиями конструкторских и технологических служб на этапах конструирования и технологической подготовке производства.

Указанная идентификация должна составлять основную часть работы по отработке на технологичность изделия, так как нельзя признать изделие технологичным, если оно не обеспечено потребительскими свойствами качества.

Эта задача чрезвычайной сложности в связи с непрерывным процессом в области технического уровня изделий и трудно раскрываемыми взаимосвязями большого количества величин определяющих обеспечение заданного качества.

Дата добавления: 2014-01-20