Поиск по сайту:
Главная страница » Каталог статей » Статьи о МО » Несмиян Е.И., "Метрологическая экспертиза технической документации - фундамент надежной и долговечной продукции"

Метрологическая экспертиза технической документации - фундамент надежной и долговечной продукции




Б.И. Несмиян, главный специалист ЗСА ПАО «КАМАЗ»

Только тесная взаимосвязь
конструкторских разработок,
технологии и метрологии
позволит создать изделия с высоким
качеством эксплуатационными
характеристиками.

Качество выпускаемой продукции обеспечивает ряд факторов:
- конструкторская документация; - технологические процессы;
- стабильность технологического оборудования;
- контрольная оснастка, средства измерений и испытаний;
- контрольный персонал. Надежность и долговечность выпускаемой продукции, в большей степени, зависят от степени надежности, показатели которой заложены в конструкторской документации (технические условия, программы-методики испытаний, чертежи на продукцию).

Вопросы повышения надежности, долговечности, в том числе и качества продукции необходимо рассматривать на ранних стадиях.
Это решается путем экспертизы технической документации. Экспертиза технической документации позволит решать две задачи:

- обеспечить качество изготовления продукции, повышать долговечность и надежность ее в эксплуатации;
- сокращать сроки подготовки производства при освоении новых образцов.

Если задачи повышения качества, надежности и долговечности продукции путем совершенствования технической документации понятны, то пути реализации этих задач, в значительной степени, для специалистов разных уровней непонятны.

Экспертиза - исследование специалистом (экспертом) каких либо вопросов, решение которых требует специальных знаний в области науки и техники [12].

Экспертиза технической документации - это комплекс вопросов, проверка которых направлена на совершенствование технологического уровня принимаемых решений, организации производства и улучшение эксплуатационных свойств выпускаемой продукции.

Экспертиза технической документации включает в себя ряд подсистем.

Контроль конструкторской и технологической документации - это удовлетворение трех основных требований технических, социальных, экономических.

Стандартизационная экспертиза. Понятие стандартизационной экспертизы в литературных и справочных источниках отсутствует, хотя проведение такой экспертизы конструкторской и технологической документации фактически является обязательным в соответствии со стандартами, регламентирующие нормоконтроль.

Метрологический контроль конструкторской и технологической документации - это оценка технологических решений по выбору параметров, подлежащих измерению, установлению норм точности и обеспечению методами и средствами измерений процессов разработки, изготовления, испытания, эксплуатации и ремонта изделий [2]. Контроль имеет жестко ограниченную задачу и заканчивается одним из выводов на альтернативном противоречии типа «годного - брак», «выполнено - не выполнено», «соблюдается - нарушается».

Метрологическая экспертиза - это анализ и оценка правильности установления и соблюдается метрологических требований применительно к объекту, подвергаемого экспертизе [1]. Более практическое понятие метрологической экспертизы сформулировано следующим образом.

Метрологическая экспертиза - это анализ и оценка технических решений в части метрологического обеспечения (технологических решений по выбору номенклатуры измеряемых параметров, оптимальных норм точности, методов и средств измерений, их метрологического обслуживания) [5].

Аудит технической документации - это анализ нормативной базы изготовления продукции от получения заготовки до готового изделия. Это относится не только к метрологическому обеспечению, но и ко всей нормативной базе, обеспечивающей качество продукции [18].

Аудит технической документации понятие новое. Оно вызвано появлением большого количества предприятий малого и среднего бизнеса, являющиеся донорами крупных промышленных предприятий, осуществляющих выпуск продукций многофункционального назначения.

Мобильность обеспечения комплектующими очевидна [13], но техническое сопровождение изготовления продукции желает улучшения. Как видим из вышеизложенного метрологический контроль аналогичный нормо-контролю - осуществляет констатацию отклонений.

