【优秀六西格玛项目】东风挺杆孔径质量改善6SIGMA项目案例

1、SPC改进工程报告挺杆孔孔径质量改进DCEC以康明斯动力建设更美好的生活-01-工程背景：制造部东区缸体挺杆孔孔径自2004年2月至今，每月都在ATPU和生产现场发生孔径偏小的现象，呈 零星单件状态。虽然每次发生数量 不多，但是持续很长时间重复发生，说明该过程存在问题，必须解决。 为了有效地解决挺杆孔直径偏小的问题，东区缸体缸盖事业部经理黄 和要求成立多功能小组，任命制造 工程师吕海鹏为组长，采用七步工作法解决该问题。以康明斯动力建设更美好的生活-02-工程背景：挺杆孔：如上图，因与挺杆体配合而得名，缸体A3905806上共有12个挺杆孔，孔号依次为4556。2004年2-8月份挺杆孔孔径偏小

2、问题RPM值：均RPM129以康明斯动力建设更美好的生活-03-6000平月份 发生频次2400020000产量2345678611161685521640963975338502435334929 1087 156 156 187 1194 4529 1623 RPM值RPM值挺杆孔孔径：16.0150.015问题陈述：极限水准RPM0目标RPM0现水平RPM1229以康明斯动力建设更美好的生活-04-目标设定：以康明斯动力建设更美好的生活-06-日期内容11/0811/1511/2511/3012/27测量阶段分析阶段改进阶段控制阶段成果发布推进方案：MSA试验：R&R =8.86，测量系

3、统稳定，检测结果可以接受。以康明斯动力建设更美好的生活-07-TRIAL #12345678910刘波1230.0090.0100.0100.009-0.0010.0080.0070.0030.0100.0080.0080.0090.0100.009-0.0010.0070.0060.0030.0100.0100.0080.0090.0100.008-0.0010.0070.0080.0040.0100.010均值 极差0.008330.0010.009330.0010.010.00.008670.001-0.0010.00.007330.0010.0070.0020.003330.0010.

4、010.00.009330.002相波1230.0090.0080.0100.0090.0000.0100.0060.0030.0100.0090.0080.0090.0100.0080.0000.0080.0060.0030.0100.0090.0090.0090.0100.0090.0010.0080.0060.0030.0100.009均值 极差0.008670.0010.008670.0010.010.00.008670.0010.000330.0010.008670.0020.0060.00.0030.00.010.00.0090.0MSA分析：定位精度工艺参数校准MSA刀具安装冷却

5、程度方法不统一刀具培训考核缺乏收缩率标准贯彻不彻底以康明斯动力建设更美好的生活-08-操作者原材料挺 杆 孔 小生产设备测量设备作业方法头脑风暴分析：Inputs (Xs)Outputs (Ys)缸体挺杆孔加工流程图定位精度钻头质量 钻头修磨质量换刀周期 主轴摆差 刀具安装切削参数设定模板钻套质量 冷却程度孔径位置度 粗糙度毛刺CC C C C C C C U定位精度扩孔钻质量 扩孔钻修磨质量 换刀周期 主轴摆差刀具安装 切削参数设定 模板钻套质量冷却程度 上序孔径 上序位置度上序粗糙度CC C C C C C C U C C C孔径位置度 粗糙度 毛刺以康明斯动力建设更美好的生活-09-65

6、0660扩挺杆孔640钻通挺杆孔12个流程图分析1：定位精度铰刀质量 换刀周期 主轴摆差刀具安装 切削参数设定 材料特性 收缩率冷却程度 上序孔径 上序位置度上序粗糙度CC C C C C U U C CC孔径位置度 粗糙度 毛刺加工过程是传统的钻、扩、铰孔加工方式，设备是专用设备，全部采用湿式加工。过程的输入主要为：设备、刀具、原材料特性、换刀周期以及操作设定等。以康明斯动力建设更美好的生活-10-670铰挺杆孔流程图分析2：以康明斯动力建设更美好的生活-11-Rating of Importance toCustomer10466123456789101112131415Process S

