圆梦QC小组提高轮盘专机加工效率

提高轮盘专机加工效率圆梦QC小组燃气轮机车间2014.72014QC成果汇报企业概况上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂成立于1953年，是中国第一家设计和制造汽轮机大型发电设备的企业。企业概况燃气轮机车间具有60年的历史，是上海汽轮机厂的“一车间”，是中国第一台汽轮机的诞生地。现正在建设成为世界级的燃机产业基地。产品介绍压气机燃烧室透平燃气轮机作为“低碳、高效、清洁”能源的代表，结构上由透平、燃烧室、压气机等部件组成。产品介绍15级压气机前轴头后轴头4级透平中心拉杆转子护罩3个扭力盘燃气轮机核心部件——燃机转子。小组介绍小组名称圆梦小组类型生产管理型课题名称提高轮盘专机加工效率成立时间2013.01活动时间2013.03至2013.12小组成员序号姓名性别年龄职称负责方向1韩雷男36高级工程师管理指导2曹洪波女37高级工程师技术指导3陈晞女50高级工程师4刘

毅女35工程师工具改进支持5庞兆智男27助理工程师6沈琴女54助理工程师质量管理支持7闫明璞男35工程师加工程序支持8环智坚男28工程师现场计划实施9陈

源男26助理工程师现场技术支持10朱

俊男27助理工程师11蔡林江男46技师机床操作12杨

伟男36高级选题理由发展战略燃气轮机作为工业领域的明珠，是工厂未来发展的重点，有着不可言喻的重要性。市场需求随着燃机市场的变化，燃机订单不断增加，产能需求日益增大。国产化需求燃气轮机转子作为燃机核心部件部件刚刚实现国产化，需要确保国产燃气轮机转子的供应。现状调查全年生产12套燃气轮机却只有30%的机组使用国产轮盘，其余全部依赖进口现状调查轮盘生产工艺流程图毛坯车削磨削拉削钻削轮盘成品2台轮盘侧面车2台赫斯齿磨床2台叶根槽拉床1台五轴钻铣床现状调查2012年产能分析车间完成了4套轮盘生产，统计如下：工序侧面车磨床拉床钻铣床额定加工时间(工作日/两班)1127510324占制造时间35.6%23.8%32.8%7.8%实际加工时间(工作日/两班)1508080100实际加工时间36.6%19.5%19.5%24.4%以全年250个工作日计算产能能达到8.9套/年产能能达到6.7套/年现状调查2012年产能分析车间完成了4套轮盘生产，统计如下：瓶颈问题工序侧面车磨床拉床钻铣床额定加工时间(工作日/两班)1127510324占制造时间35.6%23.8%32.8%7.8%实际加工时间(工作日/两班)1508080100实际加工时间36.6%19.5%19.5%24.4%现状调查2012年产能分析侧面车为燃气轮机产能瓶颈针对侧面车的分析，侧面车所占的加工时间基本与定额时间相符，但是它是所有轮盘加工的启始道序、瓶颈道序，其加工效率决定了其他各道序的生产开始时间。钻铣床实际加工时间与额定加工时间存在大差异在燃气轮机轮盘四套产能的情况下，其原有的定额仅占生产时间的7.8%，但在实际生产过程中其所花费的时间占到了总实际生产时间的24.4%，其生产过程存在严重滞后以及不确定性。提高它的加工效率便直接决定了整个轮盘生产线的生产效率钻铣床后续可能成长为生产线的实际瓶颈，制约生产目标设定侧面车、钻铣床是产能上的两大瓶颈及问题，为了保证生产任务的顺利完成，其加工效率必须提升与保证，因此我们设立了目标：提高轮盘专机生产效率，实现燃机转子轮盘产能8套目标设定X819个轮盘=152X原因分析侧面车与钻铣床加工效率低人员设备方法技术力量薄弱操作人员经验不足设备故障率高侧面车气封刀片加工效果差钻铣床孔加工刀具效率低下物料侧面车反复装夹，车削工装垫块原材料供应不及时人员年轻培训不足无轮盘生产工艺经验需要国外专家进行维修机床处于磨合期侧面车汽封常需要返修准备时间过长侧面车设备利用率低钻铣床孔加工耗时毛坯为进口件轮盘加工方案质量不稳定原材料材料难加工要因确认序号末端因素验证方法验证人要因1操作人员培训不足现场调查陈晞否（本部门）2技术部门缺乏相关轮盘工艺经验现场调查刘毅否（技术部门）3机床维修需要国外专家进行现场调查陈源否（基建部门）4侧面车反复装夹，车削工装垫块现场验证庞兆智是（本部门）5侧面车气封刀片加工效果差现场验证朱俊是（本部门）6钻铣床孔加工刀具效率低下现场验证闫明璞是（本部门）7毛坯进口，供料不及时现场调查沈琴否（计划部门）8轮盘材料高温合金，难加工现场调查曹红波否（技术部门）要因确认操作人员培训不足人员熟练程度会影响效率，但熟练操作工的培训不是一朝一夕的。非要因技术部门缺乏相关轮盘工艺经验工艺经验的缺失导致前期工艺准备的困难，但不直接导致效率低下。非要因机床维修需要国外专家进行机床维修耗时耗力，维修保养做好可以大大节约维修时间。