中间体pin孔工废损失改善方案

中间体pin孔工废损失改善方案

章莉,霍轲烔,杨雪丽

中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司  江苏 常州  213011

摘  要：以某型号1.5T中间体为载体，在加工Pin孔过程中位置度超差，始终是造成工废率居高不下的重要因素，本文旨在对该工废率高进行专项改善，进行统计试验的过程中记录总结有效解决方案，形成标准化为后续零件开发提供蓝本。

关键词：位置度  刀具  加工方法

一、选题背景

某型号1.5T中间体为2017年底开发的乘用车中间体项目，作为汽车公司未来几年的关键产品，总产量高达百万件，属公司A+级重点项目。然而2020年12月某客户公司连续2次对汽车公司质量投诉：Pin孔安装干涉，要求公司对库存与在制全部检测返工。再加上崩刀异常，水油孔粗糙度超差等导致成品率下降，2021年2月工废率已高达14.28%。机加工事业部在2021年工作报告中明确要求：实施某1.5T产品质量专项提升，工废率降底到2%。

二、基本思路

充分利用公司资源和各部门的支持，收集数据，对今年2月份所有工废件进行调查分析，确定Pin孔位置度超差、崩刀过切与换刀首件超差是主要原因，有针对性地提出相应对策并实施，从而达到降损目标。

三、原因分析

1.Pin孔位置度超差分析

（1）定位精度

确认基准，测量定位座。经多次测量，定位座直径在90.09-90.12之间，直径合格。确认非主要原因。

（2）主轴与四轴精度

使用巨浪加工中心，打表精度＜0.01；四轴重复定位精度0.01，精度较高。确认非主要原因。

（3）刀具设计选用

通过咨询钴领刀具工程师确认刀具设计合理性。为了节省刀位，钴领方案采用了大量组合刀具，尺寸环环相扣，其中一个尺寸出问题直接导致后面尺寸不良。虽在加工效率上较有优势，但在实际加工中却易出问题。因此可确定是主要原因。

（4）加工顺序

对现有刀具加工顺序以及方向进行了13组调整试验，实验失败效果不理想。确认非主要原因。

（5）测量室测量

通过CCM能力测验确认重复测量精度。对同一个零件位置度连续测量3次，结果＜0.01，重复测量精度较高。确认非主要原因。

（6）人员岗位技能

观察操作人员的装夹手法。熟练工操作，装夹前后用拉表检查合格。夹具自带气密检测，排除装夹间隙。确认非主要原因。

通过这六个方面的分析，确定刀具设计选用不合理是Pin孔位置度超差的主要原因。

2.崩刀过切及换刀首件超差分析

（1）毛坯材料切削性能

通过统计外圆粗车刀具寿命确认粗车刀刀具寿命有无变化。调查了5月6日的异常崩刀记录，内孔粗车发生崩刀的同时，外圆粗车刀刀具寿命未发生变化。确认非主要原因。

（2）毛坯余量误差

通过测量毛坯孔直径确认毛坯孔直径。连续测量毛坯孔直径，误差1.5mm上下浮动。因此可确定是主要原因。

（3）刀杆寿命极限

通过相似零件对比确认刀具质量。使用刀杆为京瓷公司达耐美刀杆，此刀杆广泛应用于中间体加工。查询其他生产线刀杆寿命，除人为原因，没有发现做几百件就会崩坏的情况。确认非主要原因。

（4）精车余量

通过打表检测确认精车余量。发生崩刀后检查精加工余量，发现Z向余量达0.5mm,远超标准值。因此可确定为主要原因。

（5）断续加工

通过相似零件对比确认刀具寿命。精车轮廓存在断续加工，打刀严重,刀具寿命仅40件/刃，每班需更换4-5次精车刀片。频繁换刀偶尔会出现超差件。因此可确定为主要原因。

（6）空车余量

通过测试确认空车余量。停机一段时间后会出现空车余量增大的问题，但连续加工时不会。员工吃饭或休息时机床都会保持空运行状态。确认非主要原因。

通过这六个方面的分析，确定毛坯余量误差、精车余量过大、断续加工这三个方面是崩刀过切及换刀首件超差的主要原因。

四、对策制定与实施

1.对策制定

根据分析结果得出的刀具设计选用不合理、断续加工、毛坯余量误差、精车余量过大这四点主要原因制定对策。

对策一：改善Pin孔刀具加工性能

对策二：优化精刀寿命

对策三：优化34.07加工工艺

对策四：对员工进行车削余量检测培训

2.对策实施

（1）改善Pin孔刀具加工性能

1) 调整工艺加入米克朗ɸ6引导钻。

根据检测报告ɸ6的引导钻自身位置度能力很强，但并不具备引导ɸ5钻头的能力，而且5.456和5.526两孔的位置度跟随能力很强，5.526的位置度直接影响5.456的位置度。

2）调整工艺加入钴领ɸ5.22平头钻。

根据检测报告可以看出3个孔的位置度变化趋势已经较为一致，5.22起到了定心作用。

3）调整工艺加入钴领ɸ5.2钻头删除5.0钻头与5.3插铣刀。

简化工艺，在位置度能力够的情况下使用钴领5.2直钻直接代替5.0钻头和5.3插铣刀。措施有效。

（2）优化精刀寿命

针对压端外圆频繁崩刀，刀具寿命低的问题对供应商发起试刀。共试用11种刀片，最后选定OUNION   VNGA160404 E040-ST300 ，刀具寿命从40件提升到100件。减少换刀频次，从而有效降低换刀首件工废。措施有效。

（3）优化34.07加工工艺

制作制作高刚性粗加工刀具。设计制作ɸ32定柄成型锪刀直接进行开粗，单边留给粗车刀1mm余量，为粗车内孔刀提供了良好的工况，粗车内孔刀寿命从50件增加到200件，锪刀的刀具寿命在2月以上，完全杜绝了异常崩刀。措施有效。

（4）对员工进行车削余量检测培训

对现场线长进行培训。对当线线长进行余量测量培训，杜绝余量过大导致的崩刀。措施有效。

五、实施效果

经过9个月跟踪测试，采用新加工方法使工废率降到2%以下，目标达成！

图18 工废率趋势图

六、项目总结

过对本项目专项改善的过程，为后续零件同样位置度提供了可靠精准的工艺方案，缩短了开发时间，降低开发投入，使过程能力得到提升，有效降低生产、调试过程中的工废。同时标准化的解决方案建立，开拓思路使质量管理、工艺管理水平得到提升。

参考文献：

1.贾文静 ，车用涡轮增压系统零部件改进探索，职业技术，2012.07.10

2.李亚肖， 孔加工解决方案，金属加工（冷加工），2020.08.01

3.高波，数控铣床关于孔加工的研究分析，数字技术与应用，2019.04.25

作者简介：章莉（1979-），女，本科，工程师，高级技师,负责机加工生产线工艺改善等相关工作。