Стандарты и качество» № 4, 2001 год

Качество в машиностроении

Критерии правильности и точности

в инструментальном производстве.

Виктор Протасьев, Марина Анисимова.

Стандарты и качество» № 4, 2001 год.

Сразвитием квалиметрии изменяется подход к оценке качества продукции. Все чаще слышны призывы оценивать качество продукции не только по единичным показателям, которые можно определить, сравнивая отдельные технические требования с результатами, полученными при испытаниях, но и с использованием комплексных показателей. В данной статье выносится на обсуждение предложение оценивать продукцию инструментального производства двумя критериями - правильностью и точностью, которые являются комплексными показателями.

Критерий правильности является мерой соответствия реально разработанной конструкции инструмента той совокупности знаний, которая накоплена в данной отрасли, например, в инструментальном производстве.

С этих позиций правильная конструкция известна только Всевышнему. Однако обратимся к мнению известного кораблестроителя акад. А.Н. Крылова относительно проблемы непотопляемости кораблей (Крылов А.Н. Мои воспоминания. — Ленинград: Судостроение, 1979. — 468 с.), что непосредственно связано с правильностью их конструкции.

А.Н. Крылов в качестве примера правильной конструкции корабля привел конструкцию Ноева ковчега, который, как утверждает Библия, строился по промыслу Божьему, следовательно, в нем было все «добро зело»... С тех пор прошло по библейскому исчислению 7410 лет, построено бесчисленное множество судов, но уже разумом человеческим, поэтому у них множество недостатков, нарушающих обеспечение основного качества корабля — его непотопляемость.

В настоящее время роль промысла Божьего играют технические условия, государственные стандарты и его величество опыт, накопленный в различных отраслях знаний, но не всегда воплощающийся в конструкциях в силу ряда экономических, технологических и иных причин, среди которых можно назвать и неграмотность (неопытность) конструкторов. Зачем же изготавливать неправильную конструкцию, да тем более точно?

По нашему мнению, органы Госстандарта России должны потребовать от производителей инструмента в технических условиях на продукцию вместе с параметрами изготавливаемого инструмента приводить данные о таких же показателях ведущей мировой (отечественной) фирмы, включив в число показателей и цену инструмента.

Покажем суть этого предложения на условном примере, в котором сравниваются выпускаемые некоторым анонимным предприятием П₁ и некоторой ведущей фирмой П₂ инструменты из стали 45 при сверлении.

Данные сведем в табл. 1, причем будем использовать только функциональные единичные показатели и цену инструмента.

Относительный показатель М_i позволяет избавиться от различных размерностей единичных показателей и определяет преимущество анонимного инструмента перед изготовленным ведущей фирмой. Если этот инструмент не превосходит фирменный, то M_i<1 или равноценен М_i = 1, если превосходит – M_i>1.

В нашем примере при сравнении цен инструментов по принципу выгодности для пользователя первый инструмент превосходит второй. Во всех случаях относительный показатель рассчитывается по средней величине доверительного интервала, указанного в колонках 2 и 3.

Критерий правильности П₁₂ (индекс 12 указывает на сравнение первого инструмента со вторым) определяется по формуле средневзвешенного арифметического:

(1)

или по данным табл. 1.

П₁₂ = 0,923 × 0,4 + 0,714 × 0,3 + 1× 0,1 + 1,666 × 0,2=1,0166.

Таким образом, анонимный инструмент превосходит фирменный.

Таблица 1

Единичные показатели	Предприятия	Относительный показатель, М_i	Весовой коэффициент, q_i	Критерий правильности, П₁₂
П₁	П₂
Период стойкости Q₁, мин	58-62	63-67	0,923	0,4	1,0166
Скорость резания Q₂, м/мин	23-27	30-40	0,714	0,3
Подача на оборот Q₃, мм ^-1	0,08-0,12	0,08-0,12		0,1
Цена инструмента Q₄, р.			1,666	0,2

Весовые коэффициенты также должен утверждать Госстандарт России, но и покупатель может оценивать эти параметры, исходя из своих возможностей.

Возвращаясь к примеру А.Н. Крылова, осмелимся заключить, что предложенный способ расчета критерия правильности позволяет производить оценку без участия божьего промысла.

Этот же подход позволит избавиться от навязываемого обществу мнения, что наличие сертификата решает проблему качества продукции. Это далеко не так, поскольку технические требования, которым соответствует продукт, часто далеки от мирового уровня, а цена ему соответствует и даже превосходит.

Критерий точности можно связать с понятием допуска. С помощью этого критерия можно оценивать различные характеристики инструментов.

Во-первых, можно оценить разброс функциональных характеристик, приведенных в табл. 1. Например, допуск на период стойкости DQ₁ для предприятия П₁ составит:

DQ₁ = Q_1max – Q_1min = 62 - 58 = 4 мин. (2)

Не исключено, что допуски при оценке критериев точности можно дополнить величинами СКО или дисперсией, или указывать, с какой вероятностью производитель гарантирует свои показатели.

Во-вторых, с помощью критерия точности можно дать оценку конструктивным параметрам инструмента, число которых может изменяться, но должно включать самые важные, например:

радиальное и торцовое биение режущих кромок;

точность профиля инструмента;

точность исполнения углов наклона передних и задних поверхностей;

разброс толщины покрытий;

колебание твердости и т.п.

Все эти параметры имеют различную размерность и их общее воздействие на качество инструментов, по нашему мнению, можно определять по различным методикам, но проще и доступнее использовать для определения комплексного показателя формулу (1) и ранее описанную методику.

Для пояснений используем данные табл. 2.

Критерий точности определяется по формуле:

(3)

или с учетом данных табл. 2:

Т₁₂ = 1× 0,2 + 2 × 0,2 + 1× 0,2 + 0,4 × 15 + 1,6 × 0,05 + 2 × 0,2 = 1,34.

Предприятие П₁ изготавливает более точный инструмент, поскольку Т₁₂ > 1.

Интервалы (допуски), DQ_i	Предприятия	Относительный показатель, М_i	Весовой коэффициент, q_i	Критерий правильности, T₁₂
П₁	П₂
Период стойкости DQ₁				0,2	1,34
Скорость резания DQ₂				0,2
Подача на оборот DQ₃	0,04	0,04		0,2
Радиальное биение DQ₄	0,05	0,02	0,4	0,15
Задних углов DQ₅			1,6	0,05
Твердости DQ₆				0,2

Весовые коэффициенты q_i в общих случаях должны всегда назначаться экспертным методом, но для объективности и при оценке правильности, и при оценке точности их сумма должна равняться единице.

Принятие критериев правильности и точности, по нашему мнению, позволит внести ясность в ценообразование для инструментальной продукции и более объективно оценивать ее качество.

Виктор Борисович ПРОТАСЬЕВ - доктор технических наук, профессор Тульского государственного университета;

Марина Александровна АНИСИМОВА - кандидат технических наук, доцент.