軸承套圈退火過程潛在失效模式及后果分析

曹秀中

(無錫職業技術學院機械技術學院,江蘇 無錫 214121)

軸承套圈退火過程潛在失效模式及后果分析

曹秀中

(無錫職業技術學院機械技術學院,江蘇 無錫 214121)

針對軸承套圈退火生產過程中潛在失效模式及其后果,按照QS—9000質量體系要求,在生產實施之前進行系統分析,并形成相應生產控制文件,從而持續提高鍛件退火質量,以滿足客戶要求。

軸承套圈;退火;PFM EA

潛在失效模式及后果分析(即FM EA)是美國汽車行業的質量管理體系QS—9000中極其重要的缺陷預防技術,是實現預防為主的重要手段之一,如今在國內,尤其是在汽車制造相關企業已經廣泛采用。潛在失效模式及后果分析可以描述為一組系統化的活動,其目的是[1]:

(1)認可并評價產品(或過程)中的潛在失效以及該失效的后果;

(2)確定能夠消除或減少潛在失效發生機會的措施;

(3)將全部過程形成文件。FM EA是對確定設計或過程必須做哪些事情才能使顧客滿意這一過程的補充。

潛在失效模式及后果分析分為設計潛在失效模式及后果分析(即D FM EA)和過程潛在失效模式及后果分析(即PFM EA)。本文就PFM EA過程潛在失效模式及后果分析是由負責制造(或裝配)的工程師(或小組)主要采用的一種分析技術,用以最大限度地保證各種潛在的失效模式及其相關的起因(或機理)已得到充分的考慮和論述。PFM EA以最嚴密的方式總結了開發一個過程時小組的思想(其中包括根據以往的經驗可能會出錯的一些項目的分析)。這種系統化的方法體現了一個工程師在任何制造策劃過程中正常經歷的思維過程,并使之規范化。

過程潛在失效模式及后果分析的作用[1]是:

(1)確定過程功能和要求;

(2)確定與產品和過程相關的潛在的失效模式;

(3)評價潛在失效對顧客產生的后果;

(4)確定潛在制造或裝配過程起因并確定要采取控制來降低失效;

(5)失效產生頻度或失效條件探測度的過程變量;

(6)確定過程變量以此聚焦于過程控制;

(7)編制一個潛在失效模式的分級表,以便建立一個考慮預防(或糾正)措施的優選體系;

(8)記錄制造(或裝配)過程的結果。

2 軸承套圈退火過程潛在失效模式及后果分析的開發

PFM EA應從一般過程的流程圖開始。這個流程圖應明確與每一工序相關的產品(或過程)特性。如果有的話,相應的設計FM EA中所明確的一些產品影響后果應包括在內。用于PFM EA準備工作的流程圖的復制件應伴隨著PFM EA。

1.1 軸承套圈退火基本流程[2]及各工序的基本特性[2]

根據退火生產操作安排,分析軸承套圈退火工藝流程及各工序的基本特性,如表1所示。

表1 軸承套圈退火工藝流程Tab.1 Bearing rings annealing process

以軸承套圈退火鍛件作為項目,根據軸承套圈的一般生產過程及過程功能特點,由質量工程師編制如表1所示“軸承套圈退火工藝流程”,并基于表1所示退火過程,結合專業知識和生產組織特點,通過分析其過程功能(或要求),發現其潛在失效模式以及潛在失效的后果(見表2),并分析潛在失效的起因(或機理),進而制定現行過程控制方案,提出建議的措施,以便對潛在失效進行預防(或糾正)。

表2 潛在失效模式及后果分析Tab.2 Failure m ode and effect analysis

軸承套圈退火基本流程的制定是過程FM EA工作的基礎,各工序的基本特性的分析是過程FM EA工作的關鍵。

1.2 軸承套圈退火過程潛在失效模式及后果分析的文件化

為了便于將套圈退火過程潛在失效模式及其后果分析的結果付諸操作和實施,現將其內容編制成過程FM EA表(見表2),使其文件化,并納入該軸承套圈鍛件退火生產的過程質量體系之中。

與過程FM EA表相配套的支持文件還應該包括“嚴重度(SEV ER)評價準則”、“過程特性級別(CLASS)”、“頻度(OCCUR)評價準則”等。由于以上文件與產品特性、客戶要求、產品制造公司質量體系等都有密切關系,故不同產品、不同公司制定的這些支持文件也是有區別的。

過程FM EA表的編制是整個軸承套圈退火質量控制的核心。

2 軸承套圈退火過程潛在失效模式及后果分析的實施

針對套圈退火過程潛在失效模式及后果分析的開發結果,還必須制定相應產品控制計劃(見表3)來提供詳細的過程監視和控制方法,用于對套圈退火過程中相關特性的控制。以確保產品特性符合客戶要求。

3 總 結

通過對軸承套圈退火過程潛在失效模式及后果分析,確定了套圈退火過程潛在失效以及該失效的后果,并形成了PFM EA表及過程文件,并按照文件實施,最終消除或減少潛在失效發生的機會,取得了良好的效果。但是,在進行過程潛在失效模式及后果分析時,應該注意以下幾點:

表3 退火生產控制計劃Tab.3 Annealing production control plan

(1)過程FM EA是一份動態的文件,它應: (a)在可行性階段或之前進行;(b)在生產用工裝到位之前;(c)考慮到從單個部件到總成的所有的制造工序,在新項目的制造策劃階段,促進對新的或更改的過程進行早期評審和分析,以便預測、解決或監控潛在的過程問題。

(2)過程FM EA已經假定所設計的產品能夠滿足設計要求。因設計的薄弱環節而產生的潛在失效模式可包括在過程FM EA中,而其后果和避免包括在設計FM EA當中。

(3)過程FM EA不依靠改變產品設計來克服過程中的薄弱環節,但是它的確要考慮與計劃的制造(或裝配)過程有關的產品設計特性,以最大限度的保證產品能夠滿足顧客的要求和期望。

[1] 楊永華.QS9000標準實務[M].深圳:海天出版社,2000.

[2] 馬亞良,陳仁竹.軸承套圈質量控制[M].北京:中國計量出版社,2004.

Bearing Rings Annealing Process of Potential Failure Mode and Effect Analysis(PFMEA)

CAO Xiuzhong
(School of Mechanical Technical,Wuxi Institute of Technology,Wuxi 214121,China)

Annealing the production process for the bearing rings of potential failure m odes and their con- sequences,according to QS—9000quality system requirements,prior to implementation in the production system analysis,and the formation of the corresponding documents about production control,and thus continue to improve the quality of forgings annealed in order to meet customer requirements.

bearing rings;annealing;PFM EA

F407.471;TG156.2

A

1671-7880(2010)03-0070-03

2010-03-10

曹秀中(1973— ),男,江蘇無錫人,副教授,工程師。