Наименование требования геометрической точности

Обозначение

Значение отклонения от предельного значения

Длина общей нормали,мм

W

Допуск на накопленную погрешность шага, мм

F_pr

0,112

Допуск на радиальное биение зубчатого венца, мкм

F_r

0,071

Предельное отклонение шага зацепления, мкм

f_pb

±0,019

Допуск на погрешность профиля зуба, мкм

f_r

0,020

Делительный диаметр, мм

d

490

Допуск на направление зуба, мкм

F_β

0,016

Среднее арифметическое отклонение профиля, мкм

R_a

3,2; 1,6; 0,8

C,%

Si,%

Mn,%

Ni,%

S,%

P,%

Cr,%

Cu,%

0.09-0.16

0.17-0.37

0.3-0.6

2.75-3.15

до 0.025

до 0.025

0.6-0.9

до 0.3

№ операции

Наименование операции

Содержание операции

Используемое оборудование

000

Заготовительная

-

-

005

Токарно-револьверная

Подрезание торца, черновое зенкерование отверстия, чистовое зенкерование отверстия, черновое развертывание отверстия, чистовое

развертывание отверстия, зенкование фасок

Токарно-револьверный станок мод.1П365

010

Автоматно-токарная

Подрезание торца обода и ступицы, обточка по направлению диаметра

Автоматно-токарный станок мод. 1А730

015

Автоматно-токарная

Подрезание другого

торца обода и ступицы, обточка по направлению диаметра

Автоматно-токарный станок мод. 1А730

020

Горизонтально-протяжная

Протягивание шпоночного паза

Горизонтально-протяжной станок мод. 76510

025

Зубофрезерная

Нарезание зубьев

Зубофрезерный станок мод. 5К324 А

030

Шевинговальная

Отделочная обработка зубьев

Шевинговальный станок мод.5А703

035

Термообработка

Насыщение углеродом, подстуживание закалка, отпуск

Участок термического цеха

040

Зубопритирочная

Окончательная отделочная обработка зубьев

Стенд

Классификационный признак

ТК

Объект контроля

Качества продукции

Стадии создания и существования продукции

Эксплуатационный

Этапы процесса производства

Входной, приемочный

Полнота охвата контролем

Выборочный, статистический

Связь с объектом контроля во времени

Непрерывный

Эффективность контроля

Инспекционный

Исполнитель контроля

Контроль работником отдела технического контроля

Влияние на объект контроля

Разрушающий (при контроле качества материала), неразрушающий (при контроле зубчатого колеса)

Применяемые СК

Измерительный, допусковый, по контрольному образцу

Степень механизации и автоматизации

Ручной, механизированный

Характер воздействия на ход производственного процесса

Пассивный

Признак группирования

Контролируемые параметры (все поверхности обозначены на рабочем чертеже контролируемого изделия)

1. Геометрические размеры

Ø490h11_-0,43,

Ø290,

Ø100Н7,

Ø420,

Ø116,

Ø120,

Ø46Н7,

ширина шпоночного паза 25js9(±0,026),

высота шпоночного паза 105,4^+0,2

2. Показатели, характеризующие геометрическую точность и качество поверхности

параметр шероховатости поверхности зубьев R=0,8,

параметр шероховатости поверхности по направлению диаметра R=3,2,

параметр шероховатости отверстия R=1,6,

параметр шероховатости сквозных отверстий R=3,2,

параметр шероховатости шпоночного паза R=3,2,

торцевое биение поверхности по направлению диаметра не более 0,03,

радиальное биение поверхности зубьев не более 0,03,

отклонение от параллельности шпоночного паза относительно главной оси не более 0,026мм,

отклонение от симметричности шпоночного паза относительно главной оси не более 0,104мм.

3. Показатели, характеризующие точность зубчатого колеса

длина общей нормали W=,

допуск на накопленную погрешность шага F_pr =0,112,

допуск на радиальное биение зубчатого венца F_r=0,071,

предельное отклонение шага зацепления f_pb=±0,019,

допуск на погрешность профиля зуба f_r=0,020,

допуск на направление зуба F_β=0,016.