非要因毛坯进口，供料不及时通过计划部门的库存保证，能有效避免缺料的情况出现。非要因轮盘材料高温合金，难加工高温合金材料本是加工领域难题，不能避免。非要因要因确认侧面车反复装夹，车削工装垫块要因机床换型过程经统计，有很多时间被用于前期准备，因为每个燃机轮盘都有不同的装夹位置，且背部都需要有垫块垫靠，由于排产的随意性，导致上车的轮盘装夹位置差距非常大。背部垫块的位置也需要频繁的移动，且每次移动都需要重新车削垫块表面作加工基准。要因确认侧面车反复装夹，车削工装垫块要因时间统计要因确认侧面车汽封加工刀具效果差要因轮盘汽封齿及加工刀片现有刀具断屑和修光功能差，在加工时经常出现铁屑缠绕刀具，若没有及时清除就会刮伤已经加工好的汽封齿。产品质量受影响加工过程停机增多重复、修复工作出现要因确认钻铣床加工刀具效率低下要因被加工冷却空气孔加工用高速钢刀具被加工月牙槽高速钢钻孔需要钻、扩、铰三道序高速钢钻孔刀具繁多，换刀频繁高速钢加工参数低，效率低下轮盘材料较难加工，刀具磨损严重制定措施序号方案可行性分析综合评估得分是否采用经济性实施性实施周期预期效果一在不影响生产的情况下优先安排相同装夹尺寸的轮盘进行加工1.可以直接在生产中得出数据，统计经验2.实施简单。3.不需要联系多方面协助，自行改进就能达到效果587929选用二联系设计部门更改设计方案，将装夹位置进行统一1.需要联系设计部门多方协作才能解决问题，周期很长2.改进效果无法预期，且有可能会影响到产品的质量。41218不选用侧面车反复装夹、车削垫块改进对策评价表制定措施序号方案可行性分析综合评估得分是否采用经济性实施性实施周期预期效果1增加刀具供应商，选择更加优秀的硬质合金刀具1.总量少但单个刀具价格较昂贵。2.实施简单，选择多。3.不用进行频繁修磨。4.高速加工一次到位满足图纸要求358824选用2原有的刀具工艺改进增加采购数量满足修磨转需求1.总数量大但刀具单价低。采购时间较长2.刀具工艺改进空间有限，很难有大突破3.修磨要求非常高4.一次加工无法满足图纸要求641112不选用侧面车及钻铣床刀具改进对策评价表制定措施要因对策目标措施执行人地点期限侧面车反复装夹，车削工装垫块在不影响生产的情况下优先安排相同装夹尺寸的轮盘进行加工降低轮盘车削准备时间15%1、对垫块进行一定的改进2、统计各轮盘的尺寸数据3、根据数据制定生产顺序表环智坚陈源侧面车2013.5侧面车汽封加工刀具效果差增加刀具供应商，选择更加优秀的汽封齿刀片确保侧面车汽封齿加工一次完工邀请供应商现场技术支持，更换其他槽型汽封刀片。庞兆智刘毅侧面车2013.6钻铣床加工刀具效率低下增加刀具供应商，选择更加优秀的硬质合金刀具提升钻铣床加工效率40%1、与新供应商联合开发新型硬质合金内冷深孔钻头。2、改善原有高速钢刀具。阎明璞陈晞钻铣床2013.8对策实施侧面车垫块改进改进改进前垫块改进后垫块原垫块为了本身安装方便，固定螺孔部分直接削平，不提供支撑可用装夹范围相对较小，造成需要频繁更换垫块改进后，固定螺孔部分采用沉孔设计，其表面亦可提供支撑可用装夹范围较大，不再需要频繁更换对策实施侧面车排产优化轮盘直径范围从1100-1800不等，采用新设计的工装后，需要调整三次实现范围的全覆盖：1100-1400，1300-1600，1500-1800。统计各轮盘直径范围如图。相同组别可以优先排在一起生产不用频繁车削垫块、调整装夹位置对策实施侧面车排产优化对于整套轮盘，按照直径范围而非固有序号进行排产。优先4-6月3套7-9月1套10-12月2套下1-3月2套排产优先级表格一12个(10)5个(4)20个(19)10个(9)压气1-3\透平4二30个(29)4个(3)8个(7)8个(7)压气4-11\透平2-3三15个(14)10个(9)10个(9)20个(19)压气12-15\透平1轮盘排产表全年8台套轮盘的生产，预计可以省去100多次的装夹准备时间对策实施侧面车排产优化对策实施先前方案改进方案效率提升一倍侧面车刀具优化将原来刀头的平头形线改成了新式的槽形型线，这样的改进有助于断屑，降低铁屑缠绕的可能性。将刀片原来的双头改为了现在的单头，这样就可以改善非加工头在加工时的干涉问题。方便工艺部门编程时更好的使用新刀片的修光刃而不必害怕刀具底部会碰到汽封齿。先前方案改进方案7班次3班次由原先高速钢钻、扩、铰方案改为硬质合金一钻形式对策实施钻铣床刀具优化对策实施钻铣床刀具优化原来的方案铣平面点孔预钻钻通扩孔绞孔走刀参数S500，F50S300，F30S100，F20走刀参数S1000，F150S800，F100无此道序从前的方案为：Φ20钻孔、Φ21扩孔、底部平整、球头刀处理底部、攻螺纹M24；改进后的方案为：Φ21钻孔、球头刀处理底部、攻螺纹M24

