減少曲軸車拉側壁刀崩刃的有效措施

黃永輝，陳 健，王 剛

（上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司，山東 青島266555）

1 課題現狀

某公司一條年產35 萬件四缸鑄鐵曲軸生產線（下稱曲軸線）上，OP20 工位負責曲軸主軸頸、法蘭盤、芯軸端及鏈輪端的粗、精加工，采用的裝備是配有自定心中心架的雙刀盤型5 軸聯動的德國產Boehringer 車拉機床（圖1）。

圖1 Boehringer 車拉機床圖片

側壁刀對主軸頸相鄰的曲臂側面車削（見圖2）時，受切削深度ap大、切削剛性差及工況惡劣的影響，極易產生崩刃等問題，造成工件返修/報廢與機床停機換刀。

圖2 側壁刀車削曲臂側面示意

2 課題選定

近一年，曲軸線OP20 工位的清根刀、開槽刀、側壁刀等刀具共計發生崩刃73 次。其中，側壁刀崩刃54 次，占比73.98%，累計鎖定崩刃工件546 件。這既嚴重制約產品質量，又造成工件不良返修，還帶來大量人力、物力浪費。因此，公司成立攻關型QC 小組（省略小組成員情況及活動甘特圖），對曲軸M1 進行“降低曲軸車拉側壁刀崩刃”課題攻關。

3 設定目標

QC 小組對曲軸M1 在OP20 工位發生的54 次側壁刀崩刃進行統計，據崩刃部位的不同，繪制出圖3所示的帕累托圖。

圖3 OP20 工位側壁刀崩刃的帕累托圖

由圖3 看出：側壁刀崩刃主要集中于A4A5 及A2A3 側壁部，由帕累托圖數據分析：A4A5 左側壁及A2A3 左側壁崩刃占總崩刃數量70.3%，找到導致A4A5 左側壁及A2A3 左側壁崩刃原因并采取有效措施，降低至A4A5 右側壁崩刃頻次，在其它問題不增加的情況下，側壁刀崩刃的發生頻次可以降低到：54× [1 -（70.37% -（85.19% - 70.37%）] = 24.0 次。即側壁刀崩刃的發生頻次由4.5 次/月控制到2 次/月。

4 目標可行性分析

QC 小組對曲軸M1 和M2 在OP20 工位某年度發生的側壁刀崩刃進行統計，如圖4 所示。2012 年平均每月崩刀1.42 次，經團隊討論，將目標由每月4.5次降低到每月2 次，是完全可以實現的。

圖4 曲軸M1 歷年度側壁刀崩刃次數對比

5 原因分析

QC 小組運用頭腦風暴法，從人、機、料、法、環方面分析側壁刀崩刃問題，繪制出圖5 所示的因果分析圖，找出曲軸線OP20 工位側壁刀崩刃的11 個末端原因。

圖5 側壁刀崩刃因果分析圖

6 要因確認

6.1 要因確認的計劃編制

結合側壁刀崩刃的因果分析圖，QC 小組編制了要因確認計劃表（見表1）。

表1 要因確認計劃表及驗證分析

6.2 要因確認的驗證分析

QC 小組運用要因確認的排查方法，對每一個末端原因進行驗證分析，給出相應結論（是否要因）、確認人和確認時間。

7 制定對策

QC 小組最終確認造成曲軸車拉側壁刀崩刃的要因，制定對策實施計劃表（表2）。

表2 要因實施計劃表

8 對策實施

8.1 對策實施一

辨識出員工在操作機床過程中存在導致崩刀的潛在失效模式后，在機床上張貼溫馨提示，培訓員工嚴格按照要求進行機床操作，同時將該潛在失效模式更新到PFMEA 中并更改操作標準。

8.2 對策實施二

針對加工過程中由于突然斷電或靜電等其他原因導致機床刀盤CCA/B 原點丟失問題:

（1）增加原點丟失檢測刻盤（圖6）。

（2）電機編碼器的屏蔽線接地(屏蔽線為弱電信號，接地后可以釋放靜電)。

圖6 增加原點丟失檢測刻盤

8.3 對策實施三

針對M1 側壁刀刀壽偏高問題，通過自主改造，對車削刀盤進行結構優化，增加側壁刀刀夾數量，刀壽由450 降低至225。

8.4 對策實施四

因A5 左側壁存在斷續加工優化加工參數，降低側壁刀進給速度：A2/A3/A4/A5 側壁刀進給速度F0.35→F0.2 。同時為平衡節拍，將清根刀及拉刀進行微量調整：清根刀進給速度F0.12 →F0.14，拉刀進給速度F0.2 →F0.3。

8.5 對策實施五

曲軸M1 OP20 工件加工A5 左側壁時，由于入刀時存在斷續切削，容易發生崩刀導致工件加工尺寸出現偏差而報廢。

優化側壁刀走刀路徑，增加CL20 的加工余量，減少CL 加工余量，將螺紋孔處由CL 加工改為CL20加工，同時將A5 油領圓弧改為由CL20 加工，以降低側壁刀CL 的崩刀頻次（如圖7、圖8）。

圖7 優化前側壁刀加工工藝

圖8 優化后側壁刀加工工藝

9 效果檢查

經過一系列的行動措施得以實施，側壁刀崩刀頻次由平均3.5 次/月降低至0.5 次/月，完成活動前制定的目標。

10 結束語

通過本次活動，QC 小組成員對分析問題解決問題的各種工具的運用水平得到提高，分析問題、解決問題的能力進一步加強。下一步我們會定期和各部門溝通，熟悉業務，通過各難題的攻關來提升公司整體質量，減少返修浪費，提高客戶滿意度。找到問題發生的原因和解決方法，對于提高設備開動率、降低刀具成本、減少工件報廢率等方面具有極其現實的意義。