運(yùn)用六西格瑪工具指導(dǎo)連桿國產(chǎn)化項(xiàng)目

劉旗

摘 要： 針對連桿連桿國產(chǎn)化，采用六西格瑪工具進(jìn)行指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞： 連桿；國產(chǎn)化；六西格瑪

1 前言

本公司某柴油機(jī)機(jī)型連桿采用進(jìn)口連桿，成本高，且進(jìn)口件采購周期普遍在3個(gè)月以上，不利于本機(jī)型批量生產(chǎn)效率要求。故接公司要求，此連桿需要國產(chǎn)化，同時(shí)運(yùn)用六西格瑪工具指導(dǎo)本項(xiàng)目過程。

2 CTQ陳述

CTQ1：將本機(jī)型連桿國產(chǎn)化，國產(chǎn)化后的連桿單件價(jià)格較進(jìn)口連桿降低22.7%，成本降低，有利于公司批量生產(chǎn)的要求。

CTQ2：國產(chǎn)化后的連桿材料、疲勞性能、機(jī)械性能夠滿足使用要求。

CTQ3：國產(chǎn)化后的連桿能夠滿足發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)要求。

測量指標(biāo)：國產(chǎn)化后的連桿能夠滿足疲勞試驗(yàn)要求。疲勞試驗(yàn)要求為：試驗(yàn)后滿足50%存活率的疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù)大于1.6～1.8。

3魚骨圖

4權(quán)重

依據(jù)魚骨圖確定疲勞性能、機(jī)械性能、材料性能、機(jī)加工過程為國產(chǎn)化過程中的主要影響因子，并確定這些因子的權(quán)重及百分比。

4.1疲勞性能滿足要求：權(quán)重168，百分比32.2，累積占比32.2%

4.2機(jī)械性能滿足要求：權(quán)重144，百分比27.6%，累積占比59.8%

4.3材料性能滿足要求：權(quán)重126， 百分比24.1，累積占比83.9%

4.4機(jī)加工過程滿足要求：權(quán)重60，百分比11.5，累積占比95.4

4.5其它：權(quán)重24，百分比4.6，累積占比100%

從以上權(quán)重確定機(jī)械性能及疲勞性能為連桿國產(chǎn)化主要影響因子，需對它們做試驗(yàn)驗(yàn)證。

5國產(chǎn)連桿檢驗(yàn)項(xiàng)目

5.1機(jī)械性能

5.1.1抗拉強(qiáng)度Rm（N/mm2），檢驗(yàn)依據(jù)GB/T 228-2002，檢驗(yàn)數(shù)量2，檢驗(yàn)結(jié)果1020

5.1.2規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度Rp0.2（N/mm2），檢驗(yàn)依據(jù)GB/T 228-2002，檢驗(yàn)數(shù)量2，檢驗(yàn)結(jié)果815

5.1.3斷后伸長率A （%），檢驗(yàn)依據(jù)GB/T 228-2002，檢驗(yàn)數(shù)量2，檢驗(yàn)結(jié)果11.5

5.1.4硬度HBW，檢驗(yàn)依據(jù)GB/T 231.1-2002，檢驗(yàn)數(shù)量2，檢驗(yàn)結(jié)果269

5.2疲勞性能

安全系數(shù)（實(shí)驗(yàn)按小頭受力加載），檢驗(yàn)依據(jù)AVL RO1N0020，檢驗(yàn)數(shù)量10，2.00

5.3元素含量（%）

C、S、P、Mn、Si、V、Cr、Ni、Mo、Al，檢驗(yàn)依據(jù)GB/T 4336-2002，檢驗(yàn)數(shù)量2，檢驗(yàn)結(jié)果0.69、0.065、0.009、0.53、0.18、0.034、0.11、0.078、0.021、<0.01

5.4檢驗(yàn)地點(diǎn)：長春汽車材料研究所

6數(shù)據(jù)收集

通過試驗(yàn)測試國產(chǎn)化連桿疲勞性能，以確定連桿的安全系數(shù)Ks 。試驗(yàn)依據(jù)AVL-R01N0020標(biāo)準(zhǔn) “連桿疲勞試驗(yàn)”進(jìn)行。采用恒定負(fù)荷比的正弦波加載規(guī)范，本試驗(yàn)負(fù)荷比為Rf =-4.17試驗(yàn)循環(huán)基數(shù)取5×10周次。采用升降法測定的連桿條件疲勞極限來評價(jià)連桿的疲勞性能。安全系數(shù)=試驗(yàn)最大壓力/連桿最大壓力=試驗(yàn)最大拉力/連桿最大拉力

6.1疲勞試驗(yàn)

疲勞試驗(yàn)按小頭的受力加載。在不同的安全系數(shù)Ks下對連桿加載，可得到不同載荷水平S下連桿的疲勞壽命N。

用升降法確定疲勞極限時(shí)，需要在鄰近的兩個(gè)應(yīng)力水平下取出相反的試驗(yàn)結(jié)果（即一個(gè)越出，一個(gè)破壞），這兩個(gè)應(yīng)力水平的平均值就是中值疲勞極限。

通過試驗(yàn)可得出以連桿安全系數(shù)Ks為縱坐標(biāo)的散點(diǎn)圖，如下圖所示。由此可得出連桿的中值疲勞極限所對應(yīng)的安全系數(shù)為：

升降圖如下：

6.2疲勞試驗(yàn)試驗(yàn)設(shè)備

疲勞試驗(yàn)所用設(shè)備為ZWICK高頻疲勞試驗(yàn)系統(tǒng) ，設(shè)備如下圖所示

6.3試驗(yàn)結(jié)論

連桿國產(chǎn)化，國產(chǎn)化后的零件是否合格最主要的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是國產(chǎn)化后連桿的疲勞性能滿足使用要求，既國產(chǎn)化后的安全系數(shù)滿足使用要求。

測量階段測得國產(chǎn)化后連桿的安全系數(shù)Ks=2。

本批連桿疲勞試驗(yàn)中，連桿的斷裂部位在連桿桿部， 50%存活率下連桿安全系數(shù)為：Ks=2.00。 本批連桿符合 AVL所需的最小安全系數(shù)：基于50%存活率的疲勞強(qiáng)度所需的安全系數(shù)大約為1.6～1.8。

7結(jié)論

運(yùn)用六西格瑪工具，能明確國產(chǎn)化過程需要關(guān)注的點(diǎn)和方向，同時(shí)對重要點(diǎn)進(jìn)行比對測試，保證國產(chǎn)化過程中的嚴(yán)謹(jǐn)。

參考文獻(xiàn)

[1]《內(nèi)燃機(jī)學(xué)》——周龍保.