Технология отливки "Диффузор"

Таким образом, предлагается следующая классификация операций технического контроля в цехе ЛВМ. В зависимости от стадии технологического процесса все операции технического контроля можно условно разделить на пять уровней:

1) нулевой уровень - контроль исходных материалов;

2) первый уровень - контроль оснастки и технологических процессов по изготовлению моделей и модельных блоков;

3) второй уровень - контроль технологических процессов по изготовлению формы;

4) третий уровень - контроль качества сплава и технологии плавки и заливки форм;

5) четвертый уровень - контроль технологических операций обрезки, очистки и термообработки отливок;

6) пятый уровень - операции окончательного технического контроля качества отливок.

Аналогичным образом, в зависимости от объекта контроля можно выделить следующие пять групп контроля:

1) нулевая группа - контроль технической документации и оснастки;

2) первая группа - контроль исходных модельных материалов и модельных композиций, моделей;

3) вторая группа - контроль исходных формовочных материалов и качества форм;

4) третья группа - контроль шихтовых материалов и качества сплава;

5) четвертая группа - контроль основных технологических операций изготовления отливки (плавка, заливка, охлаждение, зачистка и термообработка отливок);

6) пятая группа - окончательный контроль качества отливок.

В зависимости от вида используемой НТД можно выделить четыре класса контроля:

1) первый класс - контроль проводится в соответствии требованиями ГОСТ;

2) второй класс - контроль осуществляется в соответствии с требованиями отраслевых стандартов (ОСТ) и РТМ;

3) третий класс - контроль осуществляется в соответствии с требованиями СТП и ТУ;

4) четвертый класс - контрольные операции различных уровней и групп осуществляются в соответствии с требованиями цеховой НТД - производственными инструкциями, технологическими картами, чертежами.

В целом систему технического контроля в цехе ЛВМ можно представить в виде трехмерной матрицы, состоящей из отдельных ячеек (элементов), которые представляют собой определенные операции технического контроля, используемые для различных объектов контроля на различных стадиях технологического процесса и выполняемые с учетом требований соответствующей НТД. Очевидно, что методика и средства различных контрольных операций зависят от расположения соответствующего элемента матрицы в рассматриваемом трехмерном пространстве - рисунок 2.2.

Предложенная классификация операций технического контроля может являться основой системного подхода к организации комплексной системы контроля и управления качеством. Очевидно, что условное обозначение (кодирование) различных контрольных операций или их совокупностей с использованием предлагаемой классификации по трем параметрам позволит более эффективно использовать компьютерную технику для обслуживания комплексной системы контроля и управления качеством продукции.

Рисунок 2.1 - Общая схема технологического процесса и операций технического контроля при ЛВМ

Выделен элемент (2-0-1), соответствующий входному контролю исходных формовочных материалов в соответствии с требованиями ГОСТ.

Анализ технологического процесса литья по выплавляемым моделям показывает, что технология ЛВМ представляет собой сложную, многофакторную, и, как правило, плохо организованную систему. В тоже время при изготовлении отливок к этой системе предъявляются жесткие требования в форме активной технологии, которая строго ограничивает возможности варьирования параметрами технологических процессов и требует их выполнения в соответствии с отраслевыми стандартами, техническими условиями и произведенными инструкциями.

Рисунок 2.2 - Трехмерная матрица операций технического контроля

Разнообразная номенклатура отливок, изготавливаемых в цехе точного литья ОАО «НПО «Сатурн», определяет значительные колебания трудоемкости технологических операций. Это приводит к нарушению принципа пропорциональности между этапами производственного процесса и затрудняет обеспечение равномерной загрузки всех производственных отделений цеха и согласование их работы. Таким образом, при выполнении производственного цикла ЛВМ трудно избежать возникновения «узкого места», которым чаще всего является операции формообразования. На практике это означает, что формы до операций прокалки и заливки вынуждены некоторое время храниться в условиях, которые не регулируются и не всегда оптимальны с точки зрения необходимых физико-химических превращений, снижающих прочность. Это, наряду с низкой технологической дисциплиной (в формы при хранении может попасть сор), является одной из причин образования дефектов засор, отслоение, пробой формы.

«Закрытый» характер литейных процессов, т.е. невозможность визуально наблюдать ход процесса, многофакторность литейной технологии (на качество отливок влияет около 2000 переменных факторов, полный учет которых невозможен), многообразие причин одного и того же вида брака и возникновение различных дефектов по одной и той же причине допускают планирование при производстве отливок неизбежного процента бракованных изделий (от 5 до 50%). Разработка эффективных мероприятий по предотвращению брака возможна только на основе статистической обработки результатов входного контроля исходных материалов, операционного контроля параметров технологических процессов и окончательного контроля качества отливок. Общие положения по организации многоуровневой системы статистической обработки результатов технического контроля изложены в работах [12 - 17].

Объективная информация о состоянии контролируемого изделия может быть получена при использовании комплексных методов диагностирования. При этом главной целью является квалиметрия - количественная оценка качества и состояния объекта. Для количественной оценки напряженно-деформированного состояния в металлических и керамических изделиях неразрушающим способом удобно использовать метод рентгеновской тензометрии. Рентгеновская тензометрия занимает особое место, это вызвано востребованностью определения реального напряженного состояния как в образцах при исследовании в лабораторных условиях, так и при диагностике изделий в полевых условиях.

