Основы стандартизации

Вид стандартов «Основополагающие принципы контроля и измере­ния» необходим для соблюдения следующих принципов: стандартиза­ции, системности, оптимальности, динамичности, автоматизации, пре­емственности, адаптации и организации.

    Системные принципы экономики и элементов информационных технологий. Принцип системности заключается в том, что при создании ТК процессы планирования, исследования и проектирования, изготов­ления, эксплуатации и ремонта рассматривают во взаимосвязи.

Взаимосвязь элементов в ТК должна быть однозначно описана и максимально формализована. К практическому решению всех задач ТК необходимо подходить с позиций системотехники (теории больших систем). При изучении связей между элементами и выделении элемен­тов ТК такой подход приводит к необходимости учитывать только ос­новные и наиболее устойчивые связи, что позволяет строить структу­ры элементов и связей в их строгой зависимости и переходить от рас­смотрения ТК к построению и изучению систем технического контро­ля (СТК).

При построении СТК с позиций системного подхода предусматри­вают:

структурное  и  функциональное описание системы  и  выявление всех основных элементов и связей между ними; моделирование систем;

квантификацию системы (построение количественных зависимо­стей для связей и количественных характеристик элементов систем).

Принцип стандартизации состоит в том, что основные функ­ции, задачи и требования к системе СТК типизируются, унифицируют­ся и обеспечиваются государственными и отраслевыми стандартами и техническими условиями. Стандарты являются базой системы и обя­зательность их требований обеспечивает автоматизм в функционирова­нии системы. С помощью стандартов внедрение отдельных элементов системы выполняют одновременно во всех подразделениях промыш­ленного предприятия.

Принцип оптимальности предполагает, что каждый элемент СТК имеет оптимальный уровень, а сама система обеспечивает реше­ние поставленных задач при минимальных затратах на ее разработку и максимальном эффекте от ее функционирования.

Принцип динамичности заключается в том, что в СТК долж­на быть предусмотрена возможность ее непрерывного совершенствова­ния и развития с учетом требований технического прогресса. Принцип динамичности обеспечивается при создании СТК за счет открытой структуры, планомерного обновления ее подсистем и элементов.

Принцип автоматизации предусматривает максимальное ис­пользование средств вычислительной техники в системе технического

контроля, включая автоматизацию технологических процессов и опе­раций технического контроля, а также труда инженерно-технического и управленческого персонала.

Принцип преемственности применяют в каждой конкрет­ной разработке СТК; принцип состоит в максимальном использовании всех имеющихся возможностей (ресурсов) предприятия и передового опыта разработки СТК на предприятиях машиностроения и приборост­роения с учетом специфики производства и отрасли.

Принцип адаптации заключается в разработке и введении в СТК элементов, обеспечивающих быструю приспособляемость СТК н специфике объектов контроля в условиях периодически изменяю­щихся видов выпускаемой продукции.

Принципы организации технического контроля:

соответствие контроля уровню техники, технологии и организации основных производственных процессов;

комплексность контроля (предполагает необходимость охвата кон­тролем всех элементов производственного процесса и всех факторов, определяющих качество продукции в ходе ее изготовления); ,

непрерывность (требует организации постоянного контроля, на тех­нологических операциях изготовления продукции и ликвидации ка­ких-либо перерывов между операцией обработки и контроля);

параллельность в проведении операций ТК и операций обработки в целях сокращения времени на пролеживание изделий в ожидании контроля и сокращения длительности производственного цикла за счет уменьшения затрат времени на ТК;

совмещение производственных и контрольных функций или передача ряда операций контроля под ответственность рабочих, мастеров и бригадиров;

профилактичность, т. е. предупреждение появления дефектных из­делий в процессе производства;

независимость органов контроля от производственных служб и подразделений;

организация бездефектного труда;

экономичность, основанная на минимизации затрат на контроль.

Нa предприятиях, внедряющих системы управления качеством про­дукции, ведутся работы по стандартизации СТК и ее элементов с уче­том требований нормативной документации — ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП. При стандартизации системы технического контроля предусматривает­ся функционирование автоматических и автоматизированных СТК.

В настоящее время в системе технического контроля, измерений и испытаний действует более 3000 государственных стандартов.

                       Тема 5.3 Средства, методы и погрешности измерения

       Средства измерения. Средства технических измерений подразделяются на три основные группы: меры, калибры, универсальные средства измерения (измерительные приборы, контрольно-_измерительные приборы, "КИП" и системы ).

     Мера – С.И., предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. К мерам относятся плоскопараллельные меры длины и угловые меры.

    Калибры- устройства предназначенные для контроля и нахождения в заданных границах размеров, взаимного расположения поверхностей и формы деталей.

    Измерительный прибор- устройство, вырабатывающее сигнал измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателей.

    Измерительной системой называется совокупность средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей ) и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи.

    Универсальные средства измерения предназначены для определения действительных размеров, к их основным метрологическим характеристикам относятся: номинальное значение меры, цена деления шкалы, пределы шкалы, погрешность средства измерения, длина деления шкалы, чувствительность прибора.

   Главным метрологическим показателем прибора является его точность.

    Принципы проектирования средств технических измерений и контроля. В соответствии с принципом Тейлора надежное определение соответствия размеров всего профиля предписанным предельным значением возможно лишь в том случае, если определяются значения проходного и непроходного пределов.

