В статье описаны методы использования классификаторов ОК 020-95, ОК 021-95 и ОК 022-95 для определения обобщенного качества деталей с целью повышения их качества, которое в дальнейшем выражается так же и в их усовершенствовании при конструировании. Разработаны математические модели, с помощью которых преобразовывают коды классификаторов ОК 020-95, ОК 021-95 и ОК 022-95 в коды вероятностных категорий, сохраняющих иерархию показателей, содержащихся в классификаторах. С помощью описанных моделей преобразования стало возможным использование классификаторов для целей управления качеством, которые в современных условиях не находили своего применения.
классификаторы, качество изделий, технические изделия, математические модели, управление качеством
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. ОК 021-95 - Общероссийский классификатор деталей машиностроения и приборостроения. − Москва: Из-во стандартов, 1995. − 250 с.
2. Технологичность конструкции изделия: Справочник/ Ю.Д. Амиров, Т.К. Алферова, П.Н. Волков и др. Под общ. ред. Ю.Д. Амирова. − Москва: Машиностроение. 1990. − 768 с.
3. Мартишкин В.В. Управление качеством технических изделий на стадии разработки рабочей документации. Известия МГТУ МАМИ. Научный рецензируемый журнал. − Москва,МГТУ МАМИ,№2(16), 2013. − С. 348−354.
4. Конструктивные особенности двигателей ВАЗ 21124 и ВАЗ 21126. Интернет-сайт АвтоВАЗ - http://www.motors-vaz.ru/vaz21126.html.
