Повышение результативности производства шаровых шарниров на основе регламентации комплекса требований к качеству изделий и материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.23, доктор технических наук Михайловский, Игорь Александрович

• Михайловский, Игорь Александрович
• доктор технических наук
• 2011

Оглавление диссертации доктор технических наук Михайловский, Игорь Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ШАРОВЫХ ШАРНИРОВ ПЕРЕДНЕЙ ПОДВЕСКИ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ. ОСОБЕННОСТИ И ПРОБЛЕМЫ.

1.1. Стандарты в области управления качеством при производстве автокомпонентов.

1.2. Современные тенденции развития менеджмента качества.

1.3. Функции шаровых шарниров передней подвески легковых автомобилей.

1.4. Показатели качества шаровых шарниров.

1.4.1. Эксплуатационная технологичность.

1.4.2. Безопасность.

1.4.3. Эксплуатационная функциональность.

1.5. Технологические процессы обработки металлов давлением, формирующие основные показатели качества шаровых шарниров.

1.5.1. Планетарная обкатка.

1.5.2. Формирование сборочного соединения шарнира закаткой.

1.5.3. Запрессовка шаровых шарниров.

1.6. Требования современных потребителей металлических автомобильных компонентов к их исходным материалам.

1.7. Постановка задач исследования.

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНКИ И ПОВЫШЕНИЯ

РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА ШАРОВЫХ ШАРНИРОВ.

2.1. Методика квалиметрической оценки результативости технологических процессов производства шаровых шарниров.

2.2. Номенклатура показателей качества шаровых шарниров и свойств технологических процессов их производства.

2.3. Экспериментальное определение взаимосвязи между показателями качества шаровых шарниров «циклическая долговечность» и «гарантийный срок эксплуатации».

2.3.1. Методика проведения комплексных испытаний шаровых шарниров передней подвески легковых автомобилей.

2.3.2. Методика проведения дорожных испытаний шаровых шарниров.

2.3.3. Методика проведения ускоренных стендовых испытаний шаровых шарниров.

2.3.4. Разработка установки для испытаний шаровых шарниров легковых автомобилей на циклическую долговечность.

2.3.5. Методика аттестации испытательного оборудования для определения циклической долговечности шаровых шарниров.

2.3.6. Проведение комплексных испытаний шаровых шарниров.

2.3.7. Обобщенный анализ результатов стендовых и дорожных испытаний.

2.4. Регламентация комплекса показателей качества шаровых шарниров для оценки результативности технологических процессов их производства.

2.5. Определение весомостей показателей оценки результативности технологических процессов.

2.6. Нахождение базовых значений единичных показателей оценки результативности технологических процессов производства шаровых шарниров.

2.7. Расчет результативности базовых технологических процессов.

2.8. Определение путей повышения результативности процессов.

2.9. Выводы по главе.

ГЛАВА 3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПЛАНЕТАРНОЙ

ОБКАТКИ ГОЛОВОК ШАРОВЫХ ПАЛЬЦЕВ.

3.1. Проблемы обработки неполных сферических головок шаровых пальцев.

3.1.1. Причины различия параметров шероховатости на участках поверхности головок.

3.1.2. Экспериментальные исследования исходной поверхности головок перед обкаткой.

3.1.3. Анализ кинематики планетарной обкатки.

3.2. Разработка способа планетарной обкатки головки шарового пальца с дополнительным поворотом изделия.

3.2.1. Кинематика процесса планетарно-поворотной обкатки.

3.2.2. Анализ равномерности обработки поверхности головки шарового пальца при планетарно-поворотной обкатке.

3.3. Моделирование процесса смятия микронеровностей при обкатке.

3.4. Экспериментальное исследование процесса формирования микрорельефа поверхности головки шарового пальца при планетарной обкатке.

3.5. Повышение стабильности процессов чистовой обработки головок шаровых пальцев.

3.6. Выводы по главе.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ

ФОРМИРОВАНИЯ СБОРОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ШАРНИРОВ ЗАПРЕССОВКОЙ.

4.1. Создание технологии запрессовки для производства шаровых шарниров переднеприводных автомобилей.

4.2. Исследование процесса формирования запрессовкой сборочного соединения шарниров полноприводных легковых автомобилей.

4.2.1. Технологические проблемы при реализации процесса запрессовки.

4.2.2. Алгоритм моделирования процесса формирования сборочного соединения.

4.2.3. Математическое моделирование процесса запрессовки корпуса шарового шарнира.

4.2.4. Аналитические исследования процесса выдавливания шарового пальца из корпуса шарнира.

4.2.5. Определение требований к геометрическим размерам бурта корпуса шарового шарнира и деформирующего инструмента.

4.3. Разработка нового способа формирования сборочного соединения шарнира запрессовкой.

4.4. Выводы по главе.

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ

ДОКУМЕНТАЦИИ НА ГОРЯЧЕКАТАНЫЙ ПРОКАТ ДЛЯ

ПРОИЗВОДСТВА ШАРОВЫХ ПАЛЬЦЕВ НА ОСНОВЕ ТРЕБОВАНИЙ ЗАРУБЕЖНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ.

5.1. Среднеуглеродистые хромсодержащие стали, применяемые в мировом автомобилестроении при производстве шаровых пальцев.

5.2. Основные легирующие элементы, входящие в состав сталей для производства шаровых пальцев.

5.3. Анализ требований зарубежных потребителей к прокату из среднеуглеродистых хромсодержащих сталей.

5.4. Создание методики проведения гармонизации требований российских и зарубежных стандартов к свойствам проката из среднеуглеродистых хромсодержащих сталей.

