Выбор и формирование результативной технологии производства шипов противоскольжения на основе аддитивной квалиметрической модели тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.23, кандидат технических наук Андреев, Валентин Викторович

• Андреев, Валентин Викторович
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Андреев, Валентин Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ, ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ОЦЕНКИ

КАЧЕСТВА ШИПОВ ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ.

1.1. Анализ существующих конструкций шипов противоскольжения.

1.1.1. История применения и мировой опыт эксплуатации шипов. противоскольжения.

1.1.2. Современные конструкции шипов противоскольжения.

1.1.3. Альтернативные конструкции шипов противоскольжения.

1.1.4. Перспективы применения и технические требования, предъявляемые к , шипам противоскольжения в России.

1.2. Современные технологии, используемые при проектировании ХОШ

1.3. Оценка качества изделия на основе методов квалиметрии.

1.3.1. Основы квалиметрии.

1.3.2. Анализ существующих методов оценки качества продукции.

Выводы и постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ШИПОВ ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ ДЛЯ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ.

2.1. Выбор конструкций корпуса шипов противоскольжения.

2.2. Разработка результативной технологии производства шипов противоскольжения.

2.3. Разработка технологии высадки одно- и двухфланцевого корпуса

2.3.1. Технология высадки однофланцевого корпуса.

2.3.2. Технология высадки двухфланцевого корпуса.

Выводы.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫСАДКИ КОРПУСА ШИПА ПРОТИВОСКОЛЬЖНЕНИЯ.

3.1. Экспериментальные исследования деформационного упрочнения.

3.1.1. Экспериментальные методы исследования упрочнения металлов.

3.1.2. Исследование влияния структуры металла на закономерности деформационного упрочнения.

3.1.3. Исследование влияния вида испытания на закономерности деформационного упрочнения.

3.2. Моделирование процесса высадки одно- и двухфланцевых. конструкций шипов противоскольжения.

Выводы.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА АДДИТИВНОЙ КВАЛИМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ШИПОВ ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ.

4.1. Методика квалиметрической оценки качества.

4.2. Разработка аддитивной квалиметрической модели оценки качества

4.3. Выбор технологии высадки корпуса шипа противоскольжения на основе использования квалиметрической модели оценки качества.

Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Выбор и формирование результативной технологии производства шипов противоскольжения на основе аддитивной квалиметрической модели»

Развитие предприятия, специализирующегося на производстве автомобильных метизов, в условиях рыночной экономики, во многом зависит от его мобильности и способности осваивать в кратчайшие сроки новые перспективные виды продукции. На сегодняшний день для многих метизных предприятий встал вопрос о видоизменении сортамента выпускаемой продукции с отказом от традиционных низколиквидных групп метизов и освоении изделий,„востребованных на рынке.

Стабильный рост парка автомобилей отечественного и зарубежного производства, наблюдаемый в последние годы в России,.а также увеличение соотношения автомобилей, эксплуатируемых круглогодично, значительно повысили объём потребления специальных зимних шин. Из всех существующих разновидностей зимних автомобильных пневматических шин наиболее широкое распространение получили шины, оборудованные шипами противоскольжения.

В связи с тем, что на территории России производится ошиповка 95% шин, ежегодно наблюдается стабильный рост объёмов потребления шипов противоскольжения, доходящий до 1 млрд. шт. в год. Однако на сегодняшний день данную потребность в шипах в основном удовлетворяют четыре европейские компании, каждая из которых ежегодно импортирует на рынок до 250 тыс. шт. в год. Несмотря* на стабильно высокие объёмы потребления шипов противоскольжения, отечественные производители на рынке практически отсутствуют в связи с применением устаревших конструкций и технологий производства.

При разработке новой технологии производства любого вида автомобильных метизов всегда возникают проблемы оценки достигнутого уровня качества изделия и корректировки управляющих параметров с целью его повышения [1-3]. Решение этих проблем и повышение результативности процесса, т.е. степени реализации запланированной деятельности производства согласно ISO 9000:2000, на практике возможно с использованием аппарата квалиметрии, который; позволяет трансформировать единичные показатели в комплексную оценку качества:

В связи с этим, целыо; представленной работы является разработка результативной технологии производства шипов противоскольжения для легковых автомобилей на основе учета всех мировых тенденций. ' ■ Для достижения этой цели в работе поставлены и решены.следующие задачи:

1. Разработка и реализация аддитивной квалиметрической модели оценки ка. чества, одно- и двухфланцевых шипов t противоскольжения; а также выбор ■ результативной схемы производства указанной' продукции на основе: расчета ее комплексного показателя качества.

