Фаза управления качеством

3. Фаза управления качеством

Начало фазы управления качеством принято отсчитывать с 1950 г. Поворотным событием стало выступление с лекциями перед ведущими промышленниками Японии доктора Эдварда Деминга, американца. За 12 лекций доктор Деминг встретился с сотнями ведущих менеджеров японских фирм. Им, а также Джозефом М. Джураном, другим американцем, также приглашенным в порядке правительственной технической помощи в Японию, была разработана программа, основной идеей которой было: «Основа качества продукции — качество труда и качественное управление на всех уровнях, то есть такая организация работы коллективов людей, когда каждый работник получает удовольствие от своей работы».

Фаза управления качеством связана с такими признанными специалистами в области качества как Эдвард Деминг, предложивший программу менеджмента качества из 14 пунктов, разработал принцип постоянного улучшения качества, которые произвели революцию в японской промышленности; Джозеф Джуран, разработавший принцип «триад качества»:планирование, контроль, улучшение; Каори Ишикава, предложивший диаграмму «причины — следствие» («рыбий скелет»), которая помогает искать причины проблем, в том числе связанных с качеством; Арманд Фейгенбаум, который разработал принципы всеобщего управления качеством (Total Quality Control) и параллельного (одновременного) инжиниринга; Филип Кросби, предложивший программу «ноль дефектов» и четыре принципа (абсолюта) качества, вклад которых в развитие понимания качества просто неоценим.

Концепция управления качеством и практика ее реализации позволили по-новому оценить роль непосредственных исполнителей в обеспечении качества. Прежде всего, изменились взгляды на распределение ответственности за качество. Проведенные многочисленные исследования выявили количественные соотношения ответственности за брак исполнителей и руководства.

Можно сказать, что именно на этой фазе сложилось управление качеством в его современном понимании. Противоречие между повышением качества и ростом эффективности производства в его прежних формах было преодолено — применение новых идей управления позволило одновременно повышать качество и снижать затраты на производство.

4. Фаза менеджмента качества

Эта фаза стала зарождаться в середине 60х гг. как развитие идей предыдущей фазы в направлении более полного удовлетворения запросов потребителей. Всеобщий менеджмент качества (TQM) постепенно пришел на смену всеобщему управлению качеством (TQC) Необходимость развития этой фазы связана с развитием мирового рынка товаров и услуг, резким обострением конкуренции на этом рынке и политикой государственной защиты интересов потребителей.

Основные идеи новой фазы сформулированы в работах Генити Тагути, доктора Мицуно, в научных разработках компаний «Тойота» и «Мицубиси».

Генити Тагути предложил функцию потерь качества, разработал методику планирования промышленных экспериментов.

В рамках фазы менеджмента качества удается практически преодолевать противоречие между качеством и эффективностью производства в его существовавших формах, и новая фаза возникает при проявлении новой формы этого противоречия.

В это время появилась серия новых международных стандартов на системы качества — стандарты ИСО 9000 (1987 г.), оказавшие весьма существенное влияние на менеджмент и обеспечение качества:

·  ИСО 9000 «Общее руководство качеством и стандарты по обеспечению качества»;

·  ИСО 9001 «Системы качества. Модель для обеспечения качества при проектировании и/или разработке, производстве, монтаже и обслуживании»;

·  ИСО 9002 «Системы качества. Модель для обеспечения качества при производстве и монтаже»;

·  ИСО 9003 «Системы качества. Модель для обеспечения качества при окончательном контроле и испытаниях»;

·  ИСО 9004 «Общее руководство качеством и элементы; системы качества».

Появление международных стандартов ИСО серии 9000 на системы качества явилось дальнейшим развитием теорий и практики современного менеджмента качества.

Главная целевая установка систем качества, построенных на основе стандартов ИСО серии 9000, — обеспечение качества продукции, требуемого заказчиком, и предоставление ему доказательств в способности предприятия сделать это. Соответственно механизм системы, применяемые методы и средства ориентированы на эту цель.

