如何降低增壓缸體報廢率研究分析

關鍵詞：降低；增壓缸體；報廢率；原因；失效；措施

0引言

隨著國民經濟健康有序發展，汽車用戶對于乘用車的需求不斷上升，一些汽車生產廠家緊跟時代潮流，推出了一系列頗受市場歡迎的車型，贏得了良好的市場口碑。而是否搭載了動力更強勁、經濟性更好的增壓發動機，是很多車主選車的主要因素之一。但是對于廠商而言，增壓缸體流水線報廢率一直居高不下，給公司生產帶來了諸多不利因素。

眾所周知，裝配流水線是人與機器的有效組合，可以充分體現出設備的靈活性。它有機地組合了輸送系統、在線專機、配套設備和測試儀器，可達到對不同產品進行裝配的要求，這是現代生產制造企業實現產品批量生產的重要途徑。因此，對于如何降低增壓缸體流水線報廢率的研究成為了十分緊迫的一項任務。

1增壓缸體簡述

增壓缸體（TurbochargedCylinderBlock）是渦輪增壓發動機中的一個關鍵部件，它是指發動機中用于容納氣缸和活塞的結構部分。增壓缸體的設計通常是為了承受更高的燃燒壓力，因為渦輪增壓會增加進氣量，從而提高發動機的輸出功率[1]。在渦輪增壓發動機中，增壓器會壓縮進入的空氣，然后將其引導到缸體中的燃燒室，與燃油混合并燃燒，產生動力。

由于增壓過程中氣缸內的壓力增加，因此缸體必須設計得足夠堅固，以承受這些壓力而不發生變形或損壞。增壓缸體通常由鑄鐵或鋁合金制成，這些材料具有足夠的強度和良好的熱傳導性能。鋁合金缸體因其輕質和良好的熱膨脹匹配性而越來越受歡迎，這有助于減少發動機的整體質量并提高熱效率。在制造過程中，增壓缸體的質量控制和檢驗非常重要，以確保它們能夠滿足嚴格的工程標準，并在實際應用中表現出良好的性能和耐用性[2]。

2提升增壓缸體合格率的常用措施

生產線出現增壓缸體報廢率增高，通常采用以下措施來提升合格率。

（1）設計優化：改進增壓缸體的設計，以減少制造缺陷和操作失誤的可能性。這包括優化部件布局、提高材料的耐用性和可靠性[3]。

（2）工藝改進：通過改進制造工藝，如采用更先進的鑄造技術、增加冷卻通道以減少熱應力和變形，從而提高產品的合格率。

（3）質量控制：加強生產過程中的質量控制措施，如實施更嚴格的檢驗標準和流程，確保每個生產環節都符合質量要求。

（4）員工培訓：對生產人員進行定期的培訓，提高他們對產品質量意識的認識，以及操作技能的熟練度。

（5）設備更新：采用更先進的設備和技術，以提高生產效率和產品質量。這包括自動化設備、精密測量工具和故障診斷系統等。

（6）過程監控：使用傳感器和監控系統來實時監控生產過程，以便及時發現問題并采取措施。

（7）反饋機制：建立有效的反饋機制，收集來自生產一線和客戶的反饋，以不斷改進產品和服務。

（8）預防性維護：實施預防性維護計劃，以減少設備故障和停機時間，從而提高生產效率和產品質量。

（9）材料控制：確保使用的原材料和組件質量符合標準，避免因材料問題導致的產品不合格。

（10）環境控制：改善工作環境，減少污染和缺陷的產生，確保生產環境的穩定和清潔。

以上這些常規措施，可以顯著提高增壓缸體的合格率，減少廢品率，提高生產效率和客戶滿意度。當然針對某些具體問題我們還需要具體分析。本文針對某型號增壓缸體報廢率偏高問題，進行了相關研究分析。

3增壓缸體報廢問題查驗

根據某汽車工廠機加工生產線反映，該生產線增壓缸體報廢率的標準要求為小于等于0.09%，與小于等于0.05%挑戰目標仍有差距。同時，根據生產線裝配原則，裝配所需的零部件必須按要求的產品圖樣和技術文件制造，并經過檢驗合格后才能投入使用。項目團隊首先通過觀察報廢產生的故障表現，使用柏拉圖分析（圖1），進而得出止口槽崩占比為75%。

與此同時，又根據缸體止口槽加工工藝流程，羅列出生產設備并統計每臺設備止口槽月度超差數，使用排列圖快速、準確鎖定精鏜曲軸孔工位是產生止口槽崩的主要設備（圖2），占比為81%。其次，在上述的統計分析中，根據各方面的數據得出，增壓產品報廢率高的主要原因在于線鏜專機止口槽崩，但是想要進一步降低生產線的報廢率，就需要進入深入的剖析，分析具體的原因所在，同時給出解決的方法措施。

4增壓缸體報廢率原因分析

4.1精鏜刀片補償機構失效

汽車發動機由眾多的大、小零部件組成，結構復雜，其裝配技術的好壞將直接影響發動機的性能、壽命和質量。因此，對于增壓產品報廢率高的問題，任何微小因素都不能忽略。而根據線鏜機補償失效的原理可以推斷出，增壓產品報廢率高的原因與鏜刀補償機構失效有直接的關系。因為線鏜機補償原理是由機械手通過調整刀片安裝底座實現的（圖3）。在實際操作中，可以通過手動確認機械手以及刀片底座是否可調，確認其與刀具磨損是否有直接關聯。而且根據對E-ZSET扭矩的測量，清潔夾爪重新安裝后，測量其扭矩，結果在要求范圍內（圖4）。

