應用QC方法提高電纜整流罩的一次交檢合格率

王 爽 辛 紅 王 琦 胡傳威

（航天材料及工藝研究所，北京 100076）

電纜整流罩簡稱電纜罩，覆蓋在發動機電纜外側，對發動機起到熱防護作用，對整個發動機的性能和使用壽命起到十分重要的保障作用。

經統計，某型號電纜罩近半年連續4個批次的一次交檢合格率僅有40.83%，嚴重影響了產品的交付進度。為此，航天材料及工藝研究所成立QC小組，以“提高電纜罩一次交檢合格率”為課題進行現場攻關。

1 現狀調查和分析

為了找出電纜罩一次交檢合格率低的癥結所在，QC小組采用分層法，按產品批次、缺陷內容和缺陷部位等3個層次，分別進行了認真細致的調查分析。

（1）步驟1。QC小組采取系統抽樣法，對某型號4個不同批次（共計289件）電纜罩產品的一次交檢合格率進行了統計分析，發現一次交檢合格率的平均值僅為40.83%，反映出不同批次電纜罩的一次交檢合格率均比較低。

（2）步驟2。為了調查電纜罩一次交檢合格率低的原因，QC小組按照尺寸、力學性能、屏蔽性能等缺陷內容進行分類，對其中的171件一次交檢不合格產品進行調查，運用排列圖，發現82.46%的一次交檢不合格產品問題均表現在尺寸缺陷。

（3）步驟3。為了更準確地找到癥結所在，QC小組按尺寸缺陷部位，對其中的141件尺寸缺陷產品進行深入分析，并繪制統計表和折線圖。通過對圖表進行分析發現，電纜罩搭接面銑削及矩形孔銑削尺寸不合格率累積百分比達到85.82%，這也是造成電纜罩一次交檢合格率低的主要癥結所在，見圖1。

圖1 電纜罩一次交檢合格率低的因素圖

通過對調查數據進行分析計算，QC小組將活動目標設定為：將電纜罩一次交檢合格率從40.83%提高到70%以上。目標設定的依據如下：銑搭接面不合格、銑矩形連接孔不合格是導致本次問題的主要原因，根據以往的機械加工經驗，如果解決了該問題的80%，則產品合格率可提高到：40.83%+(1-40.83%)×82.46%×85.82%×80%=74.33%，而QC小組活動制定的目標值為70%，從理論上可實現。

2 問題原因分析與要因確認

2.1 原因分析

QC小組針對問題癥結，運用頭腦風暴法，按“5M1E”畫出因果圖，經過分析后找出9條末端因素，見圖2。

圖2 銑搭接面和銑矩形連接孔不合格原因分析因果圖

2.2 要因確認

QC小組針對圖2中列出的造成電纜罩銑搭接面不合格和銑矩形連接孔不合格的9條末端原因，按照要因確認的方法及標準，制定要因確認計劃表（表1），逐項進行驗證確認，并對確認結果與癥結進行影響程度分析，最終定位了導致電纜罩銑搭接面不合格和銑矩形連接孔不合格的2條主要原因。

2.2.1 產品臺階根部未進行清根

小組成員在現場調查時發現，由于加工所用砂輪棒有圓角，臺階根部大多有圓角，致使測量尺寸時無法測到根部，癥結尺寸數據與合格尺寸相比普遍偏小，需要返修，導致一次交檢合格率低。為此，小組成員開展試驗來驗證清根對加工精度的影響，在不改變原來生產條件的情況下，取10塊試片作為試驗件進行搭接面銑削工序，要求搭接面厚度為（2±0.2）mm，長度為（13±0.3）mm。對比記錄每塊試片清根與不清根時的搭接面厚度和長度尺寸，并繪制成散點圖，見圖3，計算得出兩者存在強正相關關系，可見產品臺階根部未進行清根是導致電纜罩銑搭接面不合格和銑矩形連接孔不合格的主要原因。

表1 要因確認計劃表

圖3 清根和合格率的關系圖

2.2.2 銑削進給量參數過大

銑削時，進給量參數過大可能造成毛坯織物崩邊、加工應力集中，影響加工精度。為了驗證這種想法，QC小組對生產的289件產品的進給量參數數據進行跟蹤，顯示有89%的癥結尺寸超差產品存在進給量過大情況，可見銑削進給量參數過大是導致電纜罩銑搭接面不合格和銑矩形連接孔不合格的主要原因。