4. Показатели, характеризующие физико-механические свойства стали

глубина цементации h = 0,8…1,2;

твердость поверхности зубчатого колеса 56…62 HRС_э;

твердость сердцевины зуба Н≥28 HRС_э.

Признак группирования

Контролируемые параметры (все поверхности обозначены на рабочем чертеже контролируемого изделия

1.По точности измерения

Размеры, относящиеся к 11 квалитету: Ø490h11_-0,43, Ø290, Ø420, Ø116, Ø120.

Размеры, относящиеся к 7 квалитету:Ø90Н7/к6, Ø46Н7.

Параметры шероховатости: Параметр шероховатости поверхности зубьев R=0,8, параметр шероховатости поверхности по направлению диаметра R=3,2, параметр шероховатости отверстия R=1,6, параметр шероховатости сквозных отверстий R=3,2, параметр шероховатости шпоночного паза R=3,2

Параметры взаимного расположения поверхностей: торцевое биение поверхности по направлению диаметра не более 0,03, радиальное биение поверхности зубьев не более 0,03, отклонение от параллельности шпоночного паза относительно главной оси не более 0,026мм, отклонение от симметричности шпоночного паза относительно главной оси не более 0,104мм.

Параметры зацепления Длина общей нормали W=, допуск на накопленную погрешность шага F_pr =0,112, допуск на радиальное биение зубчатого венца F_r=0,071, предельное отклонение шага зацепления

f_pb=±0,019, допуск на погрешность профиля зуба f_r=0,020, допуск на направление зуба F_β=0,016.

Параметры, характеризующие физико-механические свойства стали: Глубина термообработки h = 0,8…1,2; твердость поверхности зубчатого колеса 56…62 HRС_э; твердость сердцевины зуба Н≥28 HRС_э.

Контролируемый параметр

Схема измерения

Методы и средства контроля, область применения

1. Наружный диаметр

Скоба со шкальными измерительными головками, калибры. Преимущественно в многомерных приспособлениях для контроля многоступенчатых валов.

2. Внутренние диаметры

Нутромеры, калибры

3. Параллельность поверхностей

Типовой процесс входного ТК качества материала содержит такие операции как:

• проверка сопроводительной документации, удостоверяющей качество (сертификата, паспорта);

• проверка маркировки, тары, упаковки;

• проверка геометрических размеров (микрометр, штангенциркуль);

• проверка состояния поверхности (визуально, используя контрольный образец));

• проверка марки материала (химического состава), механических свойств, структуры (спектральный анализ).

9. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА ПРОЦЕССА ТК

Технологический маршрут процесса приемочного ТК зубчатого колеса приведен в таблице 9.

Таблица 9 - Технологический маршрут процесса приемочного ТК зубчатого колеса

Технологический маршрут процесса входного ТК качества материала приведен в таблице 10.

Таблица 10 - Технологический маршрут процесса входного ТК качества материала

Численность работников ОТК определяют, используя известные методы расчетов численности вспомогательных рабочих, т.е. по трудоемкости работ, нормам выработки, нормативам численности и рабочим местам. Кроме того, при серийном производстве число контролеров может быть определено по формуле

, (1)

где - численность основных производственных рабочих (станочников) для каждой смены в отдельности (20 человек);

- норма обслуживания, скорректированная в соответствии с фактическими производственными условиями. Рассчитывается по формуле

,

где - число основных производственных рабочих, обслуживаемых одним контролером (норма обслуживания) для каждой смены в отдельности, равная 12 [2, с. 87].

Кт, Ксл, Кк - коэффициенты, учитывающие соответственно точность деталей, их сложность и вид контроля. Определяются по табл. 29, 30, 32 [2].Кт = 1, Ксл = 0,9, Кк = 1.

= 10,8

Подставляя найденные значения в формулу (1), получаем

= 1,8 чел.

