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1、宝石加工自动圈面砂机的研制广西华盛集团金港建材有限责任公司奋进QC小组2011年5月6日一、小组介绍（一）、小组概况小组名称：广西华盛集团金港建材有限责任公司奋进QC小组组长：周洪高成立时间：2009年9月30日历史成绩：2010年获区优秀质量管理小组荣誉称号；2009-2010年课题宝石加工半自动压砂机的研制获广西华盛集团公司QC成果发表三等奖。本次活动时间：2010年6月6日2011年01月14日活动次数：53次课题类型：创新型（二）、小组成员情况：姓名职务文化分工姓名身份文化分工周洪高分监区长大学组长郑锦全服刑中技电工姚再崇分监区长大学副组长周祖标服刑高中车床操作石国良生产科科长大学顾问
2、协调刘海林服刑高中分析实施雷庆寿教导员大学活动推进兰森折服刑高中分析实施梁军副监区长分管生产大学管理协调熊经竟服刑中技焊工华树聪科员大学资料整理黄广德服刑高中分析实施兰锋科员大学技术指导谭正立服刑高中分析实施莫莉劳务分公司副经理大学技术指导本小组成员人均接受TQM知识教育72小时以上 二、选择课题（一）、问题的提出 随着我公司宝石加工项目自动化水平的不断提高，特别是在和宝源QC小组的共同努力下，在粘石器的基础上攻克了翻石大关，把传统的压手改良成新型U形压手。这些技术革新的成功，更突出圈面砂工序存在的问题，合格率不高，个人单位时间的产量不高，要满足压面、抛光工序的生产需要，必须增加该工序的操作工
3、，但是增加这道工序的操作工就意味着要减少其他工序的人员。因此，圈面砂工序就成了制约宝石加工项目发展的瓶颈。针对这一问题,小组开展QC活动。（二）小组对圈面砂工序产量低的原因进行分析：现有圈面砂的设备全部是手工操作，技术落后，人均产量不高。要满足宝石加工生产需要，圈面砂工序使用的操作工必须达到13人以上。现有圈面砂方法演示如下：v现有圈面砂方法演示圈面砂后石坯纵切面圈面砂前石坯纵切面二、选择课题（三）、圈面砂工序调查分析小组对二车间圈面砂工序的生产情况作调查如下：7月12日7月13日7月15日7月16日7月17日7月18日平均每日人数1313 1313131313加工产量（粒）824008360
4、08440088000830008520084430合格产量（粒）74980757407453079550738707498075610合格率（）9190.688.390.4898889.6二、选择课题由上表可看出：1、圈面砂工序用工13人，平均每日总产量只有8.443万粒/日，人均只有6460粒/日，离公司下达给该车间的生产目标11万粒相距甚远。要完成生产目标，要增加操作工到18人。2、平均合格率为89.6%，离质量控制合格率95%以上的要求差距较大。（四）小组运用“头脑风暴法”就解决圈面砂工序 产量低质量差的问题提出了三种设想：1、增加圈面砂操作工，从现有的13人增加到18人。2、改进手控
5、自转圈面砂机。3、研制自动圈面砂机。二、选择课题小组就提出的设想，分析、评估、选定如下表：二、选择课题提高车间产量和质量研制自动圈面砂机改装手控自转圈面砂机增加操作工整理成树状图，如图：序号提出的设想分析实施评经济估有效总分结论1增加操作工1、不用改进设备，易实施2、对操作工的素质要求高3、影响其他工序的人员配置4037不采用2改装手控自转圈面砂机1、成本低，速度较快，但合格率不高2、操作工人数略有减少43310不采用3研制自动圈面砂机可自行设计制作，成本低，工期，易操作，操作工大幅减少。45413采用（五）、确定课题 依据以上评估分析，小组确定的课题为：二、选择课题三、设定目标设设定定课课题
