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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

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100098198% 2轴粗加工198196698% 3轴精加工96688992% 4热处理88988099% 5轴粗加工288085397% 6安装基准面精加工85383698%

合格率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191911.59

轴粗加工1153420.73

轴精加工7711167.68

热处理912073.17

轴粗加工22714789.63

安装基准面精加工17164100.00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

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0.16mm11611658%

直径精度IT15级5016683%

形状精度0.18mm1518191%

相互位置精度0.03mm919095%径向综合总偏差819899%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12×10-2mm，最大不得超过16×10-2mm,最小不得低于9×10-2，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）/3σ

得到的数据见表3-4。

-2）

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：

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

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，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，

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