автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.23, диссертация на тему:Разработка и выбор сквозной технологии производства шаровых пальцев на основе комплексной оценки эффективности процессов

На правах рукописи

Сальников Виталий Владимирович

РАЗРАБОТКА И ВЫБОР СКВОЗНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ШАРОВЫХ ПАЛЬЦЕВ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ

Специальность 05.02.23 - Стандартизация и управление качеством продукции (металлургия)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск 2006

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Научный руководитель

кандидат технических наук Рубин Геннадий Шмульевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Тулупов Олег Николаевич; кандидат технических наук Соколов Алексей Александрович

Ведущее предприятие

ОАО «Белебеевский завод «Автонормаль» («БелЗАН») г. Белебей

Зашита состоится « 27 » декабря 2006 г. в 14°° часов на заседании диссертационного совета К212,111.03 при Магнитогорском государственном техническом университете им. Г.И. Носова по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38. МГТУ им. Г.И. Носова, малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Автореферат разослан « 26 » ноября 2006 г.

/ > // У<^Мкхай

Ученый секретарь

диссертационного совета // //, А*"""Михайловский И.А.

У

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В целях повышения степени локализации процесса производства автокомпонентов на территории России известным западным автопроизводителем на одном из ведущих отечественных предприятий в области производства деталей передней подвески н рулевого управления - ЗАО НПО «БелМаг» (г.Магнитогорск) - был размещен заказ на серийное производство шаровых пальцев рулевого управления проекта ВМ505 (далее - "шаровой палец ВМ505"). Производителю на выбор были предложены две альтернативные конструкции шаровых пальцев ВМ505, отличающиеся, в том числе, и маркой материала изготовления (в одном случае - сталь 41Сг84У, в другом - сталь 27МпЗ|У86).

Технология производства шарового пальца ВМ505, вне зависимости от конструкции, включает в себя значительное число процессов и операций, ключевые из которых относятся к металлургическим (получение исходного подката, обработка металлов давлением, термическая обработка), что подразумевает анализ всей сквозной технологии и требований, предъявляемых к отдельным процессам и операциям.

Обладая значительным опытом в области производства шаровых пальцев, предприятие, тем не менее, было вынуждено провести всесторонний анализ технических и экономико-организационных требований при выборе варианта конструкции шарового пальца, технологической схемы производства и ее практической реализации. Выбор технологической схемы производства требовал сравнения эффективности конкурентных вариантов технологии на основе объективных оценок.

Необходимость учета отличного от принятого в отечественной практике комплекса требований к процессам производства и поставки автокомпонентов со стороны зарубежного заказчика, отсутствие опыта переработки стали 27Мп5|У56, более жесткие (в сравнении со сложившимися в отечественной практике) конструктивные требования, сделали актуальной проблему обоснованного выбора варианта наиболее эффективной схемы технологического процесса производства шарового пальца ВМ505.

Цель и задачи работы. Целью данной работы является разработка и выбор конкурентоспособной технологии производства шаровых пальцев ВМ505 рулевого управления зарубежных автомобилей, обеспечивающей получение продукции заданного уровня качества.

В соответствии с поставленной целью, в работе рассмотрены и решены следующие задачи:

• проведен анализ системы требований к процессам производства и поставок шаровых пальцев для зарубежных потребителей; произведено сопоставление системы требований к конструкции, материалам и процессам производства шаровых пальцев, изготавливаемых для отечественных и иностранных моделей автомобилей, выделен комплекс требований технического, организационно-экономического характера, учет которых обязателен при разработке, квалнметр и ческой оценке и практической реализации технологии производства шаровых пальцев для зарубежных автомо-

. билей;

• проведен обзор и осуществлен выбор процессов и операций производства шаровых пальцев, обеспечивающих получение продукции заданного уровня качества; на основе проведенного сопоставления технологических возможностей операций разработаны альтернативные конкурентные варианты сквозных технологических процессов производства шаровых пальцев ВМ505 из сталей 41Сгв4У и 27Мп81У8б;

- с учетом конструктивных особенностей и технических требований разработана структура комплексной оценки эффективности процесса производства шаровых пальцев ВМ505;

- проведен анализ существующих методов и функций свертки единичных и групповых показателей в комплексную оценку; на основе положений аксиоматики логики оценок предложены функции свертки единичных и групповых показателей комплексной оценки на различных уровнях;

- предложена методика комплексной оценки технологической эффективности процесса производства шаровых пальцев, проведен расчет единичных оценок;

- осуществлен выбор и обоснование эффективного варианта технологического процесса производства шаровых пальцев на основе сравнения комплексных оценок;

- проведен анализ результатов практической реализации технологии производства шаровых пальцев, предложены мероприятия по совершенствованию схемы технологических переходов холодной объемной штамповки шарового пальца ВМ505 из дисперснонно-твердеющей перлитно-ферритной стали марки 27Мп8)У8б.

Научная новизна.

1. Разработана номенклатура показателей, характеризующая эффективность процесса производства шаровых пальцев, включающая комплекс требований потребителя к качеству продукции и специальные требования к технологическому процессу.

2. На основе разработанной номенклатуры показателей предложена обоснованная иерархическая структура комплексной оценки эффективности процессов производства и поставки шаровых пальиев.

3. Предложены функции свертки единичных оценок доминирующих показателей, единичных н групповых оценок доминирующих и компенсируемых показателей, удовлетворяющие основным положениям аксиоматики логики оценок.

4. На основе оценки внутренних взаимосвязей единичных и групповых показателей в структуре комплексной оценки сконструированы формулы для расчета комплексного показателя оценки эффективности сравниваемых вариантов технологий производства шаровых пальцев.

Предложена методика оценки технологической эффективности процессов производства, основанная на вычислении комплексной оценки вероятности получения соответствующей продукции по заданным параметрам качества изделия.

Практическая ценность работы. Проведенная комплексная оценка эффективности конкурентных вариантов сквозных технологий производства шаровых пальиев ВМ505 из разных материалов изготовления (стали 41СгБ4У и 27Мп51 УБ6) позволила сделать обоснованный выбор наиболее эффективной для реализации в серийном производстве технологии, обеспечивающей выполнение требований заказчика к качеству продукции, производительности, стабильности и воспроизводимости производственных операций.

Результаты диссертационной работы внедрены на ЗАО НПО «БелМаг» (г. Магнитогорск), ОАО «БелЗАН» (г. Белебей) и ОАО «Магнитогорский калибровочный завод» (г. Магнитогорск), применены при разработке технических требований контракта на поставку металла марки 27МпБ1У56 с металлургического предприятия компании «Саарсталь» (г.Саарбрёкен, Германия) и при разработке технологической документации на процесс термической обработки исходного металлопроката из стали 41Сг&4У.

Применение в качестве материала изготовления шаровых пальцев стали 27Мп51У8б позволило повысить коэффициент использования материала (в сравнении со сталью 41СгБ4У) на 17%, снизить долю вероятного брака при производстве как заготовки, так и обработанного шарового пальца до ррт~20 для выделенных и критических характеристик качества {ррт - число дефектных изделий на миллион). .

Ожидаемый годовой экономический эффект составит 2,59 млн. рублей при гарантированном выполнении требований заказчика в части обеспечения качества и стоимости продукции, сроков и объемов поставок.

Разработанная структурная и математическая модель комплексной оценки эффективности процессов производства н поставки продукции н

методика оценки технологической эффективности производственных процессов используются в учебном процессе ГОУ ВПО МГТУ им. Г.И. Носова при подготовке инженеров по специальности 200 503 - «Стандартизация и сертификация» (металлургия).

Апробация работы. Основные материалы и положения, составляющие содержание работы, докладывались и обсуждались на научно-технических советах ЗАО НПО «БелМаг», ОАО «БелЗАН», ОАО «Магнитогорский калибровочный завод» (2004-2006 гг.), а также на 62-й и 64-й научно-технических конференциях МГТУ им, Г.И. Носова по итогам науч-ио-исследовательскнх работ (2002-2006 гг.) и на международной научно-практической конференции «Металлургия России на рубеже XXI века» (г. Новокузнецк).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 2 в рецензируемых изданиях.