Рентгеновский метод определения напряжений. Рентгеновский квант, падающий на кристалл, рассеивается на его атомах. Рассеянные вторичные волны интерферируют между собой; и в направлениях, для которых разность хода лучей оказывается равной целому числу длин волн, возникают дифракционные максимумы. Дифракцию рентгеновского излучения на семействе атомных плоскостей удобно рассматривать как отражение от плоскости. В отличие от отражения видимого света, рентгеновское излучение «отражается» селективно, а именно, только в том случае, если длина волны л, межплоскостное расстояние d и угол дифракции И связаны уравнением Вульфа - Брегга .

В результате при любом угле г между направлением падения рентгеновского пучка и поверхностью исследуемого образца всегда найдутся кристаллиты, в которых атомные плоскости с межплоскостным расстоянием d1 дадут дифракционное отражение под углом И1 (рис. 2.3); другие кристаллиты обеспечат появление дифракционного максимума под углом И2 в результате отражения от атомных плоскостей с межплоскостным расстоянием d2 и т.д. Рентгенограмма будет содержать набор дифракционных линий, соответствующих разным d. Для повышения точности при определении напряжений необходимо использовать систему плоскостей с углом дифракции И=75…80°.

Рисунок 2.3 - Возникновение дифракционных максимумов, соответствующих разным атомным плоскостям

Удовлетворительные результаты оптимизации технологических процессов с помощью тензометра получены на предприятиях «Газпрома», «Ленэнерго» и ОАО «Северсталь».

Рисунок 2.4 - Оптическое изображение, рентгенограмма, двумерная и трехмерная томограммы топливораспределительного блока истребителя

Для количественного контроля внутренней структуры сложных, пространственно развитых отливок разработаны промышленные рентгеновские компьютерные томографы. При обнаружении дефектов на наружных поверхностях и измерении размеров доступных снаружи полостей традиционные оптические, контактные и люминесцентные методы превосходят по простоте и информативности любые радиационные методы контроля.

Двумерная томография воспроизводит все внутренние элементы структур без наложений, как на чертеже сечения. Мелкие поры, включения и разноплотности отчетливо обнаруживаются, а линейные размеры воспроизводятся с высокой точностью и сохранением масштаба по всему объему объекта контроля. Чем сложнее внутренняя структура изделий, тем ярче проявляются уникальные информационные возможности компьютерной томографии. Однако каждая двумерная томограмма несет детальную количественную информацию только об одном локальном сечении объекта контроля.

Трехмерная томография обладает возможностью послойной томографии всего объема объекта контроля. Имея такой трехмерный куб количественных оценок, можно анализировать структуру любого сечения, или даже целого объема объекта контроля.

В настоящее время методы статистического анализа широко используются для разработки систем контроля и оптимизации технологических процессов смесеприготовления и формовки [18-22]. В то же время анализ литературных данных показывает, что публикации, отражающие использование статистических методов при ЛВМ, практически отсутствуют [23, 24]. При этом общая, глобальная задача повышения качества отливок решается фрагментарно, главным образом, с использованием физико-химических методов исследования, обеспечивающих совершенствование отдельных технологических операций без учета итоговой информации о качестве отливок, т.е. без обратной связи [25-31]. Очевидно, что разработка эффективной системы контроля и управления качеством возможна только на основе совместного использования физико-химических методов исследований и современных методов математической статистики. Примерами такого комплексного, системного подхода к решению задач диагностики и управления качеством отливок из чугуна и стали являются работы [32-35]. В этих работах отмечается, что решение указанных задач осуществляется в условиях ограниченной и не всегда корректной и однозначной информации о параметрах технологического процесса. Это, в свою очередь, обуславливает необходимость использования современных методов статистического анализа: теории информации, структурирования исходных данных, кластерного анализа, метода главных компонент.

Вопросам методологии статистического контроля посвящены работы [15-17, 36-38]. В качестве основных приемов статистического анализа и обработки данных предлагается использовать частотные и корреляционные диаграммы, расслоение исходных данных, АВС-анализ, причинно-следственные диаграммы, контрольные карты. При этом отмечается, что статистический контроль позволяет выявить главные, наиболее эффективные направления по решению проблем управления и обеспечения качества отливок [17, 39, 40].

Интересно и перспективно решение вопроса по выявлению причин брака на основе использования теории катастроф и факторного анализа [41-44].

Сложная и многообразная взаимосвязь литейных процессов, определяющих качество продукции, а также влияние внешних нерегулируемых факторов приводит к тому, что проблема управления и обеспечения качества отливок представляет собой многофакторную и практически не формализуемую задачу. Поэтому, в настоящее время большое внимание уделяется разработке информационных систем контроля и управления качеством отливок [45-47]. Они базируются на установлении логических взаимосвязей между отдельными видами литейных дефектов и различными факторами, конструктивно- технологическими параметрами производственного процесса, климатическими условиями, профессиональными качествами исполнителей и т.п. Разработку таких систем целесообразно выполнять в следующей последовательности: структурирование исходных данных > выявление наиболее значимых дефектов > установление факторов, в наибольшей степени определяющих формирование дефектов > построение математических моделей > разрботка эффективных средств контроля и управления качеством. Центральным звеном этой схемы является установление факторов, определяющих формирование дефектов. Для решения этой задачи в настоящее время широко используется метод экспертного оценивания [48-53]. Примеры практического использования экспертного оценивания для управления качеством отливок изложены в работах [45, 54-56], в которых отмечается, что описательные характеристики дефектов должны быть типовыми, избирательными и воспроизводимыми, позволяя оперативно и доступными средствами осуществлять их идентификацию.

