Управління забезпеченням якості при виготовленні продукції

Забезпечення якості при виготовленні продукції є найвідповідальнішим етапом. Головне завдання – забезпечити при виготовленні якість продукції, закладену в проекті (проектна якість). Виконання функцій, в тому числі логістичних, забезпечення якості на етапі виробництва досягається шляхом планування, організації та виконання необхідних робіт, контролю технології виготовлення, технічного діагностування технологічного обладнання та оснащення, використання систем всіх видів забезпечення, контролю технологічної дисципліни, проведення профілактики і планово-попереджувальних ремонтів. Має важливе значення також якість технологічного обладнання з оснащенням, транспортних засобів, система обліку витрат на забезпеченням якості при виготовленні, кваліфікація персоналу, атестація виробництва, технологічних процесів, обладнання, оснащення і т.п. Це вважається внутрішніми підставами при забезпеченні якості продукції, що випускається.

Показником ефективності системи управління виробництвом вважається час реагування на можливі відхилення при протіканні процесів або наданні послуг. Зменшити такий час можна за рахунок широкого застосування сучасних способів і методів виявлення відхилень, тобто систем діагностування та контролю. Відома також низка методів управління від простої перевірки до складних статистичних аналізів. Очевидно, що найпростішим є спосіб самоперевірки, суцільного чи вибіркового контролю. Статистичні методи базуються на моделях змінності і використовуються для прогнозування рівнів якості продукції та визначення моментів початку коригувальних дій для стабільності управляємості. Для підтримання такого стану на виробництві стосується мережа контрольних пунктів, де і визначається контрольована характеристика якості.

Виконання функцій забезпечення якості на етапі її перевірки виконується за допомогою основних видів контролю, випробовувань і обстежень. Відомі такі види контролю: вхідний контроль всього, що іде на виготовлення продукції, контроль готової продукції, контроль параметрів технологічного обладнання та оснащення, контроль дотримання технологічної дисципліни, метрологічний контроль, контроль випробовування, аналіз рекламацій. Головним при цьому виступає методика контролю, яка має бути детально та якісно розроблена. Методика – це сукупність певних правил роботи при вирішенні поставленого завдання, а метод – шлях вирішення.

При контролі якості послуги перевіряється процес її розробки, кваліфікація персоналу, що її надає, відгуки споживачів, які і є остаточною оцінкою якості. В організації має проводитися постійне оцінювання та визначення ступеня задоволеності споживача, а також реєструватися роботи, які виконуються на кожному етапі надання послуги з точки зору дотримання поставлених умов. Треба робити все можливе для недопущення надання неякісних послуг, для чого збір і аналіз даних слід проводити постійно, за планом. Повинна використовуватися програма постійного підвищення якості послуг у вигляді заходів з визначення покращувальних характеристик, можливих змін у потребах ринку, споживачів, відхилень від встановленого рівня якості внаслідок не доопрацювань, закладених до системи якості, засобів і методів контролю, резервів підвищення якості, заохочування обслуговуючого персоналу.

В залежності від різновидів продукції існують різні методи забезпечення якості в залежності від експлуатації чи споживання. Так, коли виробом є машина, прилад, транспортний засіб або обладнання, то головними експлуатаційними властивостями деталей, їх з’єднань, складальних одиниць таких виробів, які визначають їх якість є: контактна жорсткість, зносостійкість, міцність посадок з натягом, опір втомлюваності, статична та динамічна поверхнева контактна міцність, корозійна стійкість і герметичність з’єднань. Вони забезпечуються технологічно, тобто технологічними процесами і операціями, які націлені на отримання їх високих характеристик.

Управління контактною міцністю полягає в підвищенні здатності поверхневих варств деталей чинити опір дії сил, які намагаються їх здеформувати. Оскільки реальна поверхня деталей має певну шорсткість, хвилястість, макровідхилення, то реальна поверхня контакту (опорна поверхня) між двома деталями є набагато меншою, ніж її теоретичні геометричні розміри. При русі деталей це приводить до значних контактних напружень, що позначається на показниках якості. Для підвищення контактної жорсткості використовуються технологічні можливості окремих методів обробки поверхонь деталей. Завдяки їм зменшуються макро- і мікровідхилення поверхонь деталей, глибина дефектної поверхневої верстви. Відомі рівняння взаємозв’язку контактної жорсткості поверхні та режимів обробки, за якими розрахунком встановлюються їх оптимальні значення. При цьому, для підвищення контактної жорсткості обробку деталей краще проводити методами пластичного деформування з різновидами послідуючої термічної обробки. До ефективних методів відноситься також електронно-променева, електроерозійна, іонна та електронна обробки, нанесення різних покрить.