2. Исследование процессов деформационного упрочнения сталей в зависимости от их структурного состояния и. схемы нагружения' для более эффективного использования ресурса- пластичности; исходного металла,, а также оценкишредёль-ной»пластичности материала. '

3. Анализ напряженно-деформированного состояния корпуса шипа противоскольжения; при холодной^ объёмной^ штамповке (ХОШ) методом конечных эле-.

1 ' v ментов в пакете программ «QForm» с использованием экспериментальных данных: по деформационному упрочнению.

• . Представленная диссертационная: работа выполнена на кафедре машиностроительных и металлургических технологий ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический' университет им. Г.И. Носова». При проведении экспериментальной. части работы использовались цеховые: и исследовательские: лаборатории-ОАО «Белебеевский завод «Автонормаль» (г. Белебей);

Работа является продолжением' и развитием исследований в области, оценки качества метизных изделий, проводимых в разное время учеными магнитогорской научной школы Рубиным F.IH-, Пудовым Н.А., Закировым Д.М., Сабадашем А.С., Скворцовой В.В., Осиповым Д:С., Сальниковым ВШ], на основе концепции; предложенной^ работах Гуна F.G. .

Заключение диссертации по теме «Стандартизация и управление качеством продукции», Андреев, Валентин Викторович

8. Результаты работы и предложенные технические решения использованы на ОАО «БелЗАН» при изготовлении многофланцевых шипов противоскольжения для легковых автомобилей.

9. Внедрение разработанных мероприятий позволило обеспечить выпуск конкурентоспособной продукции, соответствующей требованиям современной нормативной и технической документации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основе анализа и оценки существующих конструкций шипов противоскольжения проведен выбор двух конфигураций корпуса, обеспечивающих высокую технологичность изготовления, низкую себестоимость и удовлетворение основных потребительских свойств.

2. Разработаны эффективные технологические схемы высадки одно- и двухфлан-цевых корпусов шипов противоскольжения, обеспечивающие стабильно высокое качество и конкурентоспособность готовой продукции.

3. Проведено компьютерное моделирование разработанных технологических схем высадки с использованием пакета программ «QForm», позволившее оценить равномерность распределения нагрузок на инструмент и возможность появления дефектов штамповки.

4. Получены новые научные знания о характере упрочнения наиболее распространенных при производстве автомобильных метизов марок сталей в зависимости от их структурного состояния и схемы нагружения, необходимые при проектировании технологических переходов ХОШ.

5. Предложена методика расчета единичных показателей качества, отличающаяся использованием моделей с дифференцированной скоростью роста, применение которых позволяет более адекватно трансформировать свойства изделия и технологии в оценки качества.

6. Разработана аддитивная квалиметрическая модель оценки качества шипов противоскольжения, отличающаяся методикой свертки единичных и групповых показателей эффективности технологии, на основе которой определены наиболее результативные технологические схемы ХОШ корпуса шипа противоскольжения.

7. Выпущены опытно-промышленные партии одно- и двухфланцевых шипов противоскольжения по ТУ 4591-049-22665438-2006 в условиях ОАО «Белебеев-ский завод «Автонормаль».

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Андреев, Валентин Викторович, 2008 год

1. Руссман И.Б., Лященко С.Е.Согласование оценок качества в задачах обучения и управления // Стандарты и качество, 2003, № 1. С. 82 84.

2. Скрипко Л.Е. Как определять результативность и эффективность процессов // Стандарты и качество. 2005, № 5. С. 60 63.

3. Руссман И.Б., Бермант М.А. О проблеме оценки качества // Экономика и математические методы, 1978, № 4. С. 691-699.

4. Дорошенко В.И. Шипам закон не писан // Пятое колесо, 2003, № 10. С. 32 -35.

5. Степанов А.С., Старостин А.В. Технико-экономические аспекты применения шипов противоскольжения // Автотранспортное предприятие. 2007, № 2. С. 23-27.