經過驗證得出，在更換完刀片安裝基座E-ZSET后，其刀片磨損情況得到改善。因此也能夠斷定，刀片安裝基座失效導致了補償機構的失效，加劇了刀片的磨損，進而誘發增壓產品報廢率高。而且這種現象較為常見，對于增壓缸體的報廢率有較大的影響，是工作人員必須面對且迫切解決的問題。

4.2刀具壽命監控不合理

精鏜曲軸孔工位刀具壽命監控是對刀具壽命值設定及進行刀具換刀的重要手段，刀具壽命監控設置的不合理，則會導致磨損較大的刀片繼續使用，從而造成加工質量問題，即曲軸孔崩邊、止口槽崩邊等[4]。在對增壓缸體流水線研究中發現，刀具壽命設置不合理，無法在合理的刀具壽命到達時停止加工，刀具出現異常磨損時，產品質量也因此存在隱患。為了進一步驗證此項結論，又利用現有監控手段，發現刀具壽命不足200件，而其停止值設置為300件。跟蹤發現，工件出現崩邊及曲軸孔直徑偏小時，其刀具壽命基本在100多件，由此可以斷定刀具壽命監控不合理是增壓缸體報廢率高的一個重要因素。

4.3刀具加工參數不合理

刀具加工參數的設置直接關系到刀具的磨損情況，合理區間的參數設置不僅能夠避免刀具的過度折損，還能提高其加工質量。因此，可以通過MCR驗證，對刀具參數進行優化，以此進一步得知是否可以通過減小刀具磨損提升刀具壽命。根據實驗數據可知，在MCR驗證不同優化后的刀具加工參數后，刀片磨損明顯減輕。由此可以判定，刀具加工參數不合理是增壓缸體報廢率高的原因之一。

4.4刀片材質結構形態

刀片材質結構形態，是提升刀片耐磨耐磨的關鍵因素。因此通過TCR驗證，分析多組刀片的磨損狀態，進一步得出刀具的材質與結構形態和刀具磨損的關系。同時還發現了，加大刀片前角，可提高刀刃鋒利性；而且當刀片材質由TPMT090204FPKCU10更改為TPGT090204LPWT2200后，刀片硬度提高，耐磨性更好。

5如何降低增壓缸體報廢率

5.1維修調整補償機械結構

針對精鏜刀片補償機械結構失效的問題，可以有以下幾種解決方法。

（1）購買新備件進行更換，但其購買周期長，且經濟性較差。

（2）學習補償機械結構，并對其進行維修調整，但是存在人工調整失敗的可能。

（3）進行技術改造、優化機械結構，但面臨著資金投入大、周期長的問題。

通過對這3種方案的有效性、可實施性、經濟性和可靠性分析，項目團隊認為第2種方案最為可行，但返修備件結構能否成功并不能確定。因此，第1種和第3種方案也要同時進行，即對補償機械結構進行維修調整的同時，聯系供應商以最快速度采購備件，以保證能夠有效解決故障[5]。

項目團隊在解決該問題的過程中也總結出，針對某一個問題的解決措施往往是多種的，但一定要選擇出最適合的解決方案，要充分考慮實效與成本壓力。另一方面，設備終究是由人來調校的，不斷提高調校技術水準也是一個行之有效的方法，可以為企業減少諸多不必要的成本。

5.2設置“報警值”

針對刀具壽命監控不合理，可以通過設置刀具壽命“停止值”，即更改PMC設置“報警值”。在80件報警之后，按照每10件抽檢一件的措施檢查止口槽加工情況，過程中如有崩邊則換刀片。直至刀具完成200件壽命后下刀，確認曲軸孔邊緣及止口槽無崩邊避免缺陷流出。

此種方法在于縮小數值抽檢范圍，讓流水線工作更趨于標準、科學和嚴謹。在充分調配生產因素的基礎上降低成本，對比此前可能多耗費一些時間，但對于降低增壓產品的報廢率具有重要的推動力。

5.3優化刀具參數

針對刀具加工參數不合理的問題，可以通過前期的驗證，根據經驗值對刀具參數進行優化。在發現刀片磨損有所緩解之后，開啟“工程變更驗證申請單”對刀具加工參數進行驗證。參數的設置是一個不斷優化的過程，即便是在此次將增壓產品的報廢率降到了合理區間，也要不斷記錄探索、總結分析，不斷優化，以此提高刀具加工參數的性價比，實現最優利用率。

5.4優化刀片結構和材質

針對刀片材質、結構形態的問題，可以通過加大刀片前角、提高刀刃鋒利性和降低刀片切削力進行優化，并通過TCR表對3款優化刀片進行驗證。另外，雖然優化后的第2種和第3種新刀片就價格而言優勢明顯，但工件單件制造成本（CPU）還需根據刀片壽命來定。因此3個方案都必須進行驗證，也是在這3種方案中尋找最具性價比、時效性的解決方案。同時，也不能一味購買，要在借鑒的基礎上加大研發力度，實現自己的解決方案。

6結束語

增壓發動機是為汽車提供動力的核心部件，其裝配生產過程對其生產效率和質量都起著至關重要的作用，因此對于降低增壓缸體報廢率的研究，能夠讓相關人員對于增壓缸體流水線有更為深刻的認識，也在各方面的細節中不斷趨于完美。特別是對于增壓缸體報廢率主客觀因素的分析中，哪些是重點，哪些是難點，如何進行改進，本篇文章都給予了深刻的總結分析。同時，我們要清醒地認識到當下工藝流程中還有哪些不足，不斷提高流水線的工藝水準，不斷追求更低的報廢率。