支架等箱体件螺孔位置度问题改进途径20121122[1]

1、支架等箱体件螺孔位置度问题改进途径一、 背景概述1、 目前看，我们每天几乎要遇到不少的支架等箱体零部件孔系位置度问题，如何有效控制与解决问题，其实是一个共性问题；2、 在这里我谈谈我对该问题成因和解决措施办法看法，与大家共享；也希望通过摸索与实践，形成你们各自的实践经验！3、 总体看，孔系位置度保证不好的主因概括为：（1） 产品图纸没有很好理解；甚至产品图纸设计存在一定问题，尤其是设计基准统一问题（2） 一面两销是其典型加工工艺，但其工艺设计定位基准选用、销与孔配合精度选择、钻模套位置精度的选择等存在问题（3） 涉及到毛坯的图纸会签及实物质量（初基准）控制存在问题（4） 工装设计中的一些精度取

2、值包括刀具精度的取值考虑不周；夹具、检具内控鉴定、钻模套、刀具刃磨质量监控包括强制换刀预防性维护等工作开展不够；甚至一些如定位块平行度等基础性工作开展与管理也十分薄弱；（5） 检测手段、基准选用、检测点与产品要求存在差异，也与潍柴存在一定差异（6） 自检、互检、专检开展行为养成性不够（7） 检测手段（检测水平）万能检测居多（技能水平要求高），专用量检具配备薄弱（检测效率低），检测能力亟待提升4、 面对问题，我个人的思路还是希望从工艺设计、工艺验证等基础工作开展抓起，从强制换刀、工装维护等预防性维护做好，最终确保符合性；并以此进一步开展过程控制能力建立与提升管理工作！5、 本文主要强调了工艺设计

3、与验证环节工作开展，只要做到位，符合性一定会好；也是其稳定控制的过程能力建设与管理的基础性工作；（1） 产品图纸理解，产品设计基准与工艺基准、检测基准要一致（2） 工装设计要符合一些最基本原则，最终设计要对（3） 工艺验证就实物加工符合性要对（4） 对工装、刀具的预防性维护要到位（5） 检验（控制计划）行为及养成性要到位本文从设计原则（理论）到实际查证环节，就做什么和如何做，进行了反复论述；希望借此能把握好原则并灵活应用于实践，最终熟练掌握；因脱离一线工艺多时，业务生疏；也由于未做过具体工装设计，仅仅是工艺设计、实施、设备安装、调整、批量生产一线管理等工作经历中遇到的一些案例的粗略回顾，一定会

4、存在表述不准确和不专业的问题，这些需要各SQI在实践中得到相关专业者和专家们斧正，并予以完善与提升！二、 工艺方案确定一些原则1、 产品图纸评审工作必须开展；首先需要将产品图纸规定要求理解清晰，包括毛坯初基准和产品最终设计规定基准的理解；这是工艺设计的基础；2、 初基准管理必须规范与受控：如果有初基准要求，应该要查证该基准是否延伸到毛坯铸造的保证中；是否有毛坯图纸，在毛坯图纸中是否清晰标明初基准要求，这些应该是最基本的工作内容之一（许多孔最终没有打到凸台上的中心位置，形成所谓的偏孔（一边壁厚大，一边壁厚小）的结果，其实都是毛坯初基准没有确保好的根本原因所在）；从目前我们看到的一些现象看，许多厂

5、家包括我们的飞轮壳、齿轮室、排气管等设计及实际管理中，缺乏对其毛坯图纸的设计会签和实际应用的管理3、 设计基准必须体现到工艺设计中去：产品设计规定基准：需要从工艺上确保与产品设计基准一致性；最终落实在加工工艺和检验工艺的基准与产品设计基准室彼此统一的；否则就存在加工基准之间的误差和检测基准不统一的误差；4、 检测基准必须首先与产品设计一致，并兼顾工艺设计基准：检测基准原则上要遵循设计基准并与之一致；如果设计基准取值比较精密的话，为了从工艺上予以确保和不被破坏（仅仅允许在工艺加工或检测上使用一次，那么在此情况下，可以另设工艺基准孔；但工艺孔与产品设计基准孔彼此误差要小；一般在±0.03

