让智造更精简高效——削减中间盖平面度检查工序

黄景穗

摘  要：文章讨论通过改善细节设计和加工工艺来提高平面度的方法，把定位柱更换为开口柱，更换定位销弹簧、磨损的压头，更改刀具尺寸，加强点检与保养，从而提高中间盖的平面度精度，解决由于平面度达不到要求而导致中间盖与主机厂机件装配间隙过大的问题。把因为平面度达不到要求而引起的报废率由原来的62%变为零，降低了报废率，提高了生产质量，从而削减掉中间盖平面度检查工序，极大程度地提高了生产效率，降低了生产成本，提高了利润。

关键词：中间盖;平面度;报废率;要因;检查

中图分类号：TG659 文献标志码：A           文章编号：2095-2945（2019）11-0134-02

Abstract： This paper discusses the method of improving flatness by improving detail design and processing technology， replacing positioning column with open column， replacing positioning pin spring and worn pressure head， changing tool size， and strengthening spot inspection and maintenance， so as to improve the flatness accuracy of the middle cover， and solve the problem that the assembly gap between the middle cover and the main engine factory which is too large because the flatness cannot meet the requirements. The scrap rate caused by the flatness does not meet the requirements is reduced from 62% to zero， the scrap rate is reduced， the production quality is improved， the flatness inspection process of the middle cover is reduced， and the production efficiency is greatly improved. The production cost is reduced and the profit is increased.

Keywords： middle cover; flatness; scrap rate; factor; inspection

现代数控加工冠以高精度、智能化为前沿特征，已美名为智能制造，简称智造。在数控加工实际生产中，总存在一些问题是计算机并未能帮人们全部解决的，更未能在产品设计、制造、使用、故障维修、到期报废等全程实现智能化。在某些实际问题上，还需要我们从实践中去调研分析、解决。

1 调查研究

我车间接到主机厂批量加工订单，加工中间盖零件上配合平面。毛坯为铸造件，工件上面左右平面为与主机接触的配合面，要求精加工以达到与主机接触面装配的平面度要求。毛坯形状不规则，难以装夹，需要设计夹具，铸造件的误差又相对较大，因此采用一面两孔定位方式，用定位柱和定位销定位，上面加压头夹紧，用端面铣刀铣削上面左右平面。

设计完后让车间工人加工，开始还能保证精度，然而，随着批量的加大，加工完毕送到客户主机厂，主机厂在装配后，反馈说有台阶，造成配合面平面度超差，安装有间隙，影响主机性能！

为了遏制此类质量事故再次发生，增加一道平面度检查工序，只把经过检查合格的零件送到主机厂。

经检查发现，加工时常出现有平面度超差，经统计，年度中间盖总投入数为：1602411件;总废品数为：11102件;平面度超差占废品率的62%，排名第一。造成废品率居高不下，并存在质量流出隐患。除此外还需用的人力情况严重，中间盖检查平面度10秒钟检查一件，每天生产计划12000件，每個人的产量为3000件，需要4个人检查，严重影响了生产效率，在工厂加工生产中削减人员是很有必要的。

2 解决方案可行性分析

2.1 目标设定

16年实绩62%;必达目标15%;挑战目标10%。

2.2 原因分析

（1）毛坯变化问题。中间盖产品是一模6件，每个模号、件号的毛坯外形尺寸都不一致，误差较大，同一模具不同批次铸造得到的毛坯之间更是存在误差;毛坯的余量大，造成走刀次数过多，刀刃磨损快，影响加工精度，且铸造件的余量误差大，走刀次数难以统一，空刀的机率大，影响效率;毛坯浇口太高，切削浇口太浪费工时，影响效率，且太磨损刀具，影响加工精度。（2）夹具定位问题。定位柱不一致，有圆柱、开口柱（圆柱排渣困难），由于加工批量大，渣多，当无法排渣，就会影响定位的精度，从而影响加工精度，就算能排而难排，也会严重影响装夹效率，从而影响生产效率，而且也让定位柱磨损加快，造成定位精度受影响;定位销缺陷（容易掉落与卡死），掉落则工件易因加工时受到很大的切削力而变形或松动，卡死则造成完成加工的工件无法取出，严重影响生产效率;夹具的配件与毛坯时紧时松，紧时工件难以取出，影响效率，松时工件会因为加工受力而松动变位变形，影响加工精度;夹具的压头磨损，造成压头强度不足，压紧力不足，易引起加工时工件由于受力松动变位或变形，影响加工精度。（3）刀具设计问题。刀具太大，在加工受力时容易反弹，造成加工时出现台阶，影响配合面平面度，而且，刀具太大易增加刀具重量，增加机床进给受力负担，加快机床丝杆等运动部件磨损;刀片不利导致加工精度受影响，切削力加大影响机床系统受力，加快机床运动部件磨损。