Структура н объем работы. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 11 табл., 43 рис. и состоит из введения, 4 глав, заключения и 3 приложений. Библиографический список включает 106 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой проблемы, сформулированы основные задачи и цель исследований.

В первой главе - «Анализ общих требований к качеству, процессам производства и поставки шаровых пальцев для зарубежных автомобилей» -на основе анализа элементов стандарта ISO/TS16949:2002 установлено, что зарубежные производители предъявляют требования не только к качеству шаровых пальцев, но и к процессам производства по стабильности и воспроизводимости отдельных операций и процессов, а также системам менеджмента качества предприятий-поставщиков по обеспечению стабильного заданного уровня качества на основе перспективного планирования качества продукции, статистического управления процессами производства, оценки измерительных систем, процедур одобрения процессов производства и поставки автокомпонентов.

' Прямое сопоставление требований к точности геометрических параметров, взаимному расположению и качеству поверхностей шаровых пальцев для автомобилей отечественного и зарубежного производства показало, что в общем уровень требований к шаровым пальцам, применяемым в конструкции иностранных автомобилей, практически по всем показателям значимо превышает аналогичные, принятые в отечественной практике. Выявленные различия определяют невозможность применения существующих технологий производства (технологий-прототипов, или аналогов) без предварительной оценки их технологической эффективности. Под

технологической эффективностью принята оценка надежности обеспечения технологией всего комплекса требований к качеству продукции и процессов. Установлено, что учет более жестких требований обусловливает необходимость реализации технологических процессов на более высоком техническом уровне (в сравнении с существующим уровнем производства шаровых пальцев для отечественных автомобилей), что в свою очередь требует разработки методологических основ разработки и выбора технологии.

Во второй главе - «Обзор и выбор основных операций сквозной технологии производства шаровых пальцев» - рассмотрены технологические особенности различных способов производства заготовок шаровых пальцев методами ОМД, термической обработки исходного проката и заготовки, операций механической обработки, в том числе и операций поверхностного пластического деформирования (обкатки сферы шарового пальца, накатки резьбы). На основе выбранных операций построены два варианта схем технологических процессов производства шарового пальца ВМ505. Поскольку основным отличием предложенных вариантов конструкции шарового пальца ВМ505 является материал изготовления (сталь 41Сг54У или 27Мп$№8б) и конструкция торца резьбового стержня (торец не подлежит операциям механической обработки), основное различие сравниваемых вариантов технологических процессов заключается в структуре и взаимосвязи процессов и операций подготовки исходного металлопроката, схемах холодной объемной штамповки заготовки, методах придания заготовке требуемого комплекса физико-механических свойств (для стали 41СгБ4У-термическая обработка, для стали 27МпБ1У56 - упрочнение материала в процессе холодной объемной штамповки высадкой).

Определено, что для рационального выбора варианта схемы технологического процесса (для соответствующего варианта конструкции шарового пальца), необходима объективная оценка эффективности сравниваемых вариантов на основе комплекса показателей.

В третьей главе • «Выбор и обоснование эффективного варианта технологического процесса производства шаровых пальцев на основе сравнения комплексных оценок» - предложено для вычисления комплексной оценки эффективности сравниваемых вариантов технологических процессов использовать подходы, основанные на базовых принципах и методах квапиметрии. Такой показатель, как «эффективность технологии производства» по своему характеру является комплексной величиной, завися-шей от множества различных параметров, характеризующих различные аспекты оцениваемых технологий. При вычислении комплексной оценки эффективности процессов производства целесообразно моделировать взаимосвязи между параметрами посредством логических функций. В работах Г.С. Гуна, Г.Ш. Рубина доказано, что при вычислении комплексной оценки качества для описания связей между структурными элементами

сколь угодно сложной системы, необходимо и достаточно использовать две элементарные логические операции — конъюнкции и дизъюнкции. В работе принято, что операция конъюнкции эквивалентна вкладу в ком-шгексную оценку доминирующего показателя («сильная» связь), а операция дизъюнкции эквивалентна вкладу в комплексную оценку компенсируемого показателя («слабая» связь). Используя эквивалентные операциям конъюнкции и дизъюнкции математические преобразования алгебры количественных оценок (функции комплексировакия или свертки) можно вычислить комплексную оценку.

• В работе показано, что преобразованием, эквивалентным операции конъюнкции логики оценок, является следующая функция комплексиро-вания (свертки) доминирующих показателей:

ЁКа+<*.>* т

_> (О

2

где: £>/ ~ значение /-ой групповой (комплексной) оценки доминирующих показателей на/-м структурном уровне;

</* — значение относительной единичной оценки к-го параметра; ра — значение веса показателя А-го параметра.

Общая функция свертки единичных и групповых оценок доминирующих и компенсируемых показателей на каждом уровне в операциях исчисления алгебры логических оценок определена как:

(2)

где; К^ -комплексная оценка на г-м уровне;

^-полученное значение оценки доминирующего показателя на 1-м уровне;

к'- полученное значение оценки компенсируемого показателя на ¡-м уровне;

или, в исчислениях традиционной алгебры, при равноценном вкладе доминирующих и компенсируемых показателей в комплексную оценку на 1-м уровне:

при неравноценном вкладе доминирующих и компенсируемых ПО' казателей:

где: а/ - оценка вклада компенсируемых показателей в комплексную оценку на 1-м уровне;

а1 - оценка вклада доминирующих показателей в комплексную оценку на ¡-м уровне;

а,+а2~ 1;

Математический анализ и последующая численная реализация функций свертки доминирующих, а также совокупности доминирующих и компенсируемых показателей с использованием программного продукта «МАТЬАВ» показали, что свойства принятых функций и результаты расчетов при различных возможных сочетаниях параметров удовлетворяют условиям, обоснованным в работах ПС Гуна и Г.Ш. Рубина:

если ¿1 и ¿г- доминирующие свойства, и 3}~ их оценки, р1. р3 - весомость этих свойств, К(3/щ 3} .р^рд - комплексная оценка этих мух свойств, то:

если д)=0 шиЬз"0 то: К—О;

если<5/=/ид}ш1 то :/С=»/;

если 3,< 3/ то: К(дь Зь рк рд< К(3{, 32,, р,, рд;

если р,< р{ то К(3и ¿2, р1. Рз)< К01. ¿а, р{, рд

(5)

На основе проведенного анализа системы требований зарубежных потребителей к конструкции, материалам, процессам производства и поставки шаровых пальцев, были разработаны и структурированы 22 показателя оценки эффективности сквозных технологий производства по двум группам: показатели технологической эффективности процесса производства и показатели выполнения комплекса экономико-организаиионных требований (рис.)).

Для квалнметрической оценки была проведена процедура ранжирования установленных показателей, определена их весомость и статус на основе данных проведенного экспертного опроса. Согласованность мнений экспертов оценивалась с использованием коэффициента вариаций. Графическое отображение структуры и связей комплексного показателя оценки эффективности процесса производства и составляющих его единичных показателей представлены на рис. 2.

На основе полученных при реализации методики оценок единичных показателей, структуры, характера связей и весомости единичных и групповых показателей на каждом структурном уровне, была предложена мо-

дель расчета комплексного показателя оценки эффективности сравниваемых вариантов технологий производства шаровых пальцев:

1 2

где: /г®- комплексная оценка эффективности процесса производства и поставки шаровых пальцев; /е| - оценка технологической эффективности процесса; - оценка группы организационно-экономических показателей и показателей экологической безопасности; ^ и дг - весомости соответствующих групп.

К, г О + Кп )'" (1 + КЪ )«" (I + КЪ )«■> » + К?л У , (7)

1 2

где: К^, К?г»А^'з, К?4 -групповые оценки надежности выполнения технологией требований к химическому составу и микроструктуре материала, геометрическим размерам, физико-механическим свойствам и качеству поверхности шарового пальца на данном уровне соответственно; ч» |.<?(1.<7и-<?м" весомости соответствующих групповых оценок.