6、以下）；比如飞轮壳、齿轮室等装配销孔，为确保其装配精度和销孔自身精度，最终从工艺上应该只能允许其使用一次；否则就会变形和被破坏；5、 加工定位配合与检测定位配合控制： （1） 一般而言，无论是加工还是检测的定位配合，孔一般按照正公差控制，而轴按照负公差控制（设计原则）；其配合精度一般采取H7/h7或H7/g6；（2） 因此有些厂家无论是加工还是检测的工艺孔径公差是按照自由公差（实际加工）控制，而销是按照h7或g6精度控制；如此配合只能导致配合间隙很大，这种大的间隙最终导致结果不准确；（3） 在实际中如果选择某孔做为工艺孔，那么其孔径公差原则上应该是0-+0.05范围内6、 设备与工装选择：（1

7、） 目前普遍概念是选择加工中心；选择加工中心工艺柔性化好一些，加工精度会高一些，但效率不会很高；（2） 加工中心一般采用硬质合金刀具，加工中具有转速高，刀具刚性好特点，加之设备自身精度高；所以如果位置度要求在0.3，建议采用加工中心；如果采用专机效率会更高（条件是零件大批量）（3） 在采用加工中心加工时，有些厂家工艺往往忽视做为检测用的工艺基准孔的公差控制（检测时将该孔做为工艺基准孔，那么该孔径公差就要严格控制，应该按照H7精度去控制，但实际加工时却按照自由公差控制（产品图纸上该孔是一般螺栓孔，但工艺将该螺栓孔做为检测时的基准孔）；那么检测定位基准配合精度就应该按照H7/g6原则去设计；实际中

8、因为加工中心自身精度的确保，实际加工出来的孔公差并没有达到自由公差的那种离散程度；所以就掩盖了这种设计的缺陷和不合理的状况（就是说产品的最终符合性是合格的，那么如果以后加工中心精度下降后，问题就会暴露出来的）；这种状况需要我们在审核中尤其关注和查证）（4） 如果实际中采用摇臂钻设备的工艺，原则上其位置度产品要求应该在0.4，如果小于该限值，做为摇臂钻工艺会很难保证位置度产品要求；（5） 采用摇臂钻或台钻工艺对孔的位置影响因素 摇臂钻自身精度 麻花钻本身精度（对称度、径向跳动等控制问题） 如果仅仅采用麻花钻一次性钻孔工艺的话，该刀具自身精度将直接导致加工结果精度不会很高 如果要提高加工位置精度，

9、一般而言，就要采用钻、扩、铰工艺了； 如果钻、扩、铰采用分别单刀，那么在摇臂钻使用，其加工时间就会变长，效率低 如果采用组合刀具，一般而言，应该在专机上采用；主要原因是转速和主轴精度必须相应提高 实在需要在摇臂钻上加工位置精度高的零件，那么至少应该采用麻花钻（钻孔）和扩孔，扩孔钻一般能比较大幅度修正位置度，而铰刀很难有显著修正位置度效果 关于摇臂钻所对应采用的工装钻模套、麻花钻设计原则 钻模套与麻花钻之间的间隙配合一般控制在0.15（直径方向），过小会磨损钻模套，这也是导致摇臂钻加工位置度不高的主要原因 麻花钻一般采用所谓的标准刀具，从管理上几乎是随意采购（形成了低成本，随意什么店都能去采购，

10、采购回来也不做硬度、对称度、倒锥、径跳等检验），导致刀具质量浮动大，这应该是许多小的厂家在刀具采购管理上的一个盲点和管理误区 钻M10*1.5螺纹底孔钻模套和麻花钻设计举例说明 钻模套内孔径选择8.526，公差精度选值：F7（+0.015） 钻头8.5-0.036 目前普通级麻花钻精度比较差，主要体现在径跳（摆差）、倒锥控制上 径跳（摆差）一般在0.10以内 倒锥需要特殊控制，因为倒锥越到后面（尾部），外径就越小，如此在钻模套内定位间隙就越大（晃荡）；一般来说，应要求厂家做一些特别处理，倒锥差要做得小一些； 钻头最好专门设计要求并定点厂家采购 要有专门设计图纸 要对一些项目如钻头外径、径跳（摆