Математические методы, применяемые для построения вероятностных статистических моделей, традиционны - математическое планирование эксперимента, корреляционно-регрессионный анализ, дисперсионный и факторный анализ [57-61].

В работе [62]отмечается: «В литейном производстве контроль материалов и технологического процесса не всегда дает гарантию того, что конечный продукт - отливка - по своим параметрам будет соответствовать предъявляемым требованиям, т.е. окажется качественной. Это возникает из-за того, что процесс получения качественной отливки зависит от множества факторов и их взаимодействия между собой, так что даже при самом жестком контроле исходных материалов и техпроцесса существует вероятность получения некачественной отливки. Поэтому неразрушающий контроль готовых отливок совершенно необходим». Развивая далее эту идею, можно предположить, что именно результаты неразрушающего окончательного контроля могут служить исходной информацией для дальнейшего решения вопросов по управлению качеством отливок на основе использования статистических методов и физико-химического анализа технологических процессов.

Таким образом, только 100% неразрушающий контроль отливок с последующей статистической обработкой результатов контроля, параметров технологического процесса и свойств исходных материалов дает возможность комплексного решения проблемы качества.

2.2 Анализ и разработка мероприятий по повышению качества отливок «Диффузор»

Для выявления большого разнообразия литейных дефектов при производстве фасонных отливок методом литья по выплавляемым моделям используется более тридцати методов технологического контроля. Основное назначение используемых методов контроля - это проверка качества исходных материалов в соответствии с требованиями нормативно-технической документации, предупреждение нарушений параметров технологического процесса, и обеспечение выявления литейных дефектов на отливках. При этом результаты контроля носят чисто информационный характер и не объединены в общую систему управления качеством в соответствии с принципом обратной связи. Это, в частности, обусловлено отсутствием формализованного описания литейных дефектов и причин их возникновения, а также отсутствием единой классификации методов технического контроля в масштабах литейного цеха. Поэтому на основе анализа общей схемы технологического процесса ЛВМ предложена классификация операций и видов технического контроля в цехе ЛВМ по трем основным признакам: по стадии технологического процесса; по объекту контроля; по виду НТД.

Эффективная многоуровневая система контроля и управления качеством может быть разработана только на основе комплексного использования методов статистического анализа и физико-химических исследований.

Наличие большого многообразия литейных дефектов на фасонных отливках указывает на повышенную чувствительность технологии ЛВМ (технологические режимы, конструктивные параметры отливки, свойства исходных материалов). Поэтому необходимо учитывать влияние всех факторов на качество отливок.

Для решения проблемы совершенствования технологии литья по выплавляемым моделям и обеспечения качества фасонных отливок были поставлены следующие задачи:

1) разработка методики структурирования исходных данных и выявление наиболее значимых видов брака на фасонных отливках - «Диффузор»;

2) систематизация и распределение дефектов с помощью диаграммы Парето;

3) выявление наиболее значимых, определяющих причин брака фасонных отливок с использованием метода экспертного оценивания.

2.3 Описание методики исследования

Основными объектами исследования на различных этапах данной работы являлись: модель отливки «Диффузора», литниково-питающая система, керамические электрокорундовые формы для изготовления отливок, фасонные отливки. Это и определило номенклатуру используемых материалов и методик исследований.

Для исследования были выбрана фасонная отливка «Диффузор» из сплава ВХ4Л-ВИ, химический состав которого представлен в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Химический состав сплава ВХ4Л-ВИ

Элемент	Массовая доля элемента, %
Никель	Основа
Хром	32,00-35,00
Вольфрам	4,30-5,50
Железо	не более 0,50
Молибден	2,30-3,50
Ниобий	0,70-1,30
Марганец	не более 0,50
Кремний	не более 0,30
Титан	0,70-1,30
Алюминий	0,70-1,30
Углерод	0,03-0,10
Фосфор	не более 0,015
Сера	не более 0,01

Свойства сплава ВХ4Л-ВИ представлены в таблицах 2.4 - 2.7.

Тлик=1350 °С

Тсол=1305 °С

Таблица 2.3 - Допустимые отклонения химического состава ВХ4Л-ВИ

Элемент	Массовая доля элемента, %
Хром	±0,40
Вольфрам	±0,10
Молибден	±0,05
Ниобий	±0,05
Марганец	+0,10
Кремний	+0,10
Титан	±0,10
Алюминий	-0,20
Углерод	+0,02

Таблица 2.4 - Теплоемкость, С

t, °С	600	1000	1400
С, Дж/(кг•°С)	470	550	630

Таблица 2.5 - Теплопроводность, л

t, °С	л, Вт/(м•°С)
600	23,0
800	25,5
900	28,0
1000	29,0
1200	32,0
1400	35,0

Таблица 2.6 - Плотность, с

t, °С	с, кг/м3
600	8100
800	8050
1000	7950
1200	7900
1500	7420

Таблица 2.7 - Коэффициент линейного расширения

t, °С	КЛР, 10-6/°С
800	16,4
1000	16,7
1200	22,5

Рисунок 2.5 - Микроструктура материала, отлитого вакуумным методом, 15 % феррита

Статистический анализ исходных данных проводим в два этапа. На первом этапе выделяем объект статистических исследований, перечень показателей, характеризующих состояние объекта, общий период времени, необходимый для проведения статистического исследования, выбираем форму сбора первичной информации. В связи с тем, что объектом исследования в работе является фасонная отливка «Диффузор», общий уровень брака и содержание в отливке тех или иных дефектов, то наиболее удобной формой сбора информации является дефектная ведомость, вид которой регламентируется стандартом предприятия.

