1、三、质量管理3.1、原因分析变速箱齿轮轴的加工质量会影响着产品装配精度的提高，为了提高齿轮的一次投产出及格率，成立了质量控制小组，调研相关的流程，质量管理控制部门对齿轮轴的整个加工工艺工程进行调研和分析，产品加工工艺流程：毛坯制造齿轮轴粗加工 1轴精加工热处理轴粗加工 2安装基准面的精加工检查。变速箱齿轮轴加工工艺过程表产品名称 件号 材料 单件质量 /kg 计划年产量 年产总质量齿轮轴 6 Q275 1.4 102700序号 作业单位名称 工序内容 工序材料利用率（ %）1 原材料库 备料2 机加工车间 粗车，磨，铣 803 精密车间 精车 954 热处理车间 渗碳淬火5 机加工车间 磨 9
2、86 半成品库 暂存1、寻找原因为了寻找出的废品的原因，对 1000 个齿轮各加工工序的一次及格率进行测试，以分析哪些加工工序是影响质量的主要原因，哪些加工工序是影响质量的次要原因，这样有利于抓住解决问题的主要环节。对齿轮轴的加工工序的一次合格率测试数据见表 3-1。表 3-1 齿轮轴加工工序的一次合格率的测试值序号 工序名称 测试数/个 及格数/个 及格率（%）1 毛坯制造 1000 981 98%2 轴粗加工 1 981 966 98%3 轴精加工 966 889 92%4 热处理 889 880 99%5 轴粗加工 2 880 853 97%6 安装基准面精加工 853 836 98%合
3、格率 M=98%98%92%99%97%98%83%对各个工序不及格共产生的 164 件不及格品制成不合格品如表 3-2，并用Minitab 软件绘制排列图 3-1。表 3-2 齿轮轴加工工序不合格品数据工序名称 不及格品数量/个 累积不及格数量/个 累积百分数（%）毛坯制造 19 19 11.59轴粗加工 1 15 34 20.73轴精加工 77 111 67.68热处理 9 120 73.17轴粗加工 2 27 147 89.63安装基准面精加工 17 164 100.00在 Minitab 工作表中，将数据输入，得到“齿轮轴加工工序不合格品总表”齿轮轴加工工序不合格品总表排列图的数据输入
4、图 3-1 齿轮轴不及格品排列图通过对图 3-1 的分析，找出影响加工不合格品的主要因素。这有利于找出问题的主要环节，得出结果：工序：轴精加工是出现不合格品最多的工序，即为主要因素，因此，下一步要解决的问题就是分析这道工序出现不合格品的主要原因。所采用的方法还是排列图。2、寻找影响齿轮轴精加工工序质量的主要原因。根据网上查询轴类精加工技术要求，如下图所示取 200 件由齿轮轴精加工所造成的不及格品进行检测，得到齿轮轴精加工不及格品表 3-3，并绘制排列图。表 3-3 齿轮轴精加工工序不合格数据项目 不及格品数量/个 累积不及格数量/个 累积百分数（%）平面度 0.16mm 116 116 58
5、%直径精度 IT15 级 50 166 83%形状精度 0.18mm 15 181 91%相互位置精度 0.03mm 9 190 95%径向综合总偏差 8 198 99%其他 2 200 100%利用 minitab 软件生成齿轮轴精加工工序不合格的排列图，如图 3-2。图 3-2 齿形精加工工序不合格品的排列图可见，平面度的工序是影响齿轮轴精加工质量的 A 类因素，即主要因素。3、工序稳定性分析以及工序能力分析找出主要原因之后。对平面度的工序进行稳定性分析和工序能力指数计算，在工序控制条件下，判断工序能力指数是否满足要求，以确定是否需要进行改造。 平面度的目标值为 1210-2mm，最大不得
6、超过 1610-2mm,最小不得低于 910-2，从细磨齿轮轴中依加工工序随机抽取 50 件产品，测定工序能力指数，工序能力指数：表示工序能力对设计的产品规范的保证程度。评价加工工艺系统满足加工技术要求的程度。工序能力指数的计算方法：(1)双侧偏差：（Tu、Tl）a，公差中心与分布中心重合：Cp b 不重合 Cpk(2)单侧偏差：（Tu 或 Tl）a，只有上侧偏差:CpTu=（Tu-x）/3得到的数据见表 3-4。表 3-4 齿轮轴精加工工序稳定性及工序能力指数测定表 （单位10 -2）序号 数值 序号 数值 序号 数值 序号 数值 序号 数值1 11 11 8 21 13 31 9 41 1
7、32 10 12 13 22 12 32 10 42 103 13 13 14 23 12 33 11 43 124 7 14 12 24 13 34 15 44 145 14 15 11 25 8 35 12 45 116 9 16 9 26 11 36 11 46 87 10 17 8 27 12 37 11 47 98 13 18 7 28 14 38 13 48 149 11 19 15 29 15 39 7 49 1510 12 20 10 30 13 40 16 50 8利用该数值指定单值控制图，如图 3-3 所示。图 3-3 控制工序单值的控制图图 3-4 控制工序方差的移动极差
8、控制图在工序在控的条件下，进行工序能力分析。利用表 3-4 的数据进行工序能力分析，在 Minitab 的工作表中，选择统计-质量工具-能力分析- 正态，得到工序能力分析图，如图 3-5 所示。图 3-5 工序能力分析图结论：通过以上图可以得知，C PK=0.61，根据过程能力指数 Cpk 的评级标准，可知该工序能力不足，不能满足标准需要，需要采取措施，提高工序能力。根据以上的分析，质量管理小组提出把工序能力指数提高到 1 以上和根据国际标准，把齿轮轴的第一次及格率从 83%提高 93%以上的目标。过程能力指数 Cpk 的评级标准：Cpk1.67 属级，过程能力过高（视具体情况而定） 。1.6
