Формализация при подготовке и проведении метрологической и стандартизационной экспертизы
Успешность экспертизы в значительной мере зависит от уровня ее формализации, причем существенную помощь эксперту могут оказать методики экспертизы и формы отчетов. Для фиксации результатов нормоконтроля, например, разработаны формы списков замечаний и предложений нормоконтролера. На многих предприятиях для нормоконтролеров специально разрабатываются таблицы типовых замечаний. Обычно их кодируют номерами, что не только дисциплинирует эксперта, но и сокращает объем механической работы.
В области метрологической экспертизы также предлагаются формы списков замечаний и предложений эксперта и формы экспертного заключения, включающего кроме реквизитов объекта экспертизы констатирующую часть и предложения по дополнению и изменению документации. Анализ показывает, что уровень формализации метрологической экспертизы пока очень невысок, и необходимо разрабатывать новые формы документов в помощь экспертам.
В частности, полезным может быть методический материал, который устанавливает "порядок обхода" экспертируемых параметров. Можно предложить следующие варианты выбора параметров, применимые в ходе метрологической и стандартизационной экспертизы:
- Обход в логической последовательности (по виду параметров, уровню точности и виду допусков, диапазонам номинальных значений и т.д.).
- "Построчное сканирование" сверху вниз или слева направо.
- "Кольцевое сканирование".
- "Автономное сканирование" по проекциям, видам, разрезам.
- "Комбинированный" обход параметров.
Первая и четвертая методики применимы для сложных и объемных чертежей с множеством проекций и многими десятками (и даже сотнями) точностных требований. Вторая методика применяется для чертежей несложных деталей (валы, втулки, простые кронштейны и пр.). Третья методика наиболее удобна для круглых корпусных деталей, подшипниковых крышек и т.п. Обход в логической последовательности по виду параметров и т.д. вынужденно применяется при раздельном нормоконтроле специализированными нормоконтролерами.
При стандартизационной экспертизе можно рекомендовать некоторый "базовый набор действий", включающий:
- контроль правильности применения стандартных обозначений (например, линии, условные знаки допусков формы, расположения, шероховатости поверхностей, условные обозначения разрезов, сечений, размеров, полей допусков и предельных отклонений параметров, единиц физических величин и др.);
- контроль правильности применения стандартных решений (в частности при выборе номинальных значений линейных и угловых размеров, при использовании резьбовых посадок с натягом и переходных, при назначении норм точности на поверхности деталей, сопрягаемых с подшипниками качения и т.д.);
- анализ возможности замены оригинального решения стандартным (от использования стандартных элементов деталей типа фасок, канавок, шагов резьбы, модулей зубчатых венцов и до применения стандартных сборочных единиц и готовых изделий типа редукторов, измерительных приборов и др.).
Действие, представленное последним пунктом, осуществляется только при функциональной стандартизационной экспертизе и требует от эксперта высокой квалификации в области проектирования объектов экспертизы или привлечения разработчика для того, чтобы компенсировать нехватку такой квалификации.
Разнообразие экспертируемых объектов и целей экспертизы ставит сложную задачу перед разработчиками новых форм документов, определяющих порядок проведения и отражающих результаты метрологической экспертизы. Выходом из создавшейся ситуации может быть расстановка приоритетов, которые со всей очевидностью показывают необходимость первоочередной разработки форм для экспертизы чертежей деталей и контрольных операций технологических процессов.
Формальным элементом является и нормирование экспертных работ. Сложность оценивания работы по экспертизе слишком велика для того, чтобы получить механизм их нормирования, однако некоторые ориентировочные нормы все-таки разработаны.
Например, приведенными в литературе типовыми нормами на нормоконтроль текстового документа предусмотрено
– лист формата 11 (А4) 0.2 часа
– чертеж формата 11 0.15 часа
За 8 часов работы нормоконтролер должен проверить 40 стр. текстовых документов или листов чертежей, соответствующих по объему 48 форматам 11.
Типовые нормы на нормоконтроль предусматривают подготовительно-заключительное время, время обслуживания рабочего места, время на отдых, личные надобности и физкультурные паузы в размерах 10 % от оперативного времени.