На втором этапе проводим предварительную статистическую обработку исходного массива данных, которая включает в себя вычисление среднего уровня брака отливок по отдельным видам дефектов.

2.4 Анализ литейных дефектов фасонных отливок

На качество фасонных отливок влияет большое количество факторов, часть из них является неуправляемыми, но поддающимися контролю. Для выявления основных причин брака отливок и разработки мероприятий по их устранению в первую очередь необходимо определить, какие дефекты являются преобладающими для фасонного литья. Получение такой информации возможно только в результате тщательного структурирования исходных данных по браку фасонных отливок.

Основным документом регистрации брака на предприятии является дефектная ведомость, вид которой соответствует стандарту предприятия. Дефектная ведомость как основная форма сбора исходной статистической информации содержит следующие данные:

1) наименование отливки;

2) время изготовления отливки (год и месяц);

3) вид литья;

4) процентное содержание дефектов в отливке по месяцам года;

5) процентное содержание литейных дефектов, обнаруженных в литейном и механическом цехах.

В таблицу 2.8 сведены собранные данные: максимальный, минимальный и средний процент различных видов дефектов за три года. На основе данной таблицы составлена диаграмма, на которой представлен средний уровень брака по видам дефектов (рисунок 2.6).

Таблица 2.8 - Первичная статистическая обработка результатов контроля

Уровни дефектности, %	Показатели брака (q, %) по видам дефектов
	Засор	Окисная плена	Рыхлота	Трещина	Шлаковые включения	Скол	Дефект модели	Провал геометрии	Забоина	Коробление
qmax	53,57	10,42	14,81	11,11	1,79	7,14	8,64	18,75	4,94	17,28
qmin	23,46	8,33	12,50	3,57	0	0	2,98	7,74	0,59	1,79
qср	38,52	9,38	13,66	7,34	0,90	3,57	5,81	13,25	2,77	9,54

Рисунок 2.6 - Наиболее часто встречаемые дефекты на фасонной отливке «Диффузор»



Рисунок 2.7 - Уровень брака за три года

Некоторые виды дефектов, представлены на рисунках 2.8 - 2.10.

Рисунок 2.8 - Усадочные раковины



Рисунок 2.9 - Рыхлота

Рисунок 2.10 - Окисная плена

2.5 Систематизация и анализ распределения дефектов с помощью диаграммы Парето

С целью выявления преобладающих видов дефектов для фасонных отливок используем метод расслоения, т.е. разделение исходных данных на группы по браку отливок за три года и диаграмму Парето, представляющую собой схему, построенную на основе группирования исходной информации о браке отливок по видам дефектов с указанием их доли в общем объеме брака, и показывающую кумулятивную сумму брака отливок.

Информация, полученная в результате разделения исходных данных по браку отливок по виду дефектов, представлялась в виде матриц:

, (2.2)

где хп(р) - среднее значение процентного содержания дефекта для р-го типа года по п месяцам (р=3, п=12).

Среднее значение процентного содержания дефектов для «диффузора» за п-й месяц рассчитывалось как среднее арифметическое за три года. Разделение исходных данных по браку отливок по видам дефектов представлено в таблицах 2.9 - 2.11.

Таблица 2.9 - Среднемесячное содержание дефектов за 2006 год, %

Вид дефекта	Номер месяца	Ср. % брака
	2	3	4	5	6	7	8	10	12
Засор	27,27	25,00	-	23,08	30,00	10,00	-	25,00	-	23,39
Окисная плена	-	6,25	-	23,08	20,00	-	-	6,25	-	9,26
Рыхлота	18,18	6,25	-	15,38	10,00	-	-	25,00	-	12,47
Трещ.	18,18	6,25	-	-	-	30,00	-	18,75	-	12,20
Шлак. включ.	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Скол	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Дефект модели	9,09	-	-	15,38	30,00	10,00	-	-	-	10,75
Провал геометр.	9,09	-	-	-	10,00	10,00	-	-	-	4,85
Забоина	-	12,50	-	7,69	-	40,00	-	25,00	-	14,20
Коробл.	18,18	18,75	-	7,69	-	40,00	-	18,75	-	17,23

