Введение к работе
Актуальность темы.
Современное машиностроительное производство характеризуется.жесткими и постоянно возрастающими требованиями к качеству изготовления машин. Их обеспечение существующими методами требует в ряде случаев чрезмерных затрат, поскольку требования к качеству находятся на грани максимально достижимых в серийном производстве. Например, при изготовлении ряда узлов авиационных двигателей и других сложных машин широко используются крайне нежелательные в серийном производстве методы пригонки, поскольку современное оборудование не позволяет изготавливать детали с таким высоким качеством, чтобы можно было использовать методы взаимозаменяемости. Существующие методы постоянно совершенствуются, но данный процесс носит эволюционный характер. В связи с этим актуальна разработка новых методов и подходов к решению проблемы обеспечения качества высокоточных изделий машиностроения.
Одином из таких подходов может быть метод индивидуального подбора деталей при сборке, позволяющий для решения сформулированной выше задачи использовать организационные методы. Однако эффективность использования данного метода ограничивается отсутствием достаточно глубоко разработанной теоретической базы, кроме того, сложно оценить его возможности на стадии выбора метода обеспечения точности. Таким образом, актуально развитие расчетных методов, позволяющих на стадии предварительного проектирования оценить возможности индивидуального подбора деталей, его ограничения, а также необходимые для его реализации средства и методы.
Объект исследования - метод обеспечения качества сборки путем индивидуального подбора деталей.
Предмет исследования - процесс сборки высокоточных изделий машиностроения.
Цель диссертационной работы: повышение качества изготовления изделий машиностроения путем обеспечения управляемости процесса сборки на основе индивидуального подбора деталей с использованием компьютерного моделирования.
Для достижения указанной цели в диссертационной работе необходимо последовательно решить следующие задачи:
Произвести анализ существующих способов обеспечения качества при сборке с точки зрения процессного подхода.
Выявить возможности метода индивидуального подбора деталей, и разработать инструменты для проведения исследования.
Исследовать возможности метода индивидуального подбора деталей, разработать и оптимизировать алгоритмы подбора, разработать инструменты для эффективного использования этого метода.
Исследовать возможности повышения качества изделий путем установления взаимосвязи между процессами изготовления деталей и сборки.
Разработать методику выбора способа обеспечения качества изготовления изделия, включающую в себя ряд отдельных методик:
методику проведения вычислительного эксперимента и оценки его результатов;
методику выбора алгоритма подбора деталей;
методику уменьшения объема незавершенного производства;
- методику экономической оценки целесообразности использования
предлагаемых разработок.
На защиту выносятся:
методика выбора способа обеспечения качества изготовления изделия на основе его компьютерного моделирования;
метод активного подбора деталей;
- понятие компенсирующей способности составляющих звеньев.
Научная новизна работы:
- разработан комплекс инструментов, необходимых для обеспечения ка
чества сборки на основе метода индивидуального подбора деталей, включаю
щий алгоритмы подбора деталей, инструменты для проведения исследования и
анализа его.результатов;
- предложена понятие компенсирующей способности составляющих
звеньев размерной цепи, позволяющее разрабатывать мероприятия по обеспе
чению качества сборки;
- предложен метод активного подбора деталей, позволяющий повысить
качество сборки на основе установления взаимосвязи между процессами изго
товления деталей и сборки.
Методы и средства проведения исследования. Для обработки первичной информации использовались общенаучные приемы анализа и синтеза. Для решения поставленных в работе задач были использованы метод имитационного моделирования применительно к процессу сборки, основные положения теории вероятности и математической статистики. Исследования проводились с использованием разработанных автором инструментов - карты динамики процесса сборки, критерия оценки качества вариантов комплектации, вйзуализато-ра результатов моделирования. Для статистической и аппроксймационной обработки экспериментальных данных применялся пакет MS Excel:
Достоверность научных результатов исследования подтверждается выбором адекватных моделей и методов, применением апробированных методик научного познания, корректностью постановки задачи, применением рациональных математических методов, положительным опытом внедрения полученных результатов на ОАО «НПО «Сатурн», а также произведенным анали-
5 зом статистической значимости результатов с использованием критерия Стью-дента.
Практическая значимость работы заключается в возможности существенного повышения качества изготовления высокоточных изделий машиностроения за счет обеспечения управляемости процесса суммирования погрешностей деталей без необходимости существенных дополнительных материальных затрат.
Апробация и реализация результатов, Основные положения настоящей работы доложены и обсуждены на всероссийских и международных семинарах и конференциях; отмечены несколькими дипломами. Работа была представлена и отмечена дипломом на Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи НТТМ-2007.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе две работы в изданиях; рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 240 страницах, содержит 140 рисунков, 37 таблиц, 28 формул, состоит из введения, пяти глав, выводов по результатам работы, библиографического списка использованных источников из 115 наименований и 5 приложений, включающих в себя 10 страниц.
