机场QC成果报告

1、小组名称：鸿兴精工小组名称：鸿兴精工QC小组小组发发 表表 人：武广英人：武广英大跨度异型弯扭钢大跨度异型弯扭钢框架框架制作加工制作加工研制研制目目 录录1、工程概况、工程概况2、QC小组概况小组概况3、选题理由、选题理由4、设定目标与可行性分析、设定目标与可行性分析5、提出方案并确定最佳方案、提出方案并确定最佳方案6、制定对策、制定对策7、按对策实施、按对策实施8、效果检查、效果检查9、标准化、标准化10、总结和进一步打算、总结和进一步打算1、工程概况、工程概况 新郑机场高速新收费站是将现有的机场收费站移至S1机场高速以西，采用一站两点的收费站形式，分为南北两个站区，分别为“机场站（南口）”

2、、“机场站（北口）”。其中由机场以南过来的车辆将在机场站（南口）分流下站，该站共设13个车道（24m宽，79.8m长）；由机场以北过来的车辆将在机场站（北口）分流下站，该站共设24个车道（24m宽，139.8m长）。 本工程的制作难点在于椭圆形的箱型截面主框架，以及纵向相连的弧形箱梁。最大的椭圆框架宽36m，高23m。弧形钢架焊缝要求高，制作难度大。既要保证单节几何尺寸，又要保证总批单元尺寸。 1、工程概况、工程概况新郑机场高速收费站24车道2、QC小组概况小组概况单位或部门河南鸿丰长兴精工科技有限公司小组名称鸿兴精工QC小组小组人数9小组类型创新型开始日期2015年5月10日组 长李遐课题名

3、称异型钢箱框架制作新法活动时间2015年5月10日2015年8月20日小组职位姓名性别年龄文化程度职称QC学时组长李遐女45本科高级工程师75副组长李增良男41大专工程师75组员武广英男30大专助理工程师65组员黄四元男39中专助理工程师65组员吴扩建男30本科助理工程师65组员王新金男30本科助理工程师60组员于文志男41中专高级技师60组员李世金男34中专高级技师60组员田也男22大专技术员603、选题理由、选题理由1、单一构件尺寸大，最大的弧形钢架宽36m，高23m，最小曲率半径9.3m，铆装困难。2、主截面尺寸为箱700*700*18*18，不易采用热弯成形，必须采用切割成型腹板的办法

4、 加工。纵向箱梁局部为三维扭曲截面，加工困难。3、主焊缝质量要求高，节点部位上下600mm为熔透焊缝，探伤等级为二级。其余部位为 部分熔透焊缝。异型腹板双侧需要开单边45坡口。4、节点部位内隔板与上下盖板采用电渣焊，保证熔透，探伤等级为二级。5、主钢架为外露结构，不做外包装饰。主焊缝要求外观美观，需采用特殊焊接工艺保证。6、此工程为我公司承接的首例较大异型构件，工期要求紧，质量要求高，无类似工程经 验借鉴。对于异型构件的检验也是首次，很多检验方法都需要摸索。全熔透焊缝全熔透焊缝3、选题理由、选题理由3D建模图形展示，各个弧形建模图形展示，各个弧形钢架之间由扭曲的箱型梁相钢架之间由扭曲的箱型梁相

5、连，制作精度要求较高。连，制作精度要求较高。单榀弧形钢架尺寸较大，预单榀弧形钢架尺寸较大，预拼装尺寸要求严格。整体平拼装尺寸要求严格。整体平面度要求较高。面度要求较高。3 、 选择课题选择课题 小组针对机场高速收费站工程小组针对机场高速收费站工程大跨度异型弯扭钢大跨度异型弯扭钢框架框架制作加工制作加工过程中有可能遇到的问题，过程中有可能遇到的问题，以以提高提高质量、降低消耗、质量、降低消耗、形成工法形成工法为目的为目的，提出，提出QC小组课题。小组课题。 1、由于是弧形截面，箱型腹板的下料、拼接、打坡口是个大难题，下料可以采用数控分段下料、由于是弧形截面，箱型腹板的下料、拼接、打坡口是个大难题