Таблица 2.10 - Среднемесячное содержание дефектов за 2007 год, %

Вид дефекта	Номер месяца	Ср. % брака
	2	3	4	5	6	7	8	10	12
Засор	-	29,41	41,38	61,54	62,50	93,33	-	52,94	71,43	58,93
Окисная плена	-	2,94	13,79	19,23	-	-	-	11,76	-	6,82
Рыхлота	-	17,65	6,90	15,38	18,75	-	-	11,76	14,28	12,10
Трещ.	-	8,82	3,45	-	-	-	-	5,88	-	2,59
Шлак. включ.	-	2,94	-	2,94	-	-	-	-	2,94	1,26
Скол	-	20,59	17,24	-	-	-	-	-	-	3,78
Дефект модели	-	-	6,89	-	-	6,67	-	5,88	-	2,78
Провал геометр.	-	11,76	6,90	-	18,75	-	-	11,76	-	7,02
Забоина	-	-	-	-	-	-	-	-	7,14	1,02
Коробл.	-	5,88	3,45	-	-	-	-	-	-	1,33

Таблица 2.11 - Среднемесячное содержание дефектов за 2008 год, %

Вид дефекта	Номер месяца	Ср. % брака
	2	3	4	5	6	7	8	10	12
Засор	-	-	14,29	-	-	31,58	27,27	33,33	35,00	28,29
Окисная плена	-	-	14,29	-	-	21,05	-	10,00	5,00	10,07
Рыхлота	-	-	21,43	-	-	5,26	36,36	20,00	-	16,61
Трещ.	-	-	14,29	-	-	-	18,18	3,33	5,00	8,16
Шлак. включ.	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Скол	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Дефект модели	-	-	7,14	-	-	10,52	-	10,00	10,00	7,53
Провал геометр.	-	-	21,43	-	-	26,32	-	13,33	30,00	18,12
Забоина	-	-	-	-	-	-	18,18	6,25	-	4,89
Коробл.	-	-	7,14	-	-	5,26	-	10,00	15,00	7,48

Полученные данные о среднегодовом уровне брака по различным дефектам для фасонной отливки «Диффузор» использовались для построения диаграмм Парето за три года. Виды дефектов в порядке убывания их процентного содержания откладывались по оси абсцисс. По оси ординат слева - процентное содержание дефекта, справа - кумулятивная сумма брака отливок.

Построение диаграмм Парето совмещали с АВС-анализом. Суть его в том, что из всех десяти видов характерных дефектов выделяют три группы:

1) группа А объединяет наиболее значимые дефекты, которые определяет 75% общего брака отливок (засор, рыхлота, пригар, дефект модели, пробой, незалив, разъедание, провал геометрии, трещина, окисная плена, отслоение);

2) группа В объединяет преобладающие дефекты, доля которых в общем браке составляет 15-20% (коробление, неспай, скол, несоответствие по химическому составу, зарез, модельная трещина);

3) в группу С входят прочие дефекты, доля которых в общем уровне брака не превышает 10% (королек, шлаковые включения, забоина, газовая раковина).

Рисунок 2.11 - Диаграмма Парето для отливки «Диффузор» за 2006 год

1 - засор, 23,39%; 6 - дефект модели, 10,75%;

2 - коробление, 17,23%; 7 - окисная плена, 9,26%;

3 - забоина, 14,20%; 8 - провал геометрии, 4,85%.

4 - рыхлота, 12,47%;

5 - трещина, 12,20%;



Рисунок 2.12 - Диаграмма Парето для отливки «Диффузор» за 2007 год

1 - засор, 58,93%; 6 - дефект модели, 2,78%;

2 - рыхлота, 12,10%; 7 - трещина, 2,59%;

3 - провал геометрии, 7,02%; 8 - коробление, 1,33%;

4 - окисная плена, 6,82%; 9 - шлаковые включения, 1,26%;

5 - скол, 3,78%; 10 - забоина, 1,02%.

Рисунок 2.13 - Диаграмма Парето для отливки «Диффузор» за 2008 год

1 - засор, 28,29%; 6 - дефект модели, 7,53%;

2 - провал геометрии, 18,12%; 7 - коробление, 7,48%;

3 - рыхлота, 16,61%; 8 - забоина, 4,89%.

4 - окисная плена, 10,07%;

5 - трещина, 8,16%;

2.6 Анализ влияния технологических факторов на возникновение дефектов с помощью метода экспертного оценивания

Метод экспертного оценивания - это комплекс логических и математических процедур, направленных на получение от специалистов-экспертов информации, ее анализ и обобщение с целью выбора рациональных решений. Применение метода по данной работе связано с отсутствием объективной и полной информации о процессах, происходящих в системе «отливка - форма», действия сложного комплекса регулируемых и нерегулируемых факторов, что, в свою очередь, затрудняет решение задачи по выбору наиболее существенных причин появления различных дефектов в отливке аналитическим и экстраполяционными методами. Необходимость сочетания организационно-технических мероприятий и статистических методов анализа в общей системе управления качеством продукции регламентирона ГОСТ Р 50779.10-2000 и стандартами серии ИСО 9000, т.е. метод экспертного оценивания можно считать эффективным мероприятием по снижению брака.

Для получения необходимой новой информации из имеющейся исходной была сформирована группа экспертов, которые проводили интуитивно-логический анализ вопроса о причинах появления наиболее значимых дефектов и выносили по нему суждение. Суждения обрабатывались математически, в результате чего получили экспертные оценки.

Основным критерием подбора группы экспертов является их компетентность.

