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文檔簡(jiǎn)介
1、 防爆輪胎內(nèi)圈膠料擠出工藝評(píng)估與質(zhì)量策劃 蔡輝摘 要質(zhì)量策劃關(guān)系到一個(gè)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到最終實(shí)現(xiàn)的全過(guò)程,產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員需明確目標(biāo),時(shí)刻掌握產(chǎn)品設(shè)計(jì)方向以達(dá)到保障產(chǎn)品質(zhì)量的目的。工藝評(píng)估作為產(chǎn)品生產(chǎn)加工前的關(guān)鍵一步,是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量保證的基礎(chǔ)。因此,對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量策劃和工藝評(píng)估意義重大。本文以防爆輪胎擠出工藝為例,介紹了防爆輪胎相關(guān)成型工藝和質(zhì)量策劃方法,通過(guò)對(duì)防爆輪胎內(nèi)圈膠料擠出工藝技術(shù)難題進(jìn)行闡述并給出解決方法,為類似項(xiàng)目的開(kāi)展提供了參考。關(guān)鍵詞防爆輪胎;工藝評(píng)估;質(zhì)量策劃;fmea;成型工藝中圖分類號(hào): u463.341
2、 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: adoi:10.19694/ki.issn2095-2457.2020.19.0800 引言質(zhì)量策劃是質(zhì)量管理的一部分,用于控制和指導(dǎo)與質(zhì)量有關(guān)的活動(dòng)。對(duì)于一件新產(chǎn)品,只有經(jīng)過(guò)質(zhì)量策劃才能有明確的對(duì)象和目標(biāo),從而制定切實(shí)的措施和方法,促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的提升。工藝評(píng)估是對(duì)預(yù)生產(chǎn)產(chǎn)品工藝進(jìn)行全面的風(fēng)險(xiǎn)性驗(yàn)證和評(píng)價(jià),確保產(chǎn)品工藝準(zhǔn)確無(wú)誤。工藝評(píng)估是產(chǎn)品研制過(guò)程中質(zhì)量控制的關(guān)鍵一環(huán),對(duì)產(chǎn)品改進(jìn)以及質(zhì)量保障意義重大。防爆輪胎能夠有效彌補(bǔ)充氣輪胎爆胎后重心迅速轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致汽車(chē)失控的缺陷,受到汽車(chē)制造商的廣泛應(yīng)用。防爆輪胎內(nèi)圈膠料擠出工藝是防爆輪胎制造工藝中的重要部分,其工藝質(zhì)量直接
3、影響到防爆輪胎在使用過(guò)程中的工作性能,因此通過(guò)對(duì)內(nèi)圈膠料擠出工藝進(jìn)行工藝評(píng)估和質(zhì)量策劃研究,能夠有效優(yōu)化生產(chǎn)工藝,提升防爆輪胎的工作性能。1 防爆輪胎簡(jiǎn)介防爆輪胎專業(yè)名稱為汽車(chē)保護(hù)輪胎(run stability control),英文縮寫(xiě)為rsc。傳統(tǒng)輪胎是充氣輪胎,充氣后胎壁由于內(nèi)部壓力而膨脹,從而支撐著車(chē)身的整體重量。行駛過(guò)程中傳統(tǒng)輪胎發(fā)生突然爆胎時(shí)會(huì)引起車(chē)輛重心發(fā)生迅速變化,使得汽車(chē)操控性降低,容易導(dǎo)致交通事故1。防爆輪胎與傳統(tǒng)輪胎的不同之處在于其具有加厚的橡膠側(cè)壁,汽車(chē)行駛過(guò)程中即使失去了氣壓,側(cè)壁也能夠支撐車(chē)身的重量,不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的變形。因此,輪胎爆胎后并不會(huì)影響車(chē)輛的正常行駛,汽
