CC BY
6
Таким образом, различная нормативная документации, в первую очередь, технические регламенты и государственные стандарты на продукцию, а также наличие в компаниях-производителях сертифицированных систем менеджмента позволяет потребителю быть уверенным в том, что он приобретёт безопасную и качественную продукцию.
Список литературы
1. Федеральный закон № 184-ФЗ «О техническом регулировании». [Электронный ресурс] URL: https://docs.cntd.ru/document/901836556 (дата обращения: 10.02.2022).
2. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 023/2011 «На соковую продукцию из фруктов и овощей». [Электронный ресурс] URL: https://docs.cntd.ru/document/902320562 (дата обращения: 10.02.2022).
3. ГОСТ 32101-2013 «Консервы. Продукция соковая. Соки фруктовые прямого отжима. Общие технические условия». [Электронный ресурс] URL: https://docs.cntd.ru/document/1200105318 (дата обращения: 10.02.2022).
4. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции». [Электронный ресурс] URL: https://docs.cntd.ru/document/902320560 (дата обращения: 10.02.2022).
Борзов Виталий Игоревич, канд. техн. наук, доцент, viborzov@mail.ru, Россия, Москва, Московский авиационный институт
THE INFLUENCE OF MODERN REGULATORY DOCUMENTS ON THE FORMATION OF SAFETY AND QUALITY OF PRODUCTS AND THEIR MANUFACTURING PROCESSES
V.I. Borzov
The concept and role of technical regulations and state standards in ensuring product safety and quality are considered. An example of a product quality study based on the analysis of these documents is given. International and national standards for management systems are considered.
Key words: technical regulations, state standards, management systems, safety,
quality.
Borzov Vitaliy Igorevich, candidate of technical sciences, docent, viborzov@mail.ru, Russia, Moscow, Moscow Aviation Institute
УДК 621.99
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-4-351-356
ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ПО АЛЬТЕРНАТИВНОМУ ПРИЗНАКУ
Д.Б. Белов, СИ. Соловьев, Н.Н. Батова
В работе рассмотрена методика оценки параметров технологического процесса изготовления деталей при допусковом контроле по альтернативному признаку.
Ключевые слова: брак, партия деталей, технологический процесс, допусковый контроль, обобщенное среднее значение, обобщённое стандартное отклонение.
При отработке технологического процесса на этапе его внедрения необходимо отслеживать и анализировать такие его параметры, как среднее арифметическое значение размеров деталей, которым оценивают «настроечный размер» процесса,
351
и стандартное отклонение, которое характеризует рассеяние размеров обработанных деталей или их точность. Для этого необходимо измерять размеры каждой детали или небольшой выборки и производить соответствующие расчеты.
Полученные таким образом оценки параметров процесса имеют свои достоинства и недостатки. Так для измерения размера каждой детали необходимо проделать большой объем измерений, результаты которых к тому же могут оказаться неравноточными вследствие увеличения рассеяния размеров из-за износа инструмента. При этом также происходит смещение «настроечного размера» технологического процесса. Оценка параметров процесса по выборкам характеризует «мгновенное» состояние процесса, но не его состояние в целом. Кроме того, такие оценки обладают невысокой точностью.
Помимо перечисленных недостатков есть еще одно обстоятельство, затрудняющее практическое применение изложенных выше подходов к оценкам параметров процесса. В современном производстве широко распространён допусковый контроль с применением предельных калибров выявление и отсеивание брака), который характеризуется высокой производительностью, но обладает низкой информативностью.
Данный контроль позволяет сортировать детали по размерам на три группы:
1) брак, при котором размер х^ меньше минимально допустимого
( х < хтт);
2) брак, при котором размер х^ больше максимально допустимого (х! > Хтах)'
3) годные детали, у которых размеры х^ лежат в поле допуска
( хтт — х\ — хтах).
