淺談氣缸蓋生產(chǎn)工藝的PDCA循環(huán)

劉治忠

（柳州五菱柳機動力有限公司，廣西 柳州545005）

PDCA循環(huán)，也叫戴明循環(huán)，是由美國質(zhì)量管理專家戴明首先提出來的。在PDCA循環(huán)中，P指計劃（Plan），確定活動計劃目標；D指執(zhí)行（Do），實地去實施計劃中的內(nèi)容；C指檢查（Check），總結(jié)執(zhí)行計劃中的結(jié)果，根據(jù)效果，找出問題；A指行動（Action），即對總結(jié)檢查的結(jié)果進行處理，把成功的經(jīng)驗加以肯定并適當推廣，使之標準化；失敗的教訓加以總結(jié)，避免再次發(fā)生。未解決的問題，放到下一個PDCA循環(huán)當中。PDCA循環(huán)作為全面質(zhì)量管理體系運轉(zhuǎn)的基本方法，其實施需要搜集大量的數(shù)據(jù)資料，并綜合運用各種管理技術和方法。一個PDCA循環(huán)一般都要經(jīng)歷以下步驟：

（1）分析現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)問題；

（2）分析問題中各種影響因素；

（3）分析影響問題的主要原因；

（4）針對主要原因，采取解決的措施（例如為什么要制定這個措施，達到什么目標，在何處執(zhí)行，由誰負責完成，什么時間完成，怎樣執(zhí)行等等）；

（5）執(zhí)行，按照措施計劃的要求去做；

（6）檢查，把執(zhí)行結(jié)果與要求達到的目標進行對比；

（7）標準化，把成功的經(jīng)驗總結(jié)出來，制定相應的標準；

（8）把沒有解決或新出現(xiàn)的問題，轉(zhuǎn)入下一個PDCA循環(huán)中去解決。

如果把整個項目的工作做為一個大的PDCA循環(huán)，那么各個問題的解決就是小的PDCA循環(huán)，每循環(huán)一次，解決一部分問題，大環(huán)帶動小環(huán)，有機地構(gòu)成一個運轉(zhuǎn)體系。PDCA循環(huán)應用以QC七種工具為主的統(tǒng)計處理方法，以及工業(yè)工程（IE）中的工作研究方法，作為進行工作和發(fā)現(xiàn)并解決問題的工具，這些工具適用于解決生產(chǎn)實踐中的問題。

在五菱柳機動力公司的某項目中，我們運用PDCA循環(huán)，通過對氣缸蓋生產(chǎn)線的現(xiàn)場觀察、數(shù)據(jù)采集、分析研究和對策實施等步驟，并結(jié)合國外先進技術，通過增加少量設備和刀具并對生產(chǎn)線進行局部調(diào)整，特別是重要工序的改進，如氣門座錐面和導管孔的精加工工藝的改進，改進后加工的次數(shù)減少，縮短了加工的節(jié)拍，提高了生產(chǎn)運轉(zhuǎn)率。

1 氣缸蓋精加工的核心工序

氣缸蓋是構(gòu)成發(fā)動機的骨架之一，是發(fā)動機配氣機構(gòu)和冷卻系統(tǒng)的安裝基礎，其內(nèi)、外安裝著發(fā)動機的一些主要零件和附件，承受各種載荷。因此，氣缸蓋必須要有足夠的強度和剛度。另外，氣缸蓋在缸體上部密封燃燒室，并與活塞頂部一起形成燃燒室，經(jīng)常與高溫高壓燃氣相接觸，因此承受很大的熱負荷和機械負荷。氣缸蓋上還裝有進、排氣門座和氣門導管，用于安裝進、排氣門。

氣缸蓋中的氣門導管，是發(fā)動機配氣機構(gòu)的主要零件之一，起導向作用，保證氣門作直線往復運動。為了保證導向，導管應有一定的長度，氣門導管的工作溫度也較高。氣門導管和氣門的潤滑是靠配氣機構(gòu)飛濺出來的機油進行的，因此易磨損。為了改善潤滑性能，氣門導管、氣門座常用鐵基粉未治金制造。氣門座、導管內(nèi)、外圓面加工后壓入氣缸蓋，然后再精加工氣門座工作錐面、導管內(nèi)孔。氣缸蓋中的氣門座與氣門頭部密封錐面配合密封氣缸，為確保發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，要求氣門座與氣門具有很好的密封性。因此，在氣缸蓋生產(chǎn)中，氣門座錐面和導管孔的精加工工序是氣缸蓋加工中的核心工序。尺寸精度和位置精度要求很嚴格，氣門座45°錐面對導管孔的跳動允差只有0.04 mm。

