авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

Развитие теории оценки качества и практики производства метизов автомобильного назначения на основе разработки конкурентоспособных технологий

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Закиров Дильфат Минияхметович

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ оценки КАЧЕСТВА

И ПРАКТИКИ ПРОИЗВОДСТВА

МЕТИЗОВ АВТОМОБИЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТКИ КОНКУРЕНТОСПОСОБНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Специальность 05.02.23 Стандартизация и управление

качеством продукции (металлургия)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Магнитогорск

2008

Работа выполнена в ОАО «Белебеевский завод «Автонормаль»

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор

Бринза Вячеслав Владимирович

доктор технических наук,

профессор

Чукин Михаил Витальевич

доктор технических наук,

профессор

Шеркунов Виктор Георгиевич

Ведущая организация Федеральное государственное

образовательное учреждение

высшего профессионального

образования «Сибирский

федеральный университет»

Защита состоится 15 мая 2008 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.111.05 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, МГТУ, малый актовый зал.

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

Автореферат разослан « » апреля 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Полякова М.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В условиях роста числа сборочных предприятий и увеличения выпуска автомобилей ведущих мировых автопроизводителей на территории Российской Федерации остро встает вопрос о локализации производства, в соответствии с которым определяемая государством часть стоимости автомобиля должна производиться на территории России. Этот вопрос имеет также и экономическое значение, поскольку направлен на снижение себестоимости, цены собранных автомобилей, повышения их конкурентоспособности. В связи с этим, имеется потребность ведущих мировых автопроизводителей в российских поставщиках автокомпонентов на сборочные заводы, расположенные на территории России, включая и автомобильные крепежные изделия. При этом устанавливаются высокие требования к их качеству, объему и условиям поставки. В условиях жесткой конкуренции ужесточает свои требования к поставщикам и крупнейший российский производитель легковых автомобилей – ОАО «АвтоВАЗ».

Сравнение продукции, выпускаемой ОАО «Автонормаль», основного поставщика крепежных изделий для ОАО «АвтоВАЗ», ОАО «КАМАЗ» и большинства метизных заводов России, с аналогичной продукцией ведущих западных фирм-производителей автомобильного крепежа показало, что часть отечественной продукции морально устарела и не отвечает современным требованиям по качественным показателям, не соответствует конструкции новых моделей автомобилей.





Одним из основных способов сохранения имеющихся рынков сбыта крепежных изделий и обеспечения выхода отечественных метизных заводов на автосборочные предприятия зарубежных фирм является освоение производства автомобильного крепежа прогрессивных конструкций высокого качества, имеющего повышенные потребительские свойства и низкую себестоимость. К такому крепежу можно отнести фланцевые болты, болты с пустотелой шестигранной и фасонной головкой типа «TORX», самостопорящийся крепеж и др. В настоящее время Департаментом технического развития ОАО «АвтоВАЗ» совместно с ОАО «Автонормаль» разработана программа освоения крепежных изделий прогрессивных конструкций и их внедрения на автомобилях Волжского автомобильного завода.

Несмотря на злободневность проблемы освоения производства и внедрения высококачественного крепежа, на сегодняшний день вопросы формирования заданного уровня качества и дефектности разработаны недостаточно. Указанное обстоятельство сдерживает производство и применение перспективного крепежа не только на Белебеевском заводе «Автонормаль» и Волжском автомобильном заводе, но и ограничивает поставки отечественных производителей на зарубежные автосборочные предприятия. В связи с вышесказанным, теоретические, технологические и производственные проблемы, связанные с совершенствованием процессов формирования качества автомобильного крепежа, рассматриваемые в представленной работе, являются актуальными и призваны повысить уровень метизного производства России.

Представленная диссертационная работа выполнена в цеховых и исследовательских лабораториях ОАО «Автонормаль» в производственных подразделениях завода и является продолжением и дальнейшим развитием комплекса работ, выполняемых на заводе на протяжении ряда лет.