Для всестороннего анализа проблемы, а также для избежания оказания давления в группе экспертов применялся письменный опрос с помощью опросного листа - анкеты. Экспертам предлагалось проранжировать оцениваемые элементы в порядке убывания их предпочтительности путем присвоения им ранга в виде натурального числа. Если имеется j = 1, ..., п - элементов, то ранг находится в пределах [ 1, ..., п].

Результаты опроса экспертов представлены в виде матрицы рангов. Ее общий вид приведен в таблице 2.12.

Таблица 2.12 - Матрица рангов

Номер эксперта	Оцениваемые элементы j=п
	1	2	…	п
1 2 … i=m	r11 r21 … rm1	r12 r22 … rm2	… … … …	r1п r2п … rmп
Сумма рангов ?rij

В клетках матрицы рангов находятся цифры, равные рангу п-го элемента по мнению m-го эксперта. Сумма рангов определяется сложением рангов всех экспертов по п-му элементу.

Поскольку процедура опроса и ранжирования элементов является субъективной, возможны различия во мнениях и определенные трудности при фиксировании группового мнения. Во избежание этого проверяется согласованность экспертов с помощью статистического коэффициента конкордации Кенделла К, расчет которого проводили по формуле:

. (2.3)

В случае полного совпадения мнений экспертов коэффициент конкордации К=1. В случае полной несогласованности мнений экспертов К=0. В остальных случаях значения коэффициента конкордации лежат в пределах (0…1).

Расчетное значение критерия ч2р сравнивается с табличным значением ч2табл (б; f), где б=(1-Р) - уровень значимости, f=(п-1) - число степеней свободы. Для принятой доверительной вероятности Р=0,99 уровень значимости б=0,01. В зависимости от т=12 число степеней свободы f=4…5, тогда ч2табл=13,8…15,1.

При условии ч2р ? ч2табл значение коэффициента конкордации К считается статистически значимым, а мнение экспертов - согласованным, что позволяет использовать результаты оценивания для дальнейшего анализа.

Согласованность экспертов удовлетворительная, если К=0,5 и б=0,01, и хорошая, если К?0,7 и б<0,001.

В соответствии с рекомендациями, основными этапами метода экспертного оценивания являются:

1) подбор экспертов;

2) проведение опроса экспертов;

3) обработка результатов опроса.

В результате в качестве экспертов по исследуемой проблеме были отобраны специалисты в области литья по выплавляемым моделям ОАО «НПО «Сатурн» и кафедры материаловедения, литья и сварки РГАТА имени П. А. Соловьева.

Опрос экспертов проводился с помощью специально разработанной анкеты. Процедура опроса - очная. Анкета составлена на основе классификатора брака, суть которого заключается в формировании логической цепи «дефект - признак - причины появления - меры устранения - профилактика». Экспертам предлагалось выбрать и проранжировать в порядке убывания значимости наиболее вероятные причины возникновения дефектов, входящих в группу А.

Поскольку эксперты ранжировали причины по их значимости в общем уровне брака, для оценки согласованности мнений экспертов использовался коэффициент конкордации Кендалла. Мнения экспертов считаются достаточно согласованными, если коэффициент конкордации выше 0,7. Значимость коэффициента конкордации проверялась с использованием критерия Пирсона. Результаты опроса представлены в виде матриц (таблицы 2.13 - 2.22), по строкам которых - номера экспертов, по столбцам - возможные причины брака. Последняя строка матрицы - это сумма рангов, выставленных всеми экспертами по каждой из причин.

Опрос проводился среди специалистов-экспертов представителей РГАТА и ОАО «НПО «Сатурн», поэтому при составлении матриц рангов дефектов целесообразно провести разделение мнений на две группы.

Таблица 2.13 - Матрица рангов для дефекта «засор»

Номер эксперта i от 1 до m	Возможные причины брака хj дефектов j от 1 до n
	х1	х2	х3	х4	х5	х6	х7
I группа	1	1	4	2	7	5	6	3
	2	1	4	5	3	2	7	6
	3	2	3	1	4	6	5	7
	4	1	5	3	7	6	4	2
	5	1	4	2	7	5	6	3
	6	1	2	3	6	4	5	7
	7	1	3	7	4	5	6	2
II группа	8	2	6	3	4	7	5	1
	9	3	7	5	6	4	2	1
	10	2	6	3	5	7	4	1
	11	1	3	-	-	4	-	2
	12	2	5	4	6	7	3	1
Сумма рангов	18	52	38	59	62	53	36

Примечание. - значение ранга, установленного экспертом i по причине брака j; х1 - недостаточная прочность формы; х2 - нарушение режимов прокалки; х3 - условия хранения и подготовки формы к заливке; х4 - нарушение режимов заливки; х5 - конструкция ЛПС; х6 - загрязненность модельного состава; х7 - культура производства.