Рекомендуются следующие нормы в зависимости от специализации нормоконтролеров (в листах чертежей формата 11) при проверке оригиналов
общий унификационный контроль от 40 до 45
контроль чертежей, спецификаций, ведомостей от 45 до 50
контроль схем, перечней элементов и т.п. от 45 до 50
контроль текстовых документов от 40 до 45
контроль технологических документов от 40 до 45
контроль проектно-строительных документов от 40 до 50
При нормоконтроле подлинников после проверки оригиналов нормы увеличиваются в 2 раза, если разрыв во времени не превышает трех месяцев.
Метрологическая экспертиза чертежей деталей
Чертежи деталей представляют собой самый массовый вид конструкторской документации. Привлечение метрологов к их экспертизе в большинстве случаев нецелесообразно. Основной объем метрологической экспертизы чертежей деталей должен выполняться самими разработчиками.
Если метрологическая экспертиза на предшествующих этапах проектирования (в частности, на стадии разработки чертежей общего вида) была выполнена квалифицированно и в полном объеме, то метрологическую экспертизу чертежей деталей можно ограничить проверкой контролепригодности установленных норм точности.
Специфика МЭ чертежей деталей заключается в том, что для определения контролепригодности экспертируемых параметров необходимо сначалапредложить методику выполнения измерений для контроля каждого из исследуемых на контролепригодность параметров, а затем проверить возможность обеспечения контроля с помощью предложенной самим экспертом МВИ . Поэтому при метрологической экспертизе чертежей деталей принципиально невозможно решить все задачи, поставленные МИ 1325-86. Например, не могут быть решены такие задачи, как установление соответствия показателей точности измерения требованиям эффективности и достоверности контроля и взаимозаменяемости, установление полноты и правильности требований к средствам измерений (в том числе нестандартизованным) и методиками выполнения измерений, а также оценка правильности выбора средств измерения (в том числе нестандартизованных) и методик выполнения измерений, поскольку в обязанности конструктора не входит выбор средств измерений и методик выполнения измерений.
Нормативные документы на чертежи деталей не предусматривают возможности включения в них описаний МВИ. Однако без выяснения контролепригодности параметров экспертизу нельзя считать законченной, а это в свою очередь требует разработки МВИ. Следовательно, методические указания на проведение метрологической экспертизы должны включать рекомендации по выбору и описанию МВИ.
Если в описаниях МВИ ориентироваться на ГОСТ 8.010 – 90, то они должны включать:
- назначение МВИ;
- нормы погрешностей измерений или значения характеристик погрешностей;
- требования к средствам измерений и вспомогательным устройствам или тип средства измерений и обозначения НД, где эти требования изложены;
- метод измерений;
- требования безопасности;
- требования к квалификации операторов;
- условия измерений;
- подготовку к выполнению измерений;
- порядок выполнения измерений;
- обработку (вычисление) результатов измерений;
- оформление результатов измерений;
- контроль погрешности МВИ с указанием метода и периодичности (при необходимости).
Из описания МВИ можно сделать вывод о контролепригодности параметров детали по нормам точности.
Нормы точности неконтролепригодных параметров могут быть поставлены под сомнение в случае, если излишне большие погрешности измерений обусловлены неудачным выбором измерительных баз. Конструкторы часто назначают высокие требования к точности параметров расположения относительно грубых баз, что приводит к неопределенности результатов измерений, которая может превосходить значения допустимых погрешностей измерений. Поэтому проверка контролепригодности геометрических параметров включает в себяконтроль правильности соотношений между допусками размера, формы, расположения и высотными параметрами шероховатости поверхностей.
Для контроля правильности соотношений между допусками размеров, формы и расположения, а также между лимитирующими параметрами макрогеометрии поверхностей и высотными параметрами их шероховатости (параметрами микрогеометрии) можно использовать материалы соответствующего модуля.
Проверку возможности доступа чувствительных элементов средств измерений к контролируемым поверхностям и манипулирования первичными преобразователями в ограниченном пространстве проводят на основании информации о конструктивных особенностях средств измерения, в том числе нестандартизованных.
Формальный подход к экспертизе чертежей деталей подразумевает контроль всех без исключения точностных требований, что требует переработки огромного объема информации. Рациональное уменьшение объема работ вполне осуществимо при выполнении метрологической экспертизытолько основных функционально важных параметров изделия и тех параметров, контролепригодность которых вызывает сомнения . Выделение основных параметров серийно выпускаемых изделий должно осуществляться на основе требований к их функциональной взаимозаменяемости. Метрологическая экспертиза, основанная на принципах функциональной взаимозаменяемости, предусматривает назначение на каждый функционально важный параметр экономически оптимального допуска, обеспечивающего качественную работу всего изделия в целом при приемлемых затратах на обработку детали. Необходимость оптимизации норм точности может возникнуть, если при метрологической экспертизе чертежей деталей будут обнаружены:
- назначенные конструктором избыточно жесткие допуски (высокие требования к точности, не имеющие достаточных обоснований);
- не увязанные между собой допуски, входящие в конструкторские, технологические и/или измерительные размерные цепи;
- размеры и допуски, назначенные конструктором без учета возможностей современных средств измерения.
