Технология развертывания функции качества (QFD) - это направление развития пожеланий потребителя на основе функций и операций деятельности компании по обеспечению качества на каждом этапе жизненного цикла вновь создаваемого продукта.
Основная идея технологии QFD заключается в понимании того, что между потребительскими свойствами («фактическими показателями качества» по терминологии К. Исикавы) и нормируемыми в стандартах, технических условиях параметрами продукта («вспомогательными показателями качества» по терминологии К. Исикавы) существует большое различие. Вспомогательные показатели качества важны для производителя, но не всегда существенны для потребителя. Технология QFD позволяет преобразовать фактические пока затели качества изделия в технические требования к продукции, процессам и оборудованию.
В основе QFD лежит «профиль качества» - модель, предложенная Н. Кано, которая основана на трех составляющих:
базовое качество;
требуемое качество;
желаемое качество.
Профиль базового качества - совокупность тех параметров качества продукта, наличие которых потребитель считает обязательным.
Профиль требуемого качества - совокупность показателей, представляющих технические и функциональные характеристики продукта (например, уровень потребления бензина автомобилем); обычно соответствует среднему уровню на рынке.
Профиль желаемого качества - это группа параметров качества, представляющих для потребителя неожиданные ценности предлагаемого продукта.
Ключевые элементы и инструменты QFD :
уточнение требований потребителя;
перевод требований потребителя в общие характеристики продукта (параметры качества);
выделение связи «что» и «как», т. е. какой вклад вносит та или иная характеристика продукта (как) в удовлетворение пожеланий потребителя (что);
выбор цели, т. е. определяющих конкурентоспособность параметров качества;
установление (по результатам опроса потребителей) рейтинга важности компонента «что» и на основе этих данных определение рейтинга важности компонента «как».
Ключевые компоненты QFD отражены на рис. 6.2.1, они получили название «Дом качества» («The Quality House»).
«Дом качества» отображает связь между фактическими показателями качества (потребительскими свойствами) и вспомогательными показателями (техническими требованиями).
Технология QFD позволяет разрабатывать планы по качеству, ориентированные на удовлетворение требований потребителей.
Рис. 6.2.1. Инструмент QFD «Дом качества»
6.3. Fмеа-анализ
F МЕА-анализ (Failure Mode Effect Analyses) представляет собой технологию анализа возможности возникновения дефектов и их влияния на потребителя. FМЕА-анализ проводится преимущественно для разрабатываемых продуктов и процессов с целью снижения риска потребителя от потенциальных дефектов.
FМЕА-анализ является одной из стандартных технологий анализа качества изделий и процессов, использующей типовые формы представления результатов анализа и правила его проведения.
Данный вид функционального анализа позволяет снизить затраты и уменьшить риск возникновения дефектов, дает возможность выявить именно те дефекты, которые обусловливают наибольший риск для потребителя, определить их потенциальные причины, выработать корректирующие действия по устранению дефектов еще до их появления и, таким образом, предупредить затраты на исправление дефектов .
FМЕА-анализ процесса производства обычно проводится у предприятия-изготовителя службами планирования производства или управления качеством с участием соответствующих специализированных отделов изготовителя и при необходимости потребителя. Проведение F МЕА- анализа процесса производства начинается на стадии технической подготовки производства и заканчивается до монтажа производственного оборудования.
Цель F МЕА - анализ процесса производства - обеспечение выполнения всех требований по качеству процесса производства и сборки путем внесения изменений в план процесса для технологических действий с повышенным риском.
Этапы проведения F МЕА-анализа:
построение компонентной, структурной, функциональной и потоковой моделей объекта анализа;
исследование моделей, в ходе которого определяются:
потенциальные дефекты для каждого из элементов компонентной модели объекта. Такие дефекты обычно связаны или с отказом функционального элемента (его разрушением, поломкой и т. д.), с неправильным выполнением элементом его полезных функций (отказом по точности, производительности и т. д.) или с вредными функциями элемента. В качестве первого шага рекомендуется перепроверка предыдущего FМЕА- анализа или анализ проблем, возникших за время гарантийного срока. Необходимо также рассматривать потенциальные дефекты, которые могут возникнуть при транспортировке, хранении, а также при изменениивнешних условий (влажность, давление, температура);
потенциальные причины дефектов;
потенциальные последствия дефектов для потребителя; поскольку каждый из рассматриваемых дефектов может вызвать цепочку отказов в объекте, при анализе последствий используются структурная и потоковая модели объекта;
возможности контроля появления дефектов. Определяется, может ли дефект быть выявленным до наступления последствий в результате предусмотренных в объекте мер контроля, диагностики и др.
