案例26 PDCA循环在产品质量提高中的应用案例分析摘要：PDCA循环是提升产品质量的一种科学方法。

在工艺改进中按照P、D、C、A四个环节来展开并运用相关管理技术是取得实效的好模式。

工件的定位不允许过定位，采用球面支承解决过定位现象是常见的一种有效方式。

关键词: PDCA 产品质量夹具设计球面支承一、PDCA循环的概念PDCA循环由美国质量管理专家戴明（Edwards Deming）博士在1950年挖掘出来，并加以广泛宣传和运用于持续改善产品质量的过程中。

它是全面质量管理应遵循的科学程序。

全面质量管理活动的全部过程，就是质量计划的制订和组织实现的过程，这个过程就是按照PDCA循环，不停顿地周而复始地运转的。

PDCA循环是能使任何一项活动有效地进行一种合乎逻辑的工作程序，特别是在质量管理中得到了广泛的应用。

P、D、C、A四个英文字母所代表的意义如下：① P（Plan）——计划。

包括方针和目标的确定以及活动计划的制定；② D（DO）——执行。

执行就是具体运作，实现计划中的容；③ C（Check）——检查。

就是要总结执行计划的结果，分清哪些对了，哪些错了，明确效果，找出问题；④A（Act）——行动（或处理）。

对总结检查的结果进行处理，成功的经验加以肯定，并予以标准化，或制定作业指导书，便于以后工作时遵循；对于失败的教训也要总结，以免重现。

对于没有解决的问题，应提给下一个PDCA循环中去解决。

全面质量管理活动的运转，离不开管理循环的转动，这就是说，改进与解决质量问题，赶超先进水平的各项工作，都要运用PDCA循环的科学程序。

不论提高产品质量，还是减少不合格品率，都要先提出目标，即质量提高到什么程度，不合格品率降低多少?就要有个计划；这个计划不仅包括目标，而且也包括实现这个目标需要采取的措施；计划制定之后，就要按照计划进行检查，看是否实现了预期效果，有没有达到预期的目标；通过检查找出问题和原因；最后就要进行处理，将经验和教训制订成标准、形成制度。

PDCA循环作为全面质量管理体系运转的基本方法，其实施需要搜集大量数据资料，并综合运用各种管理技术和方法。

二、应用背景发动机是农机中的核心部件之一，其中滑动轴承承载能力对发动机的性能有着重要的作用。

笔者曾作为工艺工程师加工4E135系列衬套。

衬套产品示意图如图1所示。

该衬套孔中均布着24头螺旋油槽，因其为小批生产，选用了成型拉刀在通用油压机上进行加工。

其拉削成型模具结构如图2所示。

图1该产品的主要工艺流程如下：切基准下料扩孔粗车外圆平两端面半精车孔拉油槽切断端面倒角精车外圆磨外圆精镗孔。

生产加工过程中出现异常，加工油槽工序产生深度尺寸偏差较大，已经超出产品的技术要求。

合格率仅为12%,工序能力不足，直方图见图3。

三、应用过程（一）P阶段—计划阶段这个阶段的工作主要是找出存在的问题，通过分析，制定改进的目标，确定达到这些目标的措施和方法。

1.课题立项根据现场存在的薄弱环节所暴露的问题，我们成立了一个QC小组，将油槽深度尺寸超差的的问题作为一个课题。

小组成员包括包括工程师、技术员、操作者、检验员、技师，生产管理员。

2.确定目标值依照产品的要求，将油槽深度尺寸公差目标值定为0.2，使小组成员有一个明确的努力方向。

3.调查现状由产品图可知，油槽深度尺寸为0.5±0.1,测量时以外圆为基准。

为方便起见，加工时在基本尺寸确定后仅测量油槽处壁厚差，其壁厚公差值δ=0.2mm。

在加工过程中随机抽样50件，测量如数据表一所示，按照直方图的作法作出直方图图3。

图3表明工序能力明显不足，大部分的样点分布超出了产品的要求之外，由直方图可以看出分布中心偏向一侧，属于异常状态。

4.分析原因依照调查后掌握到的现状，发动全体组员动脑筋，想办法，依靠掌握的数据，通过开“诸亮”会，集思广益，选用适当的QC工具因果图进行分析，找出问题的诸多原因。

因果图见图4。

误差特征：经过现场对加工产品观察，发现进刀口、出刀口处壁厚厚度相差0.06mm。

这说明工件径向受力不均匀，拉削过程中发生径向偏移。

图2数据表一测量值（单位μm)27 15 17 24 21 31 29 23 25 2722 23 26 29 27 30 31 21 27 2524 26 28 30 31 26 27 23 25 2826 28 29 23 25 28 30 21 24 2528 18 20 27 20 22 19 21 24 27（检）等。

