發(fā)動(dòng)機(jī)工廠清潔度管理研究

（上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司，山東 青島 266555）

發(fā)動(dòng)機(jī)工廠清潔度管理研究

尹秀香

（上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司，山東 青島 266555）

本文主要對發(fā)動(dòng)機(jī)工廠制造過程的清潔度管理進(jìn)行分析和研究。通過對發(fā)動(dòng)機(jī)工廠清潔度現(xiàn)狀的實(shí)地考察和深入分析，結(jié)合清潔度理論知識，得出如何對清潔度做好管理。旨在通過將清潔度管理理論融入到實(shí)際應(yīng)用中，達(dá)到改進(jìn)清潔度控制系統(tǒng)和完善清潔度管理的目的，提高機(jī)加工制造質(zhì)量和發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)工廠的發(fā)展。

清潔度；自制件；管理

1 概述

1.1 清潔度簡介

清潔度，顧名思義“清潔到什么程度”。清潔度一般分為零部件清潔度和產(chǎn)品清潔度。在汽車行業(yè)中，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)工廠，對零部件清潔度和產(chǎn)品清潔度要求非常高，是一項(xiàng)非常重要的質(zhì)量指標(biāo)，直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的性能及使用壽命。發(fā)動(dòng)機(jī)工廠零部件清潔度分為外購件清潔度和自制件清潔度，外購件清潔度主要涉及外購件本身清潔度和其包裝清潔度，自制件清潔度主要涉及自制件本身清潔度和其運(yùn)輸過程清潔度。發(fā)動(dòng)機(jī)工廠產(chǎn)品清潔度主要是指整機(jī)清潔度，整機(jī)清潔度包括發(fā)動(dòng)機(jī)零部件清潔度和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行后的清潔度。

對于發(fā)動(dòng)機(jī)，清潔度主要涉及發(fā)動(dòng)機(jī)油路和水路，其中以油路最為重要，同時(shí)涉及發(fā)動(dòng)機(jī)零部件裝配過程的清潔度。影響發(fā)動(dòng)機(jī)工廠清潔度的因素主要有零部件自身攜帶的雜質(zhì)、包裝帶來的二次污染、加工工藝自身遺留的飛邊、毛刺、加工清洗后遺留的雜質(zhì)以及運(yùn)輸過程中落入的雜質(zhì)等。清潔度監(jiān)控過程中主要以雜質(zhì)的種類、形狀、尺寸、形成方式等進(jìn)行分類，以便于對清潔度進(jìn)行改進(jìn)。

1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)工廠工藝簡介

一些發(fā)動(dòng)機(jī)工廠以組裝發(fā)動(dòng)機(jī)為主，一臺發(fā)動(dòng)機(jī)有零部件200多種，其中98%的零部件均為對外采購，僅有缸體、缸蓋、曲軸以及凸輪軸、連桿等約3%的零部件會(huì)進(jìn)行自制，被稱為自制件。這種自制也僅限于加工，其毛坯依然是對外采購，當(dāng)然部分工廠有鑄造生產(chǎn)線，可以自行鑄造。故發(fā)動(dòng)機(jī)工廠工藝布局一般是對外采購缸體、缸蓋和曲軸毛坯，進(jìn)行加工制造形成總成，一般設(shè)置為機(jī)加工車間。發(fā)動(dòng)機(jī)上除缸體總成、缸蓋總成和曲軸總成外，其余零部件均對外采購，運(yùn)輸至工廠，與缸體總成、缸蓋總成和曲軸總成共同組裝成發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)，一般設(shè)置為裝配車間。即發(fā)動(dòng)機(jī)工廠一般設(shè)置為機(jī)加工生產(chǎn)線和裝配生產(chǎn)線，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的批量生產(chǎn)和制造。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)工廠清潔度管理

2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)工廠清潔度問題分布

以對外采購缸體、缸蓋和曲軸毛坯，自制缸體總成、缸蓋總成和曲軸總成，其余零部件對外采購為例，對發(fā)動(dòng)機(jī)工廠清潔度問題分布逐一說明。

2.1.1 缸蓋總成

當(dāng)前鑄造缸蓋材質(zhì)都是鋁合金，鑄造過程基本采用特殊鑄造。供應(yīng)商將缸蓋毛坯鑄造完成后，通常情況下存在的清潔度問題是：為了能夠充分的降低發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，缸蓋毛坯的水道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的比較復(fù)雜，其內(nèi)腔存在多處的圓角形角落，而這些角落容易卡滯鑄造攜帶的鑄渣。

缸蓋毛坯在發(fā)動(dòng)機(jī)工廠進(jìn)行加工制造成缸蓋總成的過程中，存在的清潔度問題比較多。

（1）缸蓋在銑面、鉆孔等加工過程中，因其加工方式導(dǎo)致斷屑呈現(xiàn)螺旋狀、扇形等，在加工及清洗過程中，被沖至水道的圓角角落里并卡滯在里面。在缸蓋運(yùn)輸過程中，斷屑因震動(dòng)掉落在運(yùn)輸線、運(yùn)輸托盤上，嚴(yán)重的時(shí)候，會(huì)在裝配過程中掉落在缸蓋總成和缸體總成的結(jié)合面上，引起發(fā)動(dòng)機(jī)泄漏（漏水、漏油、油水貫通等）。

（2）缸蓋總成上的油路，是鉆孔形成的，油路走向通常為橫向和縱向，這樣必然需要油路對接，形成相貫線，此處將存在加工方式帶來的翻邊。翻邊在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中被高壓油沖落在油路中，引起運(yùn)動(dòng)部件磨損，嚴(yán)重時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)生異響。

（3）缸蓋在銑面過程中，在其邊緣形成很多翻邊，這些翻邊經(jīng)過毛刷刷后會(huì)殘留部分，殘留的部分在運(yùn)輸過程中掉落在運(yùn)輸線、運(yùn)輸托盤上，嚴(yán)重的時(shí)候也會(huì)在裝配過程中掉落在缸蓋總成和缸體總成的結(jié)合面上，引起發(fā)動(dòng)機(jī)泄漏（漏水、漏油、油水貫通等）。

2.1.2 缸體總成

當(dāng)前鑄造缸體材質(zhì)有鑄鐵和鑄鋁的兩種，鑄鋁材質(zhì)的情況下，清潔度問題基本與鑄鋁缸蓋一致。此處以鑄鐵材質(zhì)缸體說明。鑄鐵材質(zhì)的缸體毛坯涉及的清潔度問題較多，主要有以下幾方面。

（1）鑄鐵材質(zhì)缸體毛坯是由型砂鑄造形成的。在設(shè)計(jì)上，缸體毛坯內(nèi)腔有水道、回油道是鑄造形成的，故缸體毛坯水道和回油道在清砂未能清除干凈的情況下，會(huì)帶來清潔度問題，尤其是回油道內(nèi)存在的可脫落的型砂，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，這些型砂被沖至油底殼中，混在機(jī)油中，被集濾器吸入，流至機(jī)油濾清器進(jìn)行過濾時(shí)，型砂把機(jī)濾器堵住，引起發(fā)動(dòng)機(jī)主油道油壓低，隨即機(jī)濾器上的旁通閥打開（為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)主油道壓力），未進(jìn)行過濾的機(jī)油進(jìn)入主油道，其中的型砂進(jìn)入曲軸主軸頸與軸瓦之間，引起軸瓦和曲軸主軸頸的異常磨