Метрологическая экспертиза позволяет провести анализ и, при необходимости, дать рекомендации по устранению отклонений. Зачастую эксперты подменяют понятие метрологического контроля метрологической экспертизой. 20% респондентов, участвовавших в анкетировании журнала «Главный метролог» [14] высказались за необходимость проведения метрологической экспертизы технической документации. Фактически этот процент может быть значительно большим, так как многие не ответили на анкету журнала. Но руководители высшего звена, отвечающие за конструкторскую документацию, руководитель системой УСКД, считают, что чертежи не должны подвергаться метрологической экспертизе.

ГОСТ 2.104-68 рассматривает порядок согласования и утверждения конструкторской документации. ГОСТ предусматривает технический контроль, но не метрологическую экспертизу. В Федеральном законе от 26.06.2008 г. № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» нет четкого положения.

Комментарии изменений к закону, приведенные Ю. Е. Лукашевым [13] не вносит разъяснений о порядке проведения метрологической экспертизы. По логике, деятельность подлежащая сфере государственного регулирования (часть 3 статьи 1 Закона) при разработке технической документации должна проходить обязательную метрологическую экспертизу. Остальная - на добровольной основе [1].

Также может вызвать двоякое толкование часть 2 статьи 14 закона «Метрологическая экспертиза» «...Экспертизу проводят аккредитованные в соответствии с законодательством Российской Федерации об аккредитации в национальной системе аккредитации ~ на выполнение обязательной метрологической экспертизы юридические лица и индивидуальные предприниматели». На предприятиях (организациях) экспертам, прошедших обучение в аккредитованных учебных заведениях, имеющих свидетельство о прохождении обучения, должно предоставляться право проведения обязательной метрологической экспертизы на своем предприятии.

Геометрические параметры, обеспечивающий точность в конструкторской документации



Развитие прогресса влечет за собой повышение требований к точности, надежности, долговечности, экологичности изделий. В автомобильной промышленности за 10-15 лет повысились требования к автомобильным нормам - «Евро-5» Важно отметить, что в промышленно развитых странах отмечается тенденция постоянного ужесточения допусков на размер. По данным NIST (США) с 1940 года до 2000 года допуски для многих станочных операций уменьшились в 5 раз. Как показано на рис. 1, при ужесточении допуска на размер увеличивается доля допуска, приходящая на шероховатость. Средняя доля допуска, приходящаяся на шероховатость, увеличивается с 15%, в общем допуске на размер до 50%, резко ужесточая требования к допускам на отклонение формы (отклонение от круглости, прямолинейности, цилиндричности). [4]

Исследования кафедры «Метрология и приборостроение» Омского государственного технического университета под руководством профессора, доктора технических наук Глухова В. И. подтверждают тенденцию повышения точности изделий, как в США, так и в России.

За 70 лет точность повысилась от класса За по системе ОСТ (10 квалитет по системе ИСО) до 4-5 квалитета в системе ИСО. Основная нагрузка по подготовке метрологов технического направления должна лечь на вузы. С 3 курса читаемого студентам «Метрология, стандартизация, сертификация» на метрологию отводиться только одно слово - заглавие.

Будущему конструктору и технологу необходимо, в достаточной мере, владеть знаниями по выше перечисленным направлениям. Совместно с институтом автоматики и электронного приборостроения Казанского авиационного университета разработано учебное пособие по экспертизе технической документации и рекомендации по выбору норм точности расположения, шероховатости поверхности технологических процессах и чертежах. Курс лекций по экспертизе читается будущим конструкторам и технологам. Но эти пособия существуют только в электронном виде.

Несмотря, что предприятия проявляет к ним интерес, нет издательства, которое могло бы издать пособие. Повышение точности, экологичности влечет за собой ужесточение требований параметрам изделий, и в первую очередь к конструкторской документации. Но ряд параметров является как бы в не сферы внимания конструкторов и экспертов по технической экспертизе документаций. Основные из них: 1. Уровни относительной геометрической точности. [6,10]; 2. Погрешности формы и расположение поверхностей. [9]; 3. Шероховатость обработки поверхностей [7,9]; 4. Взаимная зависимость допуска, погрешностей формы и шероховатости поверхностей [6].