6、题目目标标是是：研制自动圈面砂机，使圈面砂工序产量从活动前的8.443万粒提高到12万粒,合格率从89.6%达到95%。目标柱形图如下：产量:粒质量:%四、提出方案和确定最佳方案 小组成员6月3日到6月9日在宝石之都梧州进行市场考察并通过网上查询、向同行咨询、市场调查等方法了解，没有发现有生产、销售类似的自动圈面砂机，也没有可借鉴的产品。（一）、小组为研制宝石加工自动圈面砂机，采用“头脑风暴法”提出各种方案，并用亲和图归纳整理如下：自动圈面砂机的结构激光扫描式激光扫描传送系统设计要求精度高需要专业厂家生产电控感应式电波感应传送系统固定圈砂深度转轴自动起降设备轮转式用转轮作为传送系统普通电机做动
7、力机械摩擦力做自转动力质量力学原理控制电控感应式电波感应传送系统固定圈砂深度转轴自动起降设备轮转式用转轮作为传送系统普通电机做动力机械摩擦力做自转动力质量力学原理控制序号提出的方案分析实施评经济估有效总分结论1激光扫描式1、设计制作费用约为19000元，工期50天。2、数控精度高，可保证圈砂质量。3、扫描时间长，速度比人工操作慢。3137不采用2电控感应式1、加装感应器，设定主轴起降幅度。2、由于石坯、铁棍长短有差别，试验合格率84.2%3、磨制半月板，调速电机可加速起降，爆石9.25%。4、成本430元。4318不采用3轮转式1、制作传送轮。2、垂直轮边缘两端套轴承成轮齿可托铁棍。3、进槽和
8、出槽分别与水平成一定的角 度，利用重力作用使铁棍自动进出转轮。4、砂盘电机用螺栓安装，角度可调。5、传送轮动力和铁棍自转动力用电机加皮带连接带动。6、制作一个通过向砂盘的推力源。44412采用（二）、小组成员对三个可供选择的方案进行了分析评估、对比，并选定了最佳方案。小组成员一致认为：轮转式自动圈面砂机有优势，确定为选定方案。1、根据确定的方案画出圈砂机结构示意图 进槽出槽 （三）、小组成员就选定的自动圈面砂机的研制方案，再次运用“头脑风暴法”提出结构分解方案，并进行了评价选择：四、提出方案和确定最佳方案2、制定流程图并进行分析选择 根据示意图，小组成员制定了圈面砂机研制流程图，从各个环节进行
9、各种方案的分析和选择。制作传送轮轴承的选择轴承、传送轮的连接传送轮电机的选择砂盘的选择通过自转动力源制作铁棍推力源的制作自转动力电机皮带轮的大小测算进槽出槽安装角度选择安装测试四、提出方案和确定最佳方案3、传送轮的选择传送轮是圈面砂机的主要运转系统，负责传送铁棍到砂盘去打磨，要求圆整度要好，否则圈砂会边高边低。我们小组成员经过讨论，提出以下方案：传送轮的制作委托专业厂研制利用其他机械的齿轮改装自制钢板轮四、提出方案和确定最佳方案序号提出的方案分析实施评经济估有效总分结论1委托专业厂家制作传送轮能按我们的要求制作。某机械厂可制作。设计制作费用1200元。成本太高。工期8天。2147不采用2机械齿
10、轮改装机械齿轮圆整度好，圆整度达到我们的要求硬度高，开槽、打磨改装难，不便于铁棍转动。工期长2428不采用3自制钢板轮40X40钢板2块，上下平行，中间4段3.5厘米高钢柱焊接。对角线交点处钻直径2厘米孔穿过两块钢板，钢柱穿孔做轴，以轴心半径15厘米画圆圈，按圈切割打磨。轴上串一个皮带轮连接电机。45413采用小组对提出的方案进行分析、评估，并确定最佳方案。4、轴承的选择 轴承的作用主要是利用量个轴承的夹角运送铁棍到砂盘位置，和皮带摩擦产生转动，因此，每个夹角位置只能放一根铁棍。如图示。（铁棍直径r=0.6厘米）我们队机种情况进行分析：轴承轴承方案（轴承半径R）分析试验结论R r夹角托不稳铁棍