6. Эннэ Р., Мюсен Б., Ваа Т. Справочник по безопасности дорожного движения // Пер. с норв. Под ред. проф. В.В. Сильянова. М.: МАДИ (ГТУ), 2001. 754 с.

7. Крамаренко Г.В. Техническая эксплуатация автомобилей // Учебник. М.: Транспорт, 1983. 156 с.

8. А.с. 984895, СССР, МКИ3 В 21 С 11/14. Шип противоскольжения / Ю.Ф. Шутулин (СССР). Заявл. 09.03.81. Опубл. 30.12.82. Бюл. №48.

9. А.с. 998141, СССР, МКИ3 В 21 С 11/14. Шип противоскольжения / Ю.Ф. Шутулин (СССР). Заявл. 11.02.81. Опубл. 23.02.83. Бюл. №7.

10. А.с. 1100154, СССР, МКИ3 В 60 С 11/16. Шина с шипами противоскольжения / Л.В. Яковлев (СССР). Заявл. 07.01.80. Опубл. 30.06.84. Бюл. №24.

11. Мишин С.В. Тест шипов противоскольжения // За рулем, 2005, №11. С. 15-18.

12. К выбору технологии изготовления шипов противоскольжения для автомобилей / Д-М. Закиров, А.В. Сабадаш, В.В. Андреев и др. И Метиз. Украина, Киев, 2006, №7 (16). С. 26 28.

13. Железков О.С., Баранова Л.Ф. Повышение прочности болтов за счет деформационного упрочнения // Экономия ресурсов в производстве и потреблении металлоизделий. М.: Металлургия, 1989. С. 32-35.

14. Компьютерные системы моделирования пластических деформаций: Учебное пособие / Б.Г. Каплунов, Е.Г. Полшцук, Д.С. Жиров, Е.В. Селюнина. -Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2000. 67 с.

15. Гун Г.Я. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1983. 352 с.

16. Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов. Пер. с англ. М.: Мир, 1979.389 с.

17. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. Пер. с англ. М.: Мир, 1975. 541с.

18. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. Пер. с англ. М.: Мир, 1984. 428 с.М

19. Оден Дж. Конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред. Пер. с англ. М.: Мир, 1976. 464 с.

20. Сильвестер П., Феррари Р. Метод конечных элементов для радиоинженеров и инженеров электриков. Пер. с англ. М.: Мир, 1986. 229 с.

21. Норри Д., де Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов. Пер. с англ. М.: Мир, 1981. 304 с.

22. Сабадаш А.В. Оценка и выбор технологии производства фланцевых болтов: Монография. Магнитогорск: МГТУ, 2005. 103 с.

23. Гун Г.С. Управление качеством высокоточных профилей. М.: Металлургия, 1984.151 с.

24. Рубин Г.Ш., Гун Г.С. Логические законы оценки качества продукции. Магнитогорск: 1981. 23 с. Деп. в ВИНИТИ 19.09.1981, №4105 - 81 В.

25. Гун Г.С., Пудов Е.А. Задачи и место теории качества в управлении качеством стальных фасонных профилей высокой точности. Магнитогорск, 1982. 56 с. Деп. в ин-те «Черметинформация» 20.12.1982, №1829 ЧМ.

26. Рашников В.Ф, Салганник В.М., Шемшурова Н.Г. Квалиметрия и управление качеством продукции: Учебн. пособ. Магнитогорск: МГТУ, 2000. 184 с.

27. Азгальдов Г.Г., Райхман Э.П. О квалиметрии. М.: Изд-во стандартов, 1973. 172 с.

28. Райхман Э.П., Азгальдов Г.Г. О взаимосвязи метрологии и квалиметрии // Измерительная техника. 1970, № 1. 16 с.

29. Прикладные вопросы квалиметрии / А.В. Гличев, Г.О. Рабинович, М.И. Примаков и др. // М.: Изд-во стандартов, 1983. 136 с.

30. Фомин В.Н. Квалиметрия. Управление качеством: Сертификация: Курс лекций. М.: Экмос, 2000. 320 с.

31. Окрепилов В.В. Квалиметрия. Управление качеством: Учебник. М.: Экономика, 1998. 639 с.

32. Огвоздин В.Ю. Управление качеством. М.: Дело и сервис, 1999. 190 с.