1.1 生產(chǎn)瓶頸的出現(xiàn)

隨著公司465型汽油機氣缸蓋的正式投產(chǎn)，生產(chǎn)量每月都有大幅度增長，如何通過縮短各工序的生產(chǎn)節(jié)拍來提高生產(chǎn)運轉(zhuǎn)率，便成為了一個應重點考慮和解決的問題。縱觀整條氣缸蓋生產(chǎn)線，當時設計生產(chǎn)節(jié)拍要求為3.5 min／件，而加工中心各工序平均約10 min／件，大大超過了設計節(jié)拍，嚴重影響了氣缸蓋生產(chǎn)線的生產(chǎn)率。

經(jīng)過對現(xiàn)場的觀察分析，有9道工序超過了設計節(jié)拍，只能通過增加設備、刀具，改進或增加夾具來均衡工序節(jié)拍；另一途徑則是通過改進加工工藝，來減少工步，縮短節(jié)拍。

1.2 問題的解決

本次生產(chǎn)線的調(diào)整，主要是在原有的氣缸蓋生產(chǎn)線基礎上進行，增加3臺立式加工中心、6臺SZ12臺鉆、1臺搖臂鉆床，改造搖臂軸孔加工機床3臺。其中3臺立式加工中心，主要用于原加工中心工序降低節(jié)拍。5臺臺鉆與原有的3臺臺鉆（不要底座）布置于2個2 m長的鑄鐵工作臺上，構(gòu)成一個臺鉆機群，形成一條鉆小孔、倒角、攻螺紋的流水作業(yè)線，以減少更換刀具及工件輸送的耗時。改造3臺搖臂軸孔加工機床，主要是由原來的單軸改為雙軸，以減少機動時間一半。3臺立式加工中心，因為被水泡浸過和其他的一些原因，不能正常運轉(zhuǎn)，需一定的資金進行維修。

如果把解決氣缸蓋生產(chǎn)瓶頸問題，做為一個大的PDCA循環(huán)，那么以上各個問題的解決，就是小的PDCA循環(huán)，每循環(huán)一次，解決一部分問題，使氣缸蓋生產(chǎn)運轉(zhuǎn)率不斷提高。

下面著重介紹“氣門座錐面和導管孔的精加工工藝”的改進，根據(jù)PDCA循環(huán)的方法，將其工作思路和工作流程闡述如下。

2 工作思路和流程

2.1 分析現(xiàn)狀找出原因

現(xiàn)狀是該工藝在臥式加工中心，以缸蓋罩結(jié)合面和兩個定位銷孔定位；加工工步為：先半精加工導管孔至Φ 6.8 mm，再精加工合Φ7H7和氣門座45°錐面，生產(chǎn)節(jié)拍為10 min／件，而目前生產(chǎn)節(jié)拍要求為3.5 min／件。為了保證整條生產(chǎn)線的節(jié)拍，該工序不得“三班倒”。

2.2 分析影響因素或原因

從“人、機、料、法、環(huán)”幾因素分析得知，由于導管內(nèi)孔尺寸精度要求高，受設備設計能力和切削角度、深度、加工參數(shù)以及刀具性能的限制，精加工導管孔之所以要半精、精加工，是因為以缸蓋罩結(jié)合面和兩個定位銷孔定位，由于氣門座孔和導管孔相對定位基準存在位置誤差，而鉸刀比其他的刀具對不均勻的加工余量更敏感（因為它比鏜刀刀桿的剛性小得多），如果一次性加工，由于加工余量不均勻，很難達到規(guī)定的精度。所以說，工件定位方法對其加工精度影響很大。實踐證明，以這種方法定位，需分兩次加工氣門導管孔。為了降低生產(chǎn)時間，提出了減少一個工步的想法。因此，通過減少導管孔的加工余量，來減少加工工步，成為解決問題的有效途徑。

