轴承套圈车加工尺寸离散性的控制

1、一、车间简介v社渚轴承有限公司车加工车间，现有大、中、小型号三条加工生产线，主要从事“7”类轴承内、外套圈的车削加工，其加工的产品外径尺寸段在10-400mm之间，年加工生产能力约400万套，在轴承的整个生产中起到承上启下的作用。v目前我车间占地面积约2000平米；现有工作人员165人；机床96台，其中数控车床42台。通过近几年轴承公司“做专、做精，做优、作强”的战略思想的提出，我们车间已通过整合资源、加强管理、更新设备等有效措施的落实，在产品产量、质量和成本的控制等方面已走在了轴承公司其它几个车间的前面。v随着轴承市场和后道车间对产品质量的要求不断提高，这给我们的质量控制提出了挑战。后道磨加

2、工车间反映的一个突出问题就是车加工产品尺寸离散较大。很多批型号转过去都被发现存在着1-2%的比例超出工艺尺寸范围，另外在工艺范围内的其它产品也同样存在离散性的问题。这些离散性大的产品给磨加工车间的生产带来了一定的加工难度，不利于他们机床的调整和产品磨削的控制，不利于操作工的安全操作。这些离散性问题同时也阻碍了我们本车间对产品质量的下一步控制，同时也影响到我们对下道车间服务理念的落实。为此我们将尺寸离散性的控制作为今年的QC课题，以使我们的产品质量再上一个新台阶。二、小组简介v1、小组情况：、小组情况：v2、小组成员与分工：、小组成员与分工：小组名称江苏省社诸轴承有限公司车加工QC小组成立时间2

3、011年2月1日课题名称车加工轴承套圈尺寸离散性的控制活动时间2011年2月1日2011年12月31日活动次数15次姓名姓名文化程度文化程度职务职务/ /岗位岗位项目分工项目分工备注备注张伟本科车间负责人策划赵申志本科生产主管组织协调吴全东大专车间质量管理现场指导闵伟平本科工程师数据收集汤达本科警员具体实施杨国平本科警员据体实施何宏飞初中车间调度实物检测三、P计划阶段：v计划进度表（计划进度表（2011年）：年）：时间步骤2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月P P现状分析及选题现状调查及目标确定要因制定对策D D执行实施C C效果检查A A活动体会下一步打算vP1选题理由选题理由

4、公司目标“做专 做精” “做优 作强”车间现状 目前车加工内、外圈尺寸离散值较大，后道磨加工反映强烈课题选定车加工轴承套圈尺寸离散性的控制活动目标减小车加工产品尺寸离散性，CPK系数值控制在1.5以上,产品质量持续稳定vP2现状调查现状调查v1、2010年，后道磨加工车间对前道来料质量异议如下表年，后道磨加工车间对前道来料质量异议如下表:月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月次数433323343343主要问题1、内径尺寸离散大2、外圈滚道尺寸离散大（2次）3、外径椭圆度大1、内径尺寸离散性大（2次）2、外圈端面翘曲性大1、外圈滚道尺寸离散性大2、外圈端面车刀纹较深3、内圈

5、高度平行度超差1、内圈滚道线性问题2、外圈滚道尺寸离散（2次）1、外径椭圆度大2、内径尺寸离散大1、外圈滚道尺寸离散性大2、外径尺寸离散大3、外圈端面车刀纹较深1、内圈滚道尺寸离散性2、内圈高度平差超差3、外圈滚道尺寸离散1、外圈端面翘曲性大2、内径尺寸离散性大3、外圈滚道尺寸离散性大（2次）1、内径尺寸离散2、外圈滚道尺寸离散大3、外圈端面平行度超差1、外圈端面翘曲性大2、内圈高度平行度超差3、外径椭圆度大1、外圈端面平行度大2、内径尺寸离散性大3、外圈滚道尺寸离散大（2次）1、外径椭圆度大2、内径尺寸离散性大3、外圈滚道尺寸离散大v离散性问题（或与离散性有关的问题）占异议总数的分布如下图：

6、v2、车间对、车间对2011年年2月月15日日3月月31日所生产的不同日所生产的不同系列的轴承套圈的内孔尺寸和外滚道尺寸进行抽查检系列的轴承套圈的内孔尺寸和外滚道尺寸进行抽查检测，具体测，具体cpk值见下表：值见下表：型号（外圈滚道）303203231032315320153202031313平均值CPK系数值1.171.251.271.151.031.321.2型号（内圈内孔）303203231032315320153202031313平均值CPK系数值1.161.351.280.981.291.181.24vP3确定目标值确定目标值v通过现状调查，并根据车间实际生产结构，我们QC小组经过现