6、，下料可以采用数控分段下料拼接成形法，坡口精度要求较高，打坡口需要专用设备。拼接成形法，坡口精度要求较高，打坡口需要专用设备。 2、箱型的主焊缝局部要求全熔透，探伤等级二级。焊缝外观要求较高，无专用焊接设备不容易、箱型的主焊缝局部要求全熔透，探伤等级二级。焊缝外观要求较高，无专用焊接设备不容易实现。焊接顺序必须严格按照同一方向进行，防止扭曲变形。实现。焊接顺序必须严格按照同一方向进行，防止扭曲变形。 3、此类构件的加工制作尚属首次，检测手段和验收标准并无先例，增加了本工程的制作难度。、此类构件的加工制作尚属首次，检测手段和验收标准并无先例，增加了本工程的制作难度。制表日期：2015年5月15日

7、大跨度异型弯扭钢大跨度异型弯扭钢框架框架制作加工制作加工研制研制4、设定目标和可行性分析、设定目标和可行性分析根据钢结验收标准GB 50205-2005及设计蓝图要求合格标准：弧形钢架腹板下料长度尺寸偏差3mm，宽度偏差3mm，拱高偏差L/5000，坡口角度偏差0+10，坡口割痕0.3mm。成型箱体长度3mm，扭曲4mm，对角线与理论尺寸差3mm。预拼尺寸长度15mm，扭曲15mm。焊缝要求节点上下600mm全熔透，探伤等级二级，评定等级级。主焊缝余高03mm，外形美观。大跨度异型弯扭钢大跨度异型弯扭钢框架框架制作加工制作加工一次成型合格率达一次成型合格率达94%94%大跨度异型弯扭钢大跨度异

8、型弯扭钢框架框架制作制作一次成型合格率达一次成型合格率达94%94%4、设定目标和可行性分析、设定目标和可行性分析 可行性分析：常规箱型柱几何尺寸控制在上述尺寸内不是问题，如若弧形构件想控制在公差范围内是个难题，弧形钢架的分段、下料、组装、焊接顺序如果严格控制，满足要求也不是难题。开坡口如有专用设备，也能满足要求。焊接如有专用焊机，探伤、外观也能达标。通过上述可行性分析，如加强管理，通过头脑风暴，发散性思维，积极创新。本工程的制作要求是可以满足的。预定的目标是可以实现。5 提出方案提出方案 2015年年5月月15日，小组人员在公司会议室针对机场高速收费站工程日，小组人员在公司会议室针对机场高速

9、收费站工程大跨度异型弯扭钢大跨度异型弯扭钢框架框架制作加制作加工工研制方案专题会。就如何实现既定目标提出各自想法和意见，运用亲和图整理如下：研制方案专题会。就如何实现既定目标提出各自想法和意见，运用亲和图整理如下：制表日期：2015年5月15日腹板下料腹板下料腹板开坡口腹板开坡口主缝焊接主缝焊接采用分段下料采用分段下料拼接成型法拼接成型法将较将较长段长段腹板腹板分为分为可操可操作的作的短段短段腹板腹板下料完下料完成后拼成后拼接成单接成单节腹板节腹板保证几保证几何尺寸何尺寸切割设备切割设备外购外购机械机械开坡开坡口设口设备备外购外购火焰火焰切割切割设备设备自制自制火焰火焰开坡开坡口设口设备备焊接

10、方法焊接方法外购外购机械机械手臂手臂焊接焊接设备设备手工手工CO2气体气体保护保护焊焊焊焊接接自制自制自动自动寻道寻道埋弧埋弧焊接焊接设备设备5.1提出方案提出方案 通过以上亲和图的整理，我们归纳了通过以上亲和图的整理，我们归纳了3种预选方案：种预选方案：制表日期：2015年5月15日序号方案名称技术可行性经济合理性综合生产效率方案一外购机械开坡口设备加焊接机械手臂1、本厂6m数控切割下料2、外购机械式开坡口设备3、主缝焊接机械手臂焊接，保证焊缝美观。1、下料设备本厂自有2、机械式开坡口设备外购需1万元左右3、焊接机械手臂成套设备外购需20万左右。1、机械式开坡口设备单侧开口，效率较低2、机械

11、手臂焊接设备效率较高方案二外购火焰开坡口设备加手工焊接1、本厂6m数控切割下料2、外购火焰式开坡口设备3、主缝采用手工药芯焊丝CO2气体保护焊焊接，保证焊缝美观。1、下料设备本厂自有2、外购火焰式开坡口设备外购需3000元左右3药芯焊丝比普通焊丝增加成本约一倍。1、外购火焰式开坡口设备效率一般2、药芯焊丝熔敷率较低，焊接效率不高方案三自制火焰切割设备加自制埋弧自动焊设备1、本厂6m数控切割下料2、自制火焰式开坡口设备3、主缝采用自制埋弧自动焊设备焊接，保证焊缝成型与内部质量。1、下料设备本厂自有2、自制火焰切割设备人工加材料1000元左右。3自制埋弧自动焊1000元左右，且不增加焊接辅材费用1