11、不采用rR2r铁棍不掉落但一次夹2根以上的情况多不采用经分析，我们决定用方案2范围内的轴承，经比对选用外径1.8厘米的轴承。四、提出方案和确定最佳方案轴承轴承轴承轴承轴承轴承轴承轴承5、转轮和轴承的连接方案选择 为了把轴承固定在转轮上，我们准备了不同的方案，并用PDPC法进行连接试验。转轮与轴承的连接转轮与轴杆的连接连接成功电焊固定轴杆与轴承的连接在转轮上确定位置电焊焊接测试稳定性连接失败在确定位置打孔用螺杆做轴螺母拧紧固定A0A1A2A3A4A5C1A6YB1B2B3我们决定用A0、A1、A2、B1、B2、B3、A5、C1、Y的方案。四、提出方案和确定最佳方案6、传送轮动力电机的选择传送轮的
12、快慢关系圈面砂机目标任务能否实现，因此在小组它的动力电机时，我们把市场上常见的电机进行比对分析：方案分析情况结论交流电机速度最慢的是50转/秒，周长C=2X3.14X0.15=0.942米，速度V=50X0.942=47米/秒。铁棍重0.02KG，离心力=2mv/r=2X0.02X47/0.15=12.6大于铁棍重量会把铁棍甩出去。不采用1224V直流电机砂盘损耗大部分动能，按目标值测算：120000/8/60/50=5转/分，经试验24V标号180转/分的电机能达到6转/分采用12V直流电机动力小，传送轮转速缓慢。不采用 经以上分析比对，我们决定采用24V180转/分的直流电机作为传送轮的动
13、力电机。时间：2010.07.25 地点：监区第二车间 责任人：郑锦全、谭正立四、提出方案和确定最佳方案方案分析情况结论交流电机速度最慢的是50转/秒，周长C=2X3.14X0.15=0.942米，速度V=50X0.942=47米/秒。铁棍重0.02KG，离心力=2mv/r=2X0.02X47/0.15=12.6大于铁棍重量会把铁棍甩出去。不采用1224V直流电机砂盘损耗大部分动能，按目标值测算：120000/8/60/50=5转/分，经试验24V标号180转/分的电机能达到6转/分采用45动力够，但角度太大，置物空间小不采用 时间：2010.8.04 地点：监区第二车间 责任人：刘海林 经分
14、析我们决定把进出槽坡度定为水平面30。四、提出方案和确定最佳方案8、砂盘的选择小组对宝石加工中经常使用的几个规格的砂盘进行试验对比如下：（加工1000粒）时间：2011.08.14 地点：监区车间 责任人：周洪高、周祖标砂盘规砂盘规格格试验分析试验分析特点特点结论结论500#爆石78粒 圈面砂爆、圈过的53粒 合格率：86.9%加工时间可加快，但合格率太低。不采用600#爆石5粒圈面砂不到位3粒合格率：99.2%用时不长，合格率较高采用800#爆石3粒圈面砂不到位86粒合格率97.1%合格率高，但是加工用时过长。不采用 因此，我们决定用600#的砂盘。四、提出方案和确定最佳方案9、铁棍自转动力
15、源的选择方案 铁棍的转动对圈面砂质量好坏至关重要，小组成员经过讨论，决定用皮带和铁棍的摩擦力使铁棍转动，为了防止皮带用久会松，小组成员还做了一个可控制皮带松紧的调节器。简易图如下：轴承轴承传送轮电机皮带轮皮带轮四、提出方案和确定最佳方案10、铁棍自转动力电机皮带轮大小测算 按投资方的质量要求，我们小组成员对圈面砂过程中要加多大的力，和铁棍转几圈进行了试验，结论是：用力大于1.5牛顿（1牛顿约等于0.1KG）时，圈砂容易造成爆石，小于0.5牛顿时用时太久。我们取一个中间值1牛顿的力再进行试验。结论是：铁棍转数少于3圈时圈砂不到位，台面过大。圈数多过5圈时，吃得过深，台面太小。因此，我们确认在1牛
16、顿的作用力下，铁棍转4圈是一个理想值。在这个数值的基础上我们队皮带轮的大小进行测算：传送轮周长=2X3.14X0.15=0.942米 铁棍速度=0.942 X6/分=0.0942米/秒设定铁棍过砂盘的行程为3厘米 铁棍过砂盘的时间=0.03/0.0942=0.32秒铁棍的周长=2X3.14X0.003=0.02826米X4圈=0.113米皮带的速度=0.113/0.32=0.35325米/秒 电机180转/分=3转/秒 皮带轮周长=0.353/3=0.12米 轮半径=0.12/3.14/2=0.019米 经测算：铁棍动力电机皮带轮大小应为半径2厘米四、提出方案和确定最佳方案11、铁棍推力源的选
17、择方案 为了达到控制推力和铁棍在砂盘上的行程，小组成员讨论后决定自己制作一个简易的推力器，草图如下：砂盘3厘米1牛顿固定螺栓四、提出方案和确定最佳方案（四）确定最佳方案经过以上几方面的实验分析，我们确定了最佳方案：半自动圈面砂机的研制转轮式半自动圈面砂机传送轮的制作轴承的选择轴承、传送轮连接传送轮电机选择进出槽角度选择砂盘的选择铁棍自转动力源电机皮带轮大小测算铁棍推力源制作自制钢板轮钻孔，螺母固定直流24V180/分水平正负30角600#砂盘电机皮带的摩擦力轮半径为2厘米弹簧铁片外径1.8厘米轴承四、提出方案和确定最佳方案五、制定对策表 根据已确定的最佳方案，小组制定了对策表序号对策目标措施地
18、点时间责任人1绘制图纸尺寸标注齐全。1、技术员按尺寸绘制图纸；2、图纸报公司审批后实施。车间2010.08.25周洪高姚再崇2传送轮的制作圆整度好焊接后车床打磨车间2010.09.25周洪高谭正立3传送轮、轴承连接均匀排列连接无松动螺杆做轴，螺母固定车间2010.1010周洪高黄广德4铁棍自转动力源的制作铁棍能匀速转动皮带的摩擦力车间2010.1025姚再崇周祖标5铁棍推力源的制作稳定的推力弹簧做推力车间2010.1110姚再崇郑锦全6整体安装安装牢固可靠，达到设计要求把制作好的各配件安装组合在一起，形成完整的设备车间2010.11.25周洪高姚再崇7圈面砂试验各部件运转正常现场实施车间201
19、0.1130兰森折周祖标六、对策实施实施1：小组根据既定的最佳方案，绘制设计图纸如下，并报公司批准。六、对策实施 根据对策表，小组进行分步实施实施2、实施项目实施情况实施人时间地点传送轮的制作1、两块钢板夹3.5厘米钢柱焊接2、钢板中心打孔穿轴3、以轴为圆心半径15厘米画圆4、按圆切割，车床打磨成形刘海林周祖标郑锦全周洪高2010.09.182010.09.182010.09.192010.09.21监区车间监区车间监区车间钢材加工店实施效果：圆整度好，便于打孔安装轴承的轴。实施3实施项目实施情况实施人时间地点传送轮和轴承连接1、市场购买4x20螺杆、螺母2、在轮边缘每距2厘米打孔穿螺杆3、套
20、上轴承，螺母拧紧。周洪高姚再崇谭正立2010.09.252010.09.292010.10.06市区市区监区车间实施效果：轴承可自由转动，方便更换。六、对策实施实施4：实施项目实施情况实施人时间地点铁棍自转动力源制作1、购买24V180转/分直流电机1个，皮带1根、皮带轮2个2、安装在传送轮上方3、安装一个可上下移动的支持在皮带上方，调节皮带松紧。周洪高刘海林兰森折2010.10.232010.10.242010.10.26市区监区车间监区车间实施效果：铁棍在皮带的摩擦力作用下快速均匀转动。六、对策实施实施5 实施项目实施情况实施人时间地点铁棍推力源的制作1、取2厘米X15厘米的铁片按示意图加
21、工2、购买0.8MM规格压簧，通过实验得出产生1牛顿力压簧的下压距离3、计算铁片到砂盘的距离=铁棍长+石坯高-压簧下压距离4、氧焊连接铁片、压簧、支架周祖标郑锦全谭正立兰森折2010.11.22010.11.62010.11.72010.11.8监区车间监区车间车间办公室监区车间实施效果：推力源稳定，铁棍的长度和石坯高度的差异在0.10.3MM之间，对压簧的弹力影响可忽略不计。六、对策实施实施6 按图纸要求进行安装。交流电机 砂盘 轴承螺栓 自制钢板轮 压簧 铁片 电机皮带直流电机 皮带轮 电焊机 常用工具六、对策实施实施7组装成功后，小组于2010年11月30日在车间进行圈面砂试验，经过调试
22、，终于产出合格产品，宣告着宝石加工自动圈面砂机研制成功，可以投入试产。六、对策实施七、效果检查(一）目标检查1、产量检查 圈面砂机研制完成后，于日投入使用，我们对12月13.14.16.17 四天的圈面砂产量进行统计，分别为124800粒、126200粒、123150粒、131430粒。平均产量为126395粒/日。活动目标检查效果图：七、效果检查2、质量检查 我们对这四天的圈面砂合格率进行统计，分别为：98.9%、99.2%、99.5%、98.9%，平均99.125%，效果图如下：2、质量检查 我们对这四天的圈面砂合格率进行统计，分别为：98.9%、99.2%、99.5%、98.9%，平均9
23、9.125%，效果图如下：七、效果检查（二）效益分析 1、经济效益 圈面砂机的研制成功，使这道工序在用人上大大的节约了，圈面砂机投入使用前用操作工13名，现在圈面砂机只要2人操作就可完成，节省了11名操作工。这些操作工可以补充到其他岗位去，促进了其他工序生产效能的提高。按2010年车间人均产值8520元计算，则节约用工可实现的产值为：11 人X8520元=93720（元）圈面砂工序加工单价为0.005元/粒，按圈面砂工序日增产量12.62-8.4=4.22万粒计算，则车间年增产值为：4.22万粒/日X0.005元/粒X每年52个星期X每个星期生产5天=54860元预计我们能为公司每年实现效益为
24、：93720+54860=148580元 2、无形效益 （1）圈面砂质量得到有效改善，提高了客户满意度，增强了竞争力。（2）返工率下降，劳动效率提高。（三）巩固期效果检查圈面砂机经过一段时间运转磨合后，小组于2011年1月8、9、11、12、13日进行了巩固期的效果检查。七、效果检查日期1月8日1月9日1月11日1月12日1月13日平均数产量126500131000128000128500126400128008合格率99.2%98.9%99.35%99.1%98.87%99.06%工人数222222 由此可见，我们研制的圈面砂机性能稳定，在生产流程中发挥重大作用。八、标准化1、把自动圈面砂机
25、的设计图纸、资料、影像以及各种活动记录 归档，纳入公司技术革新方面的标准化管理。2、制定自动圈面砂机的安全操作规程。3、制定自动圈面砂机操作工的岗位职责。4、在金港公司其他宝石车间推广使用。5、效果跟踪调查：虽然小组本次活动已结束，小组目标已经实现，但我们仍然关注成果在生产中发挥作用情况，并于2011年3月对X车间圈面砂工序生产情况跟踪调查。日期日期21日日22日日24日日25日日26日日平均平均产量128000129000124000129000130000128000质量99.5%99.6%99.3%99.1%99.6%99.42%从以上表中可以看到，自动圈面砂机仍然保持在平稳状态下，进一步验证了小组本次活动的成功，其做法和经验为下一步展开类似活动提供了借鉴。九、总结及下步打算（一）活动结束后，小组成员召开总结会议，对活动前后的状态进行自我评价，并作了雷达图如下：(二）通过QC活动,小组成员的素质得到了全面的提升，不仅丰富了我们的QC知识，也提高了小组成员个人处理问题的能力，培养了良好的团队协作精神。更激发了我们的创新思维。我们在工作发现自动抛光机在抛光宝石时，遇上脱石的时候机子还继续抛光铁棍，不但把铁棍抛尖了，也把光盘损坏了，需要花很多时间去磨光盘，大大影响生产效率。“宝石加工异常抛光断路器的研制”成了我们的下一个课题。活动前活动后发表结束！感谢各位评委老师的指导！