对策实施Φ21钻孔采用硬质合金钻头，经过切削试验和寿命试验，加工一个轮盘上的平衡孔总耗时缩短2/3，刀具寿命提高1倍。钻铣床刀具优化以前方案：采用整体式高速钢倒角刀，需耗时约8小时，并且刀具易磨损，需要修磨；改进方案：采用刀片式倒角刀，仅耗时约1小时，并且刀片的耐磨性好，一片刀片有三个有效刃口，提高效率的同时也有效地降本。对策实施钻铣床刀具优化加工刀具对比效果检查20%双侧面车两班运转侧面车加工平均耗时时间（天）效果检查钻铣床两班运转44%时间（天）钻铣床耗时统计效果检查电厂项目压气机轮盘透平轮盘完成月份长兴电厂1完成完成13年03月长兴电厂2完成完成13年05月北京草桥1完成完成13年08月北京草桥2完成完成13年10月北京高安屯1完成完成13年12月北京高安屯2143预计14年1月崇明电厂1122预计14年2月崇明电厂2101预计14年3月2013年底项目完成进度表效果检查电厂项目压气机轮盘透平轮盘完成月份北京高安屯2完成完成14年01月崇明电厂1完成完成14年01月崇明电厂2完成完成14年03月南桥电厂1完成完成14年04月南桥电厂2完成完成14年06月南桥电厂3102-南桥电厂482-2014年1月-2014年6月项目进度表经济效益

本QC小组将我厂的燃机转子轮盘提升到年产8套的产能，为我厂节省了4套转子轮盘的进口费用，经过我厂财务部门的最终核算，国内生产平均每套转子国内加工可节省成本212.93万元，以增加4套轮盘产能计算节省成本851.72万元。社会效益

燃气轮机轮盘产能的突破、提升帮助工厂掌握了燃气轮机核心部件的加工制造技术，实现了