运用六西格玛工具指导连杆国产化项目

刘旗

摘 要： 针对连杆连杆国产化，采用六西格玛工具进行指导。

关键词： 连杆；国产化；六西格玛

1 前言

本公司某柴油机机型连杆采用进口连杆，成本高，且进口件采购周期普遍在3个月以上，不利于本机型批量生产效率要求。故接公司要求，此连杆需要国产化，同时运用六西格玛工具指导本项目过程。

2 CTQ陈述

CTQ1：将本机型连杆国产化，国产化后的连杆单件价格较进口连杆降低22.7%，成本降低，有利于公司批量生产的要求。

CTQ2：国产化后的连杆材料、疲劳性能、机械性能够满足使用要求。

CTQ3：国产化后的连杆能够满足发动机台架试验要求。

测量指标：国产化后的连杆能够满足疲劳试验要求。疲劳试验要求为：试验后满足50%存活率的疲劳强度的安全系数大于1.6～1.8。

3鱼骨图

4权重

依据鱼骨图确定疲劳性能、机械性能、材料性能、机加工过程为国产化过程中的主要影响因子，并确定这些因子的权重及百分比。

4.1疲劳性能满足要求：权重168，百分比32.2，累积占比32.2%

4.2机械性能满足要求：权重144，百分比27.6%，累积占比59.8%

4.3材料性能满足要求：权重126， 百分比24.1，累积占比83.9%

4.4机加工过程满足要求：权重60，百分比11.5，累积占比95.4

4.5其它：权重24，百分比4.6，累积占比100%

从以上权重确定机械性能及疲劳性能为连杆国产化主要影响因子，需对它们做试验验证。

5国产连杆检验项目

5.1機械性能

5.1.1抗拉强度Rm（N/mm2），检验依据GB/T 228-2002，检验数量2，检验结果1020

5.1.2规定非比例延伸强度Rp0.2（N/mm2），检验依据GB/T 228-2002，检验数量2，检验结果815

5.1.3断后伸长率A （%），检验依据GB/T 228-2002，检验数量2，检验结果11.5

5.1.4硬度HBW，检验依据GB/T 231.1-2002，检验数量2，检验结果269

5.2疲劳性能

安全系数（实验按小头受力加载），检验依据AVL RO1N0020，检验数量10，2.00

5.3元素含量（%）

C、S、P、Mn、Si、V、Cr、Ni、Mo、Al，检验依据GB/T 4336-2002，检验数量2，检验结果0.69、0.065、0.009、0.53、0.18、0.034、0.11、0.078、0.021、<0.01

5.4检验地点：长春汽车材料研究所

6数据收集

通过试验测试国产化连杆疲劳性能，以确定连杆的安全系数Ks 。试验依据AVL-R01N0020标准 “连杆疲劳试验”进行。采用恒定负荷比的正弦波加载规范，本试验负荷比为Rf =-4.17试验循环基数取5×10周次。采用升降法测定的连杆条件疲劳极限来评价连杆的疲劳性能。安全系数=试验最大压力/连杆最大压力=试验最大拉力/连杆最大拉力

6.1疲劳试验

疲劳试验按小头的受力加载。在不同的安全系数Ks下对连杆加载，可得到不同载荷水平S下连杆的疲劳寿命N。

用升降法确定疲劳极限时，需要在邻近的两个应力水平下取出相反的试验结果（即一个越出，一个破坏），这两个应力水平的平均值就是中值疲劳极限。

通过试验可得出以连杆安全系数Ks为纵坐标的散点图，如下图所示。由此可得出连杆的中值疲劳极限所对应的安全系数为：

升降图如下：

6.2疲劳试验试验设备

疲劳试验所用设备为ZWICK高频疲劳试验系统 ，设备如下图所示

6.3试验结论

连杆国产化，国产化后的零件是否合格最主要的评价标准是国产化后连杆的疲劳性能满足使用要求，既国产化后的安全系数满足使用要求。

测量阶段测得国产化后连杆的安全系数Ks=2。

本批连杆疲劳试验中，连杆的断裂部位在连杆杆部， 50%存活率下连杆安全系数为：Ks=2.00。 本批连杆符合 AVL所需的最小安全系数：基于50%存活率的疲劳强度所需的安全系数大约为1.6～1.8。

7结论

运用六西格玛工具，能明确国产化过程需要关注的点和方向，同时对重要点进行比对测试，保证国产化过程中的严谨。

参考文献

[1]《内燃机学》——周龙保.