Уровни относительной геометрической точности


В системе допусков и посадок принято назначать погрешность формы и расположение поверхностей в пределах допуска на размер. В по мере увеличений требований к точности изготовления изделий рекомендуется использовать уровни относительной геометрической точности А, В, С. Погрешности формы и расположение поверхностей назначаются от 60 до 15% допуска на размер. Независимо от степени точности детали конструктор практически не назначает уровень относительной геометрической точности.


Погрешности формы поверхностей 

Назначение на чертежах деталей погрешности формы вызывает много толкований по целесообразностей их назначение, а так же в части методов контроля. Во избежание различных подходов необходимы стандарты организаций (предприятий) по методам контроля погрешности формы и расположения поверхности.


Шероховатость обработки поверхностей

Согласно ГОСТ 2789-73 шероховатость обработки поверхностей обозначается 6 параметрами: - три высотные параметра - Ra, Rz, Rmax; - два шаговые - S, Sm; - один параметр содержит информацию о высотных свойствах профиля продольном направлении, фактический площадь контакта - tp. ГОСТ 2.309-73 оговаривает правила обозначения шероховатости обработки на чертежах - 1 параметр высотный (амплитудный) один или два горизонтальный (шаговый) и в зависимости от характера обработки - параметр tp.

Подавляющее большинство конструкторов на чертежах шероховатость обработки поверхности отмечают одним параметром Ra, редко Rz. Если рассмотреть стандарты ISO, то там указаны 76 параметров [4,14], большинство из которых позволяет с достаточно высокой эффективностью контролировать точностную или функциональную характеристику детали. Например; контактная жесткость - Ra, Sm, tp, коррозионная стойкость - Ra, Sm, S. Поршневой палей, упорные поверхности коленвала и распредвала, шестерни кален-вала и распредвала - элементы радиальных и торцевых подшипников скольжения, которые должны выдерживать большие контактные давления.

 
При функции - контактная жесткость поверхности

Необходимы минимальная высота неровностей и минимальная значение выступов в профиля, поэтому нормируется Ra, Rz, Rmax, Rp или Rpt и Rpt/Rz [4].

Ряд параметров характеризуют состояние контактируемых поверхностей в процессе работы узла. Параметр Rpk (параметры стандартов ИСО) (средне арифметическое значение высот вершин, расположенных выше выбранного уровня сечений профиля) позволяет определить величину износа материала в процессе приработки, параметр Rk (глубина усеченного профиля) позволяет определить срок службы цилиндра (его допустимый износ), а параметр Rvk (средне арифметическое значение глубины впадин, расположенных ниже выбранного уровня сечения профиля) отражает способность поверхности к удержанию смазки. Комбинируя параметры показателей шероховатости даже ГОСТ 2789 может обеспечить характеристики изделий, удовлетворяющие функциональное назначение проектируемой детали. Институт машиностроения РАН разработал показатели оптимальных значений параметров шероховатости различных поверхностей деталей [15].

Сочетая выполнение требований ГОСТов по назначению параметров шероховатостей на чертежах и их контроль в процессе производства позволит повышать функциональные точности изделий. Проведение измерений свойств инженерных поверхностей (по оценкам, потери в 2% ВВП в развитых странах объясняются потерями от трения и износа) [16]. В России такой учет отсутствует, так как параметры износа шероховатости поверхностей и погрешности формы не контролируется.


Взаимная зависимость допуска, погрешности формы и шероховатости поверхностей


При разработке чертежей изделий следует учитывать связь допуска на размер с погрешностями формы и расположением поверхностей (круглость, прямолинейность, биение, расположение осей и др.).

Предельно допустимые значения указанных в ГОСТ 24643 Шероховатость обработки зависит как от допуска на размер, так и от погрешности формы и расположения поверхностей [6]. Эту связь необходимо прослеживать как при разработке чертежей, так и экспертизе документации. Следует отметить, что связь шероховатости с допуском на размер и погрешностями формы и расположения распространяется только на параметры Ra и Rz. Затронутые вопросы относятся к организационной сфере.

