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唐和雍 摘 要 本文主要針對摩托車左曲軸箱體壓鑄件存在的質(zhì)量問題,，鑄件產(chǎn)生漏氣的缺陷進行分析，查找可能產(chǎn)生缺陷的原因,，制定了相應(yīng)對策,，最終找到解決措施，使產(chǎn)品實物質(zhì)量得到較大改進,。 關(guān)鍵詞 曲軸箱體 鑄造缺陷 質(zhì)量改進 1 前言 鑄造是特殊工藝過程,，壓鑄件總是存在缺陷，缺陷主要表現(xiàn)為外觀缺陷和內(nèi)在缺陷。外觀缺陷由鑄造交驗時反映出來,，內(nèi)在缺陷由機加工后反映出來,。 漏氣是鑄件的內(nèi)在缺陷，必須機加后才能發(fā)現(xiàn),。左曲軸箱改進前責(zé)任良品率為82.57％,，浸滲率100％。因為產(chǎn)品漏氣,，所以采取浸滲工藝進行挽救,，但這樣延長了工序，成本過高,，資源浪費嚴(yán)重,。 2 曲軸箱體的缺陷表現(xiàn) 鑄件缺陷的主要表現(xiàn)是尺寸不合格，多肉,，缺肉,，流痕，花紋,，機械拉傷,，碰劃傷，氣孔,，縮孔,，夾砂，氣泡,，裂紋等 2.1 鑄件主要缺陷部位：
圖一 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖 A1--摞腳孔1漏氣部位; A2--銷孔漏氣部位;A3--電機孔漏氣部位,； C1—端面碰劃傷 B1—放油鏍孔；B2--銷孔,；B3--電機孔;D1--摞腳孔2 對鑄件進行分析歸類后發(fā)現(xiàn)鑄件漏氣的部位集中在摞腳孔,，銷孔，電機孔三個部位,。 2.2主因圖分析 利用魚刺圖分析造成廢品的因子
圖二 因果圖 在運用因果圖分析造成廢品的主要因子是模具,，壓鑄工藝，工人技能,，檢驗標(biāo)準(zhǔn),，班次的影響。 2. 3鑄件廢品分類 表一：缺陷分類表:
運用排列圖尋找影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要缺陷
圖三 缺陷排列圖 從排列圖可以看出目前左曲軸箱體的主要缺陷是摞腳孔1漏氣,，占缺陷比例的78.4%,其次是銷孔漏氣,，前兩項占總?cè)毕莸?2.9%，而其它缺陷比例較小,。如果我們解決了前兩項就會達(dá)到質(zhì)量改進目的,，那么從這里我們就可以制定我們需要首要解決的問題是鑄件氣孔縮孔造成的漏氣,。 3 對策措施 為了找到對策實施的技術(shù)支撐，對鑄件缺陷制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),，以利于分析對照,，快速準(zhǔn)確找到較恰當(dāng)對策。 表二：鑄件缺陷對策措施表
3.1模具產(chǎn)品改進實施對策及效果 根據(jù)以上各種分析手段得到的數(shù)據(jù)，逐步實施改進,，并對試制各批次鑄件進行后工序加工驗證得到每次改進的效果,。
圖四 澆鑄系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 （1）改進方案一：結(jié)構(gòu)類比改進—渣包改進 缺陷：摞腳孔1漏氣占總?cè)毕莸?8.4%. 原因：從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上考慮,該產(chǎn)品在同一方向上有兩個摞腳孔,見圖一和圖四.分為A1摞腳孔1和D1摞腳孔2。對比分析摞腳孔1處是內(nèi)澆口, 摞腳孔2處是渣包,，見圖四,。摞腳孔2處不漏氣。 措施：摞腳孔1處的內(nèi)澆口按摞腳孔2處補焊改為渣包,。該方案改制較簡單,，速度快。參考鑄件缺陷對策措施表之QX30,。 效果：經(jīng)試制200件,，漏氣達(dá)到90%,，和改制前無明顯差異，改制不成功,。 （2）改進方案二：漏氣通道改進—鑄件結(jié)構(gòu)改進 分析：摞腳孔1漏氣是因為與放油鏍孔連通,，放油鏍孔與箱室連通，箱室內(nèi)壓力傳遞表現(xiàn)在摞腳孔1漏氣,，而摞腳孔2不存在以上關(guān)系,，故摞腳孔2不存在漏氣。見圖五,。B1—放油鏍孔和A1--摞腳孔1的表面鑄態(tài)下都有激冷層,，其厚度每面在0.2-0.5mm范圍內(nèi)，鑄件內(nèi)部組織的晶粒比較粗大,，同時氣孔和夾雜物在中心也比較多,。當(dāng)兩處同時加工后氣孔和縮孔在LT處連通就暴露出來，引起鑄件漏氣,，利用這一原理,，在保證機加工余量的情況下，盡量減少毛坯的加工余量,，以保證激冷層不完全被加工破壞,。 措施：澆鑄系統(tǒng)改回到方案一之前，放油鏍孔芯子加長預(yù)制出通孔,，避免靠加工碰穿,，銷孔芯子加長達(dá)5mm。參考鑄件缺陷對策措施表之QX29,，QX30,，QX32 效果：經(jīng)試制100件，漏氣達(dá)到42件,，其中摞腳孔1處漏氣35件,，B2--銷孔漏氣6件，電機孔漏氣1件,，和改制前相比有明顯差異,，改進有效果。