Таблица 2.14 - Матрица рангов для дефекта «окисная плена»

Номер эксперта i от 1 до m	Возможные причины брака хj дефектов j от 1 до n
	х1	х2	х3	х4
I группа	1	3	1	4	2
	2	4	1	3	2
	3	2	1	4	3
	4	4	2	3	2
	5	3	1	2	4
	6	3	2	4	1
	7	4	2	3	1
II группа	8	2	1	3	4
	9	1	2	3	4
	10	2	1	3	4
	11	-	1	-	2
	12	2	1	4	3
Сумма рангов	30	16	36	32

Таблица 2.15 - Матрица рангов для дефекта «рыхлота»

Номер эксперта i от 1 до m	Возможные причины брака хj дефектов j от 1 до n
	х1	х2	х3	х4
I группа	1	2	4	1	3
	2	2	3	-	1
	3	1	3	2	4
	4	1	4	2	3
	5	2	4	1	3
	6	1	3	2	4
	7	3	4	1	2
II группа	8	2	-	1	-
	9	3	4	1	2
	10	2	3	1	4
	11	-	-	1	-
	12	1	3	2	4
Сумма рангов	20	35	15	30

Примечание. - значение ранга, установленного экспертом i по причине брака j; х1 - перегрев металла перед заливкой; х2 - насыщение металла газами; х3 - конструкция ЛПС приводящая к перегревам; х4 - повышенное содержание возврата в шихте.

Таблица 2.16 - Матрица рангов для дефекта «трещина»

Номер эксперта i от 1 до m	Возможные причины брака хj дефектов j от 1 до n
	х1	х2	х3	х4
I группа	1	1	4	3	2
	2	1	3	4	2
	3	2	3	4	1
	4	2	4	3	1
	5	1	3	4	2
	6	2	4	1	3
	7	1	3	4	2
II группа	8	1	4	2	3
	9	1	3	2	4
	10	1	4	2	3
	11	2	-	-	1
	12	1	3	2	4
Сумма рангов	16	38	31	25

Примечание. - значение ранга, установленного экспертом i по причине брака j; х1 - недостаточная податливость формы; х2 - высокая температура заливки; х3 - повышенная усадка, тепловая деформация; х4 - нетехнологичность отливки.

Таблица 2.17 - Матрица рангов для дефекта «шлаковые включения»

Номер эксперта i от 1 до m	Возможные причины брака хj дефектов j от 1 до n
	х1	х2	х3	х4
I группа	1	1	4	2	3
	2	1	3	2	4
	3	1	4	3	2
	4	1	2	3	4
	5	1	4	2	3
	6	2	3	4	1
	7	2	4	1	3
II группа	8	1	2	3	4
	9	2	4	1	3
	10	1	2	3	4
	11	1	-	2	-
	12	1	2	3	4
Сумма рангов	15	34	29	35

Примечание. - значение ранга, установленного экспертом i по причине брака j; х1 - попадание шлака с расплавом в форму при заливке (конструкция ЛПС, шлакоуловители); х2 - неочищенные от скрапа тигли и ковши; х3 - малая выдержка расплава до всплытия шлака; х4 - не обеспечено спокойное заполнение формы.

Таблица 2.18 - Матрица рангов для дефекта «скол»

Номер эксперта i от 1 до m	Возможные причины брака хj дефектов j от 1 до n
	х1	х2
I группа	1	1	2
	2	1	2
	3	1	2
	4	1	2
	5	1	2
	6	1	2
	7	1	2
II группа	8	1

Подобные документы

• Разработка технологического процесса изготовления литейных форм и отливок

  Анализ конструкции детали и выбор положения отливки в литейной форме. Разработка средств технологического обеспечения способа литья. Определение технологического маршрута изготовления отливки. Припуски и допуски на механическую обработку отливок.
  
  методичка [1,2 M], добавлен 23.09.2011
  

• Разработка технологического процесса изготовления отливки

  Характеристика сплава отливки. Анализ технологичности конструкции детали. Обоснование выбора формовочной и стержневой смеси для изготовления формы и стержней. Расчет литниково-питающей системы. Проверка правильности расчета продолжительности заливки.
  
  курсовая работа [1,8 M], добавлен 23.02.2016
  

• Технологический процесс изготовления отливки "Рычаг"

  Изготовление отливки "Рычаг"; технология процесса: выполнение чертежа, выбор способа, материалов и оборудования для изготовления форм; определение литниково-питающей системы и литейной оснастки; расчет времени охлаждения отливки в форме и нагружения опок.
  
  курсовая работа [165,8 K], добавлен 19.02.2013
  

• Разработка технологического процесса изготовления отливки "RU" методом литья под давлением

  Выбор способа литья и типа производства. Условие работы детали, назначение отливки и выбор сплава. Маршрутная технология изготовления отливки, последовательность выполнения технологических операций и их характеристика. Контроль качества отливок.
  
  курсовая работа [1,8 M], добавлен 11.04.2012
  

• Технология изготовления отливки в разовые песчаные формы

  Анализ изготовления отливки. Выбор и обоснование способа и метода изготовления литейной формы. Разработка технологической оснастки. Установление параметров заливки литейной формы. Расчет литниковой системы и технология плавки. Контроль качества отливок.
  
  курсовая работа [252,8 K], добавлен 02.11.2011
  

• Технология изготовления отливки "Кольцо" методом литья по выплавляемым моделям

  Конструкция детали и условия ее эксплуатации. Выбор способа изготовления отливки. Определение места и уровня подвода металла. Расчет элементов литниково-питающей системы. Изготовление пресс-формы, моделей, литейной формы. Анализ возможных видов брака.
  