11、差）、倒锥、对称度等做明确要求（小于国标规定） 刀具如何设计选用、如何使用、如何修磨等可以让刀具厂家技术服务人员上门做一些专门的培训，这些一些大的刀具厂家是可以做到的，也在做这些； 耐用度确定，强制换刀 刀具修磨工艺确定，专机或专人修磨（许多厂家几乎是操作工自磨自控） 标准麻花钻前端切削刃修磨，如果采用群钻结构，其耐用度会更高，需要做研究与实践 刀具报废标准确定及管理（具体各项指标的确定） 其它要求描述省略7、 量检具选择：（1） 通用的量检具选用也是必要的；比如卡尺、外径千分尺等（2） 孔径公差小于0.05甚至是级公差的孔径检测 不建议采用内径千分表， 更应杜绝采用止通规专用量检具（易磨损，

12、不经济，制造精度要求太高，也不准确）； 应该采用数显量仪或电子塞规； 也可采用外径千分尺，检测孔径专用标准量具（孔径适当大的情况下）（3） 不建议也不应该采用内径千分表去检测孔径，因为这种检测方式对检测技能水平和要求甚高，人的因素对检测结果影响甚大；（4） 工序检测原则上应该配置与工序节拍相适应的量检具，不建议用三坐标做日常检测；（5） 位置度专用量检具设计原则 孔的位置度一般都是以最大实体原则规定，并相对于设计基准孔； 零件检测方式一般采用一面两销定位方式，去检测其它的孔的位置度； 定位销与基准孔的定位配合一般等同采用加工时夹具的销孔配合精度等级，即原则都采用H7/h6 一般而言，一面两销定

13、位后，对其它N个孔位置度检测： 仅仅需要一个活动测量销（插销）进行检测；最好不要用N个固定销去同时插入N个孔的检测方式 检具本体上的N个孔位置度设计取值，应该是被测孔产品设计规定值1/10取值（例如被测孔产品设计要求位置度是0.4，那么检具本体上的对应孔位置度应该是0.04） 按照最大实体原则对活动测量销（插销）检测轴外径（深入被检测孔中部分轴外径尺寸）尺寸确定计算公式为：被测孔最小孔径-位置度=检测轴外径尺寸；举例： M10*1.5螺纹底孔位置度0.4检测轴外径尺寸确定 M10*1.5螺纹底孔最大与最小尺寸范围是：8.676-8.376 M10*1.5螺纹底孔位置度0.4 那么测量销（插销）

14、检测轴外径尺寸=8.376-0.4=7.976（就是插入螺纹底孔的销轴外径尺寸）；最终设计取值是：7.976±0.01 销轴在检具本体上插销孔径大小没有硬性规定，但彼此的配合必须是研配，以确保配合精度，减少检测误差 为减轻检具重量，位置度专用检具往往会采用铝框架结构；所以，这种结构检具必须是恒温、水平摆放； 专用检具必须定期鉴定其相关位置精度（销孔及各检测孔的位置度）三、 工艺设计中需要关注的一些环节事宜1、 夹具设计中需要考虑事宜（1） 基准确定（1.1） 设计基准确定，比如平面和位置初始基准的确定（1.2） 一般而言，这些初始基准最终体现在加工和基准找正中（方便夹具在设备上的安装

15、与调整）（1.3） 比如孔的位置控制首先要确定初始基准；通过这种初始基准，最终在设备（比如在加工中心上）上安装夹具时，需要这些基准做基准定标；（1.4） 又比如在摇臂钻等万能加工设备上，安装夹具是，需要平面基准做为定位面，确保夹具的平行与垂直（相对主轴）（1.5） 方便夹具的符合性鉴定（没有基准在三坐标上火万能检测中很难建立坐标系进行鉴定）（2） 位置精度确定（2.1） 一般而言，钻模板上的底孔坐标尺寸位置精度是产品规定的1/10；比如产品设计位置度是0.4，那么钻模板上的对应底孔位置度应该是0.04（换算为尺寸公差应该是±0.02）（3） 配合精度确定（3.1）钻模套外径与钻模板底