Информации о конкретном значении размеров деталей такой контроль не дает. Однако на основании результатов проверки партии деталей и информации о виде закона распределения вероятности (ЗРВ) погрешности изготовления конкретного размера можно оценить среднее значение х размера партии (центр группирования) и его среднее квадра-тическое отклонение 8х (степень рассеяния). Для этого нужно знать процент брака по пунктам 1 и 2. Такой подход использует для расчетов альтернативные признаки, т.е. количество бракованных деталей, а не их реальные размеры. Это позволит в целом оценить качество партии деталей.
Определить оценки х и 8х можно следующим образом. Пусть по результатам контроля партии деталей объемом N штук стало известно следующее: щ деталей имеют размер меньше минимально допустимого; П2 — больше максимально допустимого; щ — в пределах поля допуска. Кроме того, априори известно, что вероятность
погрешности изготовления деталей по данному размеру распределена нормально.
Оценим вероятность брака р, когда размер деталей меньше минимального
значения:
*=(1>
Аналогично для вероятности брака р, когда размер деталей больше максимально допустимого, можно записать:
* = N <2)
Найдем значение функции Е нормированного нормального распределения для каждого вида брака.
Для первого случая значение данной функции будет равно вероятности р, т.е.:
Е(х < хтт) = Р\. (3)
Для второго случая можно записать:
352
Р(Х > Хтах) = 1" Р). _ (4)
Выразим аргументы и 12 обеих функций через оценки х и 8Х :
хтш ~ Х (5)
¡2 = Хтах ~ Х . (6)
Определив по формулам (1)...(4) численные значения функций Р(х^ < хт^п) и Р(х! > хтах ), найдем по таблицам значения аргументов 11 и ^. После этого формулы (5 и (6) объединим в систему уравнений с неизвестными х и $х :
h =
xmin x
Sx _. (7)
+ _ xmax x 2
Решая систему уравнений (7) относительно неизвестных, найдем их значения:
х =
t2 xmin ^1xmax (8)
t2 - h
S = xmax — xmin (9)
X t2 — ti '
Статистически сравнивая полученные по формулам (8) и (9) значения характеристик с требуемыми характеристиками, можно сделать вывод о необходимости вмешательства в технологический процесс.
Выразим параметры формул (8) и (9) через допуск Tx на размер x. Здесь возможны два варианта, равнозначных математически, но отличающихся с технологической точки зрения:
1. Для размера типа «отверстие» удобно представить максимальный размер в
виде:
xmax = xmin + Tx, (10)
Тогда формула (8) примет вид:
_ t2 xmin — t1xmin — t1Tx _ v * Tx (11)
x =-= xmin —11-' ^ '
t2 —11 12 —11
По определению допуск Tx равен:
Tx = xmax — xmin . (12)
С учетом выражений (12) и (9) запишем:
Sx =. (13)
x 12 —11
Подставив формулу (12) в (11), получим:
x = xmin — t1Sx. (14) Аргумент t1 интегральной функции F (t1) всегда меньше нуля, т.е. t1 < 0, а аргумент 12 больше нуля, т.е. tj > 0.
Поэтому формулы (13) и (14) удобно переписать в виде:
Sx , (15)
x t2 + W
x = xmin + \h |Sx . (16)
2. Для размера типа «вал» удобна запись:
хтт = хтах — Тх . (17)
Проведя преобразования, аналогичные сделанным в п.1, получим:
х = хтах " х2 5х. (18)
Формулы (16) и (18) полностью равнозначны. Их внешнее отличие обусловлено только различием в записи размера «с допуском в тело» для размеров типа «отверстие» и «вал». Для остальных размеров формула записи выражения (8) безразлична.
Рассмотрим пример оценки обобщенных параметров процесса при контроле размеров внутреннего диаметра 024,О1О+0'012 мм детали «втулка» предельными калибрами-пробками. Объем партии 1000 штук. Известно, что поле допуска расположено симметрично вокруг настроечного размера станка; распределение вероятностей размеров обработанных деталей соответствует нормальному закону, вероятность отсутствия брака Рз = 0,9973. Количество бракованных деталей составило щ = 1, = 3.