      Согласно принципу Аббе минимальные погрешности возникают, если контролируемый геометрический элемент и элемент сравнения находятся на одной линии- линии измерения.

    Принцип инверсии основывается на существовании преемственности между тремя последовательными процессами, в которых участвует деталь: обработки, контроля, эксплуатации. Анализ точности детали невозможен без совместного последовательного изучения всех фаз прохождения детали Измерение считается правильным , если:

     траектория движения при измерении будет соответствовать траектории движения при формообразовании;

    линия действия при измерении будет совпадать с линией действия при работе механизма (принцип Аббе) ;

    базы измерения будут совпадать с конструкторской и технологической базами.

      Выбор средств измерения и контроля.  По ГОСТ!4.306-73 выбор средств измерения и контроля основывается на обеспечении заданных показателей процесса технического контроля и анализе затрат на реализацию процесса контроля. К обязательным показателям процесса контроля  относят точность измерения, достоверность, трудоемкость , стоимость контроля. В качестве дополнительных показателей контроля используют объем, полноту, периодичность, продолжительность.

     При выборе средств измерения точность средств измерений должна быть достаточно высокой по сравнению с заданной точностью выполнения измеряемого размера, а трудоемкость измерения и их стоимость должны быть возможно более низкими, обеспечивающими наиболее высокие производительность труда и экономичность.

      Недостаточная точность измерения приводит к тому, что часть годной продукции бракуют, в то же время по той же причине другую часть фактически негодной продукции принимают как годную. Излишняя точность измерений ведет к повышению трудоемкости  и стоимости контроля.

     Исходными  при выборе средств измерений  являются: производительность, допускаемая погрешность измерений, предел измерения в зависимости от контролируемого допуска; механические характеристики измеряемой детали (габаритные размеры, масса, твердость материала, жесткость конструкции, кривизна и шероховатость поверхности, доступность контролируемой поверхности), возможные условия эксплуатации.

   Выбор средств измерения основан на использовании алгоритма: допускаемая погрешность должна учитывать составляющие ее погрешности (ГОСТ 8.051 -81): измерительных средств, температурных деформаций, от измерительного усилия, от субъективности оператора. Алгоритм составлен таким образом ,  что от  процедуры к процедуре номенклатура выбираемых средств ограничивается и завершается выбором одного.

       Автоматизация выбора средств измерения. Применение ЭВМ для выбора КИП значительно сокращает трудоемкость проектных работ.  Алгоритм выбора КИП, в реализации которого участвуют технолог, метролог, математик и программист сводится к следующим процедурам:

      -задаются исходные данные в виде номинальных размеров параметров, градации точности (квалитеты, степени, классы точности), вид детали (вал, отверстие), к которому относится порядок погрешностей измерения;

     -рассчитывается допустимая погрешность измерения по формуле

     где i , а –единица и число единиц допуска соответственно;

       рассчитываются предельные погрешности методов измерения на основе типажа КИП;

       выдаются на печать коды КИП с указанием цены деления и допустимой разности температур параметра и КИП;

      определяется допуск на параметр, допустимая погрешность измерения.

    Оптимизация выбора КИП многокритериальна  и производится на основе критериев: точностного, стоимостного (меньше цена деления КИП – выше стоимость), выбирается КИП по наибольшей цене деления. Эффективность применения ЭВМ характеризуется объективностью и высокой производительностью в условиях машинного проектирования операций технического контроля.

       Типизация КИП.  Под типизацией КИП понимается обоснованное сведение многообразия  избранных конструкций к небольшому числу. В основу классификации КИП положены естественные признаки объектов контроля и измерения. Выделены КИП для контроля физических, геометрических и функциональных  параметров изделий разного служебного назначения.

         Классификация КИП дается по конструктивному, технологическому, метрологическому признакам и кодируется по уровням системы контроля. Классификация по метрологическому признаку предусматривает выбор конкретного прибора и устанавливает:

   соответствие прибора техническим условиям чертежа;

    возможность использования прибора для определения габаритных размеров контролируемой детали;

   производительность прибора;

   наличие типа прибора на предприятии или возможность его заказа;

   возможность загрузки прибора на данной операции или аналогичных..

   Необходимым условием выбора измерительного прибора является точностной критерий, т.е. при контроле погрешность измерения прибором должна быть меньше предельно допустимой погрешности измерения. 

          Методы измерения. При измерениях используют разнообразные методы (ГОСТ 26263-70). представляющие собой совокупность приемов использования различных физических принципов и средств.

     Измерения подразделяются на шесть методов:

    прямые - (искомое значение – непосредственно из опытных данных);

    косвенные – (на основании зависимости между искомой и полученной при прямом измерениями  величинами ) ;

   совокупные (одновременные измерения одноименных величин, среди которых есть известные);

   совместные ( одновременные измерения не одноименных величин для нахождения зависимости между ними);

   абсолютные (прямые измерения основных величин и с использованием физических констант );

   относительные ( по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную).

    Каждый из методов подразделяют на семь внутренних видов. При контроле линейных и угловых величин используют прямые измерения. Для  грубых измерений используют штангенинструменты, работающие по методу совпадений.

     Погрешность измерения  .   Под погрешностью измерений подразумевают отклонение результатов измерений от истинного значения измеряемой величины. Точность измерения – свойство качества измерения, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Количественно точность измерения может выражена величиной, обратной погрешности измерения , которую называют мерой точности