提高盘形工件加工一次合格率

1、2014年度川庆钻探工程公司QC小组活动成果提高盘形工件加工一次合格率提高盘形工件加工一次合格率庆阳石油机械修造厂机加车间庆阳石油机械修造厂机加车间QCQC小组小组刘刘 晓晓 文文长庆钻井总公司机修公司长庆钻井总公司机修公司二一五年三月二一五年三月1 小组概况小组概况2 选题理由选题理由3 现状调查现状调查5 原因分析原因分析4 目标设定目标设定“选择课题”是PDCA的步骤，它包括“选题理由”6 要因确认要因确认7 制定对策制定对策8 对策实施对策实施10 巩固措施巩固措施9 效果检查效果检查11 活动体会及下步打算活动体会及下步打算 前前 言言盘形工件是机械设备重要连接配件，包括法兰盘、盘形

2、工件是机械设备重要连接配件，包括法兰盘、联轴器等（如图联轴器等（如图1），它们通常成对使用的，通过均布），它们通常成对使用的，通过均布的孔眼，以螺栓或销子连接。用于管端之间、两个设的孔眼，以螺栓或销子连接。用于管端之间、两个设备进出口之间的连接及用来联接不同机构中的两根轴备进出口之间的连接及用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩。庆阳（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩。庆阳机修厂机加车间在机修厂机加车间在2012-2013年加工的盘形工件在孔眼年加工的盘形工件在孔眼连接部位的加工质量存在一定的缺陷，影响了钻修设连接部位的加工质量存在一定的缺陷，影响了钻修设备修

3、理质量，制约了钻井队正常使用，若能提高盘形备修理质量，制约了钻井队正常使用，若能提高盘形工件的加工合格率，将起到至关重要的作用。工件的加工合格率，将起到至关重要的作用。 小小 组组 概概 况况小组概况表小组概况表小组小组名称名称 庆阳石油机械修造厂机加车间庆阳石油机械修造厂机加车间QCQC小组小组成立成立时间时间20082008年年3 3月月小组编号小组编号 课题课题名称名称 提高盘形工件加工一次合格率提高盘形工件加工一次合格率 课题类型课题类型现场型现场型活动活动时间时间20142014年年3 3月月20142014年年1010月月活动次数活动次数8 8次次获奖获奖情况情况时间时间课题名称课

4、题名称获奖等级获奖等级20082008年年减少泥浆泵导板修复时间减少泥浆泵导板修复时间甘肃省一等奖甘肃省一等奖20102010年年提高液压大钳壳体修复合格率提高液压大钳壳体修复合格率甘肃省二等奖甘肃省二等奖20132013年年提高油封套加工合格率提高油封套加工合格率 陕西省二等奖陕西省二等奖小组编号有遗漏曹拜军曹拜军组内分工组内分工: :项目组织及项目组织及 项目实施项目实施文化程度文化程度: : 大专大专年年 龄龄: : 3 39 9职职 务务: :车间主任车间主任李魏钢李魏钢组内分工组内分工: : 组织协调组织协调文化程度文化程度: : 中技中技年年 龄龄: : 4040职职 务务: :车

5、间副主任车间副主任张海航张海航组内分工组内分工: : 资料收集资料收集文化程度文化程度: : 大学大学年年 龄龄: : 35 35职职 务务: : 书记书记杜向阳杜向阳组内分工组内分工: : 项目实施项目实施文化程度文化程度: : 中专中专年年 龄龄: : 4646职职 务务: : 检验员检验员李国庆李国庆组内分工组内分工: : 项目实施项目实施文化程度文化程度: : 大学大学年年 龄龄: : 33 33职职 务务: :车间副主任车间副主任张黎明张黎明组内分工组内分工: : 项目实施项目实施文化程度文化程度: : 中技中技年年 龄龄: : 50 50职职 务务: : 钳工钳工刘晓文刘晓文组内分

6、工组内分工: : 资料收集资料收集文化程度文化程度: : 大学大学年年 龄龄: : 31 31职职 务务: : 技术员技术员 选选 题题 理理 由由盘形工件质量统计表盘形工件质量统计表 时时 间间 加工件数加工件数 返修件数返修件数一次合格率一次合格率 2013.32013.3月月-12-12月月 8585 272768.2%68.2%制表人：刘晓文制表人：刘晓文 时间：时间：2014.3.202014.3.20盘形工件加工盘形工件加工质量现状与要质量现状与要求对比求对比提高盘形工件加工提高盘形工件加工一次合格率一次合格率选题选题现现 状状要要 求求 公司要求加工合格率公司要求加工合格率95%

7、 现现 状状 调调 查查 我们小组人员对我们小组人员对2013年我车间加工盘形工件存在的质量缺陷进行统计，下表年我车间加工盘形工件存在的质量缺陷进行统计，下表是针对盘形工件出现各个质量缺陷分别所占的频数是针对盘形工件出现各个质量缺陷分别所占的频数 序号序号质量缺陷质量缺陷频数频数累计频数累计频数 比率（比率（%）累计比率（累计比率（%）1孔位置精度不达标212177.8%77.8%2孔径超差32411.1%88.9%3孔圆度不达标1253.7%92.6%4孔表面粗糙度低1263.7% 96.3%5键槽位超差1273.7% 100% 制表人：刘晓文 时间：2014.4.3 表表3 2013年质量

8、缺陷汇总表年质量缺陷汇总表标明计量单位，如“件”“个”2013年总量是多少？ 图图2 影响盘形工件加工一次合格率排列图影响盘形工件加工一次合格率排列图 图中图中1：孔位置精度不达标；：孔位置精度不达标； 2：孔径超差；：孔径超差； 3：孔圆度不达标；：孔圆度不达标； 4：孔表面粗糙度低：孔表面粗糙度低 5：键槽位超差：键槽位超差孔位置精度不达标是主要症结频数只有27，不应作排列图。可用饼图表示。左、右坐标的刻度，应在内侧标明制图人、日期（下同） 目目 标标 设设 定定 从现场调查中可知，本小组致力于解决孔位置精度不达标从现场调查中可知，本小组致力于解决孔位置精度不达标 这一个关键质量缺陷问题，

9、即可提高一次合格率至这一个关键质量缺陷问题，即可提高一次合格率至92.9%（目标值（目标值现状一次合格率改进提高的一次合格率，即目标值现状一次合格率改进提高的一次合格率，即目标值68.2（68.2）77.892.9），我们设定盘形工件加工一次合），我们设定盘形工件加工一次合格率目标为格率目标为92.9%。 图图3 目标对比图目标对比图 原原 因因 分分 析析 为完成课题和达到活动目标，我们小组成员利用头脑风暴法找出导致孔位置精度不为完成课题和达到活动目标，我们小组成员利用头脑风暴法找出导致孔位置精度不达标的末端因素，如以下关联图所示：达标的末端因素，如以下关联图所示： 图图4 原因分析关联图原

10、因分析关联图 通过原因分析，得出通过原因分析，得出9 9条末端因素条末端因素人员操作技能水平低人员操作技能水平低工具未校验工具未校验无专用钻模无专用钻模钻削进给量大钻削进给量大无扩孔工序无扩孔工序钻头刃磨误差大钻头刃磨误差大钻头质量不合格钻头质量不合格表面粗糙度低表面粗糙度低夹具装置不合适夹具装置不合适 要要 因因 确确 认认 我厂在用的测量工具每年按规定送交检测中心进行周期校验。使用的测量工具精度如表6-1。 非要因非要因 确认一确认一 工具未校验工具未校验 表表6-1 使用的测量工具使用的测量工具 测量工具名称规格精测精度编号使用人检测结果游标卡尺300mm0.02mm104刘双伟合格游标

11、卡尺300mm0.02mm8903张黎明合格游标卡尺150mm0.02mm91501陈国辉合格游标卡尺125mm0.02mm20100630604张黎明合格高度游标卡尺300mm0.02mm70114张黎明合格高度游标卡尺500mm0.02mmE90453陈国辉合格从表6-1、图5可知盘形工件加工所使用的测量工具都经检验合格 ，能够满足加工需要。 确认二确认二 人员操作技能水平低人员操作技能水平低非要因非要因 表表6-2 参与员工技能情况统计表参与员工技能情况统计表姓名技能等级工作年限小组分工张黎明高级钳工34钻削加工陈国辉高级钳工31划 线刘双伟高级车工14车削加工杜向阳车工技师27检 验参

12、与盘形工件加工的员工技能情况统计如表6-2从表6-2可知，操作者都是经验丰富的高级工,技能水平较高,加工盘形工件也有一定经验。此外我们还有加工经验丰富的技师作为质量检验员，严把质量关。 现使用钻孔设备有立式钻床Z5140A（1991年入厂）、摇臂钻床Z35（1972年入厂）,由于机床本身设计用于孔的粗加工, 钻孔中心定位精度为0.25mm ,加上长期高负荷的运行,定位精度较低,难以保证盘形工件的加工精度,但此次小组活动无法直接改变设备精度，通过使用专用钻模间接改善钻孔定位精度，也可避免划线误差，但我车间未制作钻模，导致设备、人员误差直接影响钻孔位置精度。 确认四确认四 钻削进给量大钻削进给量大

13、 钻削进给量过大最直接导致表面粗糙度不高,而从2013年质量缺陷统计表中看出，孔表面粗糙度低只出现1次，且两名钳工均为高级钳工，从事钳工岗位30年之久，工作经验丰富， 经过多年的摸索,切削参数基本确定,可以满足加工要求。 要要 因因非要因非要因 确认三确认三 无专用钻模无专用钻模这属于主观判定出来的要因 确认五确认五 无扩孔工序无扩孔工序 经现场研究发现，孔的加工采用相应孔径的麻花钻一次钻削完成，麻花钻钻心处切削性能差，在钻孔开始时，钻心处所有的刀刃全都直接参与切削，切削阻力大，钻心容易偏斜；且横刃相对轴线总会有不对称，这造成钻头切入时的摆动，直接影响孔的位置度。而采用先钻后扩的工艺，不但扩孔

14、后的位置精度容易保证，而且即使出现误差可以通过修孔纠偏来消除。 要要 因因 确认六确认六 表面粗糙度低表面粗糙度低盘形工件的毛坯料为Q235-A，是普通碳素钢，硬度较低，且钻孔平面均经过车工车削平面，如图5所示， 无明显加工痕迹，达到图纸要求的表面粗糙度。 非要因非要因 确认七确认七 钻头刃磨误差大钻头刃磨误差大 钻头刃磨误差的大小直接影响了孔的尺寸误差。我们对操作者刃磨的不同直径的钻头(各5支)所钻的孔进行测量。统计情况如表6-3 非要因非要因 表表6-3 操作者刃磨钻头误差统计表操作者刃磨钻头误差统计表钻头规格1620253032加工实际直径15.9716.0319.9820.0224.9

15、825.0229.9730.0331.9832.02加工误差0.030.020.020.030.02制表人：刘晓文 时间：2014.4.23从表6-3可以知道,我们的高级钳工在刃磨钻头时,技能水平较高,刃磨偏差小于0.03mm,在允许的范围内。足以保证盘形工件装配连接要求。 确认七确认七 钻头质量不合格钻头质量不合格 现使用钻头为高速钢材料制成，经过热处理，硬度在HRC62-68，切削温度在600以下不会丧失其硬度。且经过对5支钻头调查使用效果发现，加工误差在允差范围内，且切削过程平稳，能满足加工要求。 非要因非要因 确认九确认九 夹具装置不合适夹具装置不合适 现盘形工件钻孔选择的夹具装置为压

16、板螺栓（如图6 所示），而盘形工件结构为均布的孔眼，使用压板螺栓存在重复装夹的弊端，每钻削一个孔眼后必须旋转工件再进行装夹，如右图所示液压站法兰靠背有6个通孔，6个螺栓孔，即要进行12次装夹才可完成钻孔工序，造成工件误差大，人员工作量大。 要要 因因 确定确定3条要因条要因 夹具装置不合适夹具装置不合适 无专用钻模无专用钻模 无扩孔工无扩孔工序序 制制 定定 对对 策策针对确定的三个要因，我们制定了相应的对策，并根据情况进行分工，按期完成。针对确定的三个要因，我们制定了相应的对策，并根据情况进行分工，按期完成。序序号号要因要因对策对策目标目标措施措施计划完计划完成时间成时间负责负责人人1夹具装

17、置不合适制作合理简便的装夹装置通过1次装夹完成钻孔过程使用车床三爪卡盘装夹工件，制作底板与卡盘相联接，放置钢球使得底板与卡盘旋转，并在底板圆周面上分度，方便旋转角度的控制2014.5曹拜军2无专用钻模设计制作钻模提高定位精度实现孔之间可以互换根据盘形工件的类别制作模具，并制作销轴，通过高精度的内孔连接钻削，从而确保孔的中心距及相互之间的角度满足要求2014.6刘晓文3无扩孔工序采用先钻后扩加工工艺每个孔径在图纸要求的允差范围内改进加工工艺，降低一次钻孔的误差，制定切削用量，并提高刃磨钻头的水平，以此满足孔径及表面粗糙度的要求2014.6李魏钢 表表7 对策表对策表制定对策的步骤：1、提出对策，

18、2、研究、确定所采取的对策，3、制定对策表 对对 策策 实实 施施实施一实施一制作合适装夹装置制作合适装夹装置 如图8-1可看，盘形工件成对出现，两个配件通过圆周均布的通孔及螺栓孔连接，尤其通孔20处，是连接尼龙销传递扭矩，所以对钻孔位置精度要求较高。为保证工件合理装夹必须兼顾夹紧及旋转定位。 图图8-1盘盘形形工工件件加加工工图图纸纸 1、夹紧装置、夹紧装置 采用普通车床加工盘形工件夹具自定心三爪卡盘可以满足工件装夹简便及稳妥，且加工平面不影响钻削过程。经过小组研究讨论，利用一套车床三爪卡盘，制作底板与三爪卡盘配合连接，并严格保证底板上面与底面的平行度及平面度，确保装夹工具在钻床平面的基准，

19、调整卡爪即可完成工件的装夹，大大提高了工作效率。 图图8-2 三爪卡盘夹具三爪卡盘夹具 2、旋转定位、旋转定位 盘形工件钻孔的关键要调整找正圆心，用压板螺栓固定必须每个孔X轴、Z轴都要调整，不仅工作量大而且精度低，为此小组将三爪卡盘底板改制，在底板与三爪卡盘连接配合面上装设9个钢球，且配合面可以锁紧（如图8-3）。锁紧手柄松开时钢球转动带动卡盘旋转相应角度，当调整合适后将手柄锁紧，三爪卡盘与底板连成一体。实施结论：实施结论：将盘形工件装夹在夹具上，只需旋转卡盘调整角度即可完成全部孔眼的钻削。 （如图8-4） 图图8-3 三爪卡盘夹具底板三爪卡盘夹具底板 图图8-4 夹具装夹盘形工件夹具装夹盘形

20、工件 每条对策实施后，不仅要检查对策表中的目标是否完成，还要对采取对策后的负面影响进行评价。实施二实施二 制作专业钻模制作专业钻模 针对因钻床定位精度有限问题，由于无法直接改变设备精度，小组决定采用制作专用钻模改善钻孔定位精度。专用钻模零件图见图8-5。 因联轴器内孔与轴连接，内孔精度要求高，还制作连接销轴1件，将待加工件与钻模内孔可靠连接，确保孔的位置精度。实施结论：实施结论：通过与钻模的配合钻孔完成后，经检验，错位与其它孔相配均可连接，达到制定目标。 图图8-5 钻模加工图纸钻模加工图纸 实施三实施三采用先钻后扩加工工序采用先钻后扩加工工序 钻孔加工工艺方法是影响其位置精度的重要因素。 由

21、于麻花钻的结构特点决定了在切入时钻头摆动大，定心不稳。而扩孔只有最外周的刀刃参与切削，阻力大大减小，扩孔没有横刃切削，钻头可以浮动定心，因此，小组研究将工艺改为先钻再扩孔，钻孔时，先用6mm左右的钻头在样冲位置钻出底孔，然后扩孔。扩孔时，先用手转动钻夹头，使钻头的两主切削刃同时与端口孔壁接触，切出一个小的、完整的、类似同心圆的倒角圈后，再开始钻床进行钻孔。 并将麻花钻顶角刃磨到50左右，新切削刃长度为3-4mm，将外缘尖角磨成圆弧刃，减少切削变形。扩孔时，采用0.35mm/r的进给量及10m/min的切削速度，防止钻头偏移，保证位置精度。 实施结论：实施结论：钻削的孔径偏差小于钻削的孔径偏差小

22、于0.08,满足图满足图纸要求的尺寸，且表面粗糙度达纸要求的尺寸，且表面粗糙度达到到6.3的要求。的要求。 效效 果果 检检 查查目标完成目标完成1 1、小组目标完成情况、小组目标完成情况 通过此次活动不仅实现了预计目标，还超出了目标值。有效的降低了工件返修及报废，确保井队设备正常运转。 表表8 小组活动统计表小组活动统计表时间时间 加工件数加工件数 返修件数返修件数一次合格率一次合格率 2014 72 297.2% 制表人：刘晓文制表人：刘晓文 时间：时间：2014.9.30经过小组活动一次合格率达到了97.2%，最终出厂合格率达到多少？现状调查时用了排列图（饼图），效果检查时，还需再次应用

23、排列图（饼图），看症结是否得到改善。 2 2、效益分析、效益分析通过此次QC活动，我们不仅提高了盘形工件加工一次合格率，而且节约了返修及上井更换费用。如能广泛应用将节约费用，增加经济效益。 1）由于改进工艺减少的盘形工件返修）由于改进工艺减少的盘形工件返修,按按2013年年31.8%的返修率计算的返修率计算,2014年减少返修盘形工年减少返修盘形工件（件（7231.8%）21件件,按每件按每件528 元的工时费计算元的工时费计算,减少的工时费为减少的工时费为11088元。元。 2）由于改进工艺减少的不合格盘形工件返修产生的动力费）由于改进工艺减少的不合格盘形工件返修产生的动力费,机床折旧费机床折旧费, 运输费运输费,人员人员工资费用等工资费用等,粗略计算为粗略计算为25000元。元。 3）在小组活动中制作装夹装置、钻模耗费原材料费用为）在小组活动中制作装夹装置、钻模耗费原材料费用为2780元。元。 经计算小组活动可节省资金经计算小组活动可节省资金33308元。元。经济效益不能这样计算 巩