7、场实际考察，对调查中出现的问题进行分析讨论，觉得选题具有可行性，并确定了本次QC小组活动的目标值v改进前现状：外圈滚道尺寸CPK值为1.2，内圈内径尺寸离散性CPK值为1.24。v改进后目标：外圈滚道尺寸离散性CPK值到1.5以上，内圈内径尺寸离散性CPK值到1.5以上。v几点说明：几点说明：v1、对尺寸离散性的定量分析表达的形式和方法、对尺寸离散性的定量分析表达的形式和方法v工序能力即工序处于稳定状态时，加工误差正常波动的幅度，由于加工时误差超出分散范围的概率极小，可以认为不会发生加工误差，因此可以用该工序的尺寸分散范围来表示工艺能力。工序能力等级是以工序能力系数来表示的，即工序能满足精度要

8、求的程度。工序能力系数C=T/6（T为工件尺寸公差）。本次课题对尺寸离散性的定量分析表达的形式和方法为工序能力（CPK系数值）。v2、根据工序能力系数的大小，共分为五级，如下表所示：、根据工序能力系数的大小，共分为五级，如下表所示：v3、对车加工套圈尺寸离散性控制的主要部位。、对车加工套圈尺寸离散性控制的主要部位。v本车间的轴承套圈主要为内圈的内孔、滚道和高度，外圈的外径、滚道和高度。本次QC活动的主要控制部位为内圈的内孔和外圈的滚道尺寸。工序能力系数工序等级说明Cp1.67特级工艺能力过高，可以允许有异常波动，不一定经济1.67Cp1.33一级工艺能力足够，可以允许有一定的异常波动1.33C

9、p1.00二级工艺能力免强，必须密切注意1.00Cp0.67三级工艺能力不足，可能出现少量不合格品0.67Cp四级工艺能力很差，必须加以改进vP4：目标可行性分析：目标可行性分析目标可行性分析轴承公司对轴承品牌的创立愿望较强，领导层对各车间的技术创新和质量提升工作较支持本小组成员具有一定的理论基础，实践经验较强。作业人员的可塑性强本车间零件的车削尺寸离散性与社会先进企业相比，有很大的提高空间。外圈滚道尺寸离散性CPK值1.5以上, 内圈内径尺寸离散性CPK值1.5以上。近几年公司对设备更新的资金投入不断加大。总之，目标值是可行的vP5：原因分析：原因分析v本QC小组围绕所统计的数据和确定的目标

10、值，展开了多次讨论，对造成车工件轴承内圈内径、外圈外径尺寸离散大的问题分别进行了仔细的排查分析，并从人、机、料、法、环、测六个方面进行了因果分析人人料料法法环环测测质量意识差维修保养差毛坯尺寸离散性大毛坯形位公差超差规章制度不全工艺纪律执行不严操作工技能水平低前道工序现场粉尘较多计量器具误差大尺尺寸寸离离散散性性大大毛坯氧化皮厚装备加工精度低计量器具配备不足检测判断能力差机机vP6要因分析要因分析v根据因果分析图，QC小组通过排查相关因素进行分析，对造成车工件尺寸离散性大的原因进行确认。v见以下要因确认表：序号因素名称确认方法确认情况结论确认人1操作工质量意识差、技能水平低、工艺纪律执行不严讨

11、论分析少数操作工具有重产量轻质量的思想，切削速度快，刀纹较粗；少数操作工的技能不能满足形式要求，操作过程中随意性大。是张伟2装备加工精度低现场分析机床导轨磨损严重、运行精度较差，部分设备过于陈旧，不同机床加工尺寸不统一，部分老式工装精度低。是何小国3设备维修保养差现场检查车间定期对设备保养情况进行检查考核，操作工保养到位。否李伟涛姜华4毛坯尺寸离散性大、毛坯形位公差超差现场检查来料情况不受本间的管控。否吴全东5毛坯氧化皮厚现场检查来料情况不受本间的管控。否何宏飞6部分车削工艺不合理讨论分析车间现有的工艺有许多可优化的空间，是李伟涛7前道工序现场粉尘较多现场检测现场的粉尘对套圈车削尺寸离散性的控

12、制关系不大。否何宏飞8规章制度不全归类整理本车间的质量管理体系的相关文件较齐全。否闵卫平vP7：要因确认：要因确认v根据以上要因确认表，确认以下三个要因：v1、操作工质量意识差、工艺纪律执行不严。v2、机床加工精度低，工装精度不达标。v3、部分车削工艺不合理，部分工序车削留量不均匀。v4、检测判断能力低，计量器具误差大，计量器具配备不足。P8、要因分析v要因分析：要因分析：v操作工质量意识低，工艺纪律执行不严，主要是部分操作人员对车间质量的重要性还没有充分的认识，现场工艺纪律不能够有效的执行，操作人员强化质量意识学习和现场工艺纪律执行的相关考核管理制度进一步的完善，是作为此项QC活动要因的因素