Для управління поверхневою міцністю деталей звичайно використовується підбір відповідних матеріалів і наступної термічної чи хіміко-термічної обробки, їх режимів, що не є кращим способом, ще й до того дорогим. Більш перспективним є застосування іонно-плазмового напилювання та обробки робочих поверхонь деталей променем лазаря. При іонно-плазмовому напилюванні на робочу поверхню деталі наноситься варства твердого матеріалу завтовшки декілька міліметрів, наприклад, варства нітриту титану. Лазерна термообробка також є перспективною в цьому напрямку, хоча застосовується рідко з-за неповної її розробки. Ширше застосовується лазерна хіміко-термічна обробка чи лазерне легування, при якому на поверхневу варству деталі наносяться різні матеріали, що забезпечує одержання на поверхні нового матеріалу з унікальними властивостями. При такому підході дорогі сталі заміняються дешевими з забезпеченням високої статичної та динамічної поверхневої контактної міцності.

Забезпечення зношувальної стійкості, тобто властивості поверхневих варств деталі протидіяти руйнуванню при дії сил тертя проводиться по-різному. При терті та зношуванні поверхні деталі зменшується хвилястість і макровідхилення, шорсткість поверхні, що приводить до збільшення фактичного контакту між деталями, зменшення напружень, а це викликає поступову та повільну інтенсивність зношування. Одночасно в роботу вступають нові поверхневі варстви деталі з іншими фізико-механічними властивостями, що може зношування збільшувати або зменшувати. При цьому проходить зміна комплексного стану поверхні тертя, що приводить до неможливості змащування на окремих ділянках і виникнення схватування та інтенсивного зношування.

Підвищується зносостійкість застосуванням викінчувально-зміцнювальної обробки і нанесенням зносостійких покрить. Наряду з традиційними методами викінчувально-зміцню-вальної обробки отримали широкий розвиток і нові методи, такі як поверхнево-пластичне деформування, при якому на поверхню діють термічні та силові чинники, які створюються струмом великої сили і натискним інструментом, наприклад, роликом. Для підвищення зносостійкості використовуються різні наплавки з високолегованих сталей, самофлюсуючихся покрить типу Ni-Cr-B-Si, покриття з прироблювальною плівкою та комбінованих (антифрикційна обробка на основі твердих нітровмістовних покрить). Головними технологічними методами обробки деталей, що підвищують зносостійкість їх робочих поверхонь, є накатування роликами, головками, вібронакатування, алмазне вигладжування, комбінована обробка фрезами і накатниками, дрібоструйна обробка, калібрування, дорнування і т.п.

Для забезпечення міцності посадок з натягом застосовуються як окремі методи обробки деталей, так і їх складання. Розміри з’єднань і матеріал деталей визначаються з конструкційних міркувань, а натяг – з міцності матеріалу та діючих силових чинників. Управляти забезпеченням міцності посадок можна за рахунок регулювання впливу та вибору конструкційних і технологічних чинників, наприклад, геометрії з’єднань, стану робочих поверхонь, методів обробки. Деталі в основному оброблюються накатувальними методами, наприклад, вібронакатуванням, а складаються запресуванням з використанням нагрівання чи охолодження. Наприклад, запресовка з’єднань вісь-колесо при повздовжньо-пресовому методі виконується на гідравлічних пресах з зусиллям 1100…1500 кН. Забезпечення міцності посадок з гарантованим зазором проводиться подібно, але більша увага звертається на збереження постійності зазору з’єднання під час експлуатації, що забезпечується міцністю та зносостійкістю робочих поверхонь деталей.

Забезпечення опору втомлюваності деталей виробів досягається збільшенням стійкості протидії руйнуванню при дії знакозмінних навантажень в часі. З часом роботи на поверхні деталей виробів за рахунок втомлюваності матеріалу зароджуються мікротріщини, що перетворюються в макротріщини з наступним руйнуванням. Тому втомлювальна міцність в значній степені визначається як станом поверхневих варств деталей, так і їх матеріалом. Границя витривалості деталей в основному залежить від наклепу та залишкових напружень поверхневої варстви. Зі збільшенням висоти мікронерівностей опір втомлюваності зменшується, зменшується також границя витривалості. Наклепування поверхневої варстви деталі збільшує опір втомлюваності навіть на 30%, що пояснюється створенням перешкод появі втомлюваних тріщин. Для зменшення шкідливих чинників для обробки деталей використовуються такі технологічні методи, як шліфування кругом з білого електрокорунду, тонкого точіння різцями з композита 10, алмазне вигладжування, полірування, тощо.