16、孔之间的配合精度原则上选用H7/h6；（3.2）钻模套与底孔的配合应该是活动的，不应该是焊死的；（3.3）不同孔径的钻模套建议采用不同外径的钻模套进行防错；同一孔径钻模套或同一个钻模套不同工序或设备采用时，要标准化设计与管理（3.4）钻模套导向尺寸确定，一般是孔径（或钻头）的3-4倍关系，4倍最佳（具体请要查一下标准设计手册）（3.5）钻模套与加工面也应该有一定距离，以便排屑，一般是孔径（或钻头）的1-2倍关系，单机的话可以1倍的关系（具体请要查一下标准设计手册）；（3.6）钻模套内径与刀具（比如钻头、铰刀等）外径的配合精度也需要确保H7精度；确保刀具加工中的导向性和定位稳定（3.7）所有的定

17、位销如果是一个规格的，其设计需要标准化，以便备件的管理（4） 热处理（4.1）无论是本体还是钻模套、定位销都应该有热处理要求，确保耐磨性，一般而言其表面硬度HRC60±2（一般而言）（4.2）对于本体上的平面定位而言，设计中应尽量避免大平面定位，最好设定定位块；这种定位块设计中应该是等高（配磨）；且应该是标准化的设计与备件管理（4.3）由于本体上的定位面采用了定位块的形式，那么在设计时，需要将其底面包括本体定位面的平面度和平行度控制好；以便在日常维护中有基准（定位块旁边设计时应该考虑有找平基准，即维修基准）（4.4）要有这样的概念，就是紧急时，可以采用临时的办法，就是临时采用调质件加

18、工成备件（那么几乎就是几个工时就能完成），临时用上；然后再按照正常热处理去加工备件（可能是几天或上周时间）；而是因为要热处理而长时间等待（停产）；在有些厂家发现了这种现象2、 检具设计中需要考虑事宜（1） 定位点和定位销配合精度应该与夹具一致（2） 易损件如定位块和销设计要标准化；（3） 0.05公差以上的检测原则上可以采用止通规方式，0.05公差以下的检测原则上必须采用电子塞规的数显方式；四、 实际问题现场查证与改进中需要关注的方面1、 首先要查清楚，不合格件为何会流到客户中，从管理角度查明白原因是什么需要从如下询问中一层一层地管理询问和工作开展与结果证据的查询或者验证（1） 为何没有控制住

19、；是控制计划准确性问题还是执行问题（这应该是一个必须回答问题）（1.1） 如果是执行问题，那么是态度问题还是技能问题 态度问题如何管理，有什么样的过程管理措施 要有严格的稽查管理办法，制度设定后的稽查管理是必要的；PDCA中的C（检查）更需要管理者关注与实施 比如设定检验样件工作台，将按照要求检验的最近一次的实物摆放在工作台上，随时供稽查或则管理者复检 有标准作业指导书并能有效指导吗 自检行为是怎样规定的 稽查又是怎么规定的 一般工序怎么检测与控制 关键工序怎么检测与控制，包括能力的监控与提升管理 技能问题如何解决 培训管理 有上岗前培训实施吗 有持续培训计划吗并实施 如何培训呢 基础培训内容

20、模块是什么 惩罚性培训内容模块是什么培训结果包括效果如何评估 基础工作开展并融入到日常技能培训中 比如MSA 比如经验技巧的交流（1.2） 控制计划准确性问题管理 如果解决了上述的执行问题和技能问题，那么控制计划准确性问题应该凸显 控制计划内容确定应该避免孤立编辑，应该是控制计划结果要与过程控制能力紧密匹配 过程控制能力需要与过程生产能力相匹配 过程控制能力是否经过评审 评审是在什么生产能力条件下进行的，就是所谓的节拍 评审工作开展有计划和持续吗 证据结果 过程控制能力的影响因素应该是：人、机、料、法、环、检测 有从这六个方面开展评审的工作证据吗，开展的主要逻辑顺序应该是 工艺方案是否对，支持

21、性工作如下 毛坯图纸和标准明确 加工余量确定 加工节拍包括三要素 工艺流程明确工序负荷率和瓶颈工序及设备平面布置 加工定位基准 检测方案等等证据 设备能力管理确定，支持性工作如下 设备验收 随机工装（刀具、刀辅具、定位块等消耗、易损件）的加工能力的评价 设备工装（刀具、刀辅具、定位块等消耗、易损件）复制后的加工能力的评价 刀具、刀辅具、定位块等消耗、易损件采购管理 质量如何监控与评价 设备预防维护计划，包括定期强制更换定位块和钻模套 设备故障清单 设备维修记录 。等等 过程能力监控管理 检测手段是什么，操作者能进行量化检测吗（对于关键工序而言，一定要有定量的检测手段，一定要有MSA管理，目前看