12、、自制火焰切割设备双头切割，效率高2、自制埋弧自动焊设备焊接电流大，焊接效率高5、提出并确定最佳方案、提出并确定最佳方案1、方案的提出QC小组人员通过头脑风暴法，不受常规思维、经验的束缚 ，提出了一系列制作方案。并对各种方案进行了梳理、整合。方案一、弧形钢架腹板采用数控下料，长度较长的采用分段下料后对接法。开坡口采用手持式铣边机开坡口，保证坡口精度。主焊缝采用弧焊机器人气体保护焊，保证焊缝外观。焊接顺序由中间往两边分，确保4条主缝焊接方向一样，防止扭曲变形。5、提出并确定最佳方案、提出并确定最佳方案方案二 弧形钢架腹板采用数控下料，长度较长的采用分段下料后对接法。开坡口采用磁吸式自动火焰切割开

13、坡口，保证坡口精度。主焊缝采用CO2气体保护药芯焊丝焊接，保证焊缝外观。焊接顺序由中间往两边分，确保4条主缝焊接方向一样，防止扭曲变形。5、提出并确定最佳方案、提出并确定最佳方案方案三弧形钢架腹板采用数控下料，长度较长的采用分段下料后对接法。开坡口采用自制专用火焰切割机开坡口，保证坡口精度。主焊缝采用自制自动寻道埋弧焊机焊接，保证焊缝外观。焊接顺序由中间往两边分，确保4条主缝焊接方向一样，防止扭曲变形。5、提出并确定最佳方案、提出并确定最佳方案2、方案的分析、评价、优选序号方案名称技术可行性经济合理性综合生产效率是否选用方案一外购机械开坡口设备加焊接机械手臂1、本厂6m数控切割下料2、外购机械

14、式开坡口设备3、主缝焊接机械手臂焊接，保证焊缝美观。1、下料设备本厂自有2、机械式开坡口设备外购需1万元左右3、焊接机械手臂成套设备外购需20万左右。1、机械式开坡口设备单侧开口，效率较低2、机械手臂焊接设备效率较高不选方案二外购火焰开坡口设备加手工焊接1、本厂6m数控切割下料2、外购火焰式开坡口设备3、主缝采用手工药芯焊丝CO2气体保护焊焊接，保证焊缝美观。1、下料设备本厂自有2、外购火焰式开坡口设备外购需3000元左右3药芯焊丝比普通焊丝增加成本约一倍。1、外购火焰式开坡口设备效率一般2、药芯焊丝熔敷率较低，焊接效率不高不选方案三自制火焰切割设备加自制埋弧自动焊设备1、本厂6m数控切割下料

15、2、自制火焰式开坡口设备3、主缝采用自制埋弧自动焊设备焊接，保证焊缝成型与内部质量。1、下料设备本厂自有2、自制火焰切割设备人工加材料1000元左右。3自制埋弧自动焊1000元左右，且不增加焊接辅材费用1、自制火焰切割设备双头切割，效率高2、自制埋弧自动焊设备焊接电流大，焊接效率高选定5、提出并确定最佳方案、提出并确定最佳方案3、对选定的方案展开分析小组人员结合生产、技术部门，通过头脑风暴的思维方法开展讨论，对在产品制作过程中可能出现的问题进行讨论汇总，对自制设备的样式、可行性提出异议与合理解释。最后确定最终制作方案。自行式火焰切割开坡口设备能依靠弧形轮廓匀速缓慢行走1、电阻调速电机带动2、通

16、过单侧前后双轮控制使设备依弧形轮廓行走1、电阻调速电机带动2、通过双侧靠轮使设备依弧形轮廓行走设备具备切割枪头的设置单枪头设置加长撑杆，双枪头切割自行式火焰切割开坡口设备制造分析图自行式火焰切割开坡口设备制造分析图5、提出并确定最佳方案、提出并确定最佳方案埋弧自动寻道焊接设备能依靠弧形轮廓匀速缓慢行走，从而完成寻道1、电阻调速电机带动2通过单侧靠轮使设备依弧形轮廓行走，导轮耐高温且不导电1、电阻调速电机带动2、通过双侧导轮使设备依弧形轮廓行走，导轮耐高温且绝缘。行走车轮制作要求绝缘且小摩擦系数采用电木胶轮，车床加工成型焊缝侧面必须有挡焊剂设施，防止熔融焊剂流淌挡板采用钢制构件，挡板与焊接机头之