Необходимо в первую очередь определить пути и способы проведения экспертизы. Как видим из поставленных задач экспертизы, эксперт должен обладать знаниями не только в области метрологии, но и ориентироваться в нормативной документации системы ЕСКД, владеть минимум знаний по технологии обработки. Решение задач экспертизы и повышение нормоточности можно достичь путем повышение квалификации последующем направлениям: - законодательная метрология; - нормативная документация в области метрологии и подготовки производства; - прикладная метрология; - средства и методы измерений; - стандартизация; - размерные цепи; - система SPC; - нормирование точности при разработки чертежей и техпроцессов; - метрологическое обеспечение производства; - влияние качества обработки поверхностей на долговечность изделий.

Не только специалисты по прикладной метрологии (20% респондентов) [14] заинтересованы упорядочить систему проведение технической экспертизы, но и специалисты ВНИИМС вырабатывают подходы к её проведению: - определить область деятельности и объекты, в отношении которых технологическая экспертиза является обязательной, обеспечить подготовку методических рекомендаций по её проведению; - создать и обеспечить функционирование системы метрологической экспертизы нормативно правовых, содержащих нормы в области метрологии и обеспечении единства измерений [16]. Появление критериев и рекомендаций будет способствовать повышению уровню технической документации.


Мировая тенденция повышения точности машиностроении



Один из направлений поддержания мировой тенденции повышения точности в машиностроении это изменение векторов в подготовке технических специалистах. Метрология является связывающим звеном между научными исследованиями, разработкой перспективных изделий и внедрение этих изделий в науку, и народное хозяйство. Изменение подходов в образовании будет способствовать упрочнению тенденций повышение точности не только в машиностроении но и в других отраслях народного хозяйства.

Список литературы

1. Федеральный закон от 26 июня 2008 г. №102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений».
2. Балабанов А. Н. Контроль технической документации. М.: Издательство стандартов, 1998.
3. Правиков Ю. М., Муслина Г. Р. 15 лет метрологам о главном Метрологическое производства. М.: Кронус, 2009.
4. Табенкин А. Н., Тарасов С. Б., Степанов С. Н. Шероховатость волнистость профиль международный опыт. С.-Пб.: Изд. Политехнического университета, 2007.
5. РМГ 63-2003. ГСИ. Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Метрологическая экспертиза технической документации.
6. РТМ2 Н31-4-81. Соотношение между допусками формы, расположения шероховатости поверхностей. М.: НИИ информации по машиностроению, 1981.
7. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхностей. Параметры и характеристики.
8. ГОСТ 2.309-73. ЕСКД. Обозначение шероховатости на чертежах.
9. ГОСТ 2.308-79. ЕСКД. Погрешности формы поверхностей и их обозначение.
10. ГОСТ 24643-81. ОНВ. Допуски формы и расположение поверхностей.
11. Зеленин М. В. Место и роль метрологического обеспечения современных экономических условиях // Главный метролог. - 2012. - №3.
12. Советский энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1988.
13. Несмиян Е. И Новые подходы к экспертизе технической документации // Главный метролог. - 2015. - №6.
14. Брюханов В. А. Умеют ли российские метрологи предвидеть и прогнозировать // Главный метролог. - 2015. - №3.
15. Справочник технолога машиностроителя под редакцией AM. Дальского том 1. гл. 2. М.: Машиностроение, 2001.
16. Горошов Б.П., Сатановский А. А. О направлениях исследований и разработок в современной метрологической деятельности; Лукашов Ю.Е., Сковородников В. А. О строение развития законодательной метрологии // Советник метролога. - 2015. - №6.
17. Глухов И. В. Метрологическое обеспечение качества по точности геометрических величин. Омск: ОмГТУ, 2012 г.
18. Несмиян Е. И., Сойко А. И., Сабитов А. Ф. Метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документации в машиностроении. Учебное пособие. Изд. КНИТУ-КАИ, 2015

Добавить комментарий


Главная страница » Каталог статей » Статьи о МО » Несмиян Е.И., "Метрологическая экспертиза технической документации - фундамент надежной и долговечной продукции"