  курсовая работа [37,0 K], добавлен 22.08.2012
  

• Разработка технологического процесса изготовления отливки

  Выбор материала детали, описание эскиза и оценка технологичности конструкции. Разработка технологического процесса изготовления стальной отливки литьем в разовые песчаные формы. Точность отливки и определение допусков на её размеры, формовочные уклоны.
  
  курсовая работа [268,4 K], добавлен 26.02.2015
  

• Разработка технологического процесса изготовления отливки

  Характеристика сплава отливки. Анализ технологичности конструкции детали. Разработка чертежей детали, стержневого ящика, монтажа моделей верха и низа на модельной плите и формы в сборе. Расчет продолжительности затвердевания и охлаждения отливки в форме.
  
  курсовая работа [1,5 M], добавлен 01.04.2013
  

• Разработка технологического процесса изготовления отливки Шкив 525-326-0000-302

  Характеристика сплава отливки. Анализ технологичности конструкции детали. Выбор плоскости разъема формы. Обоснование выбора способа изготовления форм и стержней. Выбор формовочных и стержневых смесей. Расчет продолжительности затвердевания отливки.
  
  курсовая работа [2,2 M], добавлен 06.04.2015
  

• Проектирование изготовления отливки

  Исследование технико-производственных аспектов процесса изготовления отливки. Выбор марки сплава. Оценка технологичности детали. Чертеж отливки и разработка конструкции модели. Состав формовочной и стержневой смеси. Расчет элементов литниковой системы.
  
  курсовая работа [226,1 K], добавлен 25.01.2010
  

• Разработка технологического процесса изготовления отливки "Колесо"

  Технологичность отливки и способ её изготовления. Оценка конструкционной технологичности. Минимальный диаметр литого отверстия. Определение допусков и припусков на механическую обработку. Положение отливки в форме. Шероховатость литой поверхности.
  
  курсовая работа [2,6 M], добавлен 25.06.2014
  

• Технологический процесс изготовления отливки

  Разработка технологического процесса изготовления чугунной отливки литьем в песчано-глинистые формы. Характеристика материала, эскиз детали и технологичность конструкции. Выбор способа формовки и ее разновидности. Конструкция и расчет литниковой системы.
  
  курсовая работа [252,6 K], добавлен 08.09.2014
  

• Разработка технологии производства отливки "Корпус 7201-0019-02/001"

  Техническо-экономическое обоснование выбора технологического процесса отливки детали "шкив". Выбор формовочных и стержневых смесей. Выбор плавильного агрегата и расчет шихты. Расчет литниковой системы. Очистка и обрубка отливок. Карта литейного процесса.
  
  курсовая работа [61,2 K], добавлен 14.05.2013
  

• Технология изготовления отливки "Кокиль"

  Разработка технологического процесса изготовления отливки "Кокиль" из чугуна в соответствии с техническими требованиями на литую деталь. Расчет элементов литейной формы, выбор состав формовочных и стержневых смесей и красок, определение состав шихты.
  
  дипломная работа [218,7 K], добавлен 29.12.2013
  

• Разработка технологического процесса изготовления отливки "Опора" 8ТС 043051 из стали 25Л ГОСТ 977-88

  Назначение, условия эксплуатации стальной детали "Опора". Разработка технологии изготовления отливки. Выбор оборудования для изготовления форм и стержней, материалов и смесей. Разработка конструкции модельно-опочной оснастки, технологии плавки и заливки.
  
  курсовая работа [367,7 K], добавлен 01.07.2015
  

• Разработка технологического процесса изготовления отливки

  Характеристика материала детали. Характеристика песчано-глинистой смеси для отливки зубчатого колеса. Изготовление нижней и верхней полуфом. Припуски на механическую обработку и технологически припуски отливки. Эскиз детали и технологичность конструкции.
  
  курсовая работа [2,5 M], добавлен 02.03.2010
  

• Технология изготовления отливки "Кокиль" способом литья в песчаную форму в условиях массового производства

  Материал отливки и его свойства. Состав формовочной смеси для мелких отливок. Припуски на механическую обработку. Конструирование литейной оснастки. Конструирование элементов литниковой системы. Изготовление форм, стержней, финишная обработка отливок.
  
  курсовая работа [65,2 K], добавлен 21.10.2013
  

• Изготовление отливки

  Анализ конструкции детали и технических условий на деталь и отливку. Выбор способа изготовления отливки, ее положения в период заливки и затвердевания. Разработка конструкции и расчет литниковой системы. Определение габаритов опок, контроль качества.
  
  контрольная работа [166,2 K], добавлен 12.10.2014
  

• Модернизация участка кокильного литья и разработка технологии изготовления типовой отливки "Переходник" в условиях ОАО "Лидский литейно-механический завод" (г. Лида)

  Основные преимущества литья в кокиль. Обоснование и расчет производственной программы, оборудования и отделений. Разработка технологии изготовления типовой отливки цеха из сплава СЧ20. Оценка экономической эффективности технологического процесса.
  
  дипломная работа [3,0 M], добавлен 10.05.2019
  

• Расчет процесса затвердевания отливок

  Расчет времени полного затвердевания отливок в песчано-глинистой форме по методике Гиршовича и Нехендзи. Закон затвердевания отливок по методике Хворинова и Вейника. Построение температурных полей в корочке отливки в моменты полного затвердевания отливки.
  
  курсовая работа [964,0 K], добавлен 16.12.2014
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам