东风挺杆孔径质量改善6SIGMA项目案例.pdf

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1、以康明斯动力建设更美好的生活挺杆孔孔径质量改进挺杆孔孔径质量改进DCEC SPC改进项目报告改进项目报告-01-以康明斯动力建设更美好的生活项目背景：制造部东区缸体挺杆孔孔径自2004年2月至今，每月都在ATPU和生产现场发生孔径偏小的现象，呈零星单件状态。虽然每次发生数量不多，但是持续很长时间重复发生，说明该过程存在问题，必须解决。为了有效地解决挺杆孔直径偏小的问题，东区缸体缸盖事业部经理黄和要求成立多功能小组，任命制造工程师吕海鹏为组长，采用七步工作法解决该问题。项目背景：项目背景：-02-以康明斯动力建设更美好的生活挺杆孔：如上图，因与挺杆体配合而得名，缸体挺杆孔：如上图，因与挺杆体配合

2、而得名，缸体A3905806上共有上共有12个个挺杆孔，孔号依次为挺杆孔，孔号依次为4556。挺杆孔孔径：16.0150.0152004年2-8月份挺杆孔孔径偏小问题RPM值：问题陈述：问题陈述：0200040006000RPM值RPM值1087 156 156 187 1194 4529 1623 2345678611161685521640963975338502435334929产量发生频次月份平均RPM1229-03-以康明斯动力建设更美好的生活RPMRPM12291229现水平现水平RPMRPM0 0目标目标RPMRPM0 0极限水准极限水准目标设定：目标设定：-04-以康明斯动力建

3、设更美好的生活11/0811/0811/1511/1511/2511/2511/3011/3012/2712/27测量阶段分析阶段改进阶段控制阶段成果发布日期日期内容内容推进计划：推进计划：-06-以康明斯动力建设更美好的生活MSA试验：TRIAL#12345678910刘波刘波10.0090.0100.0100.009-0.0010.0080.0070.0030.0100.00820.0080.0090.0100.009-0.0010.0070.0060.0030.0100.01030.0080.0090.0100.008-0.0010.0070.0080.0040.0100.010均值0.

4、008330.009330.010.00867-0.0010.007330.0070.003330.010.00933极差0.0010.0010.00.0010.00.0010.0020.0010.00.002相波相波10.0090.0080.0100.0090.0000.0100.0060.0030.0100.00920.0080.0090.0100.0080.0000.0080.0060.0030.0100.00930.0090.0090.0100.0090.0010.0080.0060.0030.0100.009均值0.008670.008670.010.008670.000330.00

5、8670.0060.0030.010.009极差0.0010.0010.00.0010.0010.0020.00.00.00.0R&R=8.86，测量系统稳定，检测结果可以接受。MSA分析：分析：-07-以康明斯动力建设更美好的生活作业方法测量设备校准方法不统一MSA原材料收缩率操作者培训考核不足标准贯彻不彻底挺杆孔小工艺参数生产设备刀具安装定位精度冷却程度刀具头脑风暴分析：头脑风暴分析：-08-以康明斯动力建设更美好的生活Inputs(Xs)缸体挺杆孔加工流程图Outputs(Ys)定位精度 C孔径钻头质量 C位置度钻头修磨质量C粗糙度换刀周期C毛刺主轴摆差C刀具安装C切削参数设定C模板钻套

6、质量C冷却程度U640钻通挺杆孔钻通挺杆孔12个个定位精度 C孔径扩孔钻质量 C位置度扩孔钻修磨质量C粗糙度换刀周期C毛刺主轴摆差C刀具安装C切削参数设定C模板钻套质量C冷却程度U上序孔径 C上序位置度C上序粗糙度C650660扩挺杆孔扩挺杆孔流程图分析流程图分析1：-09-以康明斯动力建设更美好的生活定位精度 C铰刀质量 C孔径换刀周期C位置度主轴摆差C粗糙度刀具安装C毛刺切削参数设定C材料特性（收缩率）U冷却程度U上序孔径 C上序位置度C上序粗糙度C670铰挺杆孔670铰挺杆孔加工过程是传统的钻、扩、铰孔加工方式，设备是专用设备，加工过程是传统的钻、扩、铰孔加工方式，设备是专用设备，全部采

7、用湿式加工。过程的输入主要为：设备、刀具、原材料特全部采用湿式加工。过程的输入主要为：设备、刀具、原材料特性、换刀周期以及操作设定等。性、换刀周期以及操作设定等。流程图分析流程图分析2：-10-以康明斯动力建设更美好的生活Rating of Importance toCustomer10466123456789101112131415Process StepProcess Inputs孔径位置度粗糙度毛刺 孔径Total1670铰挺杆孔铰刀质量 91391662670铰挺杆孔换刀周期 90331263670铰挺杆孔切削参数设定 91311184640钻通挺杆孔12个 钻头质量 91301125

8、640钻通挺杆孔12个 钻头修磨质量 91301126650660扩挺杆孔 扩孔钻质量 91301127650660扩挺杆孔 扩孔钻修磨质量 91301128640钻通挺杆孔12个 换刀周期 90301089650660扩挺杆孔 换刀周期 903010810670铰挺杆孔冷却程度 903010811670铰挺杆孔刀具安装911110612检查测量工具930010213650660扩挺杆孔 刀具安装 911010014670铰挺杆孔上序孔径 911010015检查锥度90009016检查操作人员333378CE Matrix分析分析1：-11-以康明斯动力建设更美好的生活17670铰挺杆孔上序位

9、置度39006618670铰挺杆孔材料特性（收缩率）30135419检查检测频次33115420 640钻通挺杆孔12个 定位精度 19105221650660扩挺杆孔 定位精度 19105222670铰挺杆孔定位精度 19105223 640钻通挺杆孔12个 主轴摆差 33104824650660扩挺杆孔 主轴摆差 33104825670铰挺杆孔主轴摆差 33104826 640钻通挺杆孔12个 模板钻套质量 19004627650660扩挺杆孔 模板钻套质量 19004628650660扩挺杆孔 上序位置度33004229 640钻通挺杆孔12个 刀具安装 31104030 640钻通挺杆

10、孔12个 切削参数设定 11303231650660扩挺杆孔 切削参数设定 11303232 640钻通挺杆孔12个 冷却程度 10302833650660扩挺杆孔 冷却程度 10302834650660扩挺杆孔 上序孔径 10001035650660扩挺杆孔 上序粗糙度0000036670铰挺杆孔上序粗糙度00000共对过程输入的共对过程输入的3636个因素进行了分析，小组成员认为在个因素进行了分析，小组成员认为在100100分以上的分以上的1414个因素是重个因素是重要因素。下面我们针对这要因素。下面我们针对这1414个因素进行个因素进行FMEAFMEA分析。分析。CE Matrix分析分

11、析2：-12-以康明斯动力建设更美好的生活Process Step/InputPotential Failure ModePotential Failure EffectsSEVPotential CausesOCCCurrent ControlsDETRPN670铰挺杆孔/铰刀质量铰刀直径偏大孔径偏大5制造误差5进货检验4100670铰挺杆孔/铰刀质量10制造误差3进货检验4120670铰挺杆孔/铰刀质量10刀具磨损3定期换刀5150670铰挺杆孔/换刀周期8规定换刀周期不合理2工艺试验580670铰挺杆孔/换刀周期8操作工未按规定换刀5工艺纪律检查，教育4160670铰挺杆孔/换刀周期5规

12、定换刀周期不合理2工艺试验550670铰挺杆孔/换刀周期5操作工未按规定换刀5工艺纪律检查，教育4100670铰挺杆孔/切削参数设定粗糙度差5工艺设计3工艺试验575670铰挺杆孔/切削参数设定孔径缩孔严重7工艺设计3工艺试验5105640钻通挺杆孔12个/钻头质量钻头直径偏大孔径偏大1制造误差5进货检验420640钻通挺杆孔12个/钻头质量2制造误差3进货检验424640钻通挺杆孔12个/钻头质量2刀具磨损3定期换刀530640钻通挺杆孔12个/钻头修磨质量钻头直径偏小孔径偏小2修磨过度2严格执行修磨工艺416640钻通挺杆孔12个/钻头修磨质量钻头切削刃不对称孔径偏大2修磨不对称3严格执行

13、修磨工艺424铰刀直径偏小周期偏长孔径偏小孔径偏小粗糙度差切削余量大钻头直径偏小孔径偏小FMEA 分析分析1：-13-以康明斯动力建设更美好的生活650660扩挺杆孔/扩孔钻质量扩孔钻直径偏大孔径偏大5制造误差5进货检验4100650660扩挺杆孔/扩孔钻质量8制造误差3进货检验496650660扩挺杆孔/扩孔钻质量8刀具磨损3定期换刀5120650660扩挺杆孔/扩孔钻修磨质量扩孔钻直径偏小孔径偏小8修磨过度3严格执行修磨工艺496640钻通挺杆孔12个/换刀周期3规定换刀周期不合理2工艺试验530640钻通挺杆孔12个/换刀周期3操作工未按规定换刀5工艺纪律检查，教育460650660扩挺

14、杆孔/换刀周期 周期偏长孔径偏小6规定换刀周期不合理3工艺试验590670铰挺杆孔/冷却程度7冷却喷嘴堵塞2定期检查疏通，过滤456670铰挺杆孔/冷却程度7喷嘴位置不正确3及时设定5105670铰挺杆孔/刀具安装8装夹不紧2更换顶丝348670铰挺杆孔/刀具安装8操作失误2培训464检查/测量工具9测量方法错误2培训472检查/测量工具9量具磨损、损坏4量具定期鉴定4144650660扩挺杆孔/刀具安装7装夹不紧2更换顶丝342650660扩挺杆孔/刀具安装7操作失误2培训456670铰挺杆孔/上序孔径7扩孔钻制造问题3检查，维修484670铰挺杆孔/上序孔径7扩孔刀磨损严重3及时检查、换刀

15、484孔径偏小扩孔钻直径偏小周期偏长孔径偏小冷却不充分孔径偏小刀具伸出不足底部孔径偏小MSA超测量数据不准确刀具伸出不足底部孔径偏小扩孔孔径偏小铰孔偏小经过分析认为影响孔径的主要因素包括：测量系统的准确性、铰刀的换刀周期、切削液的影响、铰削余量的分配等。FMEA 分析分析2：-14-以康明斯动力建设更美好的生活采取临时措施采取临时措施1、C2、C3扩孔钻换刀周期由2000件改为1000件。2、校验现场电子量仪的测量准确性，同时使用止通规测量。3、提高现场检测频次，改为1次/12件。4、检查刀具质量，保证加工所用的刀具为合格刀具。5、跟踪C4铰刀的实际使用寿命。6、终检增加挺杆孔检测项目。7、采

16、用SPC现场控制，同时收集数据。根据分析的结果和现场的实际情况我们采取了上述7个临时措施，以保护ATPU的利益，同时初步验证小组要因分析的正确性。-15-以康明斯动力建设更美好的生活内容完成时间负责人备注C2、C3扩孔钻换刀周期更改为1000件9月10日吕海鹏校验现场电子量仪的测量准确性，同时使用止通规测量9月10日刘晖、王瑞提高现场检测频次，改为1次/12件9月9日吕海鹏检查刀具质量，保证加工所用的刀具为合格刀具全过程郭洪芳跟踪C4铰刀的实际使用寿命全过程吕海鹏终检增加挺杆孔检测项目9月20日梁海涛采用SPC现场控制，同时收集数据全过程刘晖、袁波临时措施的实施计划表临时措施的实施计划表-16

17、-以康明斯动力建设更美好的生活0 02 24 46 68 810101212频次频次缸孔缸孔8 83 36 60 06 611111010第一缸第一缸第二缸第二缸第三缸第三缸第四缸第四缸第五缸第五缸第六缸第六缸不明状不明状缺陷分布与现场切削液供给不良状况吻合，设备两端切削液管路被堵，切削液供给不足。二者可能相关。挺杆孔小在各缸孔的分布状况：挺杆孔小在各缸孔的分布状况：-17-以康明斯动力建设更美好的生活OneOne-way ANOVA:way ANOVA:Y1=15.67,Y2=15.63,Y3=15.60Y1=15.67,Y2=15.63,Y3=15.60Source DF SS MS F

18、PFactor 2 0.0000009 0.0000004 0.45 0.640Error 27 0.0000258 0.0000010Total 29 0.0000267S=0.0009775 R-Sq=3.25%R-Sq(adj)=0.00%Individual 95%CIs For Mean Based onPooled StDevLevel N Mean StDev -+-+-+-+-Y1 10 16.0204 0.0012 (-*-)Y2 10 16.0205 0.0010 (-*-)Y3 10 16.0201 0.0007 (-*-)-+-+-+-+-16.0208 16.0224

19、 16.0240 16.0256Pooled StDev=0.00101、余量试验分析由上可知：P0.6400.05，均值变差较小，在工艺参数规定范围内余量对最终孔径无影响。假设检验分析：假设检验分析：-18-以康明斯动力建设更美好的生活2、切削液试验、切削液试验One-way ANOVA:充足状态,非充足状态Source DF SS MS F PFactor 1 0.0000812 0.0000812 6.86 0.013Error 38 0.0004498 0.0000118Total 39 0.0005310S=0.003440 R-Sq=15.30%R-Sq(adj)=13.07%Le

20、vel N Mean StDev +-+-+-+-充足状态20 16.0204 0.0009 (-*-)非充足状态20 16.0176 0.0048 (-*-)+-+-+-+-16.0160 16.0176 16.0192 16.0208由上可知：P0.0130.05切削液供给充足与非充足两种状况有区别，非充足状态挺杆孔径均值低、散差大，有可能引发突变。切削液供给试验分析：-19-以康明斯动力建设更美好的生活HHoouurr浓 浓度 度654321012.011.511.010.510.09.59.0TTiimmee SSeerriieess PPlloott ooff 浓浓度度浓度试验分析：

21、一个班次之内切削液浓度变化曲线：一个班次之内切削液浓度变化曲线：对应的孔径的均值图线：对应的孔径的均值图线：HHoouurr孔 孔径 径654321016.02416.02316.02216.02116.020TTiimmee SSeerriieess PPlloott ooff 孔孔径径-20-以康明斯动力建设更美好的生活454647484950515253545556均值16.022 16.021 16.023 16.019 16.019 16.022 16.021 16.011 16.021 16.021 16.017 16.022 16.019916.027 16.022 16.026

22、 16.022 16.024 16.023 16.021 16.017 16.028 16.021 16.025 16.026 16.023516.025 16.021 16.025 16.022 16.023 16.02216.02 16.016 16.02316.02 16.024 16.025 16.022216.023 16.022 16.025 16.022 16.019 16.02116.02 16.019 16.023 16.021 16.023 16.023 16.021816.023 16.022 16.023 16.02216.02 16.021 16.019 16.018

23、 16.02516.02 16.023 16.022 16.021516.023 16.022 16.024 16.021 16.019 16.022 16.019 16.019 16.023 16.023 16.022 16.021 16.021516.022 16.022 16.023 16.022 16.017 16.02116.02 16.016 16.022 16.025 16.02116.02 16.0209对应孔径的直径数据：浓度变化与孔径变化的相关性分析：Correlations:孔径孔径,浓度浓度Pearson correlation of 孔径 and 浓度=0.835P-

24、Value=0.019结论：P0.0190.05孔径与切削液浓度有关系，相关系数0.835，二者呈正相关关系。-21-以康明斯动力建设更美好的生活3、刀具换刀周期确定、刀具换刀周期确定:SPC跟踪挺杆孔径控制图由控制图可以看出挺杆孔径随铰刀周期更换而呈现一种周期变化过程，变化曲线大致呈锯齿波规律反复。-22-以康明斯动力建设更美好的生活加加工工零零件件数数孔孔径径200015001000500116.030016.027516.025016.022516.020016.017516.015016.013816.018716.019216.021816.0294T Ti im me e S Se

25、 er ri ie es s P Pl lo ot t o of f 孔孔径径单个周期内孔径随加工零件数增加的变化曲线单个周期内孔径随加工零件数增加的变化曲线-23-以康明斯动力建设更美好的生活从刀具磨损图线看，铰刀初期磨损有一个磨合的过程（约从刀具磨损图线看，铰刀初期磨损有一个磨合的过程（约500500件前），所以图线斜率较大，显示磨损较快；在中期正常磨损期件前），所以图线斜率较大，显示磨损较快；在中期正常磨损期孔径变化很小，刀具磨损量也极小，属正常磨损；在加工孔径变化很小，刀具磨损量也极小，属正常磨损；在加工15001500件后，孔径很快降低，说明铰刀磨损开始加剧。因此小组成员认件后，孔径

