Определение параметров переходов обработки резанием в APQP-процессе подготовки производства на примере корпуса подшипника распределительного вала двигателя внутреннего сгорания

Аннотация

Рассмотрен пример применения метода планирования эксперимента в APQP-процессе подготовки производства для нахождения значений параметров процесса резания, обеспечивающих заданный запас точности на примере чернового и чистового растачивания специальной характеристики корпуса подшипника распределительного вала - диаметрального размера внутреннего отверстия, обеспечивающего посадку с натягом со сталебронзовой втулкой. Из общей совокупности геометрических параметров выделены диагностические составляющие специальной характеристики - размер внутреннего отверстия, отклонения от круглости и высотного параметра шероховатости Ra, обеспечивающие допуск посадки сталеброзновой втулки, а также радиальное биение. Рассмотрены цели и результаты применения инженерных методов: расчета припусков, размерного анализа, оценки технологической точности станочных систем, планирования экспериментов, а также специальных методов APQP-процесса - инструментов управления качеством: FMEA-анализа, SPS, MSA. Обращено внимание на недостаточную информативность методов, не позволяющую обеспечить выбор показателей процесса для обеспеченеия необходимого запаса точности специальных характеристик. Для достижения заданного запаса точности выделены диагностические составляющие внутреннего диаметрального размера: отклонение настроечного размера, отклонение профиля поперечного сечения и высотный параметр шероховатости Ra, значения которых находятся в результате выполнения производственных экспериментов. Планирование полнофакторного эксперимента выполняется по параметрам процесса резания - скорости резания, подаче и глубине резания. Для реализации плана спроектированы и изготовлены специальные образцы изделий со ступенчатым припуском. Форма образцов-изделий позволяет уменьшить для проведения полнофакторного эксперимента количество образцов с восьми до четырех, обеспечив проверку линейности регрессионных моделей. Приведен расчет и регрессионные модели, позволяющие на этапе проектирования операций изготовления деталей прогнозировать значения составляющих внутреннего диаметрального размера. Решение системы регрессионных моделей, удовлетворяющее заданным ограничениям по заданному запасу точности, позволяет найти оптимальный диапазон значений параметров процесса резания, обеспечить редкие настройки специальных характеристик в серийном процессе изготовления корпусов подшипников распределительного вала. В дополнение к статистическим методам управления качеством применение разработанной методики позволяет обеспечить мониторинг технического состояния оборудования и поддержание его в требуемом для выпуска качественной продукции состоянии.