7、tepProcess Inputs孔径位置度粗糙度毛刺孔径Total1670铰挺杆孔铰刀质量91391662670铰挺杆孔换刀周期90331263670铰挺杆孔切削参数设定91311184640钻通挺杆孔12个钻头质量91301125640钻通挺杆孔12个钻头修磨质量91301126650660扩挺杆孔扩孔钻质量91301127650660扩挺杆孔扩孔钻修磨质量91301128640钻通挺杆孔12个换刀周期90301089650660扩挺杆孔换刀周期903010810670铰挺杆孔冷却程度903010811670铰挺杆孔刀具安装911110612检查测量工具930010213650660扩挺杆

8、孔刀具安装911010014670铰挺杆孔上序孔径911010015检查锥度90009016检查操作人员333378CE Matrix分析1：共对过程输入的36个因素进行了分析，小组成员认为在100分以上的14个因素是重要因素。下面我们针对这14个因素进行FMEA分析。以康明斯动力建设更美好的生活-12-17670铰挺杆孔上序位置度39006618670铰挺杆孔材料特性收缩率30135419检查检测频次33115420640钻通挺杆孔12个定位精度19105221650660扩挺杆孔定位精度19105222670铰挺杆孔定位精度19105223640钻通挺杆孔12个主轴摆差3310482465

9、0660扩挺杆孔主轴摆差33104825670铰挺杆孔主轴摆差33104826640钻通挺杆孔12个模板钻套质量19004627650660扩挺杆孔模板钻套质量19004628650660扩挺杆孔上序位置度33004229640钻通挺杆孔12个刀具安装31104030640钻通挺杆孔12个切削参数设定11303231650660扩挺杆孔切削参数设定11303232640钻通挺杆孔12个冷却程度10302833650660扩挺杆孔冷却程度10302834650660扩挺杆孔上序孔径10001035650660扩挺杆孔上序粗糙度0000036670铰挺杆孔上序粗糙度00000CE Matrix分析

10、2：以康明斯动力建设更美好的生活-13-Process Step/InputPotential Failure ModePotential Failure EffectsS E VPotential CausesO C CCurrent ControlsD E TR P N670铰挺杆孔 / 铰刀质量铰刀直径偏大孔径偏大5制造误差5进货检验4100670铰挺杆孔 / 铰刀质量铰刀直径偏小孔径偏小10制造误差3进货检验4120670铰挺杆孔 / 铰刀质量10刀具磨损3定期换刀5150670铰挺杆孔 / 换刀周期周期偏长孔径偏小8规定换刀周期不合理2工艺试验580670铰挺杆孔 / 换刀周期8操作

11、工未按规定换刀5工艺纪律检查，教育4160670铰挺杆孔 / 换刀周期粗糙度差5规定换刀周期不合理2工艺试验550670铰挺杆孔 / 换刀周期5操作工未按规定换刀5工艺纪律检查，教育4100670铰挺杆孔 / 切削参数设定切削余量大粗糙度差5工艺设计3工艺试验575670铰挺杆孔 / 切削参数设定孔径缩孔严重7工艺设计3工艺试验5105640钻通挺杆孔12个 / 钻头质量钻头直径偏大孔径偏大1制造误差5进货检验420640钻通挺杆孔12个 / 钻头质量钻头直径偏小孔径偏小2制造误差3进货检验424640钻通挺杆孔12个 / 钻头质量2刀具磨损3定期换刀530640钻通挺杆孔12个 / 钻头修磨

12、质量钻头直径偏小孔径偏小2修磨过度2严格执行修磨工艺416640钻通挺杆孔12个 / 钻头修磨质量钻头切削刃不对称孔径偏大2修磨不对称3严格执行修磨工艺424FMEA 分析1：经过分析认为影响孔径的主要因素包括：测量系统的准确性、铰刀的换刀周期、切削液的影响、铰削余量的分配等。以康明斯动力建设更美好的生活-14-650660扩挺杆孔 / 扩孔钻质量扩孔钻直径偏大孔径偏大5制造误差5进货检验4100650660扩挺杆孔 / 扩孔钻质量扩孔钻直径偏小孔径偏小8制造误差3进货检验496650660扩挺杆孔 / 扩孔钻质量8刀具磨损3定期换刀5120650660扩挺杆孔 / 扩孔钻修磨质量扩孔钻直径偏

