【中國機床商務網】導讀：南京汽車集團有限公司的NSE缸體生產線是目前上比較*的發動機生產線，生產效率比較高，缸孔的精加工采用了平臺珩技術，新技術的運用有助于提高發動機的性能，但是缸孔珩磨出現的質量問題（如退刀痕等）是一個長期困擾我們的難題，本文通過一個典型的QC小組（質量管理小組）的活動案例，詳細介紹了南京汽車集團有限公司是如何降低缸孔珩磨工廢率的。
　　
　　NSE缸體生產線介紹
　　
　　缸體線的機加工采用了三個加工中心組和兩條自動線的組合。三個加工中心組共采用了17臺GROBG520雙主軸加工中心。多臺加工中心組成的平行工序，通過龍門式機械手和上下料機動滾道（帶機械手自動輸送裝置）組成一個高度自動化的加工單元，以滿足生產節拍的要求。加工中心組之間加工任務的分配，由主控柜和每臺加工中心的SIMENS840D系統通過Profibus總線連接，實現各加工中心之間的自動化控制。該條生產線的工藝規劃的產能為25萬臺/年。

　　
　　缸孔珩磨的介紹
　　
　　珩磨是利用安裝于珩磨頭圓周上的油石，由漲開機構以一定的壓力將其徑向漲開，與工件孔壁產生面接觸。通過珩磨頭的旋轉和往復運動，實現對孔的精加工。在普通珩磨后，我們廠的缸孔精加工采用了平臺珩技術，“磨去波峰，形成平臺”是平臺珩的特點，雖然加工量只有2-3微米，但對提升發動機性能有以下作用（見圖1）：
　　
　　①提高了活塞環對缸孔內壁的氣密性能，提高了功率。
　　
　　②加大了缸孔的支撐度，縮短了缸孔的磨合時間。
　　
　　③改善了活塞環在缸孔內作往復運動時的潤滑條件。
　　
　　④減小了機油的散失，進而降低了機油消耗。
　　
　　如何降低缸孔珩磨工廢率
　　
　　在2012年2月-4月期間，缸體生產線的工廢率一直高居不下，平均達0.95%，超過0.9%的工廢指標。我們對缸體生產線的不合格問題進行了排列圖統計，發現缸孔珩磨占總不合格品數的比例為39.3%，排列*位。所以我們選定“降低缸孔珩磨工廢率”作為QC小組的攻關課題。
　　
　　缸孔珩磨的工廢類型主要有退刀痕、橫紋、直徑超差等。在2012年2月-4月期間，缸孔珩磨的平均工廢率達0.027%，而其中的退刀痕的比例高達69.6%。所以我們得出結論：如果解決了退刀痕問題就可以大幅降低缸孔珩磨工廢率。
　　
　　珩磨后缸孔表面有豎直狀的內凹的條紋（見圖2），用粗糙度儀檢測的結果是：粗糙度值滿足不了工藝要求，特別是Mr1和Mr2的測量值（Mr1：輪廓支承長度率，其數值直接反應了缸孔的加工水平和使用壽命;Mr2：輪廓支承長度率，其數值決定了缸孔工作表面的貯油和潤滑能力）。
　　
　　我們zui終把缸孔珩磨工廢率的質量目標設定為0.09%。
　　
　　通過頭腦風暴法，我們對缸孔珩磨的退刀痕進行了討論，繪制了因果分析的魚刺圖（見圖3），共列出8條末端因素。
　　

　　針對上述末端因素，我們制定了要因確認計劃表，確認過程如下：
　　
　　末端因素一（油石面粘有鐵屑）的確認過程：我們仔細檢查了珩磨頭上的所有油石：油石表面無鐵屑積聚。結論是非要因。
　　
　　末端因素二（收縮彈簧失效）的確認過程：我們用新彈簧更換了舊彈簧（見圖4），連續加工1100臺工件，有3臺退刀痕工廢，工廢率為0.27%。結論是非要因。
　　　　末端因素三（漲芯和油石座有污垢）的確認過程：拆開珩磨頭后我們發現漲芯和油石座的表面附著了一些顆粒狀污垢（見圖5），清洗和組裝后，連續加工1100臺工件，只出現1臺退刀痕工廢，工廢率為0.09%。結論是要因。