4、車(chē)仍能以80公里每小時(shí)的車(chē)速行駛250公里,甚至司機(jī)有可能感覺(jué)不到爆胎現(xiàn)象。為了防止輪胎變形后脫離輪圈,輪圈采用了特殊設(shè)計(jì),輪圈上的凸峰能防止輪胎在壓力突然下降時(shí)脫離。裝備防爆輪胎的車(chē)輛在發(fā)生微量泄氣時(shí),可能車(chē)主不會(huì)發(fā)覺(jué),因此防爆輪胎還包含了安裝在輪圈上的tpi電子警告系統(tǒng),一旦輪胎壓力開(kāi)始下降立即向駕駛者發(fā)出警告,畢竟輪胎氣壓不足總是非常危險(xiǎn)的。rsc防爆胎的設(shè)計(jì)原理是利用堅(jiān)固的側(cè)壁提供支撐。同時(shí)還有一種防爆輪胎的設(shè)計(jì)方案是在里面安裝一個(gè)被稱作固定圈的裝置,這個(gè)固定圈可以從內(nèi)側(cè)支撐輪胎,從而使輪胎不至于被壓壞,同時(shí)還能防止輪胎從輪胎墊圈上脫落。防爆輪胎已在歐洲市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了廣泛的流通,為了進(jìn)一步
5、拓寬市場(chǎng)決定在中國(guó)進(jìn)行防爆輪胎的研發(fā)和制造。防爆輪胎中內(nèi)部支撐加強(qiáng)的內(nèi)圈膠料的擠出工藝是防爆輪胎工藝的關(guān)鍵,為了更好地保障最終產(chǎn)品的質(zhì)量,組織了工藝評(píng)估并對(duì)產(chǎn)品流程圖、fmea失效模式進(jìn)行分析,對(duì)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中遇到的技術(shù)難題進(jìn)行深刻剖析給出相應(yīng)解決策略。2 前期質(zhì)量策劃2.1 控制計(jì)劃汽車(chē)行業(yè)中不少新產(chǎn)品正朝著高精度、復(fù)雜化、集成化的方向發(fā)展,為了提高工作效率,增加產(chǎn)量,對(duì)質(zhì)量控制就提出了更高的要求??刂朴?jì)劃是一項(xiàng)覆蓋產(chǎn)品研發(fā)、加工、生產(chǎn)全過(guò)程的任務(wù),使參與者明確質(zhì)量目標(biāo)以及達(dá)到質(zhì)量目標(biāo)的途徑,是一項(xiàng)具有實(shí)際可操作性的指導(dǎo)性文件2。從涉及范圍來(lái)看,防爆輪胎產(chǎn)品控制計(jì)劃涉及范圍較廣,包含產(chǎn)品在研
6、發(fā)、工藝、制造到產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)全過(guò)程中可能影響產(chǎn)品質(zhì)量的各個(gè)因素,還有一部分環(huán)節(jié)也需要納入考慮,如防爆輪胎的來(lái)料品質(zhì),輪胎的運(yùn)輸情況以及輪胎出廠過(guò)程中的包裝環(huán)節(jié)等。從階段來(lái)看,防爆輪胎的控制計(jì)劃程序在不同階段要分別進(jìn)行編制和修訂。因?yàn)楫a(chǎn)品在不同階段的性質(zhì)不同,需要采用不同的控制方式,并且各階段所加入的產(chǎn)品原材料都會(huì)影響到防爆輪胎的最終工作性能,可以根據(jù)需要編制產(chǎn)品送樣階段、設(shè)計(jì)定型階段以及批產(chǎn)定型階段的控制計(jì)劃。根據(jù)防爆輪胎的研發(fā)設(shè)計(jì),加工過(guò)程中從信息輸入、編制、驗(yàn)證、修訂四個(gè)方面開(kāi)展質(zhì)量控制計(jì)劃的實(shí)施。防爆輪胎控制計(jì)劃的制定要根據(jù)用戶的實(shí)際需求,產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的具體工藝步驟進(jìn)行。信息的輸
7、入要確保準(zhǔn)確性,可以通過(guò)對(duì)防爆輪胎的市場(chǎng)調(diào)研了解防爆輪胎的市場(chǎng)情況,從而完成信息的輸入。在收集到防爆輪胎的使用信息以及客戶需求后,產(chǎn)品經(jīng)理會(huì)同工藝、質(zhì)量人員,在綜合考慮每道影響產(chǎn)品功能實(shí)現(xiàn)的步驟的基礎(chǔ)上,對(duì)每道工藝提出質(zhì)量要求和工藝參數(shù)控制要求,從而完成質(zhì)量控制計(jì)劃的編訂。防爆輪胎控制計(jì)劃編制完成后,通過(guò)會(huì)審以及領(lǐng)導(dǎo)審批開(kāi)展評(píng)審,確認(rèn)控制計(jì)劃無(wú)誤后發(fā)放至各部門(mén)進(jìn)行控制計(jì)劃的有效性、可操作性驗(yàn)證,如驗(yàn)證過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題需要及時(shí)修訂。