33. Сальников В.В. Разработка и выбор сквозной технологии производства шаровых пальцев на основе комплексной оценки эффективности процессов. Дис. канд. техн. наук. Магнитогорск, 2006. 134 с.

34. Федюкин В.К., Дурнев В.Д., Лебедев В.Г. Методы оценки и управление качеством промышленной продукции: Учебник. М.: Филинъ Рил ант, 2000. 328 с.

35. Адлер Ю.П., Полховская Т.М., Нестеренко П.А. Управление качеством. Ч. 1: Семь простых методов: Учеб. пособие. М.: МИСиС, 2000.

36. Разработка технологии изготовления шипов противоскольжения / Д.М. За-киров, Г.Ш. Рубин, В.В. Андреев и др. // Обработка сплошных и слоистых материалов. Межвуз. междунар. сб. науч. тр. Под ред. Г.С. Гуна. Магнитогорск: МГТУ, 2006. С. 136-143.

37. Освоение производства шипов противоскольжения для легковых и грузовых автомобилей в ОАО «Бел3АН» / Д.М. Закиров, Р.А. Мусин, В.В. Андреев // Производство проката, 2007, №1. С. 36 40.

38. Потемкин К.Д. Термическая обработка и волочение высокопрочной проволоки. М.: Металлургиздат, 1963. 223 с.

39. Красильщиков Р.Б. Нагрев при холодном волочении проволоки. М.: Металлургиздат, 1962. 157 с.

40. Кулеша В.А., Рукер В.Н. Построение маршрутов волочения на основе масштабного фактора// Сталь. 1988, №11. С. 28-32.

41. Автоматизированный расчет напряженно-деформированного состояния методом линий скольжения при волочении. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2006614009 от 22.11.2006.

42. Холодная объёмная штамповка. Справочник под ред. д-ра. техн. наук, проф. Г.А. Навроцкого. М.: Машиностроение, 1973, 496 с.

43. Ковка и штамповка. Справочник. В 4-х г/Ред. совет Е.И. Семенов и др. М.: Машиностроение, 1987 т. 3. Холодная объёмная штамповка / Под ред. Г.А. Навроцкого. 1987, 384 с.

44. Перлин И.Л., Райтбарг JI.X. Теория прессования металлов. 2-е изд. М.: Металлургия, 1975, 448 с.

45. Малов А.Н. Технология холодной штамповки. М.: Машиностроение, 1969, 568 с.

46. Аверкиев Ю.А., Аверкиев А.Ю. Технология холодной штамповки. М.: Машиностроение, 1989, 304 с.

47. Белов А.Ф., Розанов Б.В., Линц В.П. Объёмная штамповка на гидравлических прессах. 2-е изд. М.: Машиностроение, 1986, 240 с.

48. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. 6-е изд. Л.: Машиностроение, 1979, 520 с.

49. Овчинников А.Г. Основы теории штамповки выдавливанием на прессах. М.: Машиностроение, 1983, 200 с.

50. Томленов А.Д. Теория пластического деформирования металлов. М., Металлургия, 1972, 389 с.

51. Ильюшин А.А. Пластичность. Гостехиздат, 1948, 365 с.

52. Соколовский В.В. Теория пластичности. 3-е изд. М.: Высшая школа, 1969, 608 с.

53. Качанов JI.M. Основы теории пластичности. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1969, 420 с.

54. Аркулис Г.Э., Дорогобид В.Г. Теория пластичности: Учебное пособие для вузов. М., Металлургия, 1987, 352 с.

55. Перлин И.Л., Ерманок М.З. Теория волочения. М., Металлургия, 1971, 2-е изд., 448 с.

56. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1977, 424 с.

57. П.И. Полухин, Г.Я. Гун, A.M. Галкин. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1980, 352 с.

58. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. Введ. 01.01.86.24 с.

59. ГОСТ 3565 80 Металлы. Методы испытаний на кручение. Введ. 01.07.81. 17 с.

60. ГОСТ 8817 73 Металлы. Методы испытаний на осадку. Введ. 01.01.84. 4 с.

61. Кроха В.А. Упрочнение при холодной пластической деформации: Справочник. М.: Машиностроение, 1980, 157 с.

62. Фетисов В.П. Деформационное упрочнение углеродистой стали. М.: Мир, 2005; 200 с.

63. Третьяков А.В., Зюзин Г.К. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1964. 221 с.