Гарантирование качества — закрепление и поддержание системы обеспечения качества, включая доказательства того, что она соответствует современным условиям, является главным итогом эволюции менеджмента качества.

5. Фаза качества среды

В 90-е годы XX века усилилось влияние общества на предприятия, а предприятия стали все больше учитывать интересы общества. Это привело к появлению стандартов ИСО 14000, устанавливающих требования к системам менеджмента с точки зрения защиты окружающей среды к безопасности продукции.

В соответствии со стандартом ИСО 14000, в каждой организации должны быть:

1) введены определенные экологические процедуры;

2) осуществлены меры по строгому их соблюдению;

3) подготовлены пакеты документов;

4) назначены ответственные за определенные области экологической деятельности.

Новая система стандартов призвана обеспечивать уменьшение неблагоприятных воздействий на окружающую среду на трех уровнях :

·  организационном — через улучшение экологического «поведения» фирм;

·  национальном — через создание государственной экологической политики;

·  международном — через улучшение условий международной торговли.

Сертификация систем качества на соответствие стандартам ИСО 14000 становится не менее популярной, чем на соответствие стандартам ИСО 9000. Существенно возросло влияние гуманистической составляющей качества. Усиливается внимание руководителей предприятий к удовлетворению потребностей своего персонала.

Что же касается современного технического контроля и управления качеством продукции, то их научной основой стали математико-статистические методы. Управление качеством продукции может обеспечиваться двумя методами: посредством разбраковки изделий и путем повышения технологической точности. Издавна методы контроля сводились, как правило, к анализу брака путем сплошной проверки изделий на выходе, но при массовом производстве такой контроль очень дорог. Поэтому от сплошного контроля переходят к выборочному с применением статистических методов обработки результатов. Однако такой контроль эффективен только тогда, когда технологические процессы, будучи в налаженном состоянии, обладают точностью и стабильностью, достаточной для «автоматической» гарантии изготовления бездефектной продукции. Отсюда встает необходимость стабилизировать производство.

Согласно ИСО 9000:2000 одним из принципов обеспечения качества является системный поход, который подразумевает, что производство какого либо изделия можно представить в виде петли, то есть выходы (материал, информация) одного технологического процесса являются входами другого. Отсюда следует, чтобы добиться требуемого качества необходимо обеспечить отсутствие каких-либо отклонений от нормативов на каждой стадии процесса производства. С этой целью используются технологические методы управления качеством, включающие в себя:

·  оценку качества производственного оборудования;

·  исследование и анализ технологического процесса;

·  разработку и внедрение рациональных методов технического контроля;

·  управление ходом и параметрами технологического процесса с целью профилактики брака и обеспечения требуемого качества.

Далее моей основной задачей будет являться анализ и оценка качества технологического процесса производства оси и исследование точности производственного оборудования.

 

Раздел 2. Технологический процесс изготовления детали «Ось»

 

Для изготовления оси используют следующие материалы: углеродистую сталь обыкновенного качества, легированную конструкционную и качественную углеродистую сталь. Для изготовления оси диаметром более 20 мм используют трубы и полые отливка, режа поковки. Заготовки из металла получают центробежным литьем и литьем под давлением, заготовки из металлокерамических материалов — прессованием с последующим спеканием, заготовки из пластмасс — прессованием или резкой прутков и труб.

При обработке оси из штучных полых заготовок целесообразно придерживаться следующей последовательности:

1) зенкерование отверстия, подрезание торца и снятие фаски;

2) предварительное и чистовое точение наружной поверхности, подрезание второго торца оси, снятие фасок, обработка бурта, точение канавок и т. п.;

Первую операцию выполняют с закреплением заготовки в трехкулачковом патроне, вторую — с установкой на шпиндельной или центровой оправке.

Обработку оси из прутков обычно выполняют с одного установа на токарных станках и автоматах в следующем порядке: подрезка торца у прутка, подача прутка до упора, зацентровка под сверление, сверление отверстия, предварительное и чистовое точение наружной поверхности, снятие фасок, развертывание и отрезание.