从“人、机、料、法、环、测”六个方面对原因进行讨论分析，得出9条末端因素，难道这些都是主要原因吗？

2.3 主要原因确认与验证

毛坯尺寸不一致，经过QC小组成员对现场目前生产的几个模号毛坯进行抽检，查出主要原因有以下四点：（1）定位柱不一致： 经过QC小组成员对夹具的排查发现现场存在有两种定位柱，有圆柱形与开口形，其中圆柱形的定位柱排渣困难，容易出现垫渣，各定位柱垫渣厚度不一致，造成各定位柱有效支承高度不统一，定位不平行产生加工平面度超差可能。（2）定位销缺陷：加工时定位销容易发卡与脱落，发卡时定位销不到位，实际定位偏高，脱落则没有支承，实际定位偏低，造成装夹不到位，因此会产生加工平面度超差。（3）夹具压头磨损，我们QC小组对现场夹具的确认中发现有个别线夹具压头已磨损不平，经过验证，此现象造成压头强度降低，压紧力减小，在加工时工件由于受力过大而产生松动变位，导致存在加工平面度超差现象。（4）刀具设计不合理，对现场加工的跟踪确认，发现在加工时由于刀具太大没能错开加工面，加工时出现反弹导致加工干涉而产生台阶，造成平面度超差。

除此外，还查出了以下几点非主要原因：（1）不同模号与件号的毛坯尺寸虽然是有差异，但都控制在公差范围内，所以可排除毛坯尺寸不一致造成加工平面度超差因素。（2）毛坯余量过大，对现场毛坯的余量进行确认都是控制在加工余量范围内，符合工艺精度要求，故可排除毛坯余量过大因素。（3）毛坯浇口太高对现场毛坯浇口处的尺寸进行确认都能控制在工艺精度要求范围内。（4）夹具与毛坯尺寸不一致，因为加工本产品是靠外形定位，经对现场的调查，夹具与毛坯的装配有时太过于松动或紧，员工操作时经常要用工具撬才能松开，但经过1个月的验证发现此现象只会造成员工操作困难，降低生产效率，不会产生平面度超差。（5）刀片不锋利，对现场使用的刀片进行跟踪确认，发现刀片不锋利时加工的产品会出现刀痕，影响表面粗糙度，不会产生平面度超差，因此可排除此因素。

2.4 制定对策针对上面问题小组讨论后，制定了如下相关改善措施对策表1。

3 方案实施

3.1 更换定位柱此产品开发时夹具设计已经存在缺陷，后期已经进行过一次更改，现场存在的是由于当时漏改造成。为了避免由于定位柱缺陷，造成排渣困难产生平面度超差，现已把现场所有定位柱改为开口形。

3.2 更换定位销弹簧由于定位销所用的弹簧硬度不够，使用一段时间后就失去弹性，造成销子脱落或卡死。因此，重新更换弹簧，并把此项目纳入夹具点检表定期更换。

3.3 更换夹具压头在加工时由于操作不当，造成把夹具压头铣掉也没有及时更换，都是带病干活，并且夹具压头是易损件没有定期更换。把现场所有磨损压头进行更换，并培训员工操作技能。

3.4 更换刀具由于刀具太大没能错开加工面，造成加工时受力过大出现反弹产生平面度超差。更换刀具，原来的铣刀大小为：？准35毫米，现更换为：？准27毫米，错开产品加工面，杜绝平面度超差现象发生。

4 效果确认

（1）质量目标，从活动前后对比可以看出我们QC小组设定的目标达到了。平面度超差占废品率0%，遠远超出必达目标15%，还远远超出挑战目标10%。可削减平面度检查人员4位。通过3个月的效果跟踪，该成绩是完全可以保持的。（2）人工节约，中间盖平面度检查10秒钟一个，日生产计划12000个，人均产量3000个（12000÷3000=4人），日节约4人，提高了效率。（3）降低废品率，改善前平面度超差占废品率62%，改善后占废品率0%。（4）经济效益，人均年收入6万，4（人）×6（万）=24（万），年节约24万。据以上数据算出经济效益：废品：11102只/年×1.98元/只=2.2万元/年。共节约：24万（人工）+2.2万（废品）=26.2万/年。

5 巩固改进

为了保证长期大批量加工的平面度精度，应要对夹具进行日常的点检维护保养。此外，在后续的使用中，应不断改进夹具的设计，如提高自动化程度、多工位装夹加工、改进切削用量参数或更改进给路线、增加压头保护装置等，以进一步提高安全性和生产效率。

参考文献：

[1]薛源顺.机床夹具设计[M].北京：机械工业出版社，2015.

[2]张梦欣.数控加工工艺学（第二版）[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2005.