3 制定對策

3.1 對產品臺階根部進行清根處理

（1）對策方案。電纜罩產品原有工藝流程并未進行清根處理，由于加工所用砂輪棒有圓角，產品搭接面位置大部分存在圓角，QC小組擬在原磨銑工序后，增加端銑刀清根工序，對臺階位置進行清根處理。

（2）對策目標。清根處理后，產品臺階位置無圓角，癥結尺寸合格率不小于80%。

（3）對策評價。為了更好地對提出的對策方案進行評價，小組成員根據產品特征尺寸設計了立銑刀，對產品拐角處進行清根處理試驗，以驗證清根流程優化對產品尺寸的影響。由表2可以看出，優化流程后，產品臺階位置均無圓角，搭接面厚度全部合格，寬度相差值由0.11mm減小為0.04mm。試驗結果表明對策可行。

3.2 優化銑削進給量參數

（1）對策方案。原有加工過程中，銑削參數一般由加工人員根據經驗進行調整，有很大的隨意性和盲目性，經小組成員討論后決定對銑削進給參數進行優化，以提高銑削精度。

（2）對策目標。開展工藝優化實驗，確定產品的最優進給量參數，選用最優參數進行加工后，癥結尺寸合格率不小于80%。

（3）對策方案設計及實施。小組成員通過開展參數因子試驗，摸索電纜罩的最佳銑削試驗參數，電纜罩銑削參數包括主軸轉速（S）、每齒進給量（f）、軸向切削深度（ap）和徑向切削寬度（ae），按照表3的試驗參數水平，共設計了9組試驗，試驗結果見表4，表中T為電纜罩銑矩形孔一次交檢合格率上升值，從表4可直接看出，第5號試驗結果最好，若分別用A、B、C、D代表S、f、ap、ae，其運行參數可用A2B3C1D2表示。

表2 清根前后的加工變形試驗結果

表3 銑削試驗參數水平

表4 參數因子試驗參數及結果

（4）結果分析。由于參數因子試驗不是采用所有因素及水平位級的全面組合，其正交表中所列組合并不一定包含最優組合，因此需要進一步對試驗結果進行分析。小組分別計算各因素水平結果之和、極差，從表5中極差R值可以看出，各因素對結果影響的重要程度依次是f→S→ae→ap，其中A2B3C3D2水平之和最大，運行效果最佳。綜合評定后，考慮到ap對該種材料影響最小和效率問題，在A2B3C1D2和A2B3C3D2兩種方案中選擇后者，即小組成員將最佳運行參數確定為每齒進給0.1 mm/z，其余參數按照主軸轉速1600 r/min、軸向切削深度7mm、徑向切削寬度1.25mm設定。

表5 各因素水平之和與極差

表6 對策表

圖4 對策實施前圓角示意圖和清根刀軌示意圖

3.3 制定對策表

根據要因確認及對策評價，小組成員按照“5W1H”原則制定了對策表，見表6。

4 對策實施

QC小組根據造成電纜罩銑搭接面和銑矩形連接孔不合格的2個主要原因，并結合對策表中所列出的2條實施對策，在生產線中隨機抽取60件的電纜罩產品進行對策實施，相對于原有工藝，增加了臺階根部清理工序，優化了銑削參數。

實施一：增加臺階根部清根處理工序。利用UG軟件，采用單向清根驅動方式對產品臺階位置進行清根處理，刀具選用3.1節對策評價中的立銑刀，如圖4所示。對策實施后，觀察60件產品的臺階根部，均無圓角，同時對這60件產品的搭接面尺寸數據進行跟蹤，搭接面尺寸合格率達到85%以上，對策目標實現。

實施二：將3.1節對策評價試驗中得到的整體最優加工組合參數應用到實際加工過程中，并對60件產品的矩形臺階孔進行了數據跟蹤，見表7。電纜罩兩側矩形安裝孔要求的加工公差為0.1～0.4mm，測量結果顯示，精度基本從0.3mm降低至0.2mm，合格率達95.83%，對策目標實現。

表7 工裝優化后矩形安裝孔尺寸測量數據表

5 對策實施結果

為了考察對策實施后整體的效果，小組成員對生產的60件電纜罩的一次交檢合格率進行跟蹤，并繪制統計表和折線圖（見圖5），通過對缺陷內容和缺陷部位占比情況進行分析發現，癥結問題發生的頻次從85.82%減低至16.67%，電纜罩的一次交檢合格率由