9、7 Cpk1.33 属级，过程能力充分，表示技术管理能力已很好，应继续维持。1.33 Cpk1.0 属级，过程能力充足，但技术管理能力较勉强，应设法提高为级。1.0Cpk0.67 属级，过程能力不足，表示技术管理能力已很差，应采取措施立即改善。0.67Cpk 属级，过程能力严重不足，表示应采取紧急措施和全面检查，必要时可停工整顿。3.2、因果分析为了找出影响齿轮平面度而造成不合格的原因。根据 5M1E 的原理，从人，机，料，方法，测量，环境等 6 方面作出了分析，找出如下表 3-5 所示的原因。表 3-5 5M1E 法原因分析表操作员技能低 操作员没有专业培训操作员技术不熟练 操作员没有按照指
10、导书操作人员劳动强度大 没有消除疲劳使用未经检验的材料 材料进厂未检验材料质量控制工作没有做好 部门之间没有互相监督没有定期检验性能项目机器 机器性能降低没有定期维护和保养辅助支撑设置不妥工装夹具定位的不合理加紧力力点不合理没有按照指定的加工方法工艺参数选择不合理方法没有严格执行工艺方法测试设备的精密度不够 测量设备没有更新测量没有按照校准规程生产现场照明不够噪音太大环境工作场所温度不合适在 minitab 中选择统计质量管理因果，得到影响齿轮轴精加工质量而造成不合格品的因果图。图 3-5 产品不合格因果图对图 3-5 列出的诸多原因进行逐项分析，找出一下为影响齿轮轴精加工的主要原因：（1）材
11、料选择不合理和技术装备落后由于材料的质量影响加工工序质量非常大，所以它的选取将会对精加工平面度产生直接的影响，在加工前要认真检查材料。此外，技术的落后和装备的老化影响了加工效果和产品的性能。（2）工人技能水平欠缺和环境状况工人的熟练程度和操作工序的水平将会很大程度影响到产品的性能。而且劳动强度大，加上工作场地燥热（热处理车间） 、照度不够等不良的环境因数。故从人因工程的角度分析，这些都与质量水平关系密切。（3）加工工序不合理生产工序的控制力不够，由于该加工工序主要是员工操作机器，员工要掌握好时间，才能很好的控制该工序的加工。（4）夹紧点选择不合理工件夹紧点选择是否合理将之间影响到工件的受力稳定
12、，由于夹紧力的力点设置在工件下端，因此容易引起工件受力不稳定，影响平面质量。（5）工作角选择不合理刀具前角是影响切削力到小的重要原因。为了减少切削抗力，严格控制修光刃圆弧的大小，必须合理选择刀具前脚和修光刃圆弧。（6）测量标准及方法过时测量的标准对质量影响很大，同样方法的过时也会影响其精度，最终影响到产品的合格率和不合格率大小。3.3、制定对策计划表根据因果图的分析，针对主要原因指定对策计划表，见表 3-6。表 3-6 对策计划表序号 要因项目 目标措施1 材料选择不合理和 技术装备落后 结合性能特点选择材质，改进技术，替换部分设备2 工人技能水平欠缺和环境状况 组织人员技能培训，采取岗前培训
13、， 改善环境3 加工工序不合理 更换操作员，调整加工工序4 夹紧点选择不合理 设计新夹具改进力点，使受力稳定5 工作角选择不合理 结合实际情况合理选择工作角6 测量标准及方法过时 缩小制造极限偏差值，改善测量方法3.4、效果检查测定工序能力指数，将进行了质量改进后的齿轮轴精加工的工序中再选取50 个产品。测定的数据如下表所示，进行平面度工序能力测定，并绘制改进后的工序能力分析图。表 3-7 改进后的齿轮轴精加工平面度的工序能力指数测定 （单位：10 -2mm）序号 数值 序号 数值 序号 数值 序号 数值 序号 数值1 12 11 12 21 13 31 12 41 122 13 12 12
14、22 13 32 12 42 133 12 13 12 23 11 33 12 43 134 11 14 12 24 12 34 12 44 115 12 15 11 25 12 35 13 45 126 13 16 13 26 11 36 12 46 127 13 17 13 27 11 37 12 47 128 11 18 11 28 11 38 13 48 139 11 19 11 29 12 39 13 49 1110 11 20 13 30 13 40 12 50 12改进后，重新收集数据进行工序能力分析，得到工序能力指数为CPK=1.61。可见通过质量控制分析改进提高工序能力指数值
15、并达到了目标。图 3-6 改进后的工序能力分析报告可知，Cpk=1.60 ，属级，过程能力充分，表示技术管理能力已很好，应继续维持。表 3-7 改进后齿轮轴加工工序的一次合格品率测试值序号 工序名称 测试数/个 及格数/个 及格率（%）1 毛坯制造 1000 991 99%2 轴粗加工 1 991 970 98%3 轴精加工 970 950 97%4 热处理 950 941 99%5 轴粗加工 2 941 922 98%6 安装基准面精加工 922 913 99%M=99%98%97%99%98%99%=90%通过不断改地善，特别是对其中关键问题的改善，齿轮轴产品的合格率和工艺能力指数都得到了比较大的提高，质量小组的目的基本上得到实现，实现其预期的效果，使企业获得更大的效益。综上可知，直方图、排列图、控制图、因果图等在企业质量管理中广为应用。充分应用这些方法和工具，对提高质量可以收到很好的结果。
