國家精密機械加工裝備產業計量測試中心服務案例

最新 02-27

創新服務模式　提升產品質量

服務背景

精密機械加工裝備產業有兩個明顯特點:一是雖然屬於傳統產業,但其基礎性強、涉及面廣,是其他高新產業生存和發展不可或缺的基石;二是產業涉及的上下游企業十分龐雜(見圖1),且這些企業的規模、技術水平、管理水平、產品質量等也參差不齊。國家精密機械加工裝備產業計量測試中心(以下簡稱「中心」)主要針對精密機械加工裝備產業的上中下游企業進行計量測試服務。

企業需求

南京善工信機械有限公司專業設計和生產各類彈簧、汽車制動器銷軸、滾軸、凸輪軸組件等,其產品主要提供給國外卡車企業,屬於精密機械加工裝備產業的下游企業。在「三全一前」的要求提出之後,中心開拓思路,深入挖掘企業需求,從產品全壽命周期入手,從切實提高產品質量、提升企業效益的角度為企業提供服務。在與該企業的接觸過程中,得知他們有兩個類型的產品——銷軸產品和滾軸產品在生產過程中出現了質量缺陷而一時無法解決,遭到客戶抱怨,影響了其產品的銷售和經濟效益。

圖1 精密機械加工裝備產業的範圍

圖2 型號為1259K1181的銷軸產品

銷軸產品的型號為1259K1181,如圖2所示,該產品的兩個鑽孔的孔距是它的重要尺寸,如圖3所示。該產品的加工由外協工廠負責,2017年3月為該產品的試製階段,抽檢合格率為98.7%,基本滿足要求。但到了4月份量產階段,出現了嚴重的單邊尺寸超差的問題,抽檢合格率大幅度下降,只有73.6%。由於該產品為南京善工信機械有限公司的戰略型新產品,所以企業急需提高產品合格率。

圖3 1259K1181 型產品的關鍵參數

圖4 型號為2297T7222的滾軸產品

滾軸產品的型號為2297T7222,如圖4所示,是南京善工信機械有限公司的核心產品之一,也是卡車制動組件中的重要零件,每個月的產量在3~4萬件。由於在生產過程中,其表面經常會出現磕碰、劃傷等問題,從而影響產品原有功能,降低卡車的制動性能,極端情況下甚至會導致制動件失效。該問題已遭到公司客戶的長期抱怨,至今沒有解決方案。

這兩個質量問題是南京善工信機械有限公司面臨的急需解決的難題,也是其在產品生命周期中自身無法解決的問題。單純地依靠傳統計量是無法幫助企業解決問題的,中心決定嘗試用新的思路和方法去幫助企業解決。

服務模式

中心創新性地提出與企業共同實施六西格瑪項目,針對產品進行質量提升,解決企業難題。中心通過藉助「六西格瑪」項目的思路和方法,深入企業包括設計、研製、生產、試驗等產品生命周期過程,達到提升產品質量的目的。

該項目要達到的成果是主要技術指標的提升:型號為1259K1181的銷軸產品的孔距合格率從目前的73.6%提升到98%以上;型號為2297T7222的滾軸產品的表面質量合格率從目前的88%提升到95%以上。

具體推進過程

　　1.銷軸產品項目推進過程

實施此項目的主要目的就是減少1259K1181產品由孔距不合格導致的報廢,提高成品合格率,降低質量成本。以此為目標,中心和南京善工信機械公司聯合成立了項目組,並正式啟動該項目。

在項目開始後,項目組發現了很多問題,由於該產品為外協廠商製造,善工信公司的測量方法與外協廠商不一致,而且雙方的測量方法都存在問題。項目組重新設計了測量系統,確保了測量系統的準確、一致、可靠。在確定了測量系統之後,項目組參與分析了整個流程,如圖5所示。

圖5 銷軸產品的加工流程

在該流程中,鑽孔是最後一步,是使用數控鑽床將兩個通孔一次成型。經項目組成員討論後,羅列出如下主要潛在影響因素:(1)設備誤差;(2)工藝流程狀況;(3)測量方法問題等。經過分析,項目組給出了改進措施,主要有以下兩點:

(1)鑽套改進措施:最有可能的關鍵因素之一是使用數控鑽床鑽孔時鑽套的磨損,所以根據統計結果要求外協廠家每1500件就更換鑽套。

(2)加工方法改進措施:原先兩側孔的加工方法是鑽頭一次加工為通孔,改善後加工方法為以鐘形孔定位,打上半段孔,翻轉鑽模打另半段孔。

經過以上措施的作用,南京善工信質量部門採樣了產品質量信息,形成了圖6,可以發現從5月份開始,送檢產品合格率已經有提升。從5月26日的抽樣合格率來看,合格率已經達到了100%,可見產品質量已經得到了極大地提升。

　　2.滾軸產品項目推進過程

這個項目的目的是要在3個月內改善現場滾軸產品磕碰問題,降低產品表面缺陷,控制產品合格率在95%以上。

在項目初期,缺陷的定義及規格是滾軸產品外表面有磕碰,但這個標準非常模糊,每一個檢驗員都有自己的判斷標準。因此,在這個項目中測量系統的設計極具挑戰性。在明確了缺陷的定義和設計了測量系統之後,進行了測量系統方法分析:隨機選取20個零件,由3個檢驗員分別對各個零部件組進行判定,對每個零部件每個檢驗員在不知編號的情況下各測量兩次,記錄測量結果後,在MINITAB軟體中做GRR分析。一共經過三次測量系統修改和評估,項目組才設計好了測量系統。