"О+СГ""

' ....... 1Т ----------- | Т*—----- ----------

,(8)

2 I_._2

где; единичные оценки надежности выполнения технологией

требований к химическому составу (доминирующий) и микроструктуре (компенсируемый) материала шарового пальца соответственно; ?11 и* весомости соответствующих единичных оценок.

единичные оценки надежности выполнения технологией требований к точности критических и выделенных параметров качества шарового пальца: диаметру сферы, диаметру галтели, положению центра сферы относительно базового диаметра конуса, среднего и наружного диаметров резьбы шарового пальца соответственно; г |.<7(гг.<7(гз.<?1ло<Л:и" весомости соответствующих единичных оценок.

Рис. 1 Структура показателей комплексной оценки эффективности процесса производства

шаровых пальцев ВМ505

Рис, 2 Граф зависимости комплексной оценки эффективности технологии производства шаровых пальцев от единичных и групповых показателей

где: /с® — комплексный показатель эффективности технологического процесса;

¡С^ — оценки групповых показателей технологической эффективности

процессов производства и выполнения экономико-организационных требований заказчика;

~ единичные оценки надежности обеспечения технологией тре-

. бованнй потребителя к точности геометрических размеров, качеству поверхности, химическому составу, структуре и физико-механическим свойствам материала шаровых пальцев; оценки полноты выполнения требований потребителя к объемам, срокам поставок, стоимости продукции и выполнения требований к экологичности и безопасности процессов и операций;

• ~ единичные показатели эффективности технологического процесса, единичные оценки экономико-организационных показателей и экологической безопасности операций и процессов;

Цри, - уровни значимости (весомости) групповых и

единичных относительных показателей соответственно; а, р — обозначение конъюнктивной («сильной») и дизъюнктивной («слабой») связи соотвестственно между единичными показателями и групповым показателем, в состав которого они входят.

Расчет групповых оценок ,К]л г,К]г К\А на

различных структурных уровнях комплексной оценки осуществлялся аналогичным образом с учетом их статусов и весомостей на основе предложенных в работе функций свертки (1,3,4).

Единичные показатели технологической эффективности процессов производства в работе определены К^.К^К^.К^.К^К^.К^*

чеРез вероятности выпуска годной продукции по оцениваемым параметрам качества - критическим и выделенным характеристикам. Базой сравнения при вычислении являлась установленная через значения коэффициентов Срк требуемая вероятность выпуска годной продукции по данному параметру. Вероятность выпуска годной продукции по каждому оцениваемому параметру определялась на основе анализа вырожденных технологических цепей (включающих только те операции, на которых вносится значительный вклад в формирование рассматриваемого параметра, пример - расчет надежности выполнения требования к точности диаметра сферы шарового пальца), либо вычислялась на основе экспериментальных или теоретических оценок надежности выполнения технологией требований к качеству по отдельным параметрам (пример — расчет единичной оценки к1 и.) надежности обеспечения технологией требуемой усталостной прочности материала шарового пальца). Единичные оценки выполнения организационно-экономических требований определялись на основании сравнения рассчитанных технико-экономических параметров эффективности процессов производства и поставки шаровых пальцев с установленными базовыми значениями.

Методика расчета единичных оценок технологической эффективности процесса производства по отдельным параметрам качества готового изделия включает следующие основные этапы:

1. Определение комплекса параметров качества готового изделия, для которых необходимо провести анализ технологической эффективности процесса производства.

2. Составление полной диаграммы потока производственного процесса, включающей все основные и вспомогательные операции.

3. Определение степени преемственности связанных по технологической схеме параметров заготовки и конечных параметров качества готового изделия (для которых производится оценка).

4. Составление «вырожденных» схем технологического процесса для каждого из оцениваемых параметров.

5. Определение установленного заказчиком целевого значения р* надежности выполнения требования к (-му параметру качества.

6. Определение вероятности Р, (0 выпуска годного изделия для каждого 1-го параметра на каждой 7-Й операции вырожденной схемы технологического процесса,

7. Определение вероятности получения годного изделия Р$ (0 по /-му параметру для рассматриваемой вырожденной схемы технологического процесса.

. 8. Расчет единичной оценки технологической эффективности процесса производства на основе сравнения полученной вероятности Р1 (0 с установленным заказчиком значением .

Для расчета единичной оценки технологической эффективности процесса производства по параметру качества «диаметр сферы шарового пальца 022^Оз» составлена вырожденная схема технологического процесса, приведенная на рис. 3.

Закалка-отпуск Токарная обработка Обкатка сферы шаро-иготппкн ваго палым

—□—«—п—п-^г^п

355 415 42П

Рис.3 Вырожденная схема технологического процесса формирования параметра качества «диаметр сферы шарового пальца и22.<да»

Для рассматриваемой вырожденной технологической цепи общая вероятность Р, (0 получения параметра «диаметр сферы шарового пальца 022.о,си» в пределах поля допуска определится как:

р, (0 = ^^(0-^(0» (10)

где: Рлк0)- вероятность получения диаметра сферы шарового пальца на операции 415 токарной обработки сферы в пределах технологического допуска;

Р42а(0- вероятность обеспечения получения диаметра сферы шарового пальца в пределах поля допуска на операции 420 обкатки сферы;

г ^ (1) = -("» + т„ ^ -(т. + &та + т„ «))j, (Ц)

где: Ф' нормированная функция нормального распределения;

ао = +а/1 ' сРеДнекваДРЗтическое отклонение (погрешность) обработки, мкм;

ам - среднеквадратическое отклонение, определяемое вариацией свойств материала, мкм; <тм =сгге - л

среднеквадратическое отклонение твердости материала заготовки, ед. НУ;

./-жесткость системы станок — приспособление — инструмент - деталь, мкм/НУ (характеризует изменение положения режущей кромки инструмента (упругий отжим) при обработке заготовки разной твердости); ан- среднеквадратическое отклонение точности позиционирования режущего инструмента, мкм; тй~ номинальный размер обработки, мм;

тИ - максимально допустимое изменение настройки на размер вследствие износа режущего инструмента, мкм;

Дп?0* максимально возможная погрешность настройки станка на размер, мкм;

где: <ув +<т/, - среднеквадратическое отклонение (погрешность) обработки, мкм; среднеквадратическое отклонение, определяемое вариацией свойств материала, мкм; ам - ап ■ J;

среднеквадратическое отклонение твердости материала заготовки, ед. НУ;

./-жесткость системы станок — приспособление — инструмент - деталь, мкм/НУ (характеризует упругий отжим суппортов профиленакатного станка при обработке заготовки разной твердости); ан- среднеквадратическое отклонение точности позиционирования - подвижного суппорта профиленакатного станка, мкм; т0- номинальный размер обработки, мм;

дтй- максимально возможная погрешность настройки станка на размер, мкм;

Расчет единичной оценки , вероятности получения параметра качества «диаметр сферы шарового пальца в22^ш<а» в пределах поля допуска для каждого из вариантов технологии вели путем относительного сравнения полученного значения вероятности Р/ с установленным заказчиком требованием Р*,

Оценка к*и з надежности обеспечения технологией требуемой усталостной прочности материала шарового пальца включала стендовые испытания шаровых пальцев, изготовленных из сталей марок 27Мп51У56 и 41Сгв4У (испытывали» по пять представителей, изготовленных из каждой марки стали). Стендовые испытания заключались в нагружении защемленного шарового пальца однонаправленной периодической нагрузкой 0-бОкН. Результаты испытаний в виде графической интерпретации зависимости Вейбулла (вероятность разрушения шаровых пальцев от количества циклов нагружения) представлены на рис. 3. Относительную оценку К*и,з вычислили по формуле:

к* =

_ N>

N.

где: -прогнозируемое число циклов разрушения образца при у =10%

для оцениваемого варианта технологии;

# • наибольшее для двух сравниваемых вариантов технологии

прогнозируемое число циклов разрушения образца при 7=10%.

