This article describes methods for using the OK 020-95 classifiers, OK 021-95 and OK 022-95 to determine the generalized quality of parts in order to improve their quality, which is further expressed in their improvement. Mathematical models have been developed that can be used to form the codes of the classifiers OK 020-95, OK 021-95 and OK 022-95 into probability categories that preserve the hierarchy of indicators contained in the classifiers. With the help of the de-scribed transformation models, it became possible to use classifiers for quality management purposes, which were not used in modern conditions.
classifiers, product quality, technical products, mathematical models, quality management
Введение
Классификаторы ОК 020-95, ОК 021-95 и ОК 022-95 входят в состав единой системы классификации и кодирования технико-экономической и социальной информации (ЕСКК) Российской Федерации. Классификаторы охватывают детали и сборочные единицы всех отраслей промышленности основного и вспомогательного производств.
Иерархия кодов деталей и сборочных единиц в классификаторах основана на дедуктивном делении классифицируемого множества на подмножества (от общего к частному) по подчиненным (соподчиненным) признакам. Классификаторы ОК 020-95, ОК 021-95 и ОК 022-95, действующие и в 90-х годах 20-го века, их использовали для выбора технологических процессов и соответствующего технологического оборудования при изготовлении деталей и сборочных единиц. Классификаторы ОК 020-95 и ОК 021-95 описывают свойства и признаки деталей, классификатор ОК 022-95 сборочных единиц.
В настоящее время эти классификаторы не находят своего применения из-за несовместимости кодов, заложенных в классификаторах с возможностями современных ПК. Но и сейчас мы используем эти классификаторы по прямому их назначению − для определения перечня признаков и параметров, участвующих в определении обобщенного качества деталей и сборочных единиц.
- Принципы преобразования буквенно-цифровых кодов классификаторов в количественные значения соответствующих параметров.
В классификаторах ОК 020-95, ОК 021-95 и ОК 022-95 каждый признак детали или сборочной единицы (например, квалитет) имеет свою иерархию кодов, обозначающих значения этого признака.
Например, в классификаторе ОК 021-95 описаны следующие признаки технологической классификации деталей, обрабатываемых резанием [1]:
− вид исходной заготовки
− квалитет;
− параметр шероховатости или отклонения формы и расположения поверхностей;
− вид дополнительной обработки;
− характеристика массы.
Ниже описаны принципы преобразования кодов классификаторов ОК 020-95, ОК 021-95, ОК 022-95 в коды вероятностных категорий, которые не только сохраняют место в иерархии кодов классификаторов, но и описывают вероятность выхода годных (один из показателей качества) при обеспечении данных параметров.
Принципы преобразования кодов классификаторов ОК 020-95, ОК 021-95, ОК 022-95 в коды вероятностных категорий:
- В случае вертикальной иерархии кодов (сверху вниз) от 1 до кода п по принципу ухудшения признаков в экономическом и технологическом смысле, то в этом случае код 1 − отражает самое оптимальное (лучшее) соотношение технологичность / себестоимость, и соответственно последний код − код п – наихудшее соотношение технологичность / себестоимость в данной иерархии.
Для принципа ухудшения параметров (сверху вниз) коды классификаторов преобразуют в вероятностные категории по модели:
На рис. 1 представлены чертёж и общий вид детали поршень двигателя ВАЗ 21124.
При определении технологических параметров качества учтены свойства детали поршень в процессе изготовления:
− заготовка для поршня изготовлена методом горячей штамповки с последующей механической обработкой и окончательной термической обработкой, материал детали – высокопрочный алюминиевый сплав;
− технологический код определяют в зависимости от технологического метода изготовления. В данном случае метод изготовления относится к деталям, изготовленным обработкой резанием с последующей термической обработкой.
Для определения кодов данного технологического метода были использованы коды, указанные в табл. 4.2−4.8 классификатора ОК 021-95.
Качество детали на стадии проектирования определяют по чертежу детали. В состав обобщенного качества детали входят конструктивные и технологические показатели. Конструктивные показатели определяют расчетным путем по данным чертежа детали, а технологические показатели находят в технологических инструкциях или в соответствующих классификаторах. Так как темой данной работы является использование технологических классификаторов, то мы рассматриваем влияние технологических показателей на качество деталей.
После определения показателя качества детали возникает возможность в повышении качества детали за счет улучшения технологических параметров детали.
Как видно, после улучшения некоторых параметров детали, которые вполне возможны для данной детали, качество детали повысилось до Qвк = 0.879, но все равно недостаточно для достижения базового (наивысшего) качества Qбаз. = 0.96 – базовое качество для изделий машиностроения в РФ.
Результат, полученный после улучшения технологических параметров, говорит о том, что качество детали поршень уже невозможно довести до базового показателя качества за счет оптимизации только технологических показателей. Поэтому необходимо перейти к исследованию влияния на повышение качества конструктивных показателей: точности, сложности конструкции детали, коэффициент запаса прочности, требования безотказности.