2.2 fmea失效模式與后果分析防爆輪胎內(nèi)圈膠料擠出工藝生產(chǎn)過(guò)程中,對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素的影響程度進(jìn)行評(píng)估,并根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)及時(shí)采取措施,有利于防爆輪胎生產(chǎn)的有序進(jìn)行。fmea是
8、對(duì)防爆輪胎生產(chǎn)系統(tǒng)采用歸納分析法,分析系統(tǒng)中所可能的故障模式以及可能產(chǎn)生的影響,并按照每個(gè)故障模式給予相應(yīng)的處置措施。失效模式及影響分析(failure modes and effects analysis)簡(jiǎn)稱fmea,是系統(tǒng)工程中重要的分析方法之一。fema將防爆輪胎內(nèi)圈膠料擠出工藝生產(chǎn)過(guò)程中所有可能產(chǎn)生的故障模式及其對(duì)系統(tǒng)造成的所有可能影響,按照每一個(gè)模式造成后果的影響程度分為嚴(yán)重程度(s)、發(fā)生頻率(o)和檢測(cè)難易程度(d)進(jìn)行分類,通過(guò)相應(yīng)的公式計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先度的值(rpn)3。根據(jù)計(jì)算出的rpn值進(jìn)行分析判斷,明確是否對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和改進(jìn)。在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行失效模式分析前要對(duì)產(chǎn)品的失效模
9、式進(jìn)行推測(cè)。所謂的失效模式就是指產(chǎn)品某部分功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)計(jì)劃預(yù)設(shè)的目標(biāo)或者不能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定發(fā)揮的功能,這種就是產(chǎn)品失效也稱作失效模式。一般失效模式會(huì)出現(xiàn)開(kāi)路或者產(chǎn)品出現(xiàn)了過(guò)度的損耗,從而無(wú)法正常運(yùn)行。產(chǎn)品失效現(xiàn)象是研究失效模式分析的切入點(diǎn)也是關(guān)鍵點(diǎn),通過(guò)失效現(xiàn)象進(jìn)行原因的查找,可以說(shuō)是各個(gè)失效模式分析最根本的方法。對(duì)于防爆輪胎內(nèi)圈膠料擠出工藝的失效模式是指膠料擠出過(guò)多從而造成了材料的過(guò)度損耗或者是膠料擠出過(guò)少達(dá)不到膠料的支撐力,影響防爆輪胎的工作性能,因此在膠料擠壓過(guò)程中需要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。風(fēng)險(xiǎn)分析中需要使用圖形工具(矩陣圖)進(jìn)行輔助的定量分析。根據(jù)fmea失效模式的分析流程對(duì)防爆輪胎內(nèi)圈膠料擠出工
10、藝生產(chǎn)過(guò)程做了綜合分析,對(duì)內(nèi)圈擠壓工藝的風(fēng)險(xiǎn)給予了相應(yīng)的補(bǔ)償措施,從而使防爆輪胎的有效性得到了極大的提高。3 工藝評(píng)估與優(yōu)化3.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝限制防爆輪胎制造中,由于橡膠側(cè)壁的作用是在輪胎泄氣時(shí)支撐車(chē)身運(yùn)動(dòng),因此對(duì)橡膠的要求是很?chē)?yán)格的。膠料采用擠出機(jī)進(jìn)行擠出成型,擠出機(jī)的流道和膠料預(yù)成型的口型是一樣的,最終膠料的形狀是根據(jù)不同形狀口型板擠壓成型的。為了節(jié)約成本,首先決定從現(xiàn)有的設(shè)備考慮,根據(jù)條件可知在現(xiàn)有設(shè)備上需要根據(jù)預(yù)成型口的形狀做一個(gè)新部件,為了確?,F(xiàn)有設(shè)備能夠正常運(yùn)行且加工出符合要求的產(chǎn)品,需要對(duì)現(xiàn)有工藝生產(chǎn)做工藝評(píng)估。測(cè)量流道預(yù)成型口和厚度得到其尺寸為長(zhǎng)120mm,寬6mm。由于膠