5.5. Разработка нормативно-технической документации на горячекатаный прокат стали 40Х Селект.

5.6. Разработка нормативно-технической документации на горячекатаный прокат стали 41X1.

5.6.1. Определение требований к химическому составу и свойствам проката стали 41X1.

5.6.2. Формирование требований к прокату при подготовке процесса его производства и переработки.

5.6.3. Результаты испытаний шаровых пальцев, изготовленных из проката стали марки 41X1.

5.7. Разработка нормативно-технической документации на горячекатаный прокат стали 42Х1М.

5.8. Выводы по главе.

ГЛАВА 6. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

6.1. Реализация мероприятий по совершенствованию процесса чистовой обработки головок шаровых пальцев обкаткой.

6.2. Промышленная реализация технологий формирования сборочного соединения шаровых шарниров запрессовкой.

6.3. Внедрение испытательного оборудования и методики оценки состояния шаровых шарниров передней подвески.

6.4. Промышленное использование проката из сталей марок 40Х Селект, 42Х1М, 41X1 при производстве шаровых пальцев.

6.5. Повышение результативности технологических процессов производства шаровых шарниров.

6.6. Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение результативности производства шаровых шарниров на основе регламентации комплекса требований к качеству изделий и материалов»

С момента вступления в силу международного стандарта ИСО/ТУ 16949 «Системы менеджмента качества. Особые требования по применению ИСО 9001:2008 для организаций-изготовителей серийных и запасных частей для автомобильной промышленности» все автопроизводители обязывают своих поставщиков соблюдать требования этого нормативного документа. Производство металлических компонентов также подпадает под действие данного стандарта. Таким образом, технологические процессы изготовления комплектующих изделий металлургического производства, предназначенных для применения в автомобильной промышленности, должны соответствовать требованиям ИСО/ТУ 16949.

Для российских производителей автомобильных компонентов новыми требованиями, содержащимися в данном стандарте, являются: обеспечение соответствия ключевых характеристик изделий заданным требованиям на основе статистических методов, обеспечение воспроизводимости процесса изготовления Ср не менее величины, заданной потребителем, а также установление целей по качеству в ррт (англ.: parts per million — количество несоответствующих изделий на миллион произведенных).

Проблема отсутствия для целого ряда изделий металлоизделий методик оценки технологических процессов их производства с точки зрения требований стандарта ИСО/ТУ 16949, предъявляемых к автокомпонентам, может негативно сказаться на конкурентоспособности металлургических и металлоперерабатывающих предприятий. Особенно актуальной данная проблема становится в настоящее время, когда на территории России расширяется присутствие иностранных автомобилестроительных компаний.

За менее чем десять лет, прошедших с момента открытия в г. Всево-ложске (Ленинградская обл.) первого в России завода по производству автомобилей иностранных марок, в стране появилось около 15 подобных предприятий. Требования к локализации производства автокомпонентов на территории Российской Федерации ярко высвечивают потребность в освоении выпуска и переработки их исходных материалов, отвечающих требованиям зарубежных стандартов и иностранных автопроизводителей. Среди данных материалов, потребность в освоении в условиях отечественных предприятий велика, среднеуглеродистые хромсодержащие стали, используемые при производстве наиболее ответственных компонентов шаровых шарниров передней подвески и рулевого управления автомобилей — шаровых пальцев. Без освоения производства данных сталей на базе действующих в России нормативно-технических документов, при этом отвечающих требованиям иностранных заказчиков, говорить о локализации в стране производства шаровых шарниров и их компонентов, а также о выходе отечественных предприятий-изготовителей данных изделий на.внешние рынки сбыта затруднительно

Шаровые шарниры передней подвески являются одними из наиболее ответственных узлов автомобиля, качество которых практически полностью определяется уровнем металлоперерабатывающих процессов. Большинство показателей качества данных изделий определяется на стадии осуществления операций обработки металлов давлением при изготовлении их компонентов, а также создания сборочных соединений узлов.

Стабильность получаемых свойств шаровых шарниров определяется показателями технологических процессов их производства, а также изготовления их комплектующих изделий. В настоящее время отсутствуют методики, позволяющие оценивать процессы производства данных изделий с точки зрения соблюдения комплекса требований, предъявляемых к ним.

Целью создания методологии, отвечающей данным требованиям, является определение путей совершенствования технологических процессов производства изделий для наибольшего удовлетворения ожиданий потребителей продукции. Методология, позволяющая регламентировать параметры технологических процессов производства комплектующих изделий и узлов в сборе с позиций соблюдения требований к их качеству, позволит не только повысить стабильность получаемых свойств шаровых шарниров, но повысить результативность процессов их производства.

Таким образом, создание методологии определения и повышения.ре-зультативности производства шаровых шарниров на основе регламентации комплекса требований к качеству материалов и изделий является актуальной научно-технической проблемой.

Целью настоящей работы является разработка и реализация методологии повышения результативности технологических процессов производства шаровых шарниров путем регламентации показателей качества.

Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Выбор показателей качества шаровых шарниров для оценки результативности технологических процессов их производства.

2. Разработка модели определения результативности технологических процессов производства шаровых шарниров.

3. Исследование и совершенствование технологических процессов обработки металлов давлением для повышения результативности производства шаровых шарниров.

4. Гармонизация требований нормативно-технической документации на исходные материалы для производства комплектующих изделий шаровых шарниров с требованиями зарубежных стандартов.

5. Разработка и внедрение технических и технологических решений для повышения качества шаровых шарниров и результативности процессов их производства.

1. Управление качеством шаровых шарниров передней подвески легковых автомобилей. Особенности и проблемы