-5

jí

/

/

S

I

X

jV, циклов

Рис. 4 Распределение Вейбулла оценки результатов испытаний шаровых пальцев ВМ505 на усталостную прочность

I -для стали 27MnSiVS6,2-для стали 4 lCrS4V; BIO —линия минимально допустимого значения y-процентного ресурса (количество циклов нагружения до разрушения не менее

200 ООО)

При Ру~ю< 2 • 101 значение (означает, что гамма-

процентный ресурс при у=10% должен составлять не менее 2-10! Циклов нагружения). Расчетное число циклов нагружеиия при 7=10% для первого варианта технологии составило //»400 ООО, для второго варианта №240 000. В соответствии с полученными значениями Л^ были

вычислены значения односительных единичных оценок.

Для обеспечения заданного уровня качества шаровых пальцев и повышения эффективности технологии производства на основе анализа вырожденных схем технологического процесса и установленных закономерностей формирования критических и выделенных параметров качества был разработан комплекс технических требований к исходному металлопрокату из стали 27Мп$1У56, включающий:

-требования к физико-механическим свойствам (исходный предел прочности, допустимые вариации предела прочности в пределах партии, требуемые величины относительного сужения и удлинения, величина деформации (группа) при холодной осадке);

-Требования к макро и микроструктуре; •требования к глубине обезуглероженного слоя; •требования к точности геометрических размеров; -требования по контролю и испытаниям металлопроката как исходного, так и отожженного (методики контроля н испытаний, объемы, совместимость российских н зарубежных методов).

Для исходного металлопроката из стали 41 Сг54У разработан и внедрен комплект технологической документации на термическую обработку исходного горячекатаного проката, что обеспечило возможность получения шаровых пальцев ВМ505 методом холодной объемной штамповки с выполнением всего комплекса установленных заказчиком требований.

На основании полученных единичных оценок в рамках предложенной модели были рассчитаны значения комплексных оценок эффективности сравниваемых вариантов технологических процессов производства шаровых пальцев БМ505. На основании сравнения полученных оценок к практической реализации рекомендована технология производства шарового пальца ВМ505 из стали марки 27Мп8|У8б.

В четвертой главе — «Практическая реализация сквозной технологии производства шарового пальца ВМ505» - рассмотрены основные аспекты практической реализации выбранного варианта технологического процесса на предприятиях ОАО «БелЗАН» и ЗАО НПО «БелМаг».

На основе совместного анализа результатов процесса производства заготовки шарового пальца ВМ505 и испытаний шарового пальца ВМ505 на усталостную прочность, предложены мероприятия по совершенствова-

нию процесса холодной объемной штамповки заготовки с изменением схемы деформирования по переходам.

Анализ статистической информации, полученной в ходе холодной объемной штамповки опытной партии заготовки шарового пальца ВМ505, проведенный с использованием контрольных карт и расчетных значений коэффициентов стабильности и воспроизводимости процессов и операций Срт, показал, что процессы и операции холодной объемной штамповки заготовки находятся в статистически управляемом состоянии, что позволяет гарантированно удовлетворять требования заказчика к качеству поставляемой продукции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе предложенных функций свертки единичных и групповых показателей с учетом их статусов и весом остей в работе предложена математическая модель оценки эффективности процессов производства и поставки шаровых пальцев ВМ505, применяемых в конструкции рулевого управления зарубежных автомобилей.

На основе сравнения комплексных оценок выбрана и реализована в серийном производстве наиболее эффективная схема сквозной технологии производства шаровых пальцев ВМ505 (из стали марки 27Мп51У5б), обеспечивающая заданный потребителем уровень качества.

На основе анализа полученных единичных и групповых оценок разработаны и внедрены мероприятия, направленные на повышение эффективности сквозной технологии производства и обеспечение заданного уровня качества шаровых пальцев ВМ505:

- анализ надежности технологического процесса производства по выполнению заданных параметров качества позволил определить комплекс требований к исходной заготовке (физико-механическим свойствам материала, точности, качеству поверхности и др.), отдельным операциям и единицам оборудования; разработанный комплекс требований был учтен при практической реализации технологии;

- разработан и внедрен комплект технологической документации на термическую обработку горячекатаного проката из стали марки 40Х СЕЛЕКТ (аналога стали марки 41Сг84У), предназначенного для получения шаровых пальцев ВМ505 методом холодной объемной штамповки;

- разработан и применен при размещении заказа комплекс технических требований на поставку горячекатаного проката из дисперсиоино-твердеющей перлитно-ферритной стали марки 27МпБ|УЗб, предназначенного для получения шаровых пальцев методом холодной объемной штамповки;

-на основе анализа оценки к\э.1 результатов испытаний шаровых пальцев на усталостную прочность и определенной с использованием методов управления качеством взаимосвязи экспериментально полученного значения ^процентного ресурса и механических свойств материала шарового пальца, на основе диаграммы упрочнения стали марки 27МпЗР/Зб и значений единичных и накопленных степеней деформации элементов заготовки предложена новая схема холодной объемной штамповки заготовки шарового пальца по переходам. Реализация предложенного мероприятия позволила обеспечить гарантированное выполнение требований конструкторской документации к усталостной прочности материала шарового пальца за счет обеспечения требуемого распределения прочностных свойств материала по сечениям заготовки.

Анализ результатов практической реализации выбранного варианта схемы технологического процесса с применением методов статистического управления качеством показал обоснованность примененных в работе подходов к комплексной оценке эффективности технологических процессов и отдельных операций.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих

работах:

1. Сальников В.В., Кондратович М.П. Применение результатов испытаний при оперативном управлении качеством//Совершенствование технологий производства и конструкций автомобильных компонентов: Сб. науч. тр. М.; Магнитогорск: МГТУ, ИД «ААИ-ПРЕСС», НПО «БелМаг», 2003.-С.114-119.

2. Сальников В.В. Применение вероятностно-статистических методов управления качеством продукции // Материалы 62 научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2003-2004г,г.: Сб. докл.Т. I. - Магнитогорск: МГТУ, 2004.-С.35-38,

3.Михайловский И.А., Осипов Д.С. Сальников В.В. Определение требований и разработка математической модели и методики оценки результативности СМК предприятия //Вестник МГТУ. - №4. - 2004. - С. 29-38.

4. Кондратович М.П., Сальников В.В. Статистическое регулирование технологических процессов производства автомобильных компонен-тов//Моделнрование и развитие процессов обработки металлов давлением: Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2005.-С.203-209.

5. Сальников В.В. Развитие методики комплексной оценки результативности технологий производства металлопродукции. Международная научно-практическая конференция «Металлургия России на рубеже XXI ве-ка»//Сб. науч. тр.- Новокузнецк: 2005.-С.285-291.

6. Сальников В.В. Комплексная оценка эффективности технологических процессов на примере технологии производства шаровых пальцев // Материалы 64 научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2004-2005г.г.: Сб. докл.- Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006.-С.85-89.

7. Сальников В.В., Рубин Г.Ш., Артюхин В.И. Перспективы использования термически упрочненных дисперсионио-твердеющнх сталей в производстве заготовок шаровых пальцев автомобилей «ВАЗ» методом холодной высадки//Обработка сплошных и слоистых материалов: Межвуз. сб. науч. тр.№33- Магнитогорск, ГОУ ВПО «МГТУ». -2006. - С.48-53.

8. Аппарат математической логики для комплексной оценки эффективности технологических процессов / Закиров Д.М., Рубин Г.Ш., Сальников В.В. и др. // Производство проката, 2006, №12, С.35-38. (рецензируемое издание)

9. Закиров Д.М., Рубин Г.Ш., Сальников В.В. Исследование изменения сопротивления деформации стали по переходам высадки заготовок болтов // Технологии и машины обработки давлением: Межвуз. сб. науч. тр. -Челябинск: ЮУрГу. 2006.- С.9-15. (рецензируемое издание)

Подписано в печать 23.11.06. Формат 60x84 1/16. Бумага типЗГа 1.

Плоская печать. Усл.печ.л.1,0. Тираж 100 экз. Заказ 817.

455000, Магнитогорск, лр. Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

ВВЕДЕНИЕ.

1.АНАЛИЗ ОБЩИХ ТРЕБОВАНИЙ К КАЧЕСТВУ, ПРОЦЕССАМ ПРОИЗВОДСТВА И ПОСТАВКИ ШАРОВЫХ ПАЛЬЦЕВ ДЛЯ

ЗАРУБЕЖНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ.