64. Бернштейн М.Л., Займовский В.А. Структура и механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1970. 472 с.

65. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1978. 368 с.

66. Аль-Марахлех Г. Влияние термической обработки на распределение и объемную долю Mg2Si в алюминиевом конструкционном сплаве 6063 // Металловедение и термическая обработка металлов, 2006, № 5, С. 17-21.

67. Коттрелл А.Х. Дислокации и пластическое течение в кристаллах. М.: Ме-таллургиздат, 1968. 267 с.

68. Коттрелл А.Х. Прерывистая текучесть // Сб. Структура и механические свойства металлов. М.: Металлургиздат, 1967. С. 210-224.

69. Дорогобид В.Г., Пивоварова К.Г. О деформированном состоянии при растяжении // Обработка сплошных и слоистых материалов: Межвуз. между-нар. сб. науч. тр. / Под ред. проф. Г.С. Гуна. Магнитогорск: МГТУ, 2004. С. 4-8.

70. Экспериментальное исследование влияния условий получения проволоки и заготовок болтов на сопротивление деформации стали / Д.М. Закиров, С.П. Васильев, В.В. Андреев и др. // Производство проката, 2006, № 6. С. 22-25.

71. QForm 2D. Программа моделирования процессов формоизменения. Версия 2.1. ООО «Квантор-Софт», 1991 1998.

72. Контактное трение в процессах обработки металлов давлением. Леванов А.Н., Колмогоров В.Л., Буркин С.П. и др. М.: Металлургия, 1976. 416 с.

73. Исследование процесса высадки двухфланцевых шипов противоскольжения с использованием компьютерного моделирования / В.В. Андреев, Г.С. Гун, Г.Ш. Рубин и др. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова, 2008, № 1. С. 43-47.

74. Контроль и управление в организационных системах / И.Б. Руссман, М.А. Бермант, М.К. Бабунашвили // Экономика и математические методы, 1969, № 2. С. 212-227.

75. Фишберн П. Теория полезности для принятия решений. М.: Наука, 1978, 352 с.

76. Каплинский А.И., Руссман И.Б., Умывакин В.М. Моделирование и алгоритмизация слабо формализованных задач выбора наилучших вариантов систем. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1991, 168 с.

77. Жак С.В., Руссман И.Б. Аддитивная функция полезности, области инвариантного предпочтения и смежные вопросы .Ростов-на-Дону: РГУ, 1992. 16 с.

78. Миркин Б.Г. Проблемы группового выбора. М.: Мир, 1976. 248 с.

79. Управление качеством при производстве шипов противоскольжения: Монография / Д.М. Закиров, Г.Ш. Рубин, В.В. Андреев и др. // Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. 116 с.

80. Гун Г.С. Квалиметрические модели управления качеством металлопродукции // Вестник МГТУ. 2003. №1. С. 102-108.

81. Квалиметрическая оценка производства автомобильного крепежа: Монография / Д.М. Закиров, Г.Ш. Рубин, И.Ю. Мезин и др. // Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2007. 158 с.

82. Технологический процесс обработки давлением как иерархическая система / Д.М. Закиров, Г.Ш. Рубин, В.В. Андреев и др. // Материалы II Междунар.науч. техн. конф.: Прогрессивные технологии в современном машиностроении. Пенза, 2006. С. 83-86.

83. Аппарат математической логики для комплексной оценки эффективности технологических процессов / Закиров Д.М., Рубин Г.Ш., Андреев В.В. и др. //Производство проката, 2006, №12, С. 35-38.

84. ГОСТ 22732-77. Методы оценки уровня качества промышленной продукции. Основные положения. Введ. 01.01.79. 17 с.

85. Руссман И.Б. Пространство экспертных оценок // Математическое моделирование в социологии (методы и задачи). Новосибирск: Наука, сиб. Отд. 1977.С. 180-186.

86. ГОСТ 23554.0-79. Экспертные методы оценки промышленной продукции. Основные положения. Введ. 01.01.1979. 17 с.

87. Методика комплексной оценки качества гнутых профилей / Шемшурова Н.Г., Гун Г.С., Тулупов С.А., Пудов Е.А. Магнитогорск, 1984. 17 с. Деп. в ин-те «Черметинформация» 20.11.1984, №2645 ЧМ.125