Обеспечение высокого качества автомобилей при их производстве

Проблема обеспечения высокого уровня потребительских свойств автомобильной техники, в том числе ее прочностных свойств и долговечности, непрерывно обостряется, и именно они всё в большей степени будут определять судьбу отечественных автомобилей в условиях конкуренции как внутри страны, так и со стороны зарубежных производителей.

Для создания высоконадежных автомобилей необходимо выполнить два условия:

1. создать оптимальную конструкцию автомобиля
2. обеспечить высокое качество его изготовления

Между тем решение второй проблемы зависит от большого числа факторов, в том числе и от результатов деятельности многих специалистов, и прежде всего конструкторов. Именно они в первую очередь отвечают за малый ресурс, поломки и другие дефекты автомобильной техники. В то же время хорошая работа конструкторов на стадии проектирования не обеспечивает автоматически такие же успехи при эксплуатации изделий. Об этом свидетельствует, в частности, большой разброс долговечности деталей одного и того же наименования. Например, ресурс зубчатых колес автомобилей различается в 8—10 раз, предел прочности цементованных сталей при статическом изгибе изменяется от 1500 до 2400 МПа, износостойкость и контактная выносливость таких сталей тоже изменяются в несколько раз. Можно утверждать, что на стадии изготовления замыслы конструкторов реализуются не в полной мере. Другими словами, в создании автомобильной техники, обеспечении ее высоких эксплуатационных свойств, прежде всего прочности и долговечности, значительная роль принадлежит технологии. При создании новых изделий должны быть тщательно разработаны отдельные технологические стадии изготовления автомобиля.

Основными направлениями развития технологии изготовления деталей являются:

• получение наиболее точных заготовок с приближением их по форме и размерам к готовым деталям, что целесообразно не только с точки зрения экономии металла, но и значительного уменьшения трудоемкости обработки и сокращения расходов на производство готовой продукции
• применение автоматизированных станков и многолезвийных инструментов, обеспечивающих внедрение наиболее производительных методов обработки
• внедрение современных механических и термохимических методов упрочнения, что способствует повышению эксплуатационных свойств деталей автомобилей и их надежности
• разработка оптимальных технологических процессов и широкое применение новых материалов
• внедрение информационных технологий, резко сокращающих сроки и повышающих качество проектирования технологических процессов

Большое влияние на процессы формирования свойств поверхности и точность деталей оказывает их конструктивная форма. Поэтому при проектировании новых деталей надо стремиться к тому, чтобы они были технологичны: не имели резких переходов, не обладали значительной разностью толщины, имели максимальную жесткость и т. д., что будет способствовать стабильному получению высокого качества при производстве заготовок, при их механической обработке, при упрочнении деталей термической обработкой, при сборке.

При изготовлении и упрочнении деталей действует принцип технологической наследственности, который гласит, что окончательные свойства деталей и изделий в целом формируются на протяжении всего производственного процесса, начиная от выбора материала, заготовки и заканчивая сборкой. Каждая технологическая операция и каждый технологический процесс влияют на структуру и свойства материала, из которого изготавливается деталь. И, как правило, эти воздействия проявляются на последующих операциях. Например, если зубчатое колесо штамповать из неточной мерной заготовки, то это отразится на ее плотности и точности. При механической обработке неточных штампованных заготовок из-за неравномерного снятия стружки происходит неравномерный наклеп их поверхностных слоев, что при последующей термической обработке может привести к деформации готовой детали. Если микроструктура заготовки после термической обработки отличается грубым строением и неравномерным распределением структурных составляющих, то это, как правило, ведет к разбросу окончательных свойств (твердости, толщины упрочненного слоя) и влияет на стабильность геометрической точности готовых деталей.

Учитывая, что получение требуемых свойств деталей зависит от технологической наследственности используемых материалов, практически важно сохранять и усиливать положительные признаки этой наследственности и, естественно, предотвращать или уменьшать ее отрицательные последствия.

Для современного автомобилестроения характерна широкая номенклатура изделий, отличающихся функциональными свойствами, техническими и экономическими параметрами. При этом явно просматриваются две тенденции развития производства:

1. увеличение номенклатуры выпускаемых изделий для обеспечения всех требований потребителя
2. сокращение сроков их обновления

В первом случае поставленные задачи решаются созданием конструкций изделий по блочно-модульному принципу, позволяющему из набора типовых узлов компоновать машины с различными потребительскими свойствами. Для решения задач второго направления создаются технологии, обеспечивающие выпуск различных изделий с минимальными затратами ресурсов и времени на переход от одной модели к другой (сложность изделий машиностроения возрастает примерно вдвое каждые 15—20 лет). Учитывая быстроменяющиеся требования рынка, необходимо обеспечить не только высокую производительность технологического оборудования, но и возможность его переналадки под следующее поколение разрабатываемых автомобилей. В связи с этим большое внимание необходимо уделять созданию переналаживаемых производственных систем. До появления гибких систем автоматизация производственных процессов ограничивалась, в основном, массовым производством. Однако с уменьшением жизненного цикла изделий в результате научно-технического прогресса и с увеличением номенклатуры изготовляемой продукции возникла необходимость в создании таких производств, которые обеспечивали бы изготовление деталей небольшими партиями при сохранении производительности, качества и себестоимости, присущих крупносерийному производству. Такие автоматизированные системы проектирования и изготовления изделий особенно эффективны в условиях динамичного производства, сопряженного с многократными переналадками технологического оборудования.