Для оценки каждого из выявленных дефектов используется следующий расчетный алгоритм:
1) на основе экспертных оценок определяются следующие параметры, характеризующие дефект:
а) параметр тяжести последствий для потребителя (В). Проставляется обычно по 10-баллыюй шкале; наивысший балл проставляется для случаев, когда последствия дефекта влекут за собой юридическую ответственность;
б) параметр частоты возникновения дефекта (А). Проставляется по 10-балльной шкале; наивысший балл проставляется, когда оценка частоты возникновения составляет ¼ и выше;
в) параметр вероятности необнаружения дефекта (Е). Проставляется по 10-балльной экспертной шкале; наивысший балл проставляется для «скрытых» дефектов, которые не могут быть выявлены до наступления последствий;
2) рассчитывается параметр приоритета риска для потребителя( RPZ ) как произведение параметров А, В, Е. Параметр RPZ теоретически может быть в диапазоне от 1 до 1000; соответственно, чем он выше, тем более серьезен отказ. Этот параметр показывает, в каких отношениях друг к другу находятся причины возникновения дефектов; дефекты с наибольшим коэффициентом риска (RPZ ≥ 100 ... 120) подлежат устранению в первую очередь.
Результаты анализа заносятся в «Таблицу FМЕА-анализа объекта», которая в виде схемы представлена на рис. 6.3.1.
последовательность, сроки и экономическую эффективность внедрения этих мероприятий;
ответственных за проведение каждого из мероприятий и его конкретных исполнителей;
место проведения мероприятий (структурное подразделение);
источник финансирования проведения мероприятия.
Корректировочные мероприятия проводятся в определенной последовательности. При этом необходимо:
исключить причину возникновения дефекта, т. е. при помощи изменения конструкции или процесса уменьшить возможность возникновения дефекта (уменьшается параметр А);
предупредить возникновение дефекта, т. е. при помощи статистического регулирования помешать возникновению дефекта (при этом уменьшается параметр А);
снизить влияние дефекта на заказчика или последующий процесс с учетом изменения сроков и затрат (при этом уменьшается параметр В);
повысить достоверность выявления дефекта, облегчить выявление дефекта и последующего ремонта (при этом уменьшается параметр Е).
Для повышения качества процесса или изделия в рамках корректировочных мероприятий могут предусматриваться: изменение структуры объекта (конструкции, схемы и т. д.); изменение процесса функционирования объекта (последовательности операций и переходов, их содержания и др.); улучшение системы менеджмента качества предприятия.
После проведения корректировочных мероприятий заново пересчитывается параметр RPZ. Если не удалось его снизить до приемлемых пределов (малого риска (RPZ < 40) или среднего риска (RPZ < 100)), разрабатываются дополнительные корректировочные мероприятия и повторяются предыдущие шаги.
FМЕА-анализ может использоваться в различных отраслях промышленности; он широко распространен в автомобильной промышленности.
Развертывание - процесс окончательной обработки отверстия разверткой для получения более точных, по сравнению с зенкерованием, размеров
(6...8 квалитет) и меньшей шероховатости обработанной поверхности (R a =1,25…0,8 мкм). Припуск под развертывание принимается наибольший - 0,15… 0,5 мм на сторону для черновых разверток и 0,05...0,25 мм - для чистовых.
Различают машинные и ручные развёртки. По конструкции хвостовика они могут быть с цилиндрическим и коническим хвостовиками, по форме обрабатываемого отверстия - цилиндрическими и коническими, по способу крепления - хвостовыми и насадными
Развёртки изготавливают из углеродистой, легированной и быстрорежущей сталей, или оснащают пластинками из твёрдых сплавов Т15К6 и ВК8. Число зубьев 6...16. Их распределение по окружности неравномерное, что обеспечивает минимально возможную шероховатость обработанной поверхности отверстия и отсутствие огранки при обработке отверстий в пластичных материалах.