11、料在擠壓過(guò)程中需要高溫將膠粒融化,此過(guò)程膠料將產(chǎn)生熱膨脹,考慮到膠料的熱膨脹系數(shù)以及擠出機(jī)頭的壓力,生產(chǎn)出的產(chǎn)品有嚴(yán)格的尺寸要求,從而無(wú)法生產(chǎn)長(zhǎng)度大于100mm,厚度大于9mm的產(chǎn)品,使產(chǎn)品生產(chǎn)尺寸出現(xiàn)了極大的局限性,同時(shí)還會(huì)對(duì)下一道工藝產(chǎn)生影響,不利于產(chǎn)品制造。產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面,新產(chǎn)品厚度不是均勻分布的,其厚度分布呈現(xiàn)機(jī)翼型,表現(xiàn)為一邊厚一邊薄。倘若要生產(chǎn)110mm寬度的產(chǎn)品,按照?qǐng)D紙要求是無(wú)法生產(chǎn)出來(lái)的。膠料擠出過(guò)程中,由于產(chǎn)品流道形狀的局限性,膠料不能在內(nèi)圈邊緣分布過(guò)多,這種情況下為了有效避免上述情況,在膠料通過(guò)口型板時(shí)削弱流道預(yù)口型處的膠料,同時(shí)將產(chǎn)品邊緣處的橡膠壓到內(nèi)圈需要多橡膠的地方,
12、從而滿足產(chǎn)品擠出時(shí)各個(gè)地方的膠料。雖然實(shí)現(xiàn)了膠料口型板的削弱,但產(chǎn)品擠壓出的邊緣出現(xiàn)了鋸齒狀,導(dǎo)致產(chǎn)品外觀效果差。這樣在擠壓過(guò)程中就遇到了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝兩方面的限制,成了本項(xiàng)目的技術(shù)難題。3.2 擠出工藝優(yōu)化由于防爆輪胎內(nèi)圈膠料擠出工藝出現(xiàn)外觀不光滑和不平整的現(xiàn)象,考慮了嘗試開(kāi)大邊緣口型板的口子,可是經(jīng)過(guò)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)這樣就無(wú)法滿足膠料邊緣厚度的要求,所以這種方法行不通。面對(duì)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的兩個(gè)技術(shù)難點(diǎn),通過(guò)對(duì)現(xiàn)有設(shè)備、工藝和產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)估,深刻剖析新部件出現(xiàn)不能一次成型的情況,最終決定更改設(shè)計(jì)方案。通過(guò)對(duì)工序成型方法進(jìn)行分析決定采用下道工序雙層成型的辦法,在擠出機(jī)處擠出兩種規(guī)格的產(chǎn)品提供給下道工序使用。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)此種方法能夠有效規(guī)避以上問(wèn)題,從而解決了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝限制的技術(shù)難題,實(shí)現(xiàn)了工藝的優(yōu)化,生產(chǎn)效率也得到了極大地提高,保證了項(xiàng)目的如期完成。4 結(jié)束語(yǔ)本文闡述了防爆輪胎的設(shè)計(jì)原理和優(yōu)勢(shì),為提高工作效率并保障產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)防爆輪胎進(jìn)行了質(zhì)量控制,并運(yùn)用fmea失效模式與后果分析,實(shí)現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避。通過(guò)對(duì)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝限制技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)
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