减少曲轴车拉侧壁刀崩刃的有效措施

黄永辉，陈 健，王 刚

（上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司，山东 青岛266555）

1 课题现状

某公司一条年产35 万件四缸铸铁曲轴生产线（下称曲轴线）上，OP20 工位负责曲轴主轴颈、法兰盘、芯轴端及链轮端的粗、精加工，采用的装备是配有自定心中心架的双刀盘型5 轴联动的德国产Boehringer 车拉机床（图1）。

图1 Boehringer 车拉机床图片

侧壁刀对主轴颈相邻的曲臂侧面车削（见图2）时，受切削深度ap大、切削刚性差及工况恶劣的影响，极易产生崩刃等问题，造成工件返修/报废与机床停机换刀。

图2 侧壁刀车削曲臂侧面示意

2 课题选定

近一年，曲轴线OP20 工位的清根刀、开槽刀、侧壁刀等刀具共计发生崩刃73 次。其中，侧壁刀崩刃54 次，占比73.98%，累计锁定崩刃工件546 件。这既严重制约产品质量，又造成工件不良返修，还带来大量人力、物力浪费。因此，公司成立攻关型QC 小组（省略小组成员情况及活动甘特图），对曲轴M1 进行“降低曲轴车拉侧壁刀崩刃”课题攻关。

3 设定目标

QC 小组对曲轴M1 在OP20 工位发生的54 次侧壁刀崩刃进行统计，据崩刃部位的不同，绘制出图3所示的帕累托图。

图3 OP20 工位侧壁刀崩刃的帕累托图

由图3 看出：侧壁刀崩刃主要集中于A4A5 及A2A3 侧壁部，由帕累托图数据分析：A4A5 左侧壁及A2A3 左侧壁崩刃占总崩刃数量70.3%，找到导致A4A5 左侧壁及A2A3 左侧壁崩刃原因并采取有效措施，降低至A4A5 右侧壁崩刃频次，在其它问题不增加的情况下，侧壁刀崩刃的发生频次可以降低到：54× [1 -（70.37% -（85.19% - 70.37%）] = 24.0 次。即侧壁刀崩刃的发生频次由4.5 次/月控制到2 次/月。

4 目标可行性分析

QC 小组对曲轴M1 和M2 在OP20 工位某年度发生的侧壁刀崩刃进行统计，如图4 所示。2012 年平均每月崩刀1.42 次，经团队讨论，将目标由每月4.5次降低到每月2 次，是完全可以实现的。

图4 曲轴M1 历年度侧壁刀崩刃次数对比

5 原因分析

QC 小组运用头脑风暴法，从人、机、料、法、环方面分析侧壁刀崩刃问题，绘制出图5 所示的因果分析图，找出曲轴线OP20 工位侧壁刀崩刃的11 个末端原因。

图5 侧壁刀崩刃因果分析图

6 要因确认

6.1 要因确认的计划编制

结合侧壁刀崩刃的因果分析图，QC 小组编制了要因确认计划表（见表1）。

表1 要因确认计划表及验证分析

6.2 要因确认的验证分析

QC 小组运用要因确认的排查方法，对每一个末端原因进行验证分析，给出相应结论（是否要因）、确认人和确认时间。

7 制定对策

QC 小组最终确认造成曲轴车拉侧壁刀崩刃的要因，制定对策实施计划表（表2）。

表2 要因实施计划表

8 对策实施

8.1 对策实施一

辨识出员工在操作机床过程中存在导致崩刀的潜在失效模式后，在机床上张贴温馨提示，培训员工严格按照要求进行机床操作，同时将该潜在失效模式更新到PFMEA 中并更改操作标准。

8.2 对策实施二

针对加工过程中由于突然断电或静电等其他原因导致机床刀盘CCA/B 原点丢失问题:

（1）增加原点丢失检测刻盘（图6）。

（2）电机编码器的屏蔽线接地(屏蔽线为弱电信号，接地后可以释放静电)。

图6 增加原点丢失检测刻盘

8.3 对策实施三

针对M1 侧壁刀刀寿偏高问题，通过自主改造，对车削刀盘进行结构优化，增加侧壁刀刀夹数量，刀寿由450 降低至225。

8.4 对策实施四

因A5 左侧壁存在断续加工优化加工参数，降低侧壁刀进给速度：A2/A3/A4/A5 侧壁刀进给速度F0.35→F0.2 。同时为平衡节拍，将清根刀及拉刀进行微量调整：清根刀进给速度F0.12 →F0.14，拉刀进给速度F0.2 →F0.3。

8.5 对策实施五

曲轴M1 OP20 工件加工A5 左侧壁时，由于入刀时存在断续切削，容易发生崩刀导致工件加工尺寸出现偏差而报废。

优化侧壁刀走刀路径，增加CL20 的加工余量，减少CL 加工余量，将螺纹孔处由CL 加工改为CL20加工，同时将A5 油领圆弧改为由CL20 加工，以降低侧壁刀CL 的崩刀频次（如图7、图8）。

图7 优化前侧壁刀加工工艺

图8 优化后侧壁刀加工工艺

9 效果检查

经过一系列的行动措施得以实施，侧壁刀崩刀频次由平均3.5 次/月降低至0.5 次/月，完成活动前制定的目标。

10 结束语

通过本次活动，QC 小组成员对分析问题解决问题的各种工具的运用水平得到提高，分析问题、解决问题的能力进一步加强。下一步我们会定期和各部门沟通，熟悉业务，通过各难题的攻关来提升公司整体质量，减少返修浪费，提高客户满意度。找到问题发生的原因和解决方法，对于提高设备开动率、降低刀具成本、减少工件报废率等方面具有极其现实的意义。