Рис 17. Конструктивные элементы развёртки:
1 – рабочая часть, состоит соответственно из заборной (режущей) 4 и калибрующей 5 части, 2 шейка, 3-хвостовик, 6 и 8-обратный и направляющий конусы, 7-квадрат.
Калибрующая часть 5 служит для направления развёртки в процессе резания, калибрования отверстия и служит резервом для переточки развёртки. Обратный конус 6 уменьшает трение развёртки об обработанную поверхность и снижает величину погрешности формы отверстия. У ручных развёрток диаметр около шейки меньше калибрующего на 0,005...0,008 мм, у машинных - на 0.04,...0,08 мм. Хвостовик у ручных развёрток выполняют цилиндрическим с квадратным концом, у машинных - коническим или цилиндрическим. Зубья режущей (заборной) части затачивают до получения наибольшей остроты; зубья на калибрующей части имеют цилиндрическую фаску шириной f=0,08-0,5 мм (в зависимости от диаметра развёртки).
Литература:
1. Горбунов Б.И. Обработка металлов резанием. – М.: Машиностроение, 1981. 287 с., ил. с.126…139.
6. Технология конструкционных материалов / А. М. Дальский, И. А. Арутюнова, Т. М. Барсукова и др. Под общ. ред. А. М. Дальского. М.: Машиностроение, 1985.-448 с., ил. с.480…502
Контрольные вопросы:
1. Как определяется глубина резания при зенкеровании, равертывании?
2.Что такое зенкер, его назначение и устройство?
3.Что такое развертка, её конструкция и назначение?
4.Сколько режущих кромок у зенкера, почему?
5.Каково максимальное число лезвий у сверла, зенкера, развертки?
6.Для чего нужна обратная конусность рабочей части развертки?
7.Что такое насадная развертка?
8.Почему распределение зубьев у разверток по окружности неравномерное?
Тема 12: Фрезерование
Цель: Изучить технологию оборудование и инструмент для фрезерования.
1. Основные понятия процесса фрезерования.
2. Конструкция и геометрия фрез.
Перед развертыванием отверстие предварительно просверливают и припуск на развертывание оставляют в пределах десятых долей миллиметра. Существуют два способа развертывания: ручное и машинное.
Машинное развертывание. Производится так же, как и сверление, т. е. развертка жестко закрепляется с помощью патрона или переходных втулок в конус шпинделя станка. При этом наряду с прочным закреплением развертки следует обеспечить совпадение осей шпинделя и развертки.
Ручное развертывание. Приступая к развертыванию, прежде всего следует выбрать соответствующую конструкцию и размер разверток, затем тщательно осмотреть, чтобы не было выкрошенных зубьев или забоин на режущих кромках.
После выбора и проверки разверток следует проверить величину припуска, оставленного на развертывание. При этом нужно иметь в виду, что для отверстий диаметром не более 25 мм припуск оставляется: под черновое развертывание 0,1-0,15 мм, под чистовое 0,05-0,02 мм. Отверстия диаметром меньше 25 мм следует обрабатывать сначала черновой разверткой, затем чистовой. Отверстия диаметром свыше 25 мм обрабатываются предварительно зенкером, затем черновой и чистовой развертками.
Приступая к развертыванию, деталь надо надежно закрепить в тисках. Крупные детали не закрепляются. Значительное влияние на чистоту и точность развертываемого отверстия оказывает смазка и охлаждение. При отсутствии охлаждения и смазки происходит разбивка отверстия; оно получается неровным, шероховатым и, кроме того, возникает опасность защемления развертки и поломки. Поэтому при развертывании стальных изделий развертку смазывают минеральным маслом, изделий из меди - эмульсией с маслом, алюминиевых - скипидаром с керосином, дюралюминиевых - сурепным маслом. Отверстия в деталях из бронзы и чугуна развертывают всухую.
Развертку 1 в отверстие надо устанавливать осторожно и проверять ее положение по угольнику 90°. Убедившись в перпендикулярности оси развертки к оси обрабатываемого отверстия, на головку развертки насаживают вороток 3 (рис. 142, а). В случае развертывания отверстия в труднодоступных местах детали 4 применяют специальные удлинители 2.