2.3 找出主要影響因素

主要影響因素有兩方面：

（1）臥式加工中心不適合加工導管孔；

（2）工件定位方法對其加工精度影響影響很大。

2.4 針對主要原因，制定措施計劃

根據(jù)造成生產(chǎn)節(jié)拍長的主要原因，參照國內(nèi)外先進技術，制訂相應的措施和計劃：

（1）在設備方面，改用立式加工中心。計劃是修復現(xiàn)有的、被水浸泡過的3臺立式加中心。

（2）用修復好的立式加中心加工，可以改變工件定位方法，主要工作就是夾具的設計和制造。

改變工件定位方法后，能否減少一個工步——這是這次改進的預計效果。

由此可見，每個措施和計劃，都是一個PDCA循環(huán)，這樣一層一層地解決問題，一環(huán)扣一環(huán)，小環(huán)保大環(huán)，推動大循環(huán)。這里，大環(huán)與小環(huán)的關系，主要是通過計劃指標連接起來，上一級的循環(huán)，是下一級循環(huán)的依據(jù)，下一級的循環(huán)，是上一級循環(huán)的落實和具體化。各個小循環(huán)不斷推動上一級循環(huán)，使各項工作有機地組織起來，實現(xiàn)總的預定目標。

2.5 執(zhí)行和實施計劃

（1）修復3臺水泡浸過的立式加工中心。為了充分利用加工中心資源，均衡工序節(jié)拍，還需配用3臺數(shù)控轉(zhuǎn)臺。

（2）參照日本先進加工工藝，需要設計和制造一套以缸蓋罩結(jié)合面和導管外圓定位的夾具，通過夾具的專用定心套筒，以及通過控制機床工作臺的行程，使導管和相應氣門座縱向軸線與機床主軸線嚴格重合，從而使這道工序加工余量的不均勻性減少，導管內(nèi)孔的加工余量也可以減少了。經(jīng)過多次試加工和檢測，加工前的氣門導管內(nèi)孔由Φ（6.5）mm改為Φ（6.7）mm。

這一步要做好計劃的交底和落實。落實包括組織落實、技術落實和物資材料落實等。

2.6 檢查計劃執(zhí)行結(jié)果

氣門座錐面和導管孔的精加工工藝，改進的預計效果是減少一個工步。改進后的工藝與舊工藝的區(qū)別，主要是工件定位方法的不同，由于加工余量減少，從原來的0.5 mm減到了0.3 mm。所以改進后的工藝以缸蓋罩結(jié)合面和導管外圓定位，一次性鉸氣門導管孔Φ7H7和鏜氣門座錐面，是可行的；比原工藝減少一個工步，縮短了此工序的生產(chǎn)節(jié)拍。

經(jīng)工藝驗證，用這種定位方法一次性加工，能達到原工藝兩次加工的相同精度，質(zhì)量比以前穩(wěn)定，返修率下降了5%。

2.7 總結(jié)成功經(jīng)驗，制定相應標準

氣門座錐面和導管孔的精加工工藝，改進成功的經(jīng)驗是顯而易見的。在工藝未改進前，該工序（鉸氣門導管孔和鏜氣門座錐面），工序生產(chǎn)節(jié)拍十多分鐘。經(jīng)過改進，每件465氣缸蓋8個氣門導管，加工每個氣門導管減少一工步，每加工一件氣缸蓋可減少工時約4 min，同時減少一把刀具。這次改進，對解決工序瓶頸問題、減少刀具費用和提高產(chǎn)量，具有十分重要的意義。

2.8 把未解決或新出現(xiàn)的問題轉(zhuǎn)入下一個PDCA循環(huán)

隨著市場的需求，公司的產(chǎn)量也在不斷增加，也許今后還可能著手生產(chǎn)不同機型的氣缸蓋，現(xiàn)有生產(chǎn)線柔性尚較差。總之，問題會層出不窮，PDCA循環(huán)也會滾動不息，企業(yè)的質(zhì)量正是在這一次次的循環(huán)中，不斷進步，逐漸提升。

3 結(jié)束語

在質(zhì)量管理中，PDCA循環(huán)得到了廣泛的應用，并取得了良好的效果，然而，PDCA循環(huán)理論卻不僅限于單純的質(zhì)量改進工作，這種循環(huán)提升的思路也是企業(yè)進行各方面工作改進的有效工具，同樣適用于解決生產(chǎn)實踐中的各種問題。

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[1]朱廷福，張會文.發(fā)動機主要零件的加工工藝和設備（三）[J].組合機床與自動化加工技術，1997，(4)：8-18.