26、很快降低，说明铰刀磨损开始加剧。因此小组成员认为合理的换刀周期应该定为为合理的换刀周期应该定为15001500件。件。通过上述试验以及试验结果，我们就可以制定相应措施，进一步通过上述试验以及试验结果，我们就可以制定相应措施，进一步完善项目。完善项目。-24-以康明斯动力建设更美好的生活内容完成时间负责人备注铰削余量确定（扩孔钻直径确定）12月15日吕海鹏郭洪芳制定详细的切削液浓度检查控制制度12月15日刘晖疏通切削液管道，安装喷管11月30日李军重新确定扩孔钻、铰刀的换刀周期12月3日梁海涛吕海鹏控制铰刀换刀周期（用防错法）12月20日周东海对过程文件进行更改，固化结果12月17日吕海鹏对作业

27、者进行培训12月20日吕海鹏下阶段计划：下阶段计划：下阶段计划：-25-以康明斯动力建设更美好的生活检验记录调整送检取样YN切削液控制方法：切削液控制方法：取样时间为设备开动30分钟后；取样点为切削液出口处（工作点）；每点取样量不少于50ml；取样后样本及时送检、检验，样本放置时间不得超过60分钟；检验结果超过规定值9-11，通知操作人员及时调整，调整后再次检验，直到合格为止。实施改进实施改进1：-26-以康明斯动力建设更美好的生活铰削余量确定：铰削余量确定：虽然试验结果显示在小范围内改变铰削余量，对铰孔孔径影响不大，但是目前的余量（单边0.1-0.2mm）对铰削加工的常规余量（双边0.06-

28、0.12mm）而言，偏大。应该适当减小铰削的加工余量。考虑位置度因素，扩孔钻的切削直径由原来的15.6315.68mm改为15.7315.75mm。从而既可改善铰削过程，又可提高扩孔钻耐用度。实施改进实施改进3：-28-以康明斯动力建设更美好的生活扩孔钻、铰刀换刀周期确定：扩孔钻、铰刀换刀周期确定：扩孔钻原来换刀周期为2000件，铰刀的换刀周期为300件，跟踪过程中发现前者偏高，后者偏低。根据跟踪的结果，如果考虑重磨，二者换刀周期定为1500比较合理，如果一次性使用，扩孔钻更改后，二者换刀周期可以定为2000件。实施改进实施改进4：-29-以康明斯动力建设更美好的生活改进前：改进前：依靠控制图

29、人工控制換刀周期，不能很好实现。改进后：改进后：采用防错法，该过程的换刀特点是刀具批上批下，利用这个特点，要求设备循环1500或2000次后自动停机，报警，提醒操作人员换刀。由于生产原因和备件未到位，目前还没有进行改造，计划在元旦检修时改造。实施改进实施改进5：-30-以康明斯动力建设更美好的生活以康明斯动力建设更美好的生活标准化的变更：标准化的变更：1、扩孔工序650，660作业指导书更改。2、铰孔工序670作业指导书更改。3、铰孔工序FMEA更改。4、切削液的检验、控制程序建立。今后的工作计划：今后的工作计划：1、铰刀的修磨标准及报损极限的最终确定。2、如何使重磨刀具的耐用度接近新刀的耐用度。3、铸铁材料铰削加工尺寸收缩量的研究等。标准化及向后计划：标准化及向后计划：-32-以康明斯动力建设更美好的生活到目前为止已经连续两个月RPM值为零，项目已取得初步效果。在此要感谢项目发起人黄和及技术支持曹武的鼎力支持，感谢小组成员的团结合作。另外还要感谢电气工程师周东海实施的防错法和王世来老师的指导。SPC工具应用加深，指导现场工作。掌握项目改进的方法。团队执行力提高。感悟：感悟：-33-以康明斯动力建设更美好的生活以康明斯动力以康明斯动力建设更美好的生活建设更美好的生活-34-