1.1. Требования к системе менеджмента качества процессов производства шаровых пальцев.

1.2. Анализ особенностей конструкции и требований к шаровым пальцам, применяемым в современном автомобилестроении.

1.3. Анализ и сопоставление требований к материалам для изготовления шаровых пальцев.

1.4. Анализ и сопоставление требований к точности геометрических размеров и взаимному расположению поверхностей шаровых пальцев.

1.5. Анализ специальных требований к стабильности и воспроизводимости процессов.

2. ОБЗОР И ВЫБОР ОСНОВНЫХ ОПЕРАЦИЙ СКВОЗНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ШАРОВЫХ ПАЛЬЦЕВ.

2.1. Обзор и выбор технологических операций для получения заготовок шаровых пальцев.

2.2. Обзор и выбор операций механической обработки шаровых пальцев.

2.3. Построение общей технологической схемы процесса производства шарового пальца ВМ505.

3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОГО ВАРИАНТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ШАРОВЫХ

ПАЛЬЦЕВ НА ОСНОВЕ СРАВНЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ ОЦЕНОК.

3.1. Анализ методик и моделей комплексной оценки эффективности технологических процессов.

3.1.1 Анализ процесса проектирования и выбор эффективного технологического процесса на основе принципов единой системы технологической подготовки производства.

3.1.2 Анализ существующих методов и моделей комплексной оценки эффективности технологических процессов.

3.1.3 Методика и модель комплексной квалиметрической оценки эффективности технологического процесса производства шаровых пальцев ВМ505.

3.1.4. Развитие методов и построение модели комплексной оценки эффективности технологии производства шаровых пальцев.

3.1.5. Методика проведения комплексной оценки эффективности технологических процессов производства.

3.1.6. Определение комплексной оценки эффективности конкурентных вариантов процессов производства шарового пальца ВМ505.

3.1.6.1. Определение коэффициентов весомости показателей оценки эффективности технологий производства.

3.1.6.2. Численная реализация метода комплексной оценки технологий производства шарового пальца ВМ 505.

3.1.7. Расчет относительных единичных оценок технологической эффективности процесса производства шарового пальца ВМ505.

3.1.7.1. Расчет относительных единичных оценок обеспечения геометрических размеров и качества поверхности шарового пальца.

3.1.7.2. Расчет относительных единичных оценок вероятности обеспечения требуемого химического состава, микроструктуры и физико-механические свойств.

3.1.8. Расчет единичных и групповых оценок экономикоорганизационных факторов.

4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СКВОЗНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ШАРОВОГО ПАЛЬЦА ВМ505.

4.1. Анализ операций и совершенствование технологического процесса производства заготовки шарового пальца ВМ505 из стали 27Мп81У86.

4.2. Анализ операций и совершенствование технологического процесса механической обработки шарового пальца ВМ505.

Экономический рост предприятий черной металлургии и предприятий связанного с ней цикла, неразрывно связан с развитием секторов экономики, традиционно потребляющих значительные объемы черных металлов и продуктов их глубокой переработки. На фоне общего роста потребления черных металлов и сплавов, продукции производства метизной отрасли, в России наблюдается устойчивый рост потребления черных металлов и продуктов их глубокой переработки в секторе производствами и потребления автокомпонентов. Повышение конкурентоспособности предприятий металлургического комплекса связано не только с увеличением объемов производства, но и с освоением и промышленным производством новых марок сталей и их переработкой в конечные и полупродукты в соответствии с жесткими требованиями, существующими в автомобилестроительной отрасли. Отрасль автомобилестроения демонстрирует устойчивый экономический рост, происходит увеличение доли иностранных компаний - автопроизводителей на рынке России. В 2005 году автомобилестроение потребляло до 5,1 млн. т. (-18% общего объема) металлопроката, производимого отечественными предприятиями, в 2006-2007 годах прогнозируется увеличение потребления до 5,7 млн.т [1].

Согласно данным, приведенным в аналитическом издании «Автомобильный рынок России - 2006» [2], в 2005 году на территории России было выпущено 1068,2 тыс. легковых автомобилей, что на 3,4% меньше, чем в 2004 году. Значительное снижение выпуска легковых автомобилей в прошлом году отмечено фактически на всех предприятиях традиционного российского ав-топрома, кроме «АвтоВАЗа», где производство увеличилось на 0,5%. Другие заводы, производящие автомобили отечественных марок, демонстрировали отрицательную динамику. Так, «ИжАвто» снизил объемы производства на 44,8% и фактически прекратил выпуск собственных моделей «ИЖ». Выпуск «Волги» на «ГАЗе» упал в 2005 году на 21,3%. Производство внедорожников

УАЗ» сократилось на 6,4%. А сборка «Оки» на «ЗМА» и «СеАЗе» уменьшилась на 31,8% и 26,6% соответственно.

На фоне снижения объемов производства отечественных автомобилей, рост объемов сборки иномарок составил 22,8%, а их доля выросла с 11,6% в 2004 году до 14,7% в 2005 году.

Изменения, происходящие сейчас в российском автопроме, были заложены еще два-три года назад. Концепция развития отрасли и объективные обстоятельства способствовали планомерному созданию на территории России предприятий по сборке автомобилей иностранных марок. В 2005 году этот процесс вошел в фазу активных действий. Помимо уже стабильно работающих проектов («Форд», «Автотор», «ТагАЗ», «GM-ABTOBA3»), в 2005 году начали функционировать московский «Автофрамос», на котором организована сборка Renault Logan и мощности по сборке Kia Spectra на «ИжАвто». В прошлом году также обозначились новые перспективы проектов ОАО «Северсталь-Авто» и стартовал проект строительства автозавода японской компании «Toyota Motor». В начале 2006 года появилась некоторая определенность относительно проектов выхода на российский рынок компаний «Volkswagen» и «DaimlerChrysler».

Российское правительство не исключает, что к 2008 - 2009 годам в нашей стране будет работать 10-12 сборочных предприятий, которые будут собирать 500 -600 тысяч автомобилей иностранных марок в год. Одним из основных условий снижения налогового бремени на иностранные предприятия - автопроизводители, разместившие свои сборочные производства на территории РФ, является планомерная локализация производства - размещение заказов на производство отдельных комплектующих на российских предприятиях. Для снижения суммарных налоговых выплат, предоставляющих значимые конкурентные преимущества, степень локализации производства должна достигать уровня 4060%. Кроме налоговых льгот, локализация позволяет снизить затраты на комплектование автомобилей за счет снижения транспортных расходов и меньшей, в сравнении западным уровнем, стоимости поставляемых комплектующих.

Подобные перспективы развития отрасли, особенно в связи с предстоящим вступлением России в ВТО (и, соответственно, снижением таможенных барьеров), позволяют с высокой долей вероятности спрогнозировать резкое обострение конкуренции на отечественном рынке производства и поставок автомобильных компонентов как на внутренний вторичный рынок, так и на сборочные конвейеры автопроизводств иностранных производителей, разместивших предприятия на территории России. Безусловно, что размещение заказов на производство и поставку автокомплектующих на российских предприятиях западными производителями возможно лишь при условии выполнения жесточайших требований к качеству продукции и стабильности поставок при конкурентоспособной цене. Опыт локализации «Ford Motor Company» показал, что лишь единицы российских предприятий обладают необходимым опытом подготовки и практической реализации технологий, позволяющих производить продукцию, соответствующую всему комплексу предъявляемых требований. Таким образом, интеграция в мировую экономику и повышение конкурентоспособности, а, следовательно, и "выживаемости" отечественных предприятий в новых условиях, возможно лишь при реализации технологических процессов, основанных на последних достижениях научно-технического прогресса и внедрении процессов управления производством на основе требований современных версий систем менеджмента качества [3].