Такая ситуация может возникнуть в результате ошибок, допущенных при метрологической экспертизе на предшествующих этапах проектирования, или если экспертиза на этих этапах не проводилась.
Выделение параметров, контролепригодность которых является сомнительной, требует от эксперта определенного опыта работы с универсальными и нестандартизованными средствами измерений. Анализу подлежит возможность применения реально существующих нестандартизованных средств измерений, а также и "схемные решения" вновь предлагаемых средств измерений, которые необходимо разработать специально для решения данной конкретной измерительной задачи.
Важнейшим промежуточным результатом метрологической экспертизы чертежа детали является выбор методик выполнения измерений геометрических параметров. Можно предложить такую последовательность при назначении методики выполнения измерений:
- Выбор вида средства измерения (накладной или станковый прибор с "двухточечной" или "трехточечной" схемой и т.д.), устройств базирования и вспомогательных устройств.
- Выбор схем измерения и контроля (определяют число контрольных точек или контрольных сечений, их расположение на измеряемой детали, вспомогательные манипуляции, например такие, как поиск "точки возврата" при выходе на экстремальный размер и т.д.).
- Определение числа повторных наблюдений при измерении одной и той же величины, выбор методов математической обработки и форм представления результатов измерений.
- Установление соответствия погрешности измерения требованиям достоверности и эффективности контроля (необходимо убедиться в том, что погрешность измерения не превышает допустимой, а также в том, что выбранная методика измерения может быть обеспечена наиболее простыми, удобными и надежными средствами измерений).
- Внесение корректив в методику измерения и контроля (если это необходимо).
- Фиксация методики измерения с учетом схемы измерений и средств измерений.
Последнее действие не является обязательным, если ориентироваться на нормативные требования к конструкторским документам. Однако поскольку положительным итогом метрологической экспертизы является подтверждение контролепригодности параметров, все описанные действия фактически приходится проводить.
Если метрологическую экспертизу чертежей деталей осуществляют с привлечением конструктора-разработчика, то с ним согласуют номенклатуру геометрических параметров, подлежащих измерению, и при необходимости уточняют требования к точности параметров. Если конструкция изделия не позволяет обеспечить эффективный и достоверный контроль заданных параметров, следует проанализировать возможности коррекции баз, расширения допусков, изменения отдельных размеров, требований к форме и расположения поверхностей, шероховатости и т.д.
МИ 1325-86 предусматривает возможность проведения метрологического контроля вместо метрологической экспертизы при наличии необходимой нормативной документации, устанавливающей метрологические правила, положения и нормы. Метрологический контроль не требует оформления дополнительных документов и сокращает сроки подготовки производства.
Для обеспечения квалифицированного метрологического контроля чертежей деталей необходимо в специально разработанном документе (например, стандарте предприятия) регламентировать конкретные требования к проведению метрологической экспертизы (метрологического контроля). Эксперта надо снабдить методическими материалами, содержащими описание аттестованных методик выполнения измерений с указанием погрешностей измерения при использовании различных вариантов методик (по типу РД 50-98-86 "Методические указания. Выбор универсальных средств измерений линейных размеров до 500 мм (по применению ГОСТ 8.051-81). Полезным был бы также альбом применяемых на предприятии средств измерений с указанием их метрологических характеристик и конструктивных особенностей. Такой комплект документов является достаточным для проверки контролепригодности большинства норм точности, устанавливаемых в чертежах деталей.
Результаты метрологической экспертизы должны включать информацию по каждому из рассмотренных параметров и заканчиваться заключением о его контролепригодности. Они могут быть оформлены в виде карточек экспертизы (по одной на каждый параметр), отдельных разделов экспертного заключения, либо строк специально подготовленной таблицы. Состав информации по каждому параметру должен быть практически одинаков. Можно предложить форму сводной таблицы (табл. 7.1), которая отражает наш опыт проведения метрологической экспертизы.