13、小孔径偏小8修磨过度3严格执行修磨工艺496640钻通挺杆孔12个 / 换刀周期周期偏长孔径偏小3规定换刀周期不合理2工艺试验530640钻通挺杆孔12个 / 换刀周期3操作工未按规定换刀5工艺纪律检查，教育460650660扩挺杆孔 / 换刀周期周期偏长孔径偏小6规定换刀周期不合理3工艺试验590670铰挺杆孔 / 冷却程度冷却不充分孔径偏小7冷却喷嘴堵塞2定期检查疏通，过滤456670铰挺杆孔 / 冷却程度7喷嘴位置不正确3及时设定5105670铰挺杆孔 / 刀具安装刀具伸出缺乏底部孔径偏小8装夹不紧2更换顶丝348670铰挺杆孔 / 刀具安装8操作失误2培训464检查 / 测量工具MSA

14、超测量数据不准确9测量方法错误2培训472检查 / 测量工具9量具磨损、损坏4量具定期鉴定4144650660扩挺杆孔 / 刀具安装刀具伸出缺乏底部孔径偏小7装夹不紧2更换顶丝342650660扩挺杆孔 / 刀具安装7操作失误2培训456670铰挺杆孔 / 上序孔径扩孔孔径偏小铰孔偏小7扩孔钻制造问题3检查，维修484670铰挺杆孔 / 上序孔径7扩孔刀磨损严重3及时检查、换刀484FMEA 分析2：采取临时措施1、C2、C3扩孔钻换刀周期由2000件改为1000件。2、校验现场电子量仪的测量准确性，同时使用止通规测量。3、提高现场检测频次，改为1次/12件。4、检查刀具质量，保证加工所用的刀

15、具为合格刀具。5、跟踪C4铰刀的实际使用寿命。6、终检增加挺杆孔检测工程。7、采用SPC现场控制，同时收集数据。根据分析的结果和现场的实际情况我们采取了上述7个临时措施，以保护ATPU的利益，同时初步验证小组要因分析的正确性。以康明斯动力建设更美好的生活-15-临时措施的实施方案表以康明斯动力建设更美好的生活-16-内容完成时间负责人备注C2、C3扩孔钻换刀周期更改为1000件9月10日吕海鹏校验现场电子量仪的测量准确性，同时使 用止通规测量9月10日刘晖、王瑞提高现场检测频次，改为1次/12件9月9日吕海鹏检查刀具质量，保证加工所用的刀具为合 格刀具全过程郭洪芳跟踪C4铰刀的实际使用寿命全过

16、程吕海鹏终检增加挺杆孔检测工程9月20日梁海涛采用SPC现场控制，同时收集数据全过程刘晖、袁波挺杆孔小在各缸孔的分布状况：12频次缸孔缺陷分布与现场切削液供给不良状况吻合，设备两端切削液管路被堵，切削液供给缺乏。二者可能相关。以康明斯动力建设更美好的生活-17-1086420第一缸第二缸第三缸第四缸第五缸第六缸不明状8 3 6 0 6 11 10 1、余量试验分析由上可知：P0.6400.05，均值变差较小，在工艺参数规定范围内余量对最终孔径无影响。以康明斯动力建设更美好的生活-18-One-way ANOVA: Y1=15.67,Y2=15.63 , Y3 =15.60SourceDFSSM

17、SFPFactor20.00000090.00000040.450.640Error270.00002580.0000010Total290.0000267S = 0.0009775R-Sq = 3.25%R-Sq(adj) = 0.00%Individual 95% CIs For Mean Based onPooled StDevLevelNMeanStDev-+-+-+-+-Y11016.02040.0012(-*-) Y21016.02050.0010(-*-) Y31016.02010.0007(-*-)-+-+-+-+-16.020816.022416.024016.0256Poo

