Файл: Контроль качества продукции машиностроения учебное пособие..pdf

Эффективным методом изучения суммарного распределения показателя качества, позволяющим получить объективную оценку закономерностей протекания технологического процес­ са. является метод точечных и точностных диаграмм (рис.21). По оси абсцисс на обеих диаграммах отложены номера мгно­ венных выборок, по оси ординат: на рис. 21, а — индивидуаль­

ные значения х а па рис. 21,6 — средние значения Xj. Диаг­ раммы наглядно отображают ход производственного процесса. На рис. 21,6 от средней линии отложены вверх и вниз отрез­ ки, равные по величине выборочному среднему квадратиче­ скому отклонению, и проведены штрих-пунктирные линии. За­ штрихованный участок достаточно отчетливо дает возможность судить о направлении изменения центра настройки; ширина полосы характеризует изменение рассеяния.

Для построения этих диаграмм может быть использована общая выборка, которая разбивается на несколько малых объемом 5— 10 шт. Довольно часто для изучения технологиче­ ского процесса с помощью точечных или точностных диаграмм проводится специальный эксперимент: берут малые выборки через определенные фиксированные промежутки времени, ве­ личина которых устанавливается опытным путем и зависит от технологического оборудования, объема выборки и степени устойчивости производственного процесса.

Суждение по точечным и точностным диаграммам довольно грубое, так как эмпирические характеристики подвержены случайным колебаниям. Более точные выводы о ходе процесса можно сделать по диаграмме доверительных интервалов: по оси абсцисс откладываются номера выборок, а по оси орди­ н ат— средние значения и доверительные интервалы для сред­ них по выборкам. Если доверительные интервалы двух сосед­ них выборок пересекаются, процесс следует считать стабиль­ ным, в противном случае следует признать, что он изменяется во времени.

Особое место среди задач, решаемых при анализе точности и стабильности технологических процессов, занимает задача выявления факторов, снижающих качество продукции. Для решения этой задачи используется аппарат дисперсионного и корреляционного анализа, изложение которого выходит за рамки настоящего учебного пособия. Достаточно подробно этот материал освещен в работах [13; 5]. Рассмотрим лишь применение точечных диаграмм для анализа причин снижения качества продукции.

В тех случаях, когда статистический анализ точности техно­ логического процесса проводится с целью изучения влияния на точность обработки одного конкретного фактора, строят две точечные диаграммы по результатам измерения контрольного

ПО

признака деталей из двух партий. При этом для каждой пар­ тии соблюдается максимально возможная идентичность усло­ вий обработки, а изучаемый фактор меняется. Путем такого анализа удается выявить и устранить целый ряд технологиче­ ских факторов, приводящих к нарушению точности процесса.

Так, при анализе точности обработки деталей, изготовляе­ мых на автоматах продольного точения, было замечено, что на одном и том же станке получаются детали с различной ве­ личиной рассеяния размеров (даже при одинаковой неодно­ родности диаметров прутка). Было сделано предположение, что на точность обработки влияет химический состав обраба­ тываемого материала. Для подтверждения этого отобрали прутки из автоматной стали с одинаковой неоднородностью размеров по длине прутка и провели анализ их химического состава и механических свойств (табл. 18).

Т а б л и ц а 18

стали с различным содержанием серы. Из рисунка видно, что детали, изготовленные из прутков с содержанием серы 0,16%, имеют в пять-шесть раз большее поле рассеяния размеров, чем из прутков с содержанием серы 0,22%.

Использование точечных диаграмм для оценки зависимо­ сти показателей качества продукции от различных факторов возможно только тогда, когда в условиях эксперимента все

111

факторы, кроме изучаемого, могут быть зафиксированы. Если эти условия не могут быть выполнены, используется диспер­ сионный и корреляционный анализы.

Рис. 22. Точечная диаграмма исследования нлииния содержания серы на точность обработки:

/ — при S = 0,16°/0 ; / / — при S = 0,22%

Заключительным этапом исследования точности и стабиль­ ности технологических процессов является оценка показателей точности и стабильности, рекомендуемых ГОСТ 16467—70. Рас­ смотрим эти показатели и методы их расчета.

1. Показатель рассеяния

I — коэффициент, зависящий от закона распределения па­ раметров;

s — среднее квадратическое отклонение параметров в вы­ борке.

Показатель КР характеризует степень соответствия поля рассеяния полю допуска. Если КР > 1, точность процесса не удовлетворяет требованиям технической документации. Такой технологический процесс выпускает большой процент дефект­ ной продукции и потому требует усовершенствования.

112

Если поле рассеяния определить как область значений при­ знака качества, соответствующую вероятности их появления, равной 0,9973, то оно может быть определено в соответствии с табл. 17, в которой для различных законов распределения погрешностей изготовления приведены формулы расчета поля рассеяния и краткие пояснения.

Знание значений lj, I/, I " (табл. 19) необходимо для оцен­ ки поля рассеяния в том случае, если в процессе производства происходит непрерывное смещение центра рассеяния размеров. Если суммарная выборка деталей состоит из ряда мгновенных выборок, взятых за межнастроечный период, то

где х„, Х\ — средние значения соответственно последней и пер­ вой мгновенных выборок;

s — выборочное среднее квадратическое отклонение суммарного распределения:

Здесь:

—дисперсия /-й мгновенной выборки;

х— среднее средних к выборок.

2.Показатель .уровня настройки

где Xji — заданный центр настройки;

х\ — среднее значение первой мгновенной выборки. Показатель Кп характеризует точность настройки оборудо­

вания в начальный после настройки период обработки.

Показатель Ям.с характеризует изменение рассеяния разме­ ров за межнастроечный период.

§21. Статистическое регулирование технологических процессов

Общие сведения о системах регулирования и основных эле­ ментах системы. Для изучения системы регулирования каче­ ства продукции вообще и статистического регулирования, в частности, воспользуемся основными понятиями, сложившими­ ся в теории регулирования.

Всякий процесс регулирования подразумевает наличие од­ ного или нескольких объектов регулирования и регулирующей ими системы. Совокупность нескольких регулируемых объек­ тов, объединенных единством цели регулирования, называется р е г у л и р у е м о й с и с т е м о й . Объектами регулирования в системах регулирования качества являются процессы, влия­ ющие на качество выпускаемой продукции и на эффектив­ ность ее эксплуатации. Совокупность средств, стремящихся обеспечить выполнение системой определенной цели, называет­

быть классифицированы следующим образом:

измерительное устройство или чувствительный элемент, вос­ принимающий изменения регулируемой переменной;

сравнивающее устройство, дающее на основании сравнения управляющего сигнала и сигнала обратной связи сигнал ошибки;

задающее устройство, преобразующее управляющее воз­ действие в сигнал, удобный для сравнения с регулируемой ве­ личиной;

сервомеханизм, часть регулятора, преобразующая сигнал ошибки в регулирующее воздействие; сервомеханизм состоит из усилительного и исполнительного устройств, вырабатываю­ щих регулирующее воздействие.

114