17、间绝缘在原绝缘胶轮外侧缠绕钢制抱箍埋弧自动寻道焊接设备制造分析图埋弧自动寻道焊接设备制造分析图挡板自身绝缘且耐高温挡板自身绝缘且耐高温5、提出并确定最佳方案、提出并确定最佳方案4、子方案对比QC小组在对设备的各方面制式和性能要求进行分解，提出各种可行方案，然后再对个子方案进行分析对比，最终确定最优方案自行式火焰切割开坡口设备制作要点备选方案主要性能评估是否选用优点缺点难易程度一：轮廓寻道双侧导轮双侧固定，不容易跑偏更加牢靠有死弯或者边缘不平时容易卡住较难不选单侧导轮单侧靠紧，简单灵活，无需多余设施易跑偏较简单选用二：火焰切割头设置单切割枪头更稳定，易操作效率低较简单不选双切割枪头效率高需熟手随

18、时调节较难选用5、提出并确定最佳方案、提出并确定最佳方案自动寻道埋弧自动焊设备制作要点备选方案主要性能评估是否选用优点缺点难易程度三：行走轮制作电木车制耐高温，绝缘增加额外费用，易损耗较难不选绝缘轮加钢抱箍耐高温绝缘，取材方便加工困难较难选用四：焊剂挡板制作绝缘挡板不导电，重量轻易损耗较简单不选挡板与机头绝缘处理耐高温，不导电需对绝缘挡板与机头做特殊处理较难选用6、制定对策、制定对策序号方案对策目标措施时间地点负责人一行走小车轮廓寻道单侧双轮行走平稳、灵活，无振刀，割痕0.3mm焊缝均匀，余高正常。1、前导轮用可调长读刚性连接导轮2、后导轮用固定长度可转动连接导轮2015年5月20日2015年

19、6月2日钢结构加工厂内李遐李增良于文志武广英二火焰切割头设置一机双割炬双枪均开火割坡口，坡口角度偏差101、两套供气系统，单独开关。2、采用两节横导轨焊接接长法。2015年5月20日2015年6月2日钢结构加工厂内李遐王新金吴扩建田也三埋弧自动焊行走小车车轮制作绝缘轮加钢抱箍耐用，摩擦系数小，能在钢板上侧滑，1、数控切割双半弧，卡如四个胶轮凹槽内点焊固定。2015年6月1日2015年6月20日钢结构加工厂内李世金武广英黄四元吴扩建四埋弧自动焊焊剂挡板制作钢制挡板加绝缘装置耐高温，与构件之间不导电，能前后左右调节1、导电杆上套绝缘套，使焊剂挡板与导电杆之间绝缘2、裁剪6mm厚钢板制作焊剂挡板20

20、15年6月1日2015年6月20日钢结构加工厂内李遐王新金李世金田也对对 策策 表表QC小组对选定的方案制定了对策表7、按对策实施、按对策实施开始选定最佳方案腹板分段数控下料，拼焊成形弧形腹板开坡口弧形腹板开坡口（自制半自动火（自制半自动火焰切割小车）焰切割小车）盖板、腹板铆焊成箱型。箱型梁盒埋箱型梁盒埋弧自动焊弧自动焊自动寻道埋弧自自动寻道埋弧自动焊小车制作动焊小车制作单节箱型构件检测、校正（弯曲、扭曲、拱高、对角线）厂内预拼装、检测合格后除锈、涂装、发货。系统方案实施流程图注：红色框内为主要控制工序箱型柱内隔板电渣焊7、按对策实施、按对策实施制作重点工序一：制作重点工序一：火焰切割开坡口设备制作1、购买行走小车总成2、前导轮制作： 固定前刚性导轮滑轨 小车行走受力图 焊接前导轮总成 总装前导轮3、后导轮制作： 焊接后导轮总成 固定、总装后导轮4、切割枪头设置： 接长枪头导轨 购买双枪头一体总成 安装双枪头5、运行调试： 在构件上运行调试，运用 PDCA循环改进更新， 直到设备满足目标要求。总装图总装图切割效果图切割效果图受力分析图受力分析图7、按对策实施、按对策实施制作重点工序二：制作重点工序二：自动寻道埋弧自动焊设备制作1、前、后导轮制作： 弯制前后导轮支架 将胶轮焊接在导轮支架上 将前后导轮固定在行走小车上， 且前后支架均可长短调节2、绝缘行走车轮制作： 数控