Игнатьев В.М.

Повышение качества изготовления детали

Качество деталей, изготовленных цехом механической обработки предприятия, определяет надёжность изделия, в которое она входит. Наличие некачественных деталей производства снижает  качество выпускаемого изделия и влечет за собой на дальнейших технологических стадиях (таких как механическая  обработка, сварка, сборка  узлов и агрегатов) увеличение потерь от брака и повышение количества дефектов. C целью повышения качества изделий производства был разработана алгоритм снижения уровня дефектности, базирующаяся на статистическом процессном контроле производства [1]. Последовательность действий при управлении технологическим процессом (ТП) реализована в виде алгоритма повышения качества изделий производства. Алгоритм проведения работ по снижению уровня дефектности с использованием статистических методов управления качеством по количественному признаку содержит следующие пункты.

2. Построение диаграмм по числу дефектов и по суммарным затратам.

3. Выбор и упорядочение деталей по ТП по уменьшению дефектности.

4. Построения контрольных карт (Х,R,X-R) по  дефектному процессу.

5. Построение гистограммы и проверка её соответствия нормальному закону распределения.

6. Расчёт статистик пригодности и воспроизводимости процесса [2].

7. Анализ устойчивости процесса по коэффициенту автокорреляции.

8. Построение диаграммы Исикавы с подсчётом уровня влияния на брак операции технологического процесса.

Последний пункт не выполняется, если процесс находится в управляемом состоянии и нет тенденции к ухудшению.

Применение разработанного алгоритма показана на примере процесса изготовления детали «Вал  8ТН 200.693», которая входит в состав рычага тормозной системы  грузовых электровозов. Согласно диаграмме Парето за 2011 г. вал ВТН200 был наиболее дефектным изделием и составил около 68 % несоответствий от общего количества дефектных изделий по цеху (см. рис. 1).

Рисунок 1

Технологический параметр, по которому  процесс был дефектоносным, это диаметр паза, равный  30 мм. Данный размер не выдерживался на токарно-винторезной операции и приводил  к появлению исправимого брака, что влекло за собой увеличение материалоемкости и необходимость дополнительной механической обработки на последующих стадиях производственного цикла.

Оценка текущего состояния ТП показала, что процесс нестабилен и выходит за верхнюю границу поля допуска. На контрольной Х-карте и R-карте видна область исправимого брака. Уровень дефектности, рассчитанный с помощью показателей  возможностей процессов Ср – поведения процесса относительно границ поля допуска, и Сpn – отражающего настройку на середину этого поля, составил около 20 %. Это говорит о том, что без вмешательства в ТП примерно каждое пятое изделие будет бракованным.

Для снижения уровня дефектности на основании диаграммы Исикавы были разработаны и реализованы корректирующие действия по изменению длины заготовки в технологической документации и корректировке размеров оснастки. Реализация корректирующих действий позволила добиться статистически управляемого поведения процесса, настроенного на середину поля допуска. Практически все изделия после токарно-винторезной стали соответствовать номинальному значению (равному 30 мм), что и показывают контрольные карты Х и R. Процесс находится в статистически управляемом состоянии, ожидаемый уровень дефектности процесса составляет 0,0292 %. Технологический процесс стабилен и возобновляем. Основная область дефектности – превышение размера паза на втулке (более 30 мм) – правосторонняя критическая область. Поэтому можно подобрать асимметричное правостороннее распределение и рассчитать допустимую погрешность. Для ретроспективных данных для рассматриваемого размера вала ВТН200.693 – это гамма распределение.

Применение описанного алгоритма носит универсальный характер, может быть применен к другим видам ТП машиностроения: механическая обработка, литейное производство, штамповка, сварка.

Экономический эффект от мероприятий с применением статистического процессного контроля можно рассчитать следующим образом: Э = Q C P,

где Q – годовой план выпуска товарной продукции; C – стоимость изделия; P – уровень дефектности  технологического процесса.

Литература:

1 ГОСТ Р 50799.30-95. Статистические методы. Приемочный контроль качества.

2 ГОСТ Р ИСО 21717. Статистические методы. Статистики пригодности и воспроизводимости процесса для количественных характеристик качества.