圖五 放油鏍孔摞腳孔圖 （3）改進方案三：在方案二的基礎(chǔ)上改進銷孔和電機孔—鑄件結(jié)構(gòu)改進 分析：方案二改進后得到了較好效果,，根據(jù)廢品分類,，銷孔漏氣，電機孔漏氣為第二大缺陷,，兩處和摞腳孔1漏氣有相同之處,，見圖六和圖七。
圖六 銷孔改進圖
圖七 電機孔改進圖 措施：銷孔和電機孔制作為通孔,，以減小加工余量,，參考鑄件缺陷對策措施表之QX29,，QX30，QX32 效果：經(jīng)試制50件,，漏氣達(dá)到14件,，其中摞腳孔1處漏氣12件，B2--銷孔漏氣1件,，電機孔漏氣1件,，和方案二相比略有提高。 （4）改進方案四：澆鑄系統(tǒng)的改進—模具結(jié)構(gòu)改進 A1處分析：在圖八中A1摞腳孔1處有內(nèi)澆口,，該處內(nèi)澆口在封堵澆口改為渣包不成功的情況下證明內(nèi)澆口的存在有其合理的一面,，但應(yīng)分析其細(xì)微結(jié)構(gòu)，讓其發(fā)揮作用,。見圖九,，k-k剖視的內(nèi)澆口充填示意圖，改進前鋁液水平方向從摞腳孔1的底端進入結(jié)果是厚大部分的下端卷氣,，在摞腳孔1形成氣孔,。 A1處措施：改變充填方向，內(nèi)澆口向上導(dǎo)入,，減小卷氣,。參考鑄件缺陷對策措施表之QX23。 A3B1處分析：鋁液高速運動,，直接充擊型芯，導(dǎo)致卷氣,，見圖九中C視圖,。電機孔處內(nèi)澆口厚達(dá)3.5mm,去除澆口時鑄件本體有缺肉現(xiàn)象. 措施：焊補沖擊型芯處內(nèi)澆口,移動避免直接沖刷。電機孔處內(nèi)澆口減薄至2.5mm,。參考鑄件缺陷對策措施表之QX25,。 效果：經(jīng)試制28件，漏氣達(dá)到4件,，全部為摞腳孔1處漏氣,與改進前相比有顯著提高,。再小批量生產(chǎn)240件,漏氣達(dá)到40件，其中摞腳孔1處漏氣34件,，B2--銷孔漏氣6件,，電機孔無漏氣。
圖八 模具內(nèi)澆口示意圖
圖九 模具內(nèi)澆口剖視圖 排氣槽許多地方已壓塌,，造成堵塞,，見圖四。全部修通,，前端厚度0.08mm.保證排氣暢通,。參考鑄件缺陷對策措施表之QX26,，QX30。 涂料噴涂后未吹干凈就開始壓鑄,，導(dǎo)致型腔內(nèi)積氣,。在自動噴涂后人工手工吹壓縮空氣，保證模具型腔內(nèi)無水汽,。參考鑄件缺陷對策措施表之QX28 模具改進產(chǎn)品改進總結(jié)：經(jīng)過對模具結(jié)構(gòu),，澆鑄系統(tǒng)的改進，產(chǎn)品質(zhì)量得以較大提高,，由改進前漏氣率90%降低到17%,，該指標(biāo)和預(yù)期目標(biāo)仍有較大差距，還需要對工藝進行優(yōu)化實驗,。 3.2工藝改進及效果 （1）確定三因子三水平的正交試驗設(shè)計,。 表三：因子水平表
（2）采用軟件MINITAB進行正交表設(shè)計并實驗 表四：DOE實驗表
在顯著性水平=0.05的情況下進行顯著性檢驗B：高速行程--xinc2ENDD：壓射缸背壓--byBACK 有顯著性。
圖十 正交實驗主因圖 質(zhì)量水平為望大特性,從上圖和顯著性檢驗均得出因子組合為A2B2D1,。即優(yōu)化后的壓鑄工藝參數(shù)為高速速度開度65%,，高速行程310mm，壓射缸背壓60bar,。 3.3改進后產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤 通過改進,， 連續(xù)五個月平均自責(zé)良品率為96.44％，漏氣等不良品率為4.66%,，見下圖,。提高了生產(chǎn)能力，下半年產(chǎn)量也有了大幅度提高,。
圖十一 改進后產(chǎn)品質(zhì)量趨勢圖 從上圖看,，漏氣率明顯較改進前有顯著下降。改進后漏氣率穩(wěn)定在5%左右,。 4 結(jié)論 經(jīng)過團隊成員的共同努力,，對模具結(jié)構(gòu)進行了全面的改進，機加通孔在鑄件上預(yù)制出來,，減小鑄件的機加工余量,，以保證致密激冷層的存在；澆鑄系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)是模具設(shè)計的重中之重,，任何時尚壓鑄機也難以解決模具自生帶來的問題,，如果搞不好質(zhì)量就難以提高，團隊成員對模具的澆鑄系統(tǒng)進行了改進,，取得了較好效果,；在工藝參數(shù)優(yōu)化方面運用DOE設(shè)計試驗，找到了合理的生產(chǎn)工藝條件,。
參考文獻 1. 社團法人,，壓力鑄造缺陷.對策案例,， 日本鑄造工學(xué)會 2. 馬林，六西格瑪管理,，中國人民大學(xué)出版社 |
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