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彈簧的工藝改進知識

2019-11-26 9:58:53

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一、問題的提出

經過兩年多不斷改進(jìn),按照IS09001:2002以”顧客為關注焦點”的原則,通過走訪用戶,到(dào)用戶使用現場處理質量異議,收集反饋信息。剔除價格以及其他非技術問題,對用戶反饋(kuì)意見分類整理後,各類意見所(suǒ)占比例如下。

卷簧(huáng)後表面刮傷起刺 14%

卷簧後彈簧尺寸精度不夠 29%

彈簧後回火鋼絲發黃發灰 21%

鋼絲通條強(qiáng)度(dù)不均 18%

卷簧後彈簧疲勞次(cì)數不(bú)夠 7%

其它 11%

由(yóu)上可以看出,顧客抱怨原因主要集中在彈簧成型過程中,即彈簧表面質(zhì)量(如色澤,是否刮傷等),尺寸(cùn)精度和負荷(hé)波動等,根據問(wèn)題的輕重緩急,把“提高彈(dàn)簧(huáng)卷(juàn)簧成型工藝穩定性”作(zuò)為(wéi)優先解決的問題,而對于彈簧疲勞性(xìng)能等其他問題也給于充分關注并有(yǒu)意識地增加(jiā)一些(xiē)檢驗項以(yǐ)便收集(jí)較多的數據,為下(xià)一步持續(xù)改進作準備。不鏽鋼彈簧。

二、原因分析

由(yóu)于顧客抱怨的産品都是經過嚴格檢驗後出(chū)廠的,其力學性能、平整度和表面均符合國内(nèi)YB(T)11—83的要求。顯然YB(T)11—83已不能完全指導(dǎo)生産,為此決定從研究國外先進标準和實物質量入手,找出差(chà)距。把YB(T)11—83與國外相關标準如ASTMA313/A313M-1993,BS2056—1991,JISG4314-1994,IS06931—1:1994進行比(bǐ)較表明:國(guó)外标準規定得(dé)更詳盡具體,可操作性強(qiáng)。收集到的國外彈簧用不鏽(xiù)鋼絲樣品的性能都高于外國外相應(yīng)标準要(yào)求。如日本精線、瑞典山特維克的(de)彈簧的用不鏽絲強度散差控制在(zài)50MPa以内(nèi),單匝鋼絲自由地平放在地面,既不擴圈(quān)也不縮(suō)圈,兩端平貼地(dì)面(miàn)無任何翹頭。鋼絲的(de)表面狀态有油面和粉面兩種。通(tōng)過橫向對比,鄭州(zhōu)三合公司産品(pǐn)的通條強度均勻性、平整度與表面質量3個指(zhǐ)标落後于國外先進産品。筆者曾帶幾種不同工藝生産的樣品到(dào)彈簧廠家現場進行卷簧試驗,結(jié)果發現上述3個質(zhì)量特性指标較好的鋼絲,其卷(juàn)簧性能明顯提高。可見隻要提高鋼絲通條強度均(jun1)勻性能、平整度和表面質量3個質量特性指标,便可提高彈簧(huáng)成型工藝穩定性(xìng)。

三(sān)、鋼絲的表面狀态

可以把鋼絲表(biǎo)面狀态分(fèn)為兩類(lèi):(1)常規檢驗(yàn)的表(biǎo)面質(zhì)量如尺寸公差、圓度和存在裂紋、刮傷等缺陷。國内、外标準對該(gāi)類規定基本一緻,隻是(shì)YB(T)11—83規定的公差偏大;(2)鋼絲表(biǎo)面潤滑層質量,即鋼絲在粉(fěn)末或油中拉拔,可分别得到有塗層的和光滑的表面(miàn),兩種表面還可塗鍍極薄的鎳或銅(tóng)底層(céng)。

鋼絲的内層為鎳或(huò)銅鍍層,外(wài)層為粉末或油層(céng),每層厚度約0.1~0.2μm。襯鎳或銅底層有利于提高一定的(de)疲勞強度和潤滑能力(lì)。有塗層(céng)的表面(粉面)的潤滑(huá)層(céng)由鈣鹽和鈉鹽組成,該潤滑層對潮濕敏感,因(yīn)此,在儲運時須防潮。該潤滑層可在成型彈簧上(shàng)保留,也可清洗去掉(diào)。光滑表面(miàn)(油面)的潤滑(huá)層是很(hěn)薄的油膜。相比而言,油面鋼絲成型彈簧回火後表面光亮(liàng),但卷繞很複(fú)雜的彈簧須另行施(shī)加潤滑劑,而且(qiě)卷繞(rào)彈簧有刮傷的危險(xiǎn),疲勞失效的(de)安全性低于粉面的。該類規(guī)定(dìng)國内(nèi)、國外标準均無此(cǐ)要求。但國外(wài)知名廠家都可提供上(shàng)述兩種表(biǎo)面狀态(tài)交貨。在綱絲的表(biǎo)面質量方面,可采取如下措施:(1)改變公差要求,按JISG4314-1994的公差要求生産;(2)研(yán)制油面鋼絲的生産(chǎn),向用戶提供兩種(zhǒng)表面狀态交貨,供其(qí)選擇;(3)做好技術(shù)服務工作,向用(yòng)戶介紹粉面和油面(miàn)的鋼絲成型的彈(dàn)簧優劣比較,使其(qí)了解(jiě)粉面鋼絲成型的彈簧除表面(miàn)回火後有點發黃發(fā)灰外,其他性能都優于油(yóu)面鋼絲,而且表面發黃發(fā)灰也是可(kě)以清洗(xǐ)掉的。