Рис. 142. Развертывание отверстий:
а - развертывание отверстий в труднодоступных местах: 1 - развертка, 2 - удлинитель, 3 - вороток, 4 - деталь; б - последовательность развертывания отверстий: I - сверление, II - зенкерование, III - черновое развертывание, IV - чистовое развертывание
После установки воротка развертку медленно вращают в одну сторону - по часовой стрелке, - одновременно производя плавную подачу вдоль ее оси. Вращение развертки в обратном направлении - против часовой стрелки - не допускается, так как имеющаяся между зубьями стружка может повредить зуб и в отверстии получатся задиры.
Примеры последовательности развертывания отверстий диаметром 30 мм наглядно видны из рис. 142, б.
Наряду с точным соблюдением правил техники развертывания необходимо стремиться к применению рациональных методов развертывания отверстий.
Практика работы слесарей-рационализаторов показывает, что применение рациональной конструкции разверток не только обеспечивает высокое качество работы, но и значительно повышает производительность труда.
Слесари машиностроительного завода Н. И. Федулов и А. И. Кабанов при развертывании конических отверстий на конусную часть развертки ставят ограничивающее стопорное кольцо, что исключает затрату времени на измерение.
Слесарь этого же завода В. Н. Макеев в целях уменьшения нагрузки на развертку в процессе работы увеличил длину ее заборной части в два раза. В результате отпала необходимость применения второй развертки и повысились производительность и точность обработки.
Применение комбинированных инструментов (зенкер-развертка, сверло-зенкер и др.) также повышает производительность труда.
На рис. 143, а показана зенкер-развертка.
Слесарь А, И. Стишов изобрел комбинированный инструмент для одновременного сверления и зенкования отверстия. Устройство сверла-зенковки показано на рис. 143, б. Применение сверла-зенковки значительно повышает производительность труда.
Рис. 143. Комбинированные инструменты : а - зенкер-развертка, б - сверло-зенковка
Для получения высокой точности отверстия применяют плавающие развертки, представляющие собой пластины, вставленные в точно обработанные пазы цилиндрической оправки. Наружные ребра пластины заточены так же, как и у зуба развертки. Для обеспечения регулирования пластины делают составными. При работе плавающими развертками не нужна точная соосность обрабатываемого отверстия и шпинделя станка и, кроме того, точное отверстие получается даже при биении шпинделя, так как пластина своими ленточками центрируется по стенкам, отверстия, перемещаясь в пазу оправки в поперечном направлении.
Развертывание отверстий
К атегория:
Зенкерование и развертывание
Развертывание отверстий
Развертывание - это процесс чистовой обработки отверстий, обеспечивающей точность 7 -9-го квалитетов и шероховатость поверхности 7 -8-го классов. Инструмент для развертывания - развертки.
Развертывание отверстий производят на сверлильных и токарных станках или вручную Развертки, применяемые для ручного развертывания, называются ручными, а для станочного развертывания - машинными. Машинные развертки имеют более короткую рабочую часть.
По форме обрабатываемого отверстия развертки подразделяют на цилиндрические и конические. Ручные и машинные развертки состоят из трех основных частей: рабочей, шейки и хвостовика.
Рабочая часть развертки, на которой имеются расположенные по окружности зубья, в свою очередь делится на режущую, или заборную, часть, калибрующую цилиндрическую часть и обратный конус.
Режущая, или заборная, часть на конце имеет направляющий конус (скос под углом 45°), назначение которого состоит в снятии припуска на развертывание и предохранении вершины режущих кромок от забоин при развертывании.
Режущие кромки заборной части образуют с осью развертки угол при вершине 2Ф (для ручных разверток 0,5 - 1,5°, а для машинных 3-5°).
Калибрующая часть предназначена для калибрования отверстия и направления развертки во время работы. Каждый зуб калибрующей части вдоль рабочей часта развертки заканчивается канавкой, благодаря которой образуются режущие кромки; кроме того, канавки служат для отвода стружки.