Операция контроля может состоять из различных частей, называемых переходами (установить деталь, измерить контролируемый параметр). В свою очередь переходы состоять из приемов. Например, переход «установить деталь» состоит из приемов: взять заготовку из тары, переместить к приспособлению, установить в приспособление, закрепить.

Нахождение трудоемкости отдельных операций заключается в определении времени на переходы и приемы и последующем их суммировании. Расчет суммарной трудоемкости контроля можно выполнить, суммируя трудоемкости отдельных операций контроля, полученные по формуле

,

где Тпкi – трудоемкость перехода контроля, мин;

Твсi – вспомогательное время на установку и снятие ОК, мин;

Тпвi – время на поворот ОК, мин;

Тпз – подготовительно-заключительное время на контроль, мин

,

где Кпз – коэффициент подготовительно-заключительного времени, равный 15-30%;

n – число контролируемых параметров на операции контроля.

Кдоп – коэффициент, учитывающий время на выполнение контролерами дополнительных функций. Кдоп = 1,35.

Кв – коэффициент выборочности контроля

,

где Ов – объем выборки (80 штук),

N – объем партии (1000).

Кв = 0,08.

К_сл- поправочный коэффициент для уточнения трудоемкости контроля по сложности конструкции детали.

К_сл=0,9.

Нормы времени контроля зубчатого колеса приведены в табл. 11.

Таблица 11 - Нормы времени контроля зубчатого колеса

Трудоемкость перехода контроля определяют по формуле

Т_пк=Т_кпКТ,

где

Т_кп- норматив времени на контроль параметра определенным средством контроля для деталей средней сложности, среднем квалитете контролируемого параметра и среднем разряде работ исполнителя контроля;

КТ- число контрольных точек.

Ток = 2,8 мин.

10. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ТК

Технологические операции технического контроля в соответствии с «Классификатором технологических операций машиностроения и приборостроения» классифицируются в зависимости от вида технологического процесса, типа или вида контролируемого параметра.

Для разработки технологических операций технического контроля выбираем три операции контроля зубчатого колеса:

– Контроль наружного диаметра Ø490h11_-0,43;

– Контроль внутреннего диаметра Ø90Н7;

– Контроль торцевого биения поверхности по направлению диаметра.

Технологические операции технического контроля отражены в таблице 12.

Таблица 12 – Технологические операции технического контроля зубчатого колеса

11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА КОНТРОЛЯ. ПЛАНЫ КОНТРОЛЯ

Определение объема контроля предполагает решение следующих задач:

– определение совокупности контролируемых признаков и параметров;

– определение мест контроля качества продукции по технологическому процессу;

– определение целесообразности сплошного или выборочного (статистического) контроля и планов контроля.

Совокупность контролируемых признаков приведена в 3 разделе курсового проекта.

Так как в нашем случае имеет место приемочный контроль зубчатого колеса и входной контроль качества материала, то контроль качества соответственно осуществляет служба технического контроля качества предприятия (ОТК) и бюро входного контроля (БВК), входящее в состав ОТК.

Целесообразность выбор контроля оговорена в 4 разделе курсового проекта.

План контроля – совокупность данных о виде контроля, объемах контролируемой партии продукции, выборок или проб, о контрольных нормативах и решающих правилах.

Для разработки правил контроля должны быть установлены:

• контролируемые свойства продукции;

• виды дефектов;

• приемочный уровень дефектности (AQL) для отдельных свойств или для групп свойств и способ его определения;

• уровень контроля;

• тип плана контроля;

• объем партии;

• план контроля по соответствующей таблице планов.

Приемочный уровень дефектности AQL выбираем равным 0,15. Чтобы определить риск потребителя при отдельных приемках на основании определенного плана выборочного контроля следует использовать оперативную характеристику плана или в обоснованных случаях следует вычислить предел среднего выходного уровня дефектности AQL. Сначала выбираем уровень контроля. В нашем случае он равен 2. Код объема выборки при 2 уровне контроля – J. Оперативная характеристика показывает вероятность принятия партии в зависимости от действительной доли дефектных единиц продукции этой партии.

