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提高0037横梁孔距加工过程能力
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摘要：从横梁加工工艺、模具结构和零件成形特点等方面进行分析，找出导致横梁关键尺寸过程能力低的原因并进行了改进，提高了横梁加工的过程能力。
关键词：加工工艺过程能力模具结构
1背景
0037横梁在模具压型时，下翼面左右孔距尺寸不稳定，目前下翼面左右孔距Cpk仅为0.03，导致该横梁不能正常生产，孔距位置见图1。
图10037横梁左右孔距示意图
2目标
横梁左右孔距尺寸过程能力Cpk≥1。
3现状分析
加工0037横梁时，我们随机抽取30件，测量左右孔距，并利用Minitab计算其过程能力，结果：Cpk=0.03，过程可控，但过程能力很低，改善十分必要。
4寻找原因
分析影响左右孔距尺寸的原因，得出：该横梁成型是双曲面成型，且先冲孔后
成型。影响因素较多，有部分因素不可控，如油温、油压机床的稳定性等。用目前的加工工艺无法保证左右孔距的稳定性。
决定通过改变加工工艺来保证左右孔距，共提出两种方案：方案一，横梁成型
后，制作钻具，用钻床钻下翼面孔。方案二，横梁成型后，制作模具，冲裁加工下翼面孔。利用普氏矩阵进行比较选择，见表1。
表1普氏矩阵表
原方案
方案一
方案二
重要性评分
主要选项
当前工艺
钻具钻孔
模具冲孔
加工过程的稳定性
S
+
+
5
加工效率
S
-
+
3
操作的方便性
S
-
+
3
经济性
S
S
S
2
可实施性
S
+
+
1
十总和
0
2
4
一总和
0
2
0
S总和
5
1
1
十加权总和
0
6
12
一加权总和
0
6
0
利用普氏矩阵进行比较筛选，方案二的加权总和最大，所以选择选择方案二，
并进行实施。
5实施对策
5.1设计模具结构，绘制图纸。
5.2加工模具镶块，并对旧模板进行再加工，使模具闭合高度满足装配要求。
5.3装配模具，模具装配实物图见图2。
图2模具装配后实物图
5.4小批量验证
验证模具结构的合理性和产品的尺寸。测量左右孔距数据，并计算过程能力，
计算得出CPK=0.62，较原工艺加工有大幅提升。但过程能力还是偏低，未达到目标值CPK=1。需寻找影响尺寸波动的原因，利用FMEA工具进一步寻找尺寸波动的原因，分析结果见表2。
表2PMEA分析表
流程
输入
潜在失效模式
潜在失
效后果
严
重
度
潜在失
效起因
频
度
现行流
程控制
探
测
度
RPN
建议
实施
完成
日期
措施结果
采取
措施
S
O
D
RPN
设计模具
零件冲孔面与下模面贴合度
存在缝隙
孔距尺寸不稳定
7
设计不合理
2
模具钳工定期检修
4
56
冲孔时，零件端头移动
向外侧移动
孔距尺寸不稳定
4
缺少定位
2
装配完工检验
6
48
托架刚度不够
冲孔时变形
孔距尺寸不稳定
6
设计不合理
8
增加加强筋
4
192
退料橡胶预压量不合适
预压量太大
孔距尺寸不稳定
7
预压量计算不合理
2
更换橡胶
4
56
侧定位销直径太小
制件晃动
孔距尺寸不稳定
6
定位销加工不合格
4
装配完工检验
4
96
使用模具
零件定位孔未放入定位销内
制件晃动
孔距尺寸不稳定
5
加工人操作不当
8
每月定期检修
5
200
机床闭合高度调整不合适
闭合高度太小
孔距尺寸不稳定
5
加工人操作不当
5
每月定期检修
3
75
通过FMEA分析，找出以下两个关键影响因素。
（1）托架刚度不够；
（2）零件定位孔未放入定位销内。
5.5改善FMEA分析出的两个要因
措施：（1）将托料架改为40mm厚的钢板焊接结构，防止冲裁时发生抖动。（2）在上模增加弹簧顶料装置，克服了加工人定位放不到位的现象，从而保证了冲孔尺寸，模具改进示意图见图3。
图3模具改进示意图
6效果验证
对改进后的模具进行了验证，模具结构满足加工要求和加工人使用习惯，每加工5件，抽取一件零件进行测量，共抽取测量30件。计算其过程能力，并与旧工艺加工的过程能力进行比较，计算比较结果见图4。
图4改进工艺前后孔距过程能力分析图
计算得出CPK=1.07，较原工艺加工有大幅提升。孔距尺寸能够满足工艺要求和装配要求，CPK值大于目标值，目标完成。
7结束语
通过优化弯梁加工工艺，提高了弯梁下翼面左右孔距过程能力，保证此零件能够稳定加工。在攻关过程中，利用了六西格玛工具对检测数据进行了分析，提高了整改的效率。该弯梁下翼面采用了先压型后冲孔的加工工艺，此工艺方法可以在其他同类结构横梁上推广使用。
参考文献:
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陈锡栋，靖颖怡.冲模设计应用实例［M］.北京：机械工业出版社，1999.
许发樾，实用模具设与计制造手册［M］.北京：机械工业出版社，2005.
陈平昌，材料
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