　　　　末端因素四（油石回縮量不夠）的確認過程：我們把油石的回縮位置由-100um調整到-500um后，連續加工1100臺工件，有2臺退刀痕工廢，工廢率為0.18%。結論是非要因。
　　
　　末端因素五（過濾精度差）的確認過程：我們檢查了現場使用的過濾紙的出廠規格：過濾精度為24um。符合工藝要求（過濾紙精度：18-25um）。結論是非要因。
　　
　　末端因素六（珩磨液性能超標）的確認過程：我們檢查了近一個月的《動力總成化學品分析報告》，缸體線OP110的珩磨液的濃度和酸堿度均符合工藝要求（濃度為：6%-8%；PH值為：8.3-9.8）。結論是非要因。
　　
　　末端因素七（珩磨壓力大）的確認過程：我們查看了機床的壓力監控表：平臺珩的切削壓力和光整壓力分別為9bar和3.4bar。均滿足工藝要求（切削壓力：9±0.5bar；光整壓力：3.5±0.5bar）。結論是要因。
　　
　　末端因素八（進給油壓撤除滯后）的確認過程：我們將平臺珩的光整時間由1秒調整為0秒，理論上提前1秒撤除進給油壓。我們連續加工1100臺工件，工廢率為0。結論是要因。
　　
　　全體成員zui終確認：漲芯和油石座有污垢、進給油壓撤除滯后是導致缸孔珩磨退刀痕的兩個主要原因。針對這些要因，我們通過研究制定了相應的對策表。
　　
　　我們采取了兩種對策來降低缸孔珩磨工廢率：
　　
　　對策實施一：
　　
　　NSE缸體線已經投產3年，長期的使用導致珩磨頭的油石座和漲芯的表面附著了一些顆粒狀的污垢，這些污垢提高了油石座和漲芯之間的摩擦系數，摩擦力的增大容易造成油石在縮刀過程中的卡滯。我們將所有的珩磨頭進行分解、清洗和重新組裝，達到了清除油石座和漲芯的表面污垢的目的。
　　
　　對策實施二：
　　
　　平臺珩采用的是液壓漲刀的進刀方式（見圖5），控制過程如下（見圖6）：
　　　　珩磨頭進入缸孔后，油石漲刀至孔壁（STZ）。我們在切削階段可以設置多個漲刀壓力（KR1、KR2、KR3），分階段將缸孔加工到工藝尺寸。為了得到較高的加工精度，珩磨頭還可以在規定時間內（ABZ）以較低的漲刀壓力（ABK）對缸孔進行光整加工。zui后油石快速縮刀（ZZU），完成整個加工過程。我們將光整階段（ABZ階段）的設置時間由1秒修改為0秒，使珩磨頭上的油石在加工到工藝尺寸后提前1秒縮回，達到提前撤除進給油壓的目的。為了驗證光整加工對缸孔加工精度的影響，取消光整加工后，我們連續跟蹤了50臺工件，并對它們的圓度、Mr1、Mr2值進行了SPC分析（見圖8），CPK值分別為1.81、1.69和1.46，均大于1.33的工藝要求。
　　　　通過這些對策的實施，我們取得了不錯的成績：首先，是表面加工質量的情況通過上述措施的實施，缸孔表面質量明顯改善，退刀痕現象基本消失（見圖9）。
　　　　其次，我們統計了工廢率，發現缸孔珩磨工廢率由措施實施前的0.27%（2-4月份的平均值）降至措施實施后的0.07%（6-8月份的平均值）。達到了預期設定的質量目標值。
　　
　　為了進一步鞏固這些成績，現場工程師編寫了《珩磨頭清洗作業指導書》，明確了珩磨頭的清洗流程和清洗周期（1次/6個月）；工藝工程師修改了《缸孔珩磨加工工藝參數》，把平臺珩的光整時間修改為零秒。
　　
　　結束語
　　
　　通過集體的努力，我們不但大幅度降低了缸孔珩磨工廢率，降低了的成本消耗，同時也提高了產品加工的勞動生產率。更難能可貴的是我們通過這次成功的QC活動，積累了豐富的質量管理和加工技術的經驗，為日后的工作打下了牢固的基礎。
　　
　　（文章作者：南京汽車集團有限公司胡勁   松李佳）