四、改進方案(àn)

本着貫徹1S09001:2000全員(yuán)參與原則,專門(mén)召開各相關人員參加生産現場分析會,會議(yì)内容應提前(qián)3天通知,并鼓勵多(duō)提有創新(xīn)的措施(shī),及時制止對(duì)不同觀點的否定評價。最後從人、機、料、法(fǎ)、環五因素入手,制定出既符合生産實際又切實可(kě)行的改進措施。精密彈簧 1.通條強度均勻性能

YB(T)11—83隻規定了鋼絲的抗拉強度範圍,并未規定一(yī)盤(批)鋼絲的強度散差。而ASTM,BS,JIS,ISO等标準都對鋼絲通條抗拉強度(dù)散差(chà)做出相應規定。概括而言(yán):一盤鋼絲的(de)通條抗拉強度散差≤100MPa, 一批鋼絲的通條強度散差≤150MPa。三合公司生産的鋼絲通條(tiáo)強度性能也(yě)能滿足上述要求,但有(yǒu)些國外廠家通條強度差控制(zhì)在50Mpa以内,而目前國産彈簧鋼絲尚不能完全達到。可見國産彈簧鋼絲不僅應滿足相(xiàng)關國外标準,更應持續提高(gāo)實物質量達到國(guó)外廠家實物質量的先進水平。在保(bǎo)證鋼絲原材料為(wéi)進口(kǒu)優質盤條的同時,應采取如下措施:(1)提高熱處理(lǐ)溫控、收(shōu)線裝備精(jīng)度;(2)鋼絲拉拔采用直進(jìn)式拉絲機;(3)拉絲機卷筒和模盒應進行循環水冷卻;(4)每盤成品鋼絲上下頭均進行抗拉強度檢驗。拉力彈簧

2.鋼絲的平整度

YB(T)11—83規定:鋼絲盤應規整,打開鋼絲盤時,不得散(sàn)亂、扭(niǔ)轉或呈“∞”字形。直(zhí)徑≤4inm的鋼絲應進行平整度檢驗,即取長度約為(wéi)一圈半的樣品,平放在平台上(shàng),測試從平(píng)台到鋼絲端部翹起(qǐ)的最大值。直徑≤0.50mm,翹起的最大值的≤40mm,直徑>0.50mm,翹(qiào)起的最大值≤30mm。而國外的标準如ISO6931—1:1994規定:鋼絲拉拔後(hòu)應規整排繞(rào),直徑≤5mm的鋼絲應滿足如下要求:

兩端軸間距離L=0.2D/d1/4(1)式(1)中(zhōng):D一單圈(匝)鋼絲平均自由直徑(jìng);d一鋼絲直徑。

取一(yī)單圈(匝)鋼絲,用圓棒懸(xuán)挂,兩端軸向距離L沒有超過式(shì)(1)計算的值,且1倍卷筒直徑D卷≤單圈(匝)鋼絲平均自由(yóu)直徑D≤1.5D卷,認為合格。

鋼(gāng)絲的平整度同國外(wài)知名廠家相比,實物質量同樣落後(hòu)于他們。國外某知名廠家Φ1.Omm鋼絲采用圖1檢測方法,兩端軸向距離L值(zhí)幾乎(hū)為零(líng)、,如果鋼絲平整度不好,就意味着鋼絲拉(lā)拔過程表面殘餘應力過大或不均(jun1)。在(zài)卷簧過程中,由于鋼絲表面殘餘(yú)力會導緻彈簧成型應變不穩定,易出現彈簧自由(yóu)高度忽高忽低(dī),圈徑大小不一,并圈裂縫以(yǐ)及(jí)軸向扭折等缺(quē)陷。為進一步提高鋼絲的平整度性能,縮小差距,采(cǎi)取了如下措施:(1)提(tí)高(gāo)拉絲機的傳動精度(dù);(2)對模盒進行改(gǎi)造,使其拉拔時更穩定;(3)摸索出(chū)一套通過觀察拉絲(sī)機卷筒上鋼絲頭上翹或(huò)下翹而相應調整模盒和矯直(zhí)器的方法,使鋼絲規整平齊。

五、評價效果

評價實施上述措施的效果非(fēi)常重要。如果誇大(dà)改進效果會(huì)誤認為問題已解決,從而導緻問題的再(zài)次發生;反(fǎn)之,也會導(dǎo)緻對改進效(xiào)果視而不見,挫傷持續改進的積極性。評價其(qí)效(xiào)果可用柱狀排列圖(tú)比較實施措施前後(hòu)内控檢驗出的不合(hé)格項(xiàng)目數量及分布。

實施措施後鋼絲的(de)通條強度(dù)和平整度質量改進(jìn)較為顯著,而(ér)在鋼絲的表面質量方(fāng)面效果不太理想。為鞏固成果,将改進措施标準化,并先後制(zhì)定或(huò)修定了——些與彈簧用不鏽鋼絲生産有關(guān)的作(zuò)業指(zhǐ)導書、檢驗規程等文(wén)件,為(wéi)下一次持續改(gǎi)進提供依據。

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