Задача: 1. Определить обобщённое среднее значение х диаметра и меру его разброса 8х; 2. Сделать вывод о необходимости вмешательства в технологический процесс.
Решение.
Определим значения интегральных функций и их аргументов.
Р = ^ (М = = = 0,001 (формула (1)), х1 =-3,09 [2]. 1 1 N 1000 1
п 3
^ (X 2) = 1--^ = 1--— = 0,997 (формула (4)), х 2 = 2,75 [2].
N 1000 2
Далее рассчитаем искомые параметры. По техническим условиям допуск составляет Тх = 0,012 мм. Отсюда значения обобщенных значений параметров технологического процесса составят:
5 =-0,012-т = 0,002055 « 0,002 мм.
х 2,75 + |- 3,09|
х = 24,010 +1 - 3,09| 0,002055 = 24,0163 « 24,016 мм.
Из тех же технических условий можно определить значение «настроечного размера» хн и стандартного отклонения 5н параметров процесса. При этом считаем, что допуск назначен, исходя из правила «трех сигм», т.е. его значение составляет
Т = 6Б„.
_ хтах + х. _____ ~ Т_ 0,012
х =
тах ' "тт = 24 016 мм, £ = — = —-= 0 002 мм.
2 "66
Сравнивая полученные результаты, можно сделать вывод о том, что «настроечный размер» х реализован практически идеально, поскольку его значение совпадает (в пределах погрешности округления) с заданным хн: х = хн = 24,016 мм.
Стандартные отклонения 5н и 5х тоже совпадают (в пределах округления): 5х = 8н = 0,002 мм.
Это означает, что точность выполнения обработки втулки в размер 024,010+0,012 по пределу соответствует требованиям, но при этом запаса точности нет. Поэтому при массовом производстве следует ожидать брак с вероятностью Р = 0,0027, т.е. из 1000 могут быть бракованными примерно 2-3 детали. Вмешательства в процесс не требуется, но для уменьшения брака следует увеличить точность обработки, например, путем модернизации оборудования.
Несколько большее количество брака (щ + п2 = 4), чем допускалось по расчетам (П1 + П2 = (1 - 0,9973) -1000 = 2,7 ), следует считать случайным.
Таким образом, применяя данную методику можно сделать вывод о качестве настройки параметров технологического процесса изготовления деталей.
Список литературы
1. Григорович В.Г., Юдин С.В. Информационное обеспечение технологических процессов. М.: Машиностроение, 1992. 144с.
2. ГОСТ Р 50779.21-2004. Статистические методы. Правила определения и методы расчета статистических характеристик по выборочным данным. Часть 1. Нормальное распределение. М., 2004. 47 с.
Белов Дмитрий Борисович канд. техн. наук, доцент, imshelov@ mail.rH, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Соловьев Сергей Игоревич канд. техн. наук, доцент, sergei59@hk.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Батова Наталия Николаевна канд. техн. наук, доцент, imstHlgH@pohta.rH, Россия, Тула, Тульский государственный университет
EVALUATION OF THE PARAMETERS OF THE TECHNOLOGICAL PROCESS OF MANUFACTURING PARTS ON AN ALTERNATIVE BASIS
D.B. Belov, S.I. Solovyev, N.N. Batova
The paper considers the methodology for evaluating the parameters of the technological process of manufacturing parts with tolerance control on an alternative basis.
Key words: marriage, hatch of parts, technological process, tolerance control, generalized average value, generalized standard deviation.
Belov Dmitry Borisovich, candidate of tehnical science, docent, imshelov@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Solovyev Sergei Igorevich, candidate of tehnical science, docent, sergei59@hk.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Batova Nataliia Nicolaevna, candidate of technical sciences, docent, imstul-gu@pohta.ru, Russia, Tula, Tula state University