22、往往脱钩） 关键工序有建立吗（特殊特性一定要转化为关键工序控制中） 关键工序的控制能力日常监控如何开展（许多关键工序为何总出现问题呢）2、 位置度不好原因现场查证注意环节（1） 夹具（1.1） 首先要求提供设计图纸，我发现许多厂家连夹具设计图纸都没有；（1.2） 然后审一下夹具图纸内容 夹具本体（两边）是否有设计基准，确保加工使用和鉴定使用，否则实际中怎么加工定位和检测中的基准找准呢 夹具本体上的相关孔的位置度是否是产品规定的1/10；如果不是，至少也要达到1/5以上；否则位置度就无法保证 查看夹具本体上底孔与钻模套外径的配合精度是什么；原则上应该是H7/h7，最多6级； 查看钻模套内径与所使

23、用刀具（钻头、铰刀等）配合精度等级是什么；原则上应该是H7/h7 刀具（钻头、铰刀）外径及公差是否有明确的规定； 刀具（钻头、铰刀）外径在钻削中，在钻模套中的起始定位位置与尺寸规定 钻模套设计 是活动的吗； 不同内径的钻模套是否采用了防错区分；比如：钻模套与底孔配合的外径大小做了区分； 导向长度是否符合最基本的标准导向长度 定位销是按照h7或g6精度设计的吗 夹具夹紧是手动的，还是气动的；一般应该强调采用气动夹紧（我们放过类似的DVD） 夹具本体、定位销、钻模套等是否规定了热处理（有硬度），我在有些厂家发现实际是调质件，没有硬度；没有硬度件是不耐磨的（1.3） 夹具实物 夹具有周期性鉴定管理与

24、结果吗； 夹具实物上有定位基准吗，以便在设备上便于安装或直接检测； 夹具有定期维护与修理吗 定位销、钻模套是否定期强制更换的计划、更换结果与记录 查实物中定位销、钻模套、夹具本体上定位块维修性结构是否好 夹具本体上定位块包括本体自身是否定期修磨 查作业指导书中是否有强制更换的要求 查备件库房活动台账记录 查现场维修记录 查备件计划 查备件到货入库记录 夹具定位面是否找平，平行度是否控制在0.01（相对主轴） 定位销 是否是一个圆柱销和一个菱形销组成（我发现有些厂家是两个圆柱销；两个圆柱销定位肯定是过定位了；如果实际还能使用，那么一定会将销轴直径改小了，如此才能两圆柱销同时插入，如此依然无法实现

25、所有自由度被限制的合理定位） 菱形销中的圆柱面是否垂直于圆柱销与菱形销连心线的垂直方向 定位销是否松动 定位销圆柱定位部分是否存在磨损现象 定位销定位有效长度是否够，至少应该在被定位件孔内的一半以上的定位长度 钻模套 查看钻模套是否可活动，如果是焊死的，要求其定期整改为活动的； 用手指插入钻模套内孔触摸（或取下钻模套对光查看），是否存在内壁划痕问题，如果有说明加工状况不好，说明没有对钻模套更换开展有效管理 用手晃动一下在夹具上钻模套，是否存在被晃动的感觉（说明加工中存在移动，对位置度确保有影响），如果有，需要做进一步查证，是底孔不好，还是钻模套外径小了； 将刀具插入钻模套中，晃动一下刀具，如果

26、有晃动感，需要进一步查找晃动的原因（钻模套内孔是否大了；或刀具定位外径小了；一般而言麻花钻与钻模套的直径方向配合间隙在0.15左右）（2） 检具（2.1）检具定位销应该与加工夹具定位销尺寸一样，要查图纸彼此规定；（2.2）菱形销中的圆柱面是否垂直于圆柱销与菱形销连心线的垂直方向（2.3）定位销是否松动（应该是一面两销定位方式）（2.4）定位销圆柱定位部分是否存在磨损现象（2.5）定位销定位有效长度是否够，至少应该在被定位件孔内的一半以上的定位长度（2.6）本体、定位销等是否规定了热处理（有硬度），我在有些厂家发现实际是调质件，没有硬度；没有硬度件是不耐磨的（2.7）检具是否有规范设计图纸，检具

