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6σ在提高18Cr2Ni4W齒輪的熱處理合格率的應(yīng)用研究
江蘇安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院 彭紅梅 2016/10/11 20:07:08
摘 要
σ在統(tǒng)計學(xué)中被稱為“標(biāo)準(zhǔn)差”，表示一組數(shù)據(jù)的離散程度。在管理學(xué)中又被賦予了衡量工作質(zhì)量、產(chǎn)品和服務(wù)的作用，是對流程質(zhì)量水平客觀精確的度量。PL公司在實施6σ管理中主動開展各類項目，通過“提高18Cr2Ni4W齒輪的熱處理合格率”這個項目的實施過程和結(jié)果的介紹，以期驗證在PL公司推進6σ的可行性和適用性，并樹立一個可供參考的案例。
關(guān)鍵詞：6σ項目 18Cr2Ni4W鋼 熱處理 合格率
6σ統(tǒng)計學(xué)意思就是“6倍標(biāo)準(zhǔn)差”，體現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量上就是每百萬件的壞品率小于3.4，基本接近質(zhì)量零缺陷。6σ管理是一種依靠數(shù)據(jù)，運用統(tǒng)計技術(shù)精確測量，通過對過程的優(yōu)化來提高組織的核心競爭力的方法論。2013年P(guān)L公司決定將6σ管理引入企業(yè)，并作為企業(yè)戰(zhàn)略推進。本人參與了“提高18Cr2Ni4W齒輪的熱處理合格率”這個項目的實施，本文通過對項目實施過程和結(jié)果的介紹，以驗證在PL公司推進6σ的可行性和適用性。
一、定義階段
18Cr2Ni4W 鋼的導(dǎo)熱性差、高淬透性和線膨脹系數(shù)大，在熱處理工藝過程中需要多次加熱和冷卻，所以熱處理后齒輪的內(nèi)應(yīng)力大變形量大。PL公司熱處理的18Cr2Ni4W齒輪的熱處理常見質(zhì)量問題有：表面硬度不足、硬化層深度不足、殘余奧氏體過多、裂紋等，其中主要問題是“硬度不足”，只要將這個問題解決就會大幅度的降低缺陷率。
所以本項目可以作如下描述：MG系列開采機是PL公司的主要產(chǎn)品之一，近2年其核心部件截割部減速機的齒輪熱處理的FTY(First time yield)僅為73%，“硬度不足”占到質(zhì)量問題的73%，雖然采取了各種措施希望提高合格率，但效果不明顯�！坝捕炔蛔恪眴栴}已經(jīng)成為該產(chǎn)品的瓶頸問題，影響到了產(chǎn)品的整體流程效率，增加了運行成本。本項目要解決的問題就是：提高18Cr2Ni4W齒輪的硬度不足問題的合格率。
二、測量階段
首先確立測量標(biāo)準(zhǔn)，18Cr2Ni4W鋼齒輪的硬度要求是明確的，對其測量的結(jié)果是可區(qū)分的，質(zhì)量結(jié)果可定義為合格與不合格。將2012-2013年每月的合格率統(tǒng)計表用Minitab繪制成時間序列圖，從中可以發(fā)現(xiàn)硬度合格率隨時間的分布，也能清楚的發(fā)現(xiàn)合格率的高點和低點，便于后面對問題的綜合分析。
然后確認確認測量系統(tǒng)的可靠性，采用驗證檢查一致性的方法，3名檢驗員對8件淬火后18Cr2Ni4W鋼齒輪進行洛氏硬度檢驗，測三個點取平均值得出最終硬度，合格的記為OK，不合格的為BAD。經(jīng)檢驗總的重復(fù)性大于90%，由于數(shù)據(jù)量較少，再現(xiàn)性接近90%可接受，最終結(jié)論是測量系統(tǒng)能夠滿足要求。
最后在本階段還需計算流程能力計算及確定改善目標(biāo)。通過對2012-2013年質(zhì)量統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算得出：長期工程能力Zlt = 0.09，短期工程能力Zst = 1.3，能力漂移Zshift＝Zst－Zlt =1.21，通過改進流程水平可提高1.21σ水平。
三、分析階段
項目團隊邀請了設(shè)備、工藝方面的專家舉行專題會議，列舉和排查質(zhì)量因素，將討論結(jié)果繪制魚骨圖。熱處理過程的復(fù)雜性決定其影響因素是多方面的，在開展本項目之前公司曾因本零件熱處理合格率低做過很多工作，所以在操作者和工件兩方面因素基本排除，重點對設(shè)備和環(huán)境兩方面因素進行重點分析和排查，結(jié)果如表1所示。
表1 流程控制缺陷表
序號 影響因素 后果 關(guān)鍵性描述
1 淬火爐測溫裝置 影響加熱溫度準(zhǔn)確性 關(guān)鍵
2 回火爐測溫裝置 影響加熱溫度準(zhǔn)確性 關(guān)鍵
3 淬火爐附近高溫、高濕度 超出儀表允許范圍，儀表會失靈 關(guān)鍵
4 設(shè)備高溫漏電 干擾儀表，影響加熱溫度準(zhǔn)確性 關(guān)鍵
5 溫控儀表附近存在高壓電場 干擾儀表，影響加熱溫度準(zhǔn)確性 關(guān)鍵
6 溫控儀表附近存在交變磁場 干擾儀表，影響加熱溫度準(zhǔn)確性 關(guān)鍵
7 等溫轉(zhuǎn)變高溫轉(zhuǎn)低溫時間過長 工件溫度降發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變 關(guān)鍵
8 油冷轉(zhuǎn)冰凍間隔時間過長 發(fā)生奧氏體沉化 關(guān)鍵
9 毛坯質(zhì)量缺陷 影響產(chǎn)品質(zhì)量 關(guān)鍵
10 工件表面污染 淬火后存在軟點 關(guān)鍵
11 測量系統(tǒng) 導(dǎo)致測量誤差 非關(guān)鍵
12 工藝方法 對操作者要求高 非關(guān)鍵
四、改善階段
根據(jù)上階段所判斷出的影響因素，在改善階段進行重點控制。
設(shè)備因素改善：嚴格執(zhí)行設(shè)備三級保養(yǎng)和大修制度，每周例保、每月一保、兩年二保。在每次設(shè)備開機之前增加設(shè)備巡檢工序，經(jīng)維修人員簽字后方可開機生產(chǎn)。做好各類接地檢查，防止設(shè)備高溫漏電。
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附件下載：圖2 2012-2014年7月18Cr2Ni4W鋼齒輪淬火合格率時序圖
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