Иллюстрацией к полученному выводу может являться пример модернизации двигателя ВАЗ 21124, проведенный работниками АвтоВАЗа [4]. Убедившись в несоответствии двигателя ВАЗ 21124 современным требованиям качества, была проведена его глубокая модернизация с целью приближения к показателям качества современных двигателей. На рис. 2 показан результат модернизации поршня двигателя ВАЗ 21124.
В результате получен современный мощный двигатель с другими динамическими характеристиками. Чтобы обеспечить надежную работу нового двигателя стало не достаточно улучшать только технологические параметры. Пришлось кардинально пересмотреть конструкцию основной детали двигателя – поршня. Разработан новый поршень из более прочного алюминиевого сплава (рис. 2-Б), что дало возможность уменьшить его размеры и вес при сохранении требуемой безотказности.
Новый поршень совершенно другого типа: имеет 2 компрессионных кольца вместо 3-х, уменьшен диаметр поршневого пальца, уменьшена площадь боковой поверхности, контактирующей с цилиндром, использован более прочный алюминиевый сплав. Все перечисленные кардинальные улучшения привели, при неизменной прочности и надежности, к меньшему весу и меньшим габаритам поршня: поршень стал компактней и легче предыдущего типа на 104 г, при этом мощность двигателя ВАЗ 21126 стала выше мощности двигателя ВАЗ 21124 на 6.5 л.с.: мощность ВАЗ 21126 − 72 л.с., мощность ВАЗ 21124 − 65.5 л.с.
Выводы
- Результаты предварительного определения качества технических изделий всегда могут дать направления дальнейшего усовершенствования изделий. Поэтому стадия определения предварительного качества разработанных изделий должна быть обязательной.
- Использована методическая основа классификаторов ОК 020-95, ОК 021-95 и ОК 022-95 для определения обобщенного качества деталей с целью их дальнейшего усовершенствования.
- Разработана математическая модель, с помощью которой возможно преобразовывать коды классификаторов ОК 020-95, ОК 021-95 и ОК 022-95 в коды вероятностных категорий, сохраняющих иерархию показателей, содержащихся в классификаторах.
- При разработке новой техники или модернизации действующей, имеет место значительное количество корректировок КД и ТД, которое возникает по результатам испытаний опытных образцов. Поэтому использование кодов классификаторов при определении качества изделий на стадиях проектирования и конструирования, может способствовать сокращению количества корректировок КД и ТД, что значительно снизит себестоимость изготовления технических изделий.
Новый поршень совершенно другого типа: имеет 2 компрессионных кольца вместо 3-х, уменьшен диаметр поршневого пальца, уменьшена площадь боковой поверхности, контактирующей с цилиндром, использован более прочный алюминиевый сплав. Все перечисленные кардинальные улучшения привели, при неизменной прочности и надежности, к меньшему весу и меньшим габаритам поршня: поршень стал компактней и легче предыдущего типа на 104 г, при этом мощность двигателя ВАЗ 21126 стала выше мощности двигателя ВАЗ 21124 на 6.5 л.с.: мощность ВАЗ 21126 − 72 л.с., мощность ВАЗ 21124 − 65.5 л.с.
Выводы
- Результаты предварительного определения качества технических изделий всегда могут дать направления дальнейшего усовершенствования изделий. Поэтому стадия определения предварительного качества разработанных изделий должна быть обязательной.
- Использована методическая основа классификаторов ОК 020-95, ОК 021-95 и ОК 022-95 для определения обобщенного качества деталей с целью их дальнейшего усовершенствования.
- Разработана математическая модель, с помощью которой возможно преобразовывать коды классификаторов ОК 020-95, ОК 021-95 и ОК 022-95 в коды вероятностных категорий, сохраняющих иерархию показателей, содержащихся в классификаторах.
- При разработке новой техники или модернизации действующей, имеет место значительное количество корректировок КД и ТД, которое возникает по результатам испытаний опытных образцов. Поэтому использование кодов классификаторов при определении качества изделий на стадиях проектирования и конструирования, может способствовать сокращению количества корректировок КД и ТД, что значительно снизит себестоимость изготовления технических изделий.
1. OK 021-95 - Obscherossiyskiy klassifikator detaley mashinostroeniya i priborostroeniya. − Moskva: Iz-vo standartov, 1995. − 250 s.
2. Tehnologichnost' konstrukcii izdeliya: Spravochnik/ Yu.D. Amirov, T.K. Alferova, P.N. Volkov i dr. Pod obsch. red. Yu.D. Amirova. − Moskva: Mashinostroenie. 1990. − 768 s.
3. Martishkin V.V. Upravlenie kachestvom tehnicheskih izdeliy na stadii razrabotki rabochey dokumentacii. Izvestiya MGTU MAMI. Nauchnyy recenziruemyy zhurnal. − Moskva,MGTU MAMI,№2(16), 2013. − S. 348−354.
4. Konstruktivnye osobennosti dvigateley VAZ 21124 i VAZ 21126. Internet-sayt AvtoVAZ - http://www.motors-vaz.ru/vaz21126.html.