18、led StDev = 0.0010假设检验分析：2、切削液试验切削液供给试验分析：由上可知：P0.0130.05切削液供给充足与非充足两种状况有区别，非充足状态挺杆孔径均值低、散差大，有可能引发突变。以康明斯动力建设更美好的生活-19-One-way ANOVA: 充足状态, 非充足状态SourceDFSSMS FP Factor10.00008120.00008126.860.013Error380.00044980.0000118Total390.0005310S = 0.003440R-Sq = 15.30%R-Sq(adj) = 13.07%LevelNMeanStDev+-+-+-

19、+- 充足状态2016.02040.0009(-*-) 非充足状态2016.01760.0048(-*-)+-+-+-+-16.016016.017616.019216.0208浓度试验分析：一个班次之内切削液浓度变化曲线：对应的孔径的均值图线：以康明斯动力建设更美好的生活-20-孔径浓度T i m eS e r i e sP l o to f孔 径16.02416.02316.02216.02116.0200123456H o u rT i m eS e r i e sP l o to f浓 度12.011.511.010.510.09.59.00123456H o u r对应孔径的直径数据

20、：浓度变化与孔径变化的相关性分析：结论：P0.0190.05孔径与切削液浓度有关系，相关系数0.835，二者呈正相关关系。以康明斯动力建设更美好的生活-21-Correlations: 孔径, 浓度Pearson correlation of 孔径 and 浓度 = 0.835P-Value = 0.019454647484950515253545556均值16.02216.02116.02316.01916.01916.02216.02116.01116.02116.02116.01716.02216.019916.02716.02216.02616.02216.02416.02316.02

21、116.01716.02816.02116.02516.02616.023516.02516.02116.02516.02216.02316.02216.0216.01616.02316.0216.02416.02516.022216.02316.02216.02516.02216.01916.02116.0216.01916.02316.02116.02316.02316.021816.02316.02216.02316.02216.0216.02116.01916.01816.02516.0216.02316.02216.021516.02316.02216.02416.02116.019

22、16.02216.01916.01916.02316.02316.02216.02116.021516.02216.02216.02316.02216.01716.02116.0216.01616.02216.02516.02116.0216.02093、刀具换刀周期确定:SPC跟踪挺杆孔径控制图由控制图可以看出挺杆孔径随铰刀周期更换而呈现一种周期变化过程，变化曲线大致呈锯齿波规律反复。以康明斯动力建设更美好的生活-22-单个周期内孔径随加工零件数增加的变化曲线16.01878以康明斯动力建设更美好的生活-23-孔径T i m eS e r i e sP l o to f孔径16.030016

23、.029416.027516.025016.0225 6.021816.020016.017516.01501 500 1000 1500 2000加工零件数116.019216.013从刀具磨损图线看，铰刀初期磨损有一个磨合的过程约500件前，所以图线斜率较大，显示磨损较快；在中期正常磨损期 孔径变化很小，刀具磨损量也极小，属正常磨损；在加工1500 件后，孔径很快降低，说明铰刀磨损开始加剧。因此小组成员认为合理的换刀周期应该定为1500件。通过上述试验以及试验结果，我们就可以制定相应措施，进一步完善工程。以康明斯动力建设更美好的生活-24-下阶段方案：以康明斯动力建设更美好的生活-25-内

24、容完成时间负责人备注铰削余量确定扩孔钻直径确定12月15日吕海鹏郭洪芳制定详细的切削液浓度检查控制制度12月15日刘晖疏通切削液管道，安装喷管11月30日李军重新确定扩孔钻、铰刀的换刀周期12月3日梁海涛吕海鹏控制铰刀换刀周期用防错法12月20日周东海对过程文件进行更改，固化结果12月17日吕海鹏对作业者进行培训12月20日吕海鹏下阶段方案：切削液控制方法：N检验Y记录以康明斯动力建设更美好的生活-26-送检调整取样取样时间为设备开动30 分钟后；取样点为切削液 出口处工作点；每点 取样量不少于50ml；取样 后样本及时送检、检验， 样本放置时间不得超过60 分钟；检验结果超过规定 值9-11，通知操作人员及 时调整，调整后再次检验， 直到合格为止。实施改进1：铰削余量确定：以康明斯动力建设更美好的生活-28-虽然试验结果显示在小范围内改变铰削余量，对铰孔孔径影响不大，