Рис. 240. Зенковки: а - с постоянной направляющей и цилиндрическим хвостовиком, б - со сменной направляющей и коническим хвостовиком, в - углы зенковки, г - конические зенковки, д - цековка, е - державка с зенковкой и вращающимся ограничителем
Обратный конус находится на калибрующей части ближе к хвостовику. Он служит для уменьшения грения развертки о поверхность отверстия и сохранения качества обрабатываемой поверхности при выходе развертки из отверстия.
У ручных разверток величина обратного конуса от 0,05 до 0,10 мм, а у машинных - от 0,04 до 0,3 мм.
Шейка развертки находится за обратным конусом и предназначена для выхода фрезы при фрезеровании (нарезании) на развертках зубьев, а также шлифовального круга при заточке.
Рис. 241. Развертки: в - ручная, б - машинная, в - коническая
Рис. 242. Ручная развертка
Хвостовик ручных разверток имеет квадрат для воротка. Хвостовик машинных разверток диаметром от 10-12 мм выполняют цилиндрическим, более коупных разверток - коническим.
Центровые отверстия служат для установки развертки при ее изготовлении, а также при заточке и переточке зубьев.
Режущими элементами развертки являются зубья.
Зубья развертки определяются задним углом (6 -15° ; большие значения берутся для разверток больших диаметров), углом заострения (3, передним углом у (для черновых разверток от 0 до 10° , для чистовых – 0°).
Углы заострения р и резания 5 определяют в зависимости от углов а и У.
Развертки изготовляют с равномерным и неравномерным распределением зубьев по окружности. При ручном развертывании применяют зубья с неравномерным распределением зубьев по окружности, например, у развертки, имеющей восемь зубьев, углы между зубьями будут: 42, 44, 46 и 48°. Такое распределение обеспечивает получение в отверстии более чистой поверхности, а главное ограничивает возможность образования так называемой огранки, т. е. получения отверстий не цилиндрической, а многогранной формы.
Если бы шаг развертки был равномерным, то при каждом повороте воротком развертки зубья останавливались в одном и том же месте, что неизбежно привело бы к получению волнистости (граненой) поверхности.
Машинные развертки изготовляют с равномерным распределением зубьев по окружности. Число зубьев разверток четное: 6, 8, 10 и т. д. Чем больше зубьев, чем выше качество обработки.
Ручные и машинные развертки выполняют с прямыми (прямозубые) и винтовыми (спиральные) канавками. По направлениям винтовых канавок они делятся на правые и левые.
При работе разверткой со спиральным зубом поверхность получается более чистая, чем при обработке с прямым зубом. Однако изготовление и особенно заточка разверток со спиральным зубом очень сложны, и поэтому такие развертки применяют только при развертывании отверстий, в которых имеются пазы или канавки.
Как конические, так и цилиндрические развертки изготовляют комплектами из двух или трех штук. В комплекте из двух штук одна развертка предварительная, а вторая чистовая. В комплекте из трех штук первая развертка черновая, или обдирочная, вторая получистовая и третья чистовая, придающая отверстию окончательные размеры и требуемую шероховатость.
Конические развертки работают в более тяжелых условиях, чем цилиндрические, поэтому у конических разверток на прямолинейных зубьях делают поперечные прорези для снятия стружки не всей длиной зуба, что значительно уменьшает усилия при резании. Причем поскольку черновая развертка снимает большой припуск, ее делают ступенчатой, в виде отдельных зубьев, которые при работе дробят стружку на мелкие части. На промежуточной развертке, которая снимает значительно меньшую стружку, прорези делают меньше и другого профиля. Чистовая развертка никаких струж-коломных канавок не имеет.
Рис. 3. Геометрия зубьев развертки: а, в - элементы геометрии, б - развертка с равномерным шагом, г - с неравномерным шагом
Рис. 4. Винтовые развертки: а - правая, б - левая
Рис. 5. Комплект ручных конических разверток
Рис. 6. Развертки машинные: а - раздвижная, б - разжимная
Рис. 7. Качающаяся оправка
Ручные цилиндрические развертки применяют для развертывания отверстий диаметром от 3 до 60 мм. По степени точности они разделяются по номерам: 1,2 и 3.