Цель и задачи исследования.

Целью настоящей работы является развитие теории и методов оценки и управления качеством металлопродукции и совершенствование процессов формирования потребительских свойств автомобильного крепежа с регламентированным уровнем качества.

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

1. Разработка методов оценки и управления качеством автомобильного крепежа и метизных изделий на основе развития теории квалиметрической оценки готовой продукции и способов ее производства.

2. Исследование процессов деформационного воздействия на стальные заготовки при холодной высадке крепежных изделий для более эффективного использования ресурса пластичности исходного металла, обеспечения бездефектной штамповки изделий, снижения энергосиловых параметров процесса и рационального проектирования технологических переходов изготовления отдельных видов крепежа современной конструкции с заданным уровнем качества.

3. Разработка эффективных параметров технологических процессов производства высокопрочных болтов различной конструкции и корпусов шипов противоскольжения для автомобильной промышленности, обеспечивающих формирование регламентированных потребительских свойств.

4. Разработка технических решений по реализации предложенных технологических процессов производства метизной продукции для автомобилестроения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработан методологический подход для изучения эффективности технологического процесса производства крепежа, основанный на представлении технологического процесса как операционной системы.

2. На основе системного подхода предложена схема иерархии свойств процесса изготовления крепежа, как дерева с тремя ветвями: свойства исходной заготовки, свойства технологии и готовой продукции. Разработана методика оценки единичных свойств технологических процессов изготовления крепежа, включающая применение гаммы зависимостей оценки от физических и организационно-экономических показателей. Предложенная гамма зависимостей учитывает различные варианты динамики связей и охватывает все исследуемые показатели.

3. Разработана методика свёртки единичных и групповых показателей эффективности технологии. Методика включает использование известных ранее и разработанных автором формул, отражающих аддитивную связь отдельных показателей. Использование различных формул свёртки позволяет адекватно моделировать связи для обширного класса технологических процессов. Предложенные формулы аддитивной связи оценок эффективности наиболее удобны для определения весомостей при экспертном опросе.

4. Получены новые научные знания о процессах деформационного воздействия на заготовки из стали 20Г2Р и 30Г1Р при холодной высадке болтов различных конструкций, позволяющие на основе учета упрочнения металла рационально использовать ресурс пластичности исходной стальной заготовки, обеспечивать бездефектную штамповку продукции, снизить энергосиловые параметры процесса, рационально проектировать технологические операции изготовления готовых изделий с заданным уровнем качества.

5. Предложены аналитические и графические зависимости, отражающие закономерности влияния состояния нагружения на пластичность и упрочнение стальных заготовок в процессах холодной объемной штамповки (ХОШ) колесных болтов и фланцевых болтов для крепления головки блока цилиндров, позволяющие более достоверно прогнозировать и снижать уровень дефектности готовой продукции и коэффициент использования материала.

Практическая ценность работы:

1. Выявлены закономерности влияния схемы холодной высадки фасонной головки на ресурс пластичности стали 30Г1Р и снижение дефектности готовой продукции. Установлено, что учет эффекта Баушингера при распределении деформаций по переходам ХОШ, позволяет осуществлять бездефектное формование сложных фасонных головок типа «TORX» без промежуточных термических обработок.

2. Выявлены закономерности влияния конструкции и схемы ХОШ колесного болта на ресурс пластичности стали 20Г1Р и снижение потерь металла и дефектности готовой продукции. Предложенные на основе использования выявленных закономерностей переходы ХОШ колесных болтов позволили обеспечить бездефектное формоизменение заготовок из стали 20Г2Р колесных болтов без промежуточных смягчающих отжигов.

3. Для снижения затрат на технологический штамповый инструмент и обеспечения длительного и стабильного формирования геометрических параметров крепежных изделий разработан и внедрен на ОАО «БелЗАН» классификатор дефектов технологического инструмента ХОШ.