Универсальный токарно-винторезный станок модели 1К62

Универсальный токарно-винторезный станок модели 1К62 предназначен для выполнения самых разнообразных токарных работ с полным использованием возможностей твердосплавных инструментов. На нем могут нарезаться как метрические, дюймовые, модульные, питчевые резьбы, так и архимедовые спирали с шагом 3/8", 7/16"; 2; 5,5; 6; 6,5; 7; 8; 8,5; 10, 11; 12 и 14 мм. На данном станке можно выполнять также копировальные работы при помощи гидрокопировального суппорта.

Конструкцией станка обеспечивается значительное уменьшение времени на его обслуживание: предусмотрено быстрое механическое установочное перемещение суппорта, однорукоятное управление задней бабкой. Возможность автоматической подачи при работе инструментами, закрепленными в пиноли задней бабки путем присоединения ее к суппорту, имеется четырехпозиционный резцедержатель с точной фиксацией в рабочих положениях и т.п. На станке установлен амперметр, показывающий нагрузку главного двигателя при данных условиях работы. Шкала амперметра состоит из трех частей: белой, соответствующей недогрузки главного двигателя; зеленой, показывающий нагрузку двигателя в пределах от 85 до 100%, и красной, соответствующей его перегрузке.

По способу управления станки делят на: станки с ручным управлением (универсальные), полуавтоматы и автоматы, с системами ЧПУ.

Общий вид станка 1К62

1— квадратное отверстие вала шкива для деления на многозаходные резьбы; 2,5— рукоятки установки чисел оборотов шпинделя; 3 — рукоятка установки увеличенного, нормального шага резьбы и положения при делении на многозаходные резьбы; 4 — рукоятка установки правой и левой резьбы и подачи; 6 — кнопка выключения реечной шестерни при нарезании резьбы; 7 — рукоятка индексации и закрепления резцовой головки; 8 — винт крепления каретки для торцовых работ; 9 - рукоятка подачи верхней чисти суппорта; 10 — кнопочная станция пуска и останова главного привода; ll — рукоятка крепления пиноли задней бабки; 12— кнопка включения ускоренных ходов каретки и суппорта; 13— выключатель насоса охлаждения; 14 — линейный выключатель; 15 — рукоятка крепления задней бабки; 16 — выключатель местного освещения; 17 — выключатель гидрощупа; 18 — маховичок перемещения пиноли задней бабки; 19 — рукоятка включения на подачу, резьбу, ходовой винт и архимедову спираль; 20 — рукоятка установки величины подачи и шага резьбы; 21, 27 — рукоятка включения выключения и реверсирования шпинделя; 22 — маховичок ручного перемещения каретки; 23 — рукоятка поперечной подачи суппорта; 24 — рукоятка включения маточной гайки; 25 — рукоятка управления ходами каретки и суппорта; 26 — гайка болта дополнительного крепления задней бабки.

 

Техническая характеристика станка модели 1К62

№ п.п.	Наименование параметра	Единица измерения	Величина параметра
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12	Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной Наибольший диаметр точения над нижней частью суппорта Диаметр отверстия в шпинделе Расстояние между центрами (РМЦ) Наибольшая длина обтачивания (соответственно РМЦ) Пределы чисел оборотов шпинделя Пределы продольных подач суппорта Пределы поперечных подач суппорта Нарезаемая резьбы:  -метрическая  -дюймовая  -модульная  -питчевая Мощность главного электродвигателя (в зависимости от заказа) Вес станка:  РМЦ 710 мм  РМЦ 1000 мм  РМЦ 1400 мм Габариты станка:  длина  ширина  высота	мм     мм   мм   мм   мм     об/мин   мм/об   мм/об шаги в мм число ниток на 1 модуль питч кВт/л.с кг кг кг мм мм мм	400 220  47 710, 1000, 1400 640, 930, 1330 12,5-2000 0,07-4,16 0,035-2,08  1-192  24-2  0,5-48  96-1  10/13,4  7,5/10 2080  2140  2222 2522,2812 3212 1166 1324

 

Выбор резцов

Многообразие видов поверхностей заготовок, обрабатываемых на станках токарной группы, привело к созданию большого числа токарных резцов. Главным принципом классификации резцов является их технологическое назначение. Различают резцы: проходные - для обтачивания наружных цилиндрических и конических поверхностей; расточные проходные и упорные - для растачивания сквозных и глухих отверстий; отрезные - для отрезки заготовок; резьбовые - для нарезания наружных и внутренних резьб; фасонные - для обрабатывания фасонных поверхностей; прорезные - для протачивания кольцевых канавок; галтельные - для обтачивания переходных поверхностей между ступенями валов по радиусу.

По характеру обработки резцы делят на черновые, получистовые и чистовые, по направлению движения подачи - на правые и левые. Правые работают с подачей справа налево, левые - слева направо. По конструкции резцы делят на целые, с приваренной или припаянной пластиной режущего материала, со сменными пластинами. Широко применяют резцы с многогранными неперетачиваемыми пластинами. Когда одна из режущих кромок пластины выходит из строя вследствие затупления, открепляют механический прижим и устанавливают в рабочее положение следующую режущую кромку.

Резцы из быстрорежущей стали. Размеры токарных (ГОСТ 10043—62), расточных (ГОСТ 10044—62)

Резец токарный, проходной

Резец токарный, проходной с углом ф = 45 и 60 ⁰ , мм

Резец токарный, отрезной

Технологический процесс производства детали «Ось правый» представлен в таблице 1.

№ операции	Содержание операции	Применяемое оборудование
005	Фрезерование торцов и зацентровка	Фрезерно-центровальные станки МР37,МР71,МР78
010	Черновая токарная обработка	Токарные станки 16К20, 1712П, 16К20Ф3
015	Термическая обработка - улучшение	Термическая индукционная печь
020	Чистовая токарная обработка	Токарные станки 16К20, 1712П, 16К20Ф3
025	Токарная обработка	Токарные станки 16К20, 1712П, 16К20Ф3
025	Предварительное шлифование	Круглошлифовальные станки 3М151, 3А152
065	Нарезание резьбы	Токарно-винторезные станки 16К20, 1А616
070	Окончательное шлифование поверхности	Круглошлифовальные станки 3М151, 3А153А
105	Калибровка резьбы, зачистка заусенцев	Резьбовой калибр кольцо
110	Промывка	Промывочная ванна
115	Окончательный контроль	Измерительные приборы и инструменты

 

Раздел 3. Расчет показателей качества технологического процесса изготовления оси и точности производственного оборудования

Любой процесс производства строится так, чтобы соблюдать и обеспечивать требуемую величину показателей качества выпускаемой продукции. Однако качество сырья, инструмента, настройка станков, квалификация операторов и другие важные производственные факторы подвержены значительным случайным колебанием, что вызывает рассеяние показателей качества.

Качество изготавливаемых изделий зависит от четкого соблюдения требований при выполнении каждой технологической операции, поэтому обеспечение качества в процессе производства требует, прежде всего, контроля технологического процесса и производственного оборудования с целью определения его пригодности к выполнению отдельных операций, соблюдением предельных допусков и стандартных норм. При этом обычно определяют соотношение между полем рассеяния интересующего показателя качества (погрешности формы, размеров, взаимного расположения, твердости) и допуска на данный показатель по технологической норме на исследуемую операцию.

Современное производство имеет одну существенную особенность: периодический контроль по результатам, которого разрабатываются корректирующие воздействия, направленные на стабилизацию технологического процесса с целью профилактики брака. Кроме того, современное производство немыслимо без плановой аттестации продукции. Речь идет о численной оценке различных показателей качества, причем нельзя ограничиваться измерением только одного изделия. Необходимо провести измерения всех изделий партиями и выборку из него.

Задача оценки качества технологического процесса и производственного оборудования заключается в том, чтобы в случае недостаточной точности исследуемых операций выявить причины имеющихся погрешностей и принять меры по ликвидации наиболее значительных погрешностей обработки.

Моей задачей будет рассчитать важнейшие показатели качества технологического процесса обработки оси и точность производственного оборудования.

Анализ качества технологического процесса обработки и точности производственного оборудования необходимо проводить на нескольких самых значимых операциях, входящих в технологический процесс обработки оси. В моем случае это токарная обработка, предварительное и окончательное шлифование.

Задача. Дана выборка из 20 осей, для которых контролировался наружный диаметр. Причем наружный диаметр контролировался на всех трех ключевых операциях, обеспечивающих точность детали (токарная обработка, предварительное и окончательное шлифование).

1.Токарная обработка

Контролируется ось Ø 27^+0,08. Находим верхний и нижний пределы поля допуска.

d_min=27 мм, d_max = 27,08 мм

Результаты измерений представлены в таблице.

№ п/п	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Диаметр	27	27,02	27,08	27,06	27,08	27,04	27,02	27	27,08	27,06

11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
27,06	27	27,04	27,02	27,02	27,04	27,08	27,04	27	27,02

Находим среднее арифметическое данной выборки по формуле:

, где

х_i– номер детали в выборке, n – объем выборки

 мм

Далее выбираем меру рассеяния, чтобы определить, как тесно группируются отдельные значения вокруг среднего арифметического. Простейшей мерой рассеяния является размах(R) - это разность между наибольшим и наименьшим значениями ряда наблюдений.

 

R = 27,08 – 27 = 0,08 мм

Затем строим гистограмму, представляющую собой метод представления данных, сгруппированных по частоте попадания в определенный (заранее установленный) интервал. При крайней простоте построения гистограмма дает много аналитической информации о разбросе качества средних значений различных параметров, точности и стабильности протекания технологического процесса, точности работы станков и оборудования. Далее разбиваем диапазон распределения наружного диаметра оси на равные интервалы.

Исходя из полученного значения размаха, выбираем 4 интервала по 0,02мм каждый, строим таблицу.

№ п/п	Середина интервала	Граница интервала	Частота в интервале
1	27	26,99 27,01	4
2	27,02	27,01 27,03	4
3	27,04	27,03 27,05	4
4	27,06	27,05 27,07	3
5	27,08		4

Строим гистограмму распределения значений.

 

Рис.9 Гистограмма распределения значений наружного диаметра оси

Результаты проделанных расчетов вносим в таблицу.

№ п/п	Размер хi(мм)	Отклонение от среднего арифметического, (хi-х)2	Квадрат отклонения, (хi-х)2	Расчеты
1	27	-0,03	0,0009	Сумма квадратов отклонений ∑(хi-х)2 =0,0267 Среднее арифметическое этой суммы Среднее квадратическое отклонение
2	27,02	-0,01	0,0001
3	27,08	0,05	0,0025
4	27,06	0,03	0,0009
5	27,08	0,05	0,0025
6	27,04	0,01	0,0001
7	27,02	-0,01	0,0001
8	27	-0,03	0,0009
9	27,08	0,05	0,0025
10	27,06	0,03	0,0009
11	27,06	0,03	0,0009
12	27	-0,03	0,0009
13	27,04	0,01	0,0001
14	27,02	-0,01	0,0001
15	27,02	-0,01	0,0001
16	27,04	0,01	0,0001
17	27,08	0,05	0,0025
18	27,04	0,01	0,0001
19	27	-0,03	0,0009
20	27,02	-0,01	0,0001

Исходя из полученных результатов, рассчитываем суммарное поле рассеяния (ω), коэффициенты точности обработки (К_т) и точности настройки (К_н).

 

, где

k – коэффициент, определяемый законом распределения (k = 6 для нормального закона).

где

ω – суммарное поле рассеяния.

где

∆ - координата середины поля допуска

Исходя из полученных коэффициентов, находим суммарный процент вероятного брака Q.

Q ≈ 27 %