13、之一。v部分机床车削精度低，工装精度不达标，一直是我车间长期存在的问题： 机床导轨磨损严重，加工过程中尺寸离散过大； 机床油管时常出现堵塞现象，油压高低不稳；造成产品质量不稳定；大部分老式工装精度低，达不到目前质量要求；v部分车削工艺不合理，部分工序车削留量不均匀。随着产品质量要求的不断提高，车间的车削工艺没能及时优化改进，部分工序车削留量不均，产品质量不稳定；车间加工工艺的进一步优化改进，是作为此项QC活动要因的因素之一。v操作工检测判断能力低，计量器具误差大，计量器具配备不足是车间时我车间目前限制产品质量提高的主要原因之一， 由于车间操作人员每个季度都存在刑满释情况，新上岗人员虽然经过考核

14、合格后上岗，但实际操作、检测能力还较低，进一步对这一类操作工进行技术教育学习是作为此项QC活动要因的因素之一。 对车间测量器具精度的梳理、排查，对达不到车间测量要求的测量器具进行送检、校对，也是作为此项QC活动要因的因素之一。 vP8制定对策与措施制定对策与措施v主要原因见下表：主要原因对策措施责任人完成日期检查人操作工质量意思差、技能水平低、工艺纪律执行不严加强对操作人员的质量责任意识和劳动技能的教育，提高质量判断能力；加强工艺纪律的执行力度。李伟涛2011.9.20张伟装备加工精度低对车间精度低的机床进行全面精度修复，使机床的精度达到最大化。姜华2011.9.10何小国部分车削工艺不合理参

15、照社会其它企业的先进工艺，优化套圈车削工艺、规范车削参数。何宏飞2011.8.20闵伟平计量器具配备不足，计量器具误差大添置部分计量器具，加强现有计量器具的检测与修复。李伟涛2011.10.10吴全东D：执行阶段：执行阶段v实施一：对员工的教育培训实施一：对员工的教育培训v1、对新员工进行了有效的岗位培训，加强了老操作工的质量责任意识教育和技能培训，对不适应操作岗位和质量管理要求的人员岗位调整。v2、加强对质量的日常检查和考核，纠正相同工序不同操作工对尺寸控制的方向不统一的现象（有的走上偏差、有的走中差、有的走下偏差）。解决操作过程中随意性大的问题，有效减少人为的尺寸离散性控制问题。加强现场工

16、艺纪律的执行力度，并进一步完善了质量管理考核规定，使生产过程始终处于受控状态。v3、规定每周二下午到后道磨加工车间去评审废品，并及时反馈给相关人员。v4、开展劳动技能竞赛活动，每周四下午组织5-8个操作工对同一工序进行测试，为期三个月。v实施二：对部分装备进行了更新和修复实施二：对部分装备进行了更新和修复v1、对设备的投入。今年对7台原有设备进行了委外数控化改造（其中液压车车床4台，仿形车床3台），对车间其它所有机床进行了精度修复，全年共更换导轨14付、修复15付,购买或配磨滑体17套,以保证加工出的产品质量稳定。v实施三：对车削工艺进行了部分调整实施三：对车削工艺进行了部分调整v1、对外圈的

17、工艺进行的调整、对外圈的工艺进行的调整v改进前的外圈车削工艺流程：改进前的外圈车削工艺流程：v车大端面、镗孔车小端面、外元粗车滚道软磨外径精车小端面、一次精车滚道、小R；车大端R角v改进后的外圈车削工艺流程：改进后的外圈车削工艺流程：v车大端面、镗孔车小端面、外元粗车滚道软磨外径精车小端面、二次精车滚道、小R；车大端R角v原来的精滚工艺的切削余量是0.30.4mm,通过对余量分刀切削,可有效减小工艺系统刚性不足对尺寸离散性的影响。v2、对中大型号内圈的工艺进行的调整、对中大型号内圈的工艺进行的调整v改进前的内圈车削工艺流程：改进前的内圈车削工艺流程：v粗车内孔、小端面粗车大端面、外元精车内孔、

18、小端面精车大端面、外元粗车滚道细车滚道油沟细车滚道倒小R倒大R角v改进后的内圈车削工艺流程：改进后的内圈车削工艺流程：v粗车内孔、小端面粗车大端面、外元（以小端外径为基准）精车内孔、大端、外径、内外R角（以内孔、大端为基准）精车小端、外径、滚道、内外R角v对内圈的车削加工工艺的改进，主要的做法是将分散工序改为复合工序，目的是减少工件的装夹误差和尺寸离散性，保证尺寸的稳定性。v3、采取措施，减少应力变形、采取措施，减少应力变形v有效控制夹具的夹紧力和夹紧位置、规范切削参数、控制切削温度，以减少应力的释放量、降低对套圈淬火不规则变形的影响。v实施四：对计量器具进行疏理实施四：对计量器具进行疏理v重

19、新评估了车间的计量器具配置能力，并向质检部门申请购置。v对车间所有的计量器具台帐进行整理，该报废的报废。目前已到位卡尺12把。v对车间现有的计量器具全面检测、校对。v对所有样圈重新检测并做好标识。C：检查阶段：检查阶段v1、实施后，后道磨加工车间对前道车加工来料质量异议、实施后，后道磨加工车间对前道车加工来料质量异议如下表如下表v通过统计质量异议的情况，可以明显地看出，反映的内通过统计质量异议的情况，可以明显地看出，反映的内孔和外滚道尺寸离散性的次数明显减少。孔和外滚道尺寸离散性的次数明显减少。月份2011年8月2011年9月2011年10月2011年11月次数3221主要问题1、外圈端面翘曲

20、性大2、外径余量大3、内圈R角有丝纹1、外圈滚道尺寸离散性大2、内圈高度平行度超差1、外圈端面平行度大2、内圈滚道线性问题1、外圈滚道余量不足v2、CPK系数目标值检查：系数目标值检查：v活动实施后，本QC小组对2011年8月至11月的产品进行了现场抽查和后道工序跟踪，其改进后的产品尺寸CPK系数值有明显的变化。v见下列抽查的数据：（具体数值为实测的偏差值，单位为丝）v型号：30310/01 生产日期：2011.11.5v抽查项目:（滚道）E 图纸标准:90.00-0.08 序号123456789101112131415最大值-3-1-4-5-3-3-6-4-3-4-3-2-5-2-3最小值-

21、7-4-7-9-7-5-9-7-5-6-6-7-8-5-5中间值中间值-5-3-6-7-5-4-8-6-4-5-5-5-7-4-4序号161718192021222324252627282930最大值-2-3-6-5-3-3-2-2-4-4-6-5-2-4-5最小值-5-7-9-8-6-5-6-5-7-8-9-9-7-6-7中间值中间值-3.5-5-7.5-7-4.5-4-4-4-6-6-7.5-7-5-5-6序号313233343536373839404142434445最大值-5-6-3-2-3-2-3-10-3-300-30最小值-8-9-5-5-6-6-7-4-4-5-5-4-4-5-

22、5中间值中间值-7-8-4-4-5-4-5-3-2-4-4-2-2-4-3序号464748495051525354555657585960最大值-5-5-7-1-8-7-5-6-5-8-4-8-6-7-7最小值-8-7-10-5-10-10-7-9-8-10-7-10-10-9-10中间值中间值-7-6-9-3-9-9-6-8-7-9-6-9-8-8-9v以上表格内的中间值在图表中具体分布情况如下：v、以图表法（正态分布图）表示该尺寸离散性，以工序能力指数值CPk表示该尺寸离散性值，具体如下：v、找出数据（抽查数值）中最小值m和取大值M，极差=M-m= 7v、数据分组：根据容量n的大小，决定分

23、组数k，采取等距分组，v组距(M-m)/k= 0.7 决定分组点：a= -9，b= -2v、作出频数分布表组数区间范围中心值频数频率频率密度1-9-8.3-8.760.060.0862-8.3-7.6-820.020.0293-7.6-6.9-7.370.070.14-6.9-6.2-6.650.050.0715-6.2-5.5-5.940.040.0576-5.5-4.8-5.2100.10.1437-4.8-4.1-4.550.050.0718-4.1-3.4-3.8140.140.29-3.4-2.7-3.110.010.01410-2.7-2-2.460.060.086v、作出频率直方图：在以样本尺寸区间为横坐标，频率/组距为纵坐标的直角坐标系v其正态分布图如下：vv、此抽查数据的平均值为：X=1/nXi= -5.4v此抽查数据的方差为：=（1/nXi-X）= 1.93v公差为：T=Tu-Tl= 8v中心偏移量为：=|X-M|= 1.358 （M为工艺范围中心值，其值为：M=(Tu+Tl)/2 ）v、尺