27、是否做了定期鉴定，检具的设计原理应该与夹具等同，不再重复描述；（2.8）检具现场查证是最好与万能检测结果做对比；不能过分相信现场配备专用检具；要将检测项目做三坐标、万能检测结果与专用检测检测结果做对比，看看是否一致；该工作需要做；（3） 加工过程查看（3.1）零件在夹具上的装夹手动还是气动，原则上应该要求厂家改气动；零部件装夹的可靠性如何，首先需要目测查看；其次须万能检测装夹中是否存在变形、移动或者脱离定位面现象必要时须用万能检测验证其重复定位精度；定位面是否等高限位块是否是定尺寸（我看过许多厂家都是由操作工现场调整的；这不是不受控吗，至少说明毛坯初基准面没有控制好）（3.2）实际加工中查看

28、查问题一定要看其工序加工过程，看如何加工，看如何检测等，从中发现问题 定位基准问题 务必要首先查看初基准面是否规范； 有些毛坯面就根本没有保证 进一步查看发现就根本没有毛坯图纸（应该有工艺会签毛坯图纸） 毛坯图纸中要明确初基准位置和要求 有些钢板切割件的四周也不规范，一般而言，该周边做为初基准，需要平整 初基准定位后，确定出工艺基准（孔），然后由工艺孔再确定其它孔位置；这应该是加工工艺的顺序逻辑；即使是加工中心一次加工出来的活，也是应该按照这种逻辑编排的工艺；没有基准最终就无法检测，也就无法说对还是不对；（需要再三强调的是，在加工中心上加工的孔，如果其中有被用来做工艺检测基准的话，那么该孔径公

29、差一定要按照F7精度控制，绝对不能按照自由公差在加工中控制；但在检测中又被用于检测基准孔F7/h6配合精度；这种工艺编排显然是不对的） 需要查看实际的检测基准是否与工艺基准一致； 需要查看实际的工艺基准是否与潍柴的设计基准（产品图纸中基准）一致； 需要查看实际的检测基准是否最终与潍柴的设计基准（产品图纸中基准）一致； 需要查看供应商检测基准是否与潍柴的检测基准一致； 潍柴的检测基准必须与潍柴的设计基准（产品图纸中基准）一致 如果采用三坐标检测，其检测点如果是毛坯面，除非潍柴产品图纸上有明确规定，否则其结果原则是不可接受的； 检测结果应该遵循专用量检具（如圆度仪）-万能检测传递管理 如果产品图纸

30、上没有明确初基准面（点）位置，那么应该首先去明确初基准是什么，而不是盲目去选择所谓点做检测，这种检测结果也是不对的 如果检测点首先选择是初基准，那么接下来检测评价对象应该是工艺基准（孔），检测结果应该与产品设计标准去比对；应杜绝从初基准做为检测点，直接去评价其它孔位置度（应严格遵循产品图纸上规定，产品设计并没有说应该以初基准直接去评价其它孔位置度）； 这也就是解释为什么有许多位置度实际检测结果是1-3毫米，但依然能装配的事实；从初基准确定工艺基准（孔），然后再以工艺基准（孔）做为检测基准去检测其它孔的位置；这种检测逻辑是符合产品设计基准逻辑的；加工中零件是否存在晃动，不应该有晃动； 零件在装夹中，定位销进入工艺孔时，是否存在间隙大的问题 查零件实物的工艺孔径尺寸和公差（文件规定）及实际尺寸 根据对工艺孔径检测结果，包括对定位销轴外径尺寸的检测结果；看看其彼此配合是否是符合H7/h6精度等级要求（应该按照图纸要求去检测与评价；图纸设计是否对应该按照设计原则是否符合H7/h6精度等级去评价；当然该H7/h6精度等级规定也不是绝对的）；如果间隙大，就是减少，最终满足H7/h6精度等级要求；否则位置度就确保不了 同时还需要查看定位销实际定位长度，要