Контроль качества деталей на операциях механообработки в массовом производстве

Качество детали имеет много составляющих, из которых важное место принадлежит геометрическим параметрам: размерной точности, погрешности формы и микрогеометрии (шероховатости). Геометрические параметры детали в значительной мере формируются на последних, финишных операциях механообработки, где шлифованию принадлежит главная роль.      

Механообрабатывающие станки и, в первую очередь, шлифовальные оснащены средствами активного контроля, позволяющими получить стабильное и высокое качество массовой продукции. Высокая степень автоматизации, жесткие требования ко всем звеньям и участникам технологического процесса создают предпосылки к уменьшению роли оператора станка, сводя ее  к наблюдению и поддержанию заданного технологического режима. Вместе с тем опыт Волжского автозавода и других предприятий массового производства свидетельствует о значительных возможностях влияния оператора  на точность и производительность процесса механообработки. Указанное влияние тесно связано с квалификацией оператора, с его знанием технологического процесса и умением анализировать технологическую ситуацию на основе получаемой информации о состоянии оборудования, режимах обработки, качестве заготовок и готовых деталей.

Информация о качестве готовых деталей является решающей, т.к. позволяет объективно оценить работу всей технологической цепи. Именно в этой связи контроль геометрических параметров деталей непосредственно на рабочем месте оператора станка (технологический контроль) приобретает все большее значение, что находит свое отражение в технической оснащенности этого вида контроля.

Наряду с распространенными пневматическими и механическими системами контроля на рабочих местах операторов все чаще можно встретить сложные электронные системы, имеющие в своем составе мощные микро-ЭВМ, позволяющие реализовать сложные статистические расчеты, хранение и передачу измерительной информации на более высокий уровень. Круг задач технологического контроля непрерывно расширяется и в последнее время включает в себя:

- размерный контроль по альтернативному признаку: «годен» –  «брак»;

- контроль формы детали. В самом простом случае оценивается овальность детали – минимальный и максимальный размеры детали в контролируемом сечении;

- контроль стабильности технологического процесса. Наличие отсчетного устройства позволяет выполнить и представить статистический анализ по малой выборке с последующим сравнением результата с границами поля допуска;

- контроль точности оборудования. Осуществляется в производственных условиях путем обработки партии деталей объемом 100...120 шт. с последующим расчетом показателей точности Ср и Срк;

- статистическое регулирование технологического процесса. Может быть выполнено на основе ведения карты статистического контроля либо на основе автоматизированного анализа электронной системой послеоперационного контроля.

Важной составляющей послеоперационного размерного контроля является контроль шероховатости, имеющий значительные информационные возможности.

Шероховатость формируется в заключительной стадии цикла шлифования непосредственно перед окончанием обработки, а, следовательно, несет в себе информацию о значении таких важнейших параметров механообработки как конечная скорость съема припуска и величина упругой деформации в момент окончания обработки.

Вариации шероховатости в периоде стойкости шлифовального круга в значительной мере отражают соответствующие вариации режущей способности шлифовального круга и постоянной времени процесса шлифования. Шероховатость чутко реагирует на изменения условий и режимов шлифования и может при наличии портативных и недорогих измерительных средств у оператора станка выполнять функции дополнительного контура обратной связи в системе управления механообработкой деталей.

Измерение шероховатости, сопровождаемое статистической обработкой, накоплением и хранением информации, удобно использовать для целей идентификации параметров процесса шлифования, в первую очередь, постоянной времени. Минимальное запаздывание информации делает возможным регулировать технологический процесс обработки в периоде стойкости круга и в более длительные промежутки времени. Цеховые измерительные средства шероховатости отечественного и импортного производства (завод «Калибр», фирма «Бендикс» и др.) не рассчитаны на использование непосредственно на рабочем месте оператора, т.к. конструктивно оформлены как универсальные приборы, требующие квалифицированного обращения и достаточно длительного времени для установки детали и получения измерительной информации. Более портативные измерительные приборы с индикаторами на жидких кристаллах также мало приспособлены для интенсивной работы в производственных условиях.

Указанные обстоятельства обуславливают необходимость создания специальных средств измерения шероховатости, отвечающих требованиям оперативности, надежности, информативности и органично вписывающихся в систему средств послеоперационного контроля, находящихся в пользовании оператора станка.

Важное место в послеоперационном контроле принадлежит контролю в конце технологического процесса обработки деталей (окончательный контроль). Функции окончательного контроля непрерывно возрастают и могут включать в себя следующие направления:

- выборочный контроль изделий. Основное направление выборочного контроля – оценить качество выпускаемой продукции на основе измерения показателей качества не всей, а только определенной части продукции, взятой из технологического потока небольшими порциями – выборками. Размер выборки и периодичность ее изъятия устанавливаются на основе предварительного статистического анализа технологического процесса;

- приемочный, 100%-ный контроль. При этом виде контроля показатели качества измеряются у каждой детали и принимается решение о пригодности детали к поставке и использованию. В качестве примера можно привести контроль геометрических параметров коленчатых валов автомобиля. Такой контроль может производится в ручном, полуавтоматическом или автоматическом режимах в зависимости от имеющихся технических средств;

- контроль стабильности технологического процесса. По своему назначению, методам и используемым техническим средствам близок к выборочному контролю, но производится в интересах отработки технологии, выявления причин нарушения и принятия соответствующих управляющих воздействий: регулирование оборудования, ремонт оснастки, выбор инструмента, повышение требований к заготовкам деталей и т.д.;

- сортировка деталей по размерным группам. Сортировка деталей – вынужденная мера для получения высокого качества сборочного узла. В автомобильном производстве сортировке подвергаются такие детали как поршень и поршневой валец, детали переднего привода, образующие подшипниковые узлы и ряд других. Из технических средств, осуществляющих операцию сортировки, наибольшее распространение получили контрольные автоматы и полуавтоматы.

Литература

1. Точность и производственный контроль в машиностроении – Справочник под редакцией А.К. Кутая, Б.М. Сорочкина Л: Машиностроение, 1983.

2. Б.М. Сорочкин Автоматизация измерений и контроля размеров деталей. – Л: Машиностроение, 1990.