Управління корозійною стійкістю деталей проводиться в двох напрямках, в одному забезпечується здатність поверхневих варств протидіяти корозії, а в другому – зменшенні впливу зовнішнього агресивного середовища. Кородування металів, з яких у більшості виготовляються деталі, визначається їх питомою активністю, тобто фізико-хімічним станом поверхневих варств. Корозійну стійкість можна забезпечити приданням певної якості поверхневим варствам деталі при обробці чи використанням різних покрить. Швидкість корозії зменшується від застосування чорнових видів обробки до чистових і збільшується при рості агресивності середовища. При виборі методу та виду обробки визначаються значення параметрів якості поверхневої варстви, які забезпечують потрібну корозійну стійкість деталі. Катодні чи анодні інгібітори, або анодно-катодні наносяться на поверхню деталей, де за рахунок утвореної хімосорбіційної варстви гальмується кородування. Для підвищення корозійної стійкості деталей частіше застосовуються неметалеві покриття типу емалей, фарб, лаків, гуми, пластмаси, тощо, ніж металеві, наприклад, покриття нікелем, хромом, цинком, кадмієм,

латунню і т.п.

Управління герметичністю з’єднань спеціальних конструкцій виробів передбачає використання як геометричних параметрів, так і товщини пористої варстви під навантаженням або у загальному регулюванням проникливості. Забезпечується герметичність з’єднань підбором параметрів форми контактуючих поверхонь, а також методів, видів і режимів їх обробки. Застосовується в основному точіння, шліфування, притирання і т.п. Їх вибір проводиться за потрібними параметрами поверхневої варстви і коефіцієнту герметичності, що забезпечує той чи інший матеріал. Для цієї мети використовуються також прокладки з різного матеріалу.

Таким чином, при управлінні формуванням якості деталей та їхз’єднань за потрібними експлуатаційними властивостями використовується як традиційний двоступеневий підхід (конструкція та технологія), так і одноступеневий – безпосереднього забезпечення потрібних експлуатаційних властивостей. Схема вирішення питання наступна. За умовами функціонування деталі в виробі (навантаження, швидкість, тиск, температура і т.п.) та технічними умовами на виріб встановлюються потрібні забезпечуючі експлуатаційні властивості деталей, з’єднань і допустимі границі їх зміни, які визначають якість виробу в цілому. Залежності експлуатаційних властивостей від фізико-механічних характеристик матеріалів, умов функціонування виконаних з них деталей, розмірів, якості поверхневої варстви встановлюються за довідниковими даними чи дослідженнями. Далі проводиться вибір потрібного матеріалу, геометрії робочих поверхонь, точності розмірів і параметрів якості поверхневої варстви, які забезпечують потрібні значення експлуатаційних властивостей в заданих границях. Після виконується їх оптимізація за технологічною собівартістю виготовлення для конкретного випадку.

Технолог на підставі даних про матеріали, точність розмірів і параметрів якості та можливостей диспонуючого технологічного обладнання з оснащенням проводить вибір конкурентоспроможних методів і видів виготовлення деталей з врахуванням особливостей виробництва. Після визначення взаємозв’язку розмірів і параметрів якості поверхні деталі з умовами обробки встановлюються умови їх виготовлення для кожного вибраного технологічного методу, котрий забезпечує поставлену мету. Якщо параметри якості поверхневої варстви деталей не забезпечуються, то повертається на початок, тобто вибір іншого варіанту виготовлення деталі. При відповідності вимагань виконується розрахунок величини технологічної собівартості вибраного методу для визначення умов обробки, вибір методу та умов обробки за найменшою технологічною собівартістю для одержання потрібних параметрів якості поверхневої варстви. Всі дії виконуються на комп’ютері з використанням спеціальних програм.

Для швидкого успішного впровадження такого ефективного підходу управління формуванням якості необхідно провести нормалізацію методів дослідження технологічного забезпечення якості, їх автоматизацію з метою забезпечення постійності отримуваних результатів і створення банку інформаційних даних.