Предваряя возможный выпуск новой модели автомобиля на сборочном предприятии, расположенном на территории России, известный зарубежный автопроизводитель разместил на одном из ведущих отечественных предприятий в области производства деталей передней подвески и рулевого управления - ЗАО НПО «БелМаг» (г.Магнитогорск)- заказ на серийное изготовление шаровых пальцев рулевого управления проекта ВМ505 (далее - "шаровый палец ВМ505"). Производителю на выбор были предложены две альтернативные конструкции шаровых пальцев ВМ505, отличающиеся, в том числе и маркой материала изготовлении (в одном случае - сталь 41rS4V, в другом -сталь 27MnSiVS6). Обладая значительным опытом в области производства шаровых пальцев, предприятие, тем не менее, было вынуждено провести всесторонний анализ технических и экономико-организационных требований при выборе конструкции шарового пальца, технологической схемы производства и ее практической реализации. Технология производства шарового пальца ВМ505, вне зависимости от конструкции, включает в себя значительное число процессов и операций, начиная от металлургических (получение исходного подката), обработки металлов давлением, термической обработки и заканчивая операциями механической обработки, что подразумевает анализ всей сквозной технологии и требований, предъявляемых к отдельным процессам и операциям. Необходимость учета отличного от принятого в отечественной практике комплекса требований к процессам производства и поставки автокомпонентов со стороны зарубежного заказчика, отсутствие опыта переработки стали 27Мп81У86, более жесткие (в сравнении со сложившимися в отечественной практике) конструктивные требования, делают актуальной проблему обоснованного выбора варианта наиболее эффективной схемы технологического процесса производства шарового пальца ВМ505.

В соответствии с вышеизложенным, целью данной работы является обоснованный выбор схемы технологического процесса и создание конкурентоспособной технологии производства шаровых пальцев рулевого управления ВМ505 для зарубежных автомобилей, обеспечивающей получение продукции заданного уровня качества.

В соответствии с поставленной целью, в работе рассмотрены и решены следующие задачи:

- проведен анализ системы требований к процессам производства и поставок шаровых пальцев для зарубежных потребителей; произведено сопоставление системы требований к конструкции, материалам и процессам производства шаровых пальцев, изготавливаемых для отечественных и иностранных моделей автомобилей, выделен комплекс требований технического, организационно-экономического характера, учет которых обязателен при разработке, квалиметрической оценке и практической реализации технологии производства шаровых пальцев для зарубежных автомобилей;

- проведен обзор и осуществлен выбор процессов и операций производства шаровых пальцев, обеспечивающих получение продукции заданного уровня качества, на основе проведенного сопоставления технологических возможностей операций разработаны альтернативные конкурентные варианты сквозных технологических процессов производства шаровых пальцев ВМ505 из сталей 41Сг84У и 27Мп81У86;

- с учетом конструктивных особенностей, технических требований и комплекса требований организационно - экономического характера разработана обоснованная структура комплексной оценки эффективности процессов производства и поставки шаровых пальцев ВМ505;

- проведен анализ существующих методов и функций свертки единичных и групповых показателей в комплексную оценку, на основе положений аксиоматики логики оценок предложены функции свертки единичных и групповых показателей комплексной оценки на различных уровнях; -предложена методика комплексной оценки технологической эффективности процесса производств шаровых пальцев, проведен расчет единичных оценок;

-осуществлен выбор и обоснование эффективного варианта технологического процесса производства шаровых пальцев на основе сравнения комплексных оценок;

-проведен анализ результатов практической реализации технологии производства шаровых пальцев, предложены мероприятия по совершенствованию схемы технологических переходов холодной объемной штамповки шарового пальца ВМ505 из дисперсионно-твердеющей перлитно-ферритной стали марки 27Мп8ГУ86.

Выводы по главе 3 диссертационной работы:

1. На основе анализа комплекса требований потребителя разработана структурная схема комплексной оценки, позволяющая оценивать как технологическую, так и организационно-экономическую эффективность процесса производства шаровых пальцев ВМ505.

2. Предложенные в работе функции свертки доминирующих, а так же доминирующих и компенсируемых показателей качества полностью согласуются с положениями аксиоматики логики оценок и удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к квалитативным функциям.

3. На основе предложенных функций свертки разработана математическая модель формирования комплексной оценки эффективности технологии производства шаровых пальцев, в рамках численной реализации математической модели получены комплексные оценки эффективности процессов производства шаровых пальцев ВМ505 из разных марок сталей, сделан выбор наиболее эффективного варианта схемы технологического процесса.

4. Разработанная методика позволяет в рамках предложенной математической модели определить технологическую эффективность процессов производства на основе объективных оценок.

4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СКВОЗНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ШАРОВОГО ПАЛЬЦА ВМ505

Технологические процессы производства заготовки и механической обработки шарового пальца ВМ505 реализованы на ОАО «Белебеевский завод «Автонормаль» (г. Белебей) и ЗАО НПО «БелМаг» (г. Магнитогорск). В ходе практической реализации разработанной в главе 3 технологической схемы производства на указанных предприятиях была проведена отработка и корректировка режимов на отдельных технологических операциях и процессах, произведена статистическая оценка стабильности и воспроизводимости отдельных операций и процессов.

4.1. Анализ операций и совершенствование технологического процесса производства заготовки шарового пальца ВМ505 из стали

27MnSiVS6*

При входном контроле исходного металлопроката из стали марки 27MnSiVS6 на ОАО "БелЗАН" проведены исследования химического состава, механических свойств стали, микро - и макроструктуры. Химический состав стали приведен в табл. 4.1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Поставленной и реализованной в данной работе целью явились выбор и обоснование наиболее эффективной схемы технологического процесса производства шарового пальца ВМ505, используемого в конструкции рулевого управления зарубежных автомобилей. Сравниваемые варианты технологических схемы были разработаны для производства шаровых пальцев ВМ505 двух альтернативных конструкций, отличающихся, в том числе и маркой материала изготовления (в одном случае - сталь 41г84У, в другом - сталь 27Мп81У86). Технологические процессы производства шарового пальца ВМ505, вне зависимости от конструкции, включали в себя значительное число процессов и операций: металлургических (получение исходного подката), обработки металлов давлением (холодной объемной штамповки), термической и механической обработки.

Обоснованный выбор варианта конструкции шарового пальца и, соответственно, варианта технологического процесса был осуществлен на основе комплексной квалиметрической оценки эффективности процессов производства и поставки шаровых пальцев. На основе системы требований заказчика к качеству шаровых пальцев, процессам производства и поставки автокомпонентов были разработаны и структурированы, в соответствии с принципами квалиметрии, 22 единичных показателя оценок по группам: показатели технологической эффективности процесса производства и показатели технико-экономической эффективности процессов производства и поставки шаровых пальцев. На основе положений логики оценок, в работе предложены и обоснованы функции свертки единичных и групповых компенсируемых и доминирующих показателей в комплексную оценку. На основе предложенных функций свертки единичных и групповых показателей на различных структурных уровнях и установленном характере связей между отдельными показателями и их статусом (доминирующие и компенсируемые), сконструированы формулы комплексной оценки эффективности сквозных технологий производства шаровых пальцев.

Для расчета единичных оценок технологической эффективности процессов производства предложена методика оценки, основанная на определении вероятности обеспечения требований к качеству продукции и сравнении с базовым значением - минимально допустимым уровнем вероятности, установленным заказчиком опосредованно через величину коэффициентов стабильности и воспроизводимости процессов по отдельным операциям.

На основе сравнения вычисленных квалиметрических оценок выбран наиболее эффективный вариант технологического процесса производства шарового пальца ВМ505 (из дисперсионно-твердеющей перлитно-ферритной стали марки 27Мп81У86).

Для получения шаровых пальцев ВМ505 заданного уровня качества из стали 41Сг84У в ходе опытно-экспериментальной проработки отдельных технологических операций был разработан комплект технологической документации на термическую обработку исходного металлопроката (сфероидизирующий отжиг) из стали марки 40Х СЕЛЕКТ (аналога применяемой для производства шаровых пальцев зарубежной стали марки 41Сг84У). На основе анализа технологической эффективности отдельных операций и обеспечения комплекса физико-механических свойств материала шарового пальца после операции холодной объемной штамповки, разработан комплекс требований к исходному металлопрокату из стали 27Мп81У86. Применение в качестве материала изготовления шаровых пальцев стали 27Мп81У86 позволило повысить коэффициент использования материала (в сравнении со сталью 41Сг84У) на 17%, снизить долю вероятного брака при производстве как заготовки, так и обработанного шарового пальца до ррт=20 для выделенных и критических характеристик качества.