虽说影响质量问题的原因可能多种多样，但必须要抓住主要的。

要是“眉毛胡子一把抓”，结果找不出主要要素而导致质量改进的失败。

根据关键要素少数和次要要素多数的原理，进行排列，从中找出主要原因。

以便从主要原因入手解决存在的问题。

因果图 图4为了寻找主要原因，我们进行了相关试验如下: ① 选用适用的刀具在加工过程中发现，不同的刀具（外协件）对油槽的同轴度有一定影响，好的刀具可减少0.04mm 的同轴度误差。

② 工装的调试▲ 上下模具的对中：因上下模具没有导向机构，加工前的相互位置调试也很重要。

当上下模具中心不对中时，会增加刀杆的偏摆，加大油槽的误差。

但是，在调整好的模具位置状态下，测量的同轴度数据同数据表一。

▲ 衬套的定位套孔尺寸：衬套以外圆在定位套孔中进行预定位，其配合有1mm 的间隙。

当刀杆进入衬套孔时，是以孔加工表面自为基准，然后再进行油槽切削加工。

改变定位套孔尺寸对加工没有明显影响。

▲ 刀杆组合体的结构：考虑到刀杆组合体的上平面受上模体的作用力会引起刀杆组合体的偏摆，为消除 这个影响，在刀杆组合体的上平面与上模体之间加一钢球。

试验测量数据结果同数据表一。

③ 提高半成品的位置精度 ▲衬套孔直径：按照机械设计原理，自为基准的导向部分配合有相应的要求。

对半精加工孔尺寸进行了分组，以得到最佳配合。

试验测量数据结果同数据表一。

▲ 衬套孔与轴线的位置精度：考虑到衬套孔与孔轴心线不垂直，会增加加工误差，在半成品加工孔时将一端端面车一刀，并以此端面作为主要定位面放在定位套。

测量结果同数据表一。

④ 模具结构分析——过定位现象根据衬套两端油槽进刀口、出刀口处有明显的壁厚厚度偏差现象分析，认为刀杆组合体前端的导向部分虽然以衬套孔自为基准，但衬套径向受力还是不对称，加工过程中刀杆组合体与衬套之间仍有径向位移，造成油槽加工尺寸误差。

工件的定位分析：定位元件 限制的自由度相当定位支承点数 定位套 z 、x 、y3（平面定位） 刀杆组合体x 、y 、x 、 y4（孔定位）由定位分析可知，原工装重复限制了两个自由度x 、y ，产生了过定位现象，属于关键要素，是主要原因。

6.制定措施主要原因确定后，制定相应的措施计划。

解决过定位现象的措施——采用球面支承。

夹具改进结构如图4所示。

定位分析：定位元件 限制的自由度相当定位支承点数球面支承 z1 刀杆组合体x 、 y 、 x 、 y4夹具改良结构 图4频数分布表系列号组距 中心值 频数 xfx fx 2 4 6.5～8.5 a=13.5 1 -3 -3 9 5 8.5～10.54 -2 -8 16 6 10.5～12.5 7 -1 -7 7 7 12.5～14.5 16 0 0 0 814.5～16.51211212数据表二 测量值（单位 μm)157911 15 16 17 19 13 1413 14 10 12 14 15 20 17 18 14 16 13 15912 14 15 18 14 1514 16 10 19 20 12 13 16 17 13 16 13 15 12 11 14 16 18 11 14（二）D阶段—实施阶段针对过定位现象的原因，由工程师采用球面支承结构的方案来改良夹具。

对新夹具进行试生产。

（三）C阶段—检查阶段措施实施后，应进行效果检查。

效果检查是把措施实施前后的情况进行对比，看其实施后的效果，是否达到了预定的目标。

如果达到了预定的目标，小组就可以进入下一步工作；如果没有达到预定目标，就应对计划的执行情况及其可行性进行分析，分布表中所示，直方图如图5。

由图5可以看出，C p=T/6s =1.19，工序能力尚可，已经达到了预定的目标。

（四）A阶段—处理阶段1.分析遗留问题小组通过活动取得了一定的成果，其工序能力Cp值已经达到1.19尚可能力；但还不充分，还要用其它方法（如控制图）对生产过程进行监控，以便及时发现异常波动。

2.总结成果资料小组将活动的成果进行总结，是自我提高的重要环节。

经过PDCA循环达到了预定的目标值，说明该课题已经完成。

将活动成果应用到生产过程中，工艺规程中的夹具已经作了相应更改，并制定了拉油槽工序的作业指导书。

四、结束语以上是QC小组活动的全过程，实践了一个完整的PDCA循环。

生产过程中存在的问题都可以是课题选择对象，要取得活动成果关键是要找出主要因素并有的放矢采取措施，专业知识、数据分析也是成功的因素之一。

在工作过程中深入地开展，推动PDCA 循环，是不断提升工作质量的法宝。