4. Для решения технологических задач, связанных с производством болтов крепления головки блока цилиндров, колесных болтов и стальных корпусов для шипов противоскольжения, разработан и внедрен на ОАО «БелЗАН» пакет нормативной и конструкторско-технологической документации. Изготовленные в условиях завода изделия успешно прошли испытания на ОАО «АвтоВАЗ», ОАО «Нижнекамскшина» и ФГУП «НАМИ».

Реализация работы. Все результаты диссертационной работы внедрены на ОАО «БелЗАН». Предложенные в диссертации технические, технологические и организационные решения позволили:

- повысить стабильность производственного процесса изготовления фланцевых болтов с фасонной головкой типа «TORX» и их эксплуатационные показатели. В результате внедрения предложенных мероприятий повысился уровень качества указанных изделий, уменьшился разброс значений критических параметров фланцевых болтов и снизился объем несоответствующей продукции;

- унифицировать производственный процесс изготовления колесных болтов для различных моделей автомобилей, повысить стабильность их изготовления, а также улучшить потребительские свойства этих изделий; в результате использования разработанных мероприятий: повысился уровень качества указанных изделий; уменьшился разброс значений критических параметров колесных болтов; снизился объем несоответствующей продукции; повысилась стойкость холодновысадочного инструмента; увеличились объемы производства указанных болтов; повысился коэффициент использования материала до 96 %. Экономия металла на программу всех моделей колесных болтов составит 290 т. Предполагаемый экономический эффект - 4,35 млн. рублей в год.

- освоить производство в условиях ОАО «БелЗАН» стальных корпусов для шипов противоскольжения, что обеспечило выпуск изделий «Шипы противоскольжения в сборе для легковых автомобилей» в соответствии с требованиями ОСТ 37.001.691-2002 для Нижнекамского шинного завода.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на: Международной конференции «Актуальные проблемы материаловедения в металлургии» (Новокузнецк, 1997); 4-ом, 5-ом, 6-ом, 7-ом международных конгрессах прокатчиков (Магнитогорск, 2001; Череповец, 2003; Липецк, 2005; Москва, 2007); науч.–техн. конф. «Непрерывные процессы обработки давлением» (Москва, 2004); II Междунар. науч.-техн. конф. «Механика пластического формоизменения. Технологии и оборудование обработки металлов давлением» (Тула, 2004); Российской школе «Наука и технологии. Технология и машины обработки давлением» (Москва, 2005); междунар. науч.-техн. конф. «Современные достижения в теории и технологии пластической обработки металлов» (Санкт-Петербург, 2005, 2007); школе-семинаре «Фазовые и структурные превращения в сталях» (п. Кусимово, Башкортостан, 2004, 2006); ХХХVI Уральском семинаре (Екатеринбург, 2006); II Междунар. науч.-техн. конф. «Прогрессивные технологии в современном машиностроении» (Пенза, 2006); ежегодных науч.-техн. конференциях ГОУ ВПО «МГТУ», а также на технических советах ОАО «БелЗАН» с 1997 по 2007 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликована 71 научная работа, в т.ч. 3 монографии.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Текст диссертации изложен на 350 страницах машинописного текста, иллюстрирован 68. рисунками, содержит 65 таблиц, библиографический список включает 170 наименований, в т.ч. 40 патентов и изобретений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой проблемы, изложены цель и задачи исследований, научное и практическое значение работы.

В первой главе – «Перспективы и проблемы производства автомобильного крепежа. Цели и задачи исследования» обобщены материалы, представленные в литературных источниках по современным направлениям повышения качества и технологиям изготовления машиностроительного крепежа; использованию ХОШ в производстве крепежных изделий; основным принципам и математическим методам оценки и управления качества продукции; освещены вопросы возникновения и использования деформационных эффектов в процессах холодной обработки металлов давления. На основе анализа изложенного материала сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

В результате анализа указанных и других материалов установлено следующее:

1. Применение качественного автомобильного крепежа прогрессивной конструкции повышенной прочности позволяет в значительной степени повысить надежность работы агрегатов и механизмов. При этом уменьшается количество устанавливаемых изделий или уменьшается их диаметр, снижается металлоемкость изделия, уменьшаются трудозатраты при сборке и эксплуатации автомобилей. Применение крепежа повышенной прочности связано с ростом усилия и момента затяжки. Для передачи повышенных моментов затяжки и снижения металлоемкости продукции используются различные конструктивные решения: «внутренний» шестигранник, фасонные головки типа «TORX», фланцевый и самостопорящийся крепеж. За рубежом крепежные изделия повышенной прочности (класс прочности 8-8.8 и выше) составляют 90…95 % от общего объема производства, в то время как в России доля крепежа повышенной прочности составляет 10 % от общего выпуска. В связи с изложенным, следует отметить, что расширение производства и применения крепежных изделий повышенной прочности на российских предприятиях является актуальной проблемой отечественной промышленности.

2. В качестве основных направлений повышения качественных показателей крепежных изделий можно назвать следующие: поиск новых эффективных марок стали, которые хорошо штампуются, а изделия после термообработки обладают требуемым уровнем механических свойств; использование термоупрочненного металла при холодной штамповке без последующей термообработки изделий; применение термомеханической обработки заготовки в процессе ее горячей штамповки; использование деформационного упрочнения при холодной штамповке изделий без последующей их термообработки; улучшение условий и качества окончательной термической обработки отштампованных заготовок.

3. За рубежом широкое применение при изготовлении крепежа повышенной прочности находят борсодержащие стали. Микролегирование бором позволяет получать экономно-легированные стали, эксплуатационные характеристики которых во многом не уступают, а даже превосходят уровень свойств сталей, полученных традиционным легированием. Тенденция к расширению применения борсодержащих сталей наметилась и в Российской Федерации. В частности, специалистами завода «Автонормаль» (г. Белебей) и ЦНИИЧермета (г. Москва) разработана и внедряется гамма борсодержащих сталей для изготовления крепежных изделий повышенной прочности.

4. Наиболее эффективным методом изготовления крепежных изделий является ХОШ с использованием пресс-автоматов. Применение ХОШ взамен других методов обеспечивает повышение производительности, экономию металла (коэффициент использования металла при холодной штамповке – 0,95…0,98) и повышение качества готовой продукции. Изделия, полученные методом ХОШ, как правило, обладают повышенной точностью и пониженной шероховатостью поверхности, что исключает применение доводочных операций.

5. При высадке стержневых крепежных изделий с фасонными головками на многопозиционных прессах–автоматах используются многочисленные варианты пластического деформирования, сопровождающиеся изменением механических схем деформаций. Как правило, на механические свойства изделий, полученных таким способом, влияет история нагружения металла. Ни одна из существующих в настоящее время гипотез не даёт четкого механизма прогнозирования физико-механических свойств изделий, полученных с помощью ХОШ. Частным случаем влияния истории нагружения на механические свойства металлов в области деформаций текучести является эффект Баушингера, который может иметь существенное значение при проектировании и реализации схем ХОШ, а также при формировании качества готового крепежа.

6. В настоящее время во всех странах мира проблема повышения качества промышленной продукции приобрела чрезвычайное значение. Качество продукции относится к числу важнейших показателей конкурентоспособности предприятия как на внутреннем, так и на внешнем рынках. Узловой проблемой в создании систем управлении качества продукции является проблема количественной оценки и управления качеством готовых изделий. Важное значение в решении указанных проблем имеют методы квалиметрии и статистические методы оптимизации производственных процессов. Указанные способы оценки и управления качеством готовой продукции способны сыграть ключевую роль в производстве качественного автомобильного крепежа на отечественных предприятиях.

Во второй главе – «Развитие теории и методов оценки и управления качеством автомобильного крепежа» разработан методологический подход для изучения эффективности и выбора наилучшей технологии производства крепежа, основанный на представлении технологического процесса как операционной системы.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 



Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.