Выполнено промышленное апробирование выбранной сквозной технологии производства, получена опытная партия шаровых пальцев ВМ505, проведена статистическая обработка полученных результатов для проверки соответствия параметров шаровых пальцев заданному уровню качества, и процессов производства на стабильность и воспроизводимость с использованием статистических методов обработки опытных данных. Образцы из опытной партии были переданы заказчику для испытаний на соответствие комплексу предъявляемых к ним требований.

В работе выполнены экспериментальные исследования усталостной прочности шаровых пальцев ВМ505 из стали 27Мп81У86, на основе полученных экспериментальных данных предложены мероприятия по совершенствованию схемы технологических переходов холодной объемной штамповки шарового пальца ВМ505 из стали марки 27Мп81У86.

Суммарный ожидаемый годовой экономический эффект от реализации новой технологии при постановке в производство шаровых пальцев ВМ505 из стали 27Мп81У86 на предприятиях ОАО «БелЗАН» и ЗАО НПО «БелМаг» может составить 2,59 млн. руб.

Разработанная структурная и математическая модель комплексной оценки эффективности процессов производства и поставки продукции, методика оценки технологической эффективности внедрены в учебном процессе на кафедре технологий, сертификации и сервиса автомобилей Магнитогорского государственного технического университета при ведении дисциплин «Системы качества», «Статистические методы контроля и управления качеством» (Прил.З).

1. Металлургический бюллетень. Прогноз мирового потребления стали -http://www.metalloprokat.ru/news/2005/12/23/news 69997.html

2. Целиков С. Автомобильный рынок России-2006. Статистика и анализ, производство, продажа, парк //Справочник. Информационно-аналитическое издание. ООО «Колодец», г. Тольятти. - 2006. -С.24-31.

3. Воронов A.A. Конкурентоспособность промышленной продукции //Стандарты и качество. 2003. - №5. - С. 59-65.

4. ГОСТ Р ИСО 9001:2001. Системы менеджмента качества. Требования.

5. ГОСТ Р ИСО 9000:2001. Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь.

6. ГОСТ Р ИСО 9004:2001. Системы менеджмента качества. Рекомендации по улучшению деятельности.

7. MC ИСО 14001:1996. Системы экологического менеджмента. Требования и руководства по применению.

8. ИСО/ТУ 16949:2002. Системы менеджмента качества. Особые требования по применению ИСО 9001:2000 в автомобильной промышленности и организациях, поставщиках.

9. AS-9100:2001 (Пересмотр А). Требования к системам качества поставщиков аэрокосмической промышленности.

10. ГОСТ Р 51814.2-2001. Системы качества в автомобилестроении. Метод анализа видов последствий потенциальных дефектов.

11. Ванденбранд В. Метод FMEA в системах менеджмента окружающей среды //Стандарты и качество. 2003. - №2. - С. 98-100.

12. Лапидус В.А. Всеобщее управление качеством (TQM) в российских компаниях /Гос. унив-т управ-я. Научный фонд подготовки кадров- M.: ОАО Типография «Новости в российских компаниях». 2000. -432с.

13. SPC. Статистическое управление процессом /Справочное руководство: перевод с англ. Н. Новгород: Центр «Приоритет». - 2001. -181с.

14. MSA. Анализ измерительных систем/Справочное рукововдство: перевод с англ. Н. Новгород: Центр «Приоритет». - 1997. -138с.

15. РРАР.Процесс согласования производства части. Справочное рукововдство: перевод с англ. Н. Новгород: Центр «Приоритет». -2001.-167с

16. APQP. Перспективное планирование качества продукции и план управления /Справочное руководство: Пер. с англ. Н.Новгород: Центр «Приоритет», 2003. - 122с.

17. Анализ видов и последствий потенциальных дефектов. FMEA: Справочное руководство: Пер. с англ. Н.Новгород: Центр «Приоритет», 2003г. 72с.

18. Основы системы менеджмента качества машиностоительного предприятия / В.И. Арбузов, Ж.А. Мрочек, А.H Панов и др. Мн.: Тех-нопринт. 200.-280 е.: ил

19. Международный транслятор современных сталей и сплавов. Т.1. /Под редакцией проф. B.C. Кершенбаума. М.: Международная инженерная академия. - 1992. - 1104с.

20. MS 242. SPH ANN Steel for Studs.

21. TMS-S-10, 475 (SAE 5140-H). Steel for Ball Studs.

22. TMS-S-10, 379 (SAE 4140-H). Steel for Forgings.

23. SAE J404 APR94. Chemical compositions of SAE alloy steels.

24. ГОСТ P 10702-78. Прокат из качественной конструкционной углеродистой и легированной стали для холодного выдавливания и высадки.

25. ГОСТ Р 4543-71. Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия.

26. Стандарт СЭВ 144. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки.

27. Глудкин О.Г., Горбунов И.М., Гуров А.И., Зорин Ю.В. Всеобщее управление качеством. Учебник для вузов /Под ред. Глудкина О.Г. М.: Радио и связь, 1999. - 600с.

28. Сальников В.В. Применение вероятностно-статистических методов управления качеством продукции // Материалы 62 научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2003-2004г.г.: Сб. докл.Т.1. Магнитогорск: МГТУ, 2004.-С.35-38.

29. Кондратович М.П., Сальников В.В. Статистическое регулирование технологических процессов производства автомобильных компо-нентов//Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: Межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск: МГТУ, 2005.-С.203-209.

30. Гун И.Г. Совершенствование технологической системы изготовления шаровых шарниров. Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. -2000. -360с.

31. Таблицы математической статистики. Большев JI.H., Смирнов Н.В.-М.:Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983.-416с.

32. Ковка и объемная штамповка стали: Справочник /Под редакцией М.В. Сторожева. Т.2. М.Машиностроение, 1968. - 224с.

33. Выставка-ярмарка «Технологии и оборудование кузнечно-штамповочного производства» //Кузнечно-штамповочное производство. 1993. №8. - С. 26-30.

34. Смирнов B.C., Анисифоров В.П., Васильчиков М.В. и др. Поперечная прокатка в машиностроении. М.: Машгиз. - 1957. - С. 210.

35. Щукин В.Я. Кожевников Г.В., Рудович А.О. Новое в поперечно-клиновой прокатке //Кузнечно-штамповочное производство. -1999.-X23.-C. 35-36.

36. Балин А.Ф. Технологические параметры поперечно-клиновой прокатки //Кузнечно-штамповочное производство. 1971. - Х°5. - С. 57.

37. A.c. 893386, СССР, В 21 К/00.

38. A.c. 1252010, СССР,В 21 К 1/00

39. Холодная объемная штамповка специальных крепежных и фасонных деталей. Технологические процессы и инструмент. РД 7.002.0465-85. Горький, 1986. 51с.

40. Холодная объемная штамповка: Справочник /под ред. Г.А. Наво-роцкого. -М.: Машиностроение. 1973. - С.495.

41. Гафуров P.M., Михаленко Ф.П. Новый способ холодной объемной штамповки шаровых пальцев с обратным конусом //Кузнечно-штамповочное производство. 1997. - Х«4. - С. 19-21.

42. Объемная штамповка крепежных деталей. Конструктивные и технологические расчеты. Руководящий документ РД 37.002.0208-90. Горький, 1990.- 284с.

43. Биллингман И. Высадка и другие методы холодной объемной штамповки / Справочное руководство по штамповке в холодном и горячем состояниях М.: Машгиз. - 1960. - С.495.

44. Пат. 2187457, Франция, МКИ В 21 К 1/00.

45. Мисожников В.М., Гринберг М.Я. Технология холодной высадки металлов. М.: машгиз, 1951. С. 301.

46. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1/под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.-4-е изд. перераб. и доп. -М.:Машиносторение, 1986 656 с. с ил.

47. Гун И.Г., Железков О.С., Михайловский И.А. и др. Применение планетарной обкатки при чистовой обработке сферической поверхности шаровых пальцев //Перспективные материалы, технологии, конструкции: Сб. науч. тр. Вып. 5. Красноярск, 1999. - С. 331332.

48. Тефтелев E.H., Артюхин В.И., Чернышева Е.П. и др. Резьбовые крепежные соединения и резьбообразующий инструмент //Обработка сплошных и слоистых материалов: Межвуз. сб. науч. тр. -2002. С. 169-174.

49. Писаревский М.И. Накатывание точных резьб, шлицев и зубьев. -Л.: Машиностроение. 1973. - 200с.

50. ГОСТ 14.301 83 Общие правила разработки и применения технологических процессов.

51. Автоматизация поискового проектирования (искусственный интеллект в машинном проектировании)/Под. ред. А.И. Половинкина. М.: Радио и связь, 1981. 344 с.

52. Автоматизированная система проектирования технологических процессов механосборочного производства/ Под. ред. Н.М. Капустина. М.: Машиностроение, 1979. 247 с.

53. Бойцов В.В. Автоматизация технологической подготовки производства. М.: Машиностроение, 1982. 330 с.

54. Горанский Г. К., Бендерова Э.И. Технологическое проектирование в комплексных автоматизированных системах подготовки производства. М.: Машиносторение, 1981. 455 с.

55. Диалоговое проектирование технологических процессов/ Н. М. Кпустин, В.В. Павлов, Л.А. Козлов и др. М.: Машиностроение, 1983. 275 с.

56. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. М.: Высшая школа, 1980, 309 с.

57. Челищев Б.П., Боброва И.В. Автоматизированные системы технологической подготовки производства. М.: Энергия, 1975. 137с.

58. Цветков В.Д. Системно-структурное моделироваение и автоматизация проектирования технологических процессов. Минск: Наука и техника, 1979. 264 с.

59. Азгальдов Г.Г., Райхман Э.П. О квалиметрии М.: Издательство стандартов. - 1973. - 172с.

60. Саливан Л.П., Структурирование функций качества //Курс на качество 1992. - №3,4. - С. 156-177.

61. Макэлрой Дж. Построение дома качества. Почему и как структурирование функций качества распространяется в автомобильной промышленности // Курс на качество 1992. - №1. - С. 67-73.

62. Швец В.Е. К вопросу определения результативности и эффективности СМК // Стандарты и качество. 2003. - №5. - С. 35-39.

63. Федюкин В.К., Дурнев В.Д., Лебедев В.Г. Методы оценки и управления качеством промышленной продукции: Учебник. М.: Фи-линь, Рилант. - 2000. - 328с.

64. Антонов Г.А. Основы стандартизации управление качеством продукции. Части 1,2,3 СПб.: Изд. Спб. УЭФ., 1995.

65. Морозов Л.М., Петухов Г.Б., Сидоров В.Н. Методологические основы теории эффективности. Л.: ВИКИ им. Можайского. - 1982. -236с.

66. Гун Г.С. Управление качеством высокоточных профилей. М.: Металлургия. - 1984. - 152с.

67. Гун Г.С. Метод комплексной оценки качества металлопродукции. -известия вузов. Черная металлургия,- 1982. №8. - С. 62-66.

68. Рашников В.Ф., Салганик В.М., Шемшурова Н.Г. Квалиметрия и управление качеством продукции: Учебное пособие. Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова. - 2000. - 184с.

69. Шемшурова Н.Г. Совершенствование технологии производства гнутых профилей на основе комплексной оценки качества /Дисс. на соискание учен. степ. к.т.н. Магнитогорск: МГМИ. - 1985. - С. 43.

70. Сальников В.В. Развитие методики комплексной оценки результативности технологий производства металлопродукции. Международная научно-практическая конференция «Металлургия России на рубеже XXI века»//Сб. науч. тр.- Новокузнецк: 2005.-С.285-291.

71. Джордж С., Ваймерских A. TQM. Всеобщее управление качеством: Стратегии и технологии, применяемые сегодня в самых успешных компаниях. С-Пб., «Виктория плюс» - 2002. - 256с.

72. Окрепилов В.В. Управление качеством /издание второе, дополненное и переработанное. М.: Экономика, 1998. - 308с.

73. Ильенкова С. Д., Ильенкова Н. Д., Ягудин С. Ю. и др. Управление качеством. Учебник /Под ред. д.т.н., профессора Ильенковой С. Д. М.: ЮНИТИ. - 1998. - 208с.

74. Михайловский И.А., Осипов Д.С. Сальников В.В. Определение требований и разработка математической модели и методики оценки результативности СМК предприятия //Вестник МГТУ. №4. - 2004. -С. 29-38.

75. Сабадаш A.B. Оценка и выбор технологии производства фланцевых болтов. Магнитогорск: МГТУ, 2005.110 с.

76. Сабадаш A.B. Квалиметрическая оценка эффективности технологии производства болта «ТОЯХ»//Материалы II Междунар. конф. «Механика пластического формоизменения. Технология и оборудование обработки металлов давлением». Тула: ТГУ. 2004.С.84-86.

77. Динцис Д. 10. Методы принятия решений в условиях неполной определенности на базе теории нечетких множеств (логики антонимов). //Журнал депонированных рукописей 2001. - №8, август.

78. Копанева И.Н. Как измерить удовлетворенность потребителя //Методы менеджмента качества. 2003. - №6. - С. 21-26.

79. Копанева И.Н. Мониторинг и управление качеством процесса производства с применением логики антонимов /Автореф. дис. на со-иск. учен, степени канд. техн. наук: 05.02.23 (Санкт-Петербургский гос. техн. университет). С.-Пб. - 2002. - 18с.

80. Копанева И.Н., Тисенко В.Н. О количественной оценке систем общего управления качеством на предприятиях //Вестник машиностроения 2001. - №8. - С. 62-64.

81. Тисенко В.Н. Нечеткие множества в задачах комплексных испытаний при реализации инновационных проектов. С.-Пб.: Политехника. - 1998. - 104с.

82. Колмогоров А.Н. К логическим основам теории информации и теории вероятностей. /Теория информации теория алгоритмов. М.: Наука.- 1987.-С. 304.

83. Рубин Г.Ш., Гун Г.С. Логические законы оценки качества продукции. Магнитогорск. - 1981. - 23с. Рукопись представлена МГМИ. Деп. В ВИНИТИ 19 авг. 1981, №4105-81.

84. Аппарат математической логики для комплексной оценки эффективности технологических процессов / Закиров Д.М., Рубин Г.Ш., Сальников В.В. и др. // Производство проката, 2006, №12, С.35-38. (рецензируемое издание)

85. Литвак Б.Г. Экспертная информация. Методы получения и анализа. М.: Радио и связь. - 1982. - 184с.

86. Бешелев С.Д., Гурвич Ф.Г. Экспертные оценки. М.: Наука. -1973.- 79с.

87. Орлов А.И. Экспертные оценки /Учебное пособие. Москва, МГУ: Знание-2002.- 31с.

88. ГОСТ 23554.0-79. Экспертные методы оценки промышленной продукции.

89. Китаев H.H. Групповые экспертные оценки. М.: Знание. - 1975. -64с.

90. МИ-01420.005-2002. Порядок сбора и статистической обработки информации о качестве продукции и составлении отчетов по качеству и функционированию СМК на основе статистических данных.

91. Ю1.Ахназарова C.JI. Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии: учеб. пособие для химико-технологических вузов. М.: Высш. школа, 1978.-319 е., ил

92. Рубин A.M. Вероятностные аспекты оценки качества изделий //Методы менеджмента качества. 2004. - №1. - С. 46-48.

93. ГОСТ 27.202-83 Надежность в технике. Технологические системы. Методы оценки надежности по параметрам качества изготовляемой продукции.

94. Методы и практика определения эффективности капитальных вложений и новой техники. Сб. научной информации, вып. №33. М.: Наука, 1982. 128с.

95. Экономическая эффективность новой техники и технологии в машиностроении / Под. ред. K.M. Великанова. JI.: Машиностроение, 1981. 256 с.