Развертки машинные с цилиндрическим хвостовиком изготовляют трех типов: I, II и III . Развертки применяют для обработки отверстий 6 -8-го квалитетов. Они изготовляются диаметром 3 - 50 мм. Развертки закрепляют в самоцентрирующих патронах станков.
Развертки машинные с коническим хвостовиком типа II изготовляют диаметром от 10 до 18 мм и более короткой рабочей частью. Это развертки закрепляют непосредственно в шпинделе станка.
Развертки машинные насадные типа III изготовляют диаметром 25 - 50 мм. Этими развертками обрабатывают отверстая 5 -6-го квалитетов.
Развертки машинные с квадратной головкой изготовляют диаметром 10 - 32 мм, предназначены для обработки отверстий по 6 -7-му квалитетам, закрепляют в патронах, допускающих покачивание и самоцентрирование разверток в отверстиях.
Развертки со вставными ножами типа I (насадные) имеют то же назначение, что и предыдущие, и изготовляют их диаметром 25-100 мм.
Развертки машинные, оснащенные пластинками из твердого сплава Т15К6, служат для обработки отверстий больших диаметров с высокой скоростью и большой точностью.
Кроме рассмотренных конструкций разверток широко применяют и другие развертки, повышающие точность и качество обработки отверстий.
Раздвижные (регулируемые) развертки применяют при развертывании отверстий диаметром от 24 до 80 мм. Они допускают увеличение диаметра на 0,25 - 0,5 мм.
Регулируемые развертки получили наибольшее распространение. Они состоят из корпуса, который служит довольно долго, и изготовляются из сравнительно недорогих конструкционных сталей и вставных ножей простой формы. Ножи делают из тонких пластинок, на них расходуется небольшое количество дорогостоящего металла. Их можно переставлять или раздвигать на больший диаметр, регулируя или затачивая до нужного размера. Когда ножи стачиваются и уже не обеспечивают надежного крепления, их заменяют новыми.
Для развертывания сквозных отверстий широко применяют разжимные развертки (рис. 246,6), ножи в которых крепятся или винтами, или в точно пригнанных пазах прижимаются ко дну паза конусными выточками концевых гаек, или же винтами, разжимающими корпус.
При работе развёрткой на станке часто бывают случаи, когда при жестко закрепленной развертке ось ее не совпадает с осью обрабатываемого отверстия, и поэтому развернутое отверстие получается неправильной формы. Это происходит при неисправном станке: ось вращения шпинделя не совпадает с осью отверстия (биение шпинделя).
Для повышения качества обработки и во избежание брака при развертывании отверстой применяют качающиеся оправки.
Качающаяся оправка закрепляется в шпинделе станка коническим хвостовиком. В отверстии корпуса крепится штифтом с зазором качающаяся часть оправки, которая упирается шариком в подпятник. Благодаря такому устройству качающаяся оправка с разверткой может легко принимать положение, совпадающее с осью развертываемого отверстия.
Для получения высокой точности отверстия применяют плавающие развертки, представляющие собой пластины, вставленные в точно обработанные пазы цилиндрической оправки. Наружные ребра пластины заточены так же, как и у зуба развертки. Для обеспечения регулирования пластаны делают составными. При работе плавающими развертками не нужна точная соосность обрабатываемого отверстия и шпинделя станка и, кроме того, точное отверстие получается даже при биении шпинделя, так как пластина своими ленточками центрируется по стенкам отверстия, перемещаясь в пазу оправки в поперечном направлении. Применение рациональной конструкции разверток не только обеспечивает высокое качество работы, но и значительно повышает производительность труда.
На некоторых машиностроительных заводах при развертывании конических отверстий на конусную часть развертки ставят ограничивающее стопорное кольцо, что исключает затрату. времени на измерение.
Для уменьшения нагрузки на развертку в процессе работы увеличивают длину ее заборной части в два раза. Это позволяет отказаться от применения второй развертки и повысить производительность и точность обработки.
Широко применяют комбинированный инструмент для одновременного сверления и зен-кования отверстия.
Сверло-зенкер, сверло-зенковка, сверло-развертка, зенкер-развертка позволяют совместить две операции и получить отверстие заданной формы, квалитета и шероховатости.