Оперативную характеристику следует учитывать при выборе плана контроля, особенно в случае, когда важным является риск потребителя и поставщика во время отдельных приемок.

План контроля определяют следующие величины:

приемочный уровень дефектности AQL (см. п. 1.3);

браковочный уровень дефектности LQ (ГОСТ 15895-77);

предел среднего выходного уровня дефектности AOQL;

средний выходной уровень дефектности AOQ;

приемочное число Ас;

браковочное число Re.

Определяем тип плана контроля. Для приемочного контроля зубчатого колеса выбираем одноступенчатый план контроля и нормальный вид контроля, так как производство зубчатых колес будем считать устоявшимся.

Так как приемочный уровень дефектности AQL=0,15 %, а код объема выборки J, то определяем из ГОСТ Р 50779.30 при объеме выборки 80 приемочное число Ac=0, браковочное число Re=1. Браковочный уровень дефектности LQ (доля дефектных единиц) при β = 10 % для приемочного уровня дефектности AQL=0,15 равен 2,8. Предел среднего выходного уровня дефектности AOQL при приемочном уровне дефектности AQL=0,15 соответственно равен 0,46.

Для получения точного значения предела среднего выходного уровня дефектности AOQL умножим на .

AOQL=0,46(1-)=0,46(1-)=0,42.

Для определения соответствия партии продукции установленным требованиям следует:

1) отобрать случайным образом выборку продукции объемом, указанным в принятом плане контроля;

2) проверить каждое изделие в выборке на соответствие установленным требованиям и установить изделия с дефектами;

3) сравнить найденное число дефектных единиц в выборке с приемочным числом;

4) считать партию продукции соответствующей установленным требованиям, если найденное число дефектных единиц в выборке z меньше или равно приемочному числу Ас для данного плана контроля;

5) считать партию не соответствующей установленным требованиям, если число дефектных единиц z в выборке равно или больше браковочного числа Re для данного плана контроля.

Партия продукции принимается, если количество дефектных единиц продукции в выборке меньше или равно приемочному числу 0, и бракуется, если количество дефектных единиц продукции в выборке больше или равно браковочному числу 1.

Основным вероятностным показателем плана статистического контроля является его оперативная характеристика, которая представляет собой зависимость вероятности приемки партии Р(q) от доли дефектных единиц продукции q. Исходные данные для построения оперативной характеристики выбранного статистического контроля приведены в таблице 13, график этого статистического показателя на рисунке 2.

Таблица 13 – Исходные данные для построения оперативной характеристики

Рисунок 2. Оперативная характеристика зависимости вероятности приемки партии Р(q) от доли дефектных единиц продукции q

При выборочном контроле существует риск забраковать партию продукции, соответствующую установленным требования к ее качеству. Этот риск называют риском поставщика α, поскольку он приводит к убыткам последнего от забраковки годной продукции. Также существует риск потребителя β – риск принять партию продукции, не соответствующую установленным требования.

12. ВЫБОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ

Средство контроля – техническое устройство для проведения контроля. СК используют для получения первичной информации об объекте контроля, а также для преобразования информации, поступающей от объекта контроля.

По ГОСТ 14.306-73 выбор средств контроля основывается на обеспечении заданных показателей процесса ТК и анализе затрат на реализацию процесса контроля. К обязательным показателям контроля относят точность измерения, достоверность, трудоемкость, стоимость контроля.

При выборе средства контроля необходимо обеспечить:

- оптимальное применение для данных условий прогрессивных и автоматизированных, универсальных стандартизованных средств контроля;

- систематическое повышение трудоемкости контроля и особенно с тяжелыми и вредными условиями труда;

- безопасность труда;

- требуемую точность и экономичность производства, при которой предпочтение отдается более дешевым средствам, более простым в использовании, требующим для работы контроллера невысокой квалификации и условий работы со свободным температурным режимом, возможность переналадки и многократного использования при изменении объекта контроля;

- выдачу информации в форме, удобной для оперативного использования.

Выбор средства контроля по точности представим в виде алгоритма. Алгоритм выбора средства контроля по точности представлен в графической части. Алгоритм составлен таким образом, что от процедуры к процедуре номенклатура выбираемых средств ограничивается.

Схема алгоритма выбора средства контроля составлена из блоков. Процедуры, отнесенные к одному блоку, выполняют по определенным правилам.

Блок 1 — подготовка исходных данных контроля, т. е. получение сведений об операциях контроля, объекте контроля (массе детали, ее конфигурации и деформируемости) и контролируемых параметрах — виде параметра, его номинальном значении, допуске (квалитете) или степени точности параметра.

Блок 2 — выбор СК по виду контролируемых параметров.

Блок 3 — проверка наличия СК для контролируемого параметра,

Блок 4 — выбор СК по диапазону измерения.

Блок 5 — проверка наличия СК, диапазон измерения которых соответствует номинальному размеру контролируемого параметра.

Блок 6 — проверка возможности контроля косвенным расчетом с расширением области применения СК. При проверке оценивают возможность вычисления с необходимой точностью фактического значения конкретного контролируемого параметра с помощью арифметических действий (суммирования, вычитания и т. д.) над некоторыми другими параметрами.

Блок 7 — выявление состава параметров, с помощью которых можно вычислить с необходимой точностью фактическое значение конкретного контролируемого параметра.

Блок 8 — выбор СК по точности измерения; допустимую погрешность измерения (ДПИ) линейных размеров 1 — 500 мм принимают по ГОСТ 8.051-81.

Последовательность выбора:

1. Определение ДПИ для случаев:

заданы отклонения параметра; по известному номинальному размеру контролируемого параметра и допуску определяют квалитет и допустимую погрешность измерения;

задан квалитет; по известному номинальному размеру контролируемого параметра и квалитету определяют допустимую погрешность измерения.

2. Сопоставление ДПИ и погрешности СК ≤ ДПИ.

По результатам сопоставления ограничивают номенклатуру средств контроля. Погрешность средства контроля задается в соответствующем массиве.

Влияние погрешности измерения оценивают параметрами:

m — числом деталей (от общего числа измеренных деталей), имеющих размеры, превышающие предельные, и принятых в числе годных (неправильно принятые);

n — числом деталей (в процентах от общего числа измеренных), имеющих размеры, не превышающие предельные, но забракованных (неправильно забракованных);

с — вероятностной величиной выхода размера за предельные значения у неправильно принятых деталей.

Параметры m, n и с определяют по таблице 14 в зависимости от

значения:

,

где - среднее квадратичное отклонение погрешности измерения;

IT – допуск контролируемого размера.

Таблица 14 – Определение характеристик m,%, n,%, с в зависимости от ,%

При определении параметров m, n и с принимают следующие значения %: 16 для квалитетов 2 — 7; 12 — для квалитетов 8 и 9; 10 — для квалитетов 10 и грубее.

В таблице 15 дан способ определения характеристик: m₁ — процента неправильно принятых деталей от числа принятых; n_i — процента неправильно забракованных годных деталей от общего числа годных деталей.

Таблица 15 - Определение характеристик m₁ и n₁ в зависимости от ,%

При допусках, не соответствующих значениям, указанным в таблице, погрешности измерения выбирают по ближайшему меньшему значению допуска для соответствующего размера.

При уменьшении или увеличении погрешности измерения характеристики результатов измерения находят по соответствующим квалитетам из таблиц 14 и 15.

Блок 9 — проверка наличия СК с погрешностью, соответствующей ДПИ контролируемого параметра.

Блок 10 — окончательный выбор СК.

Каждому процессу технического контроля присущ метод его осуществления. Метод контроля – правила применения определенных принципов и средств контроля. Существуют разрушающий и неразрушающий методы контроля. Наиболее предпочтительным является неразрушающий, но все же существуют такие испытания, где без применения разрушающего контроля не обойтись.

Наименование выбранных средств, а также методы контроля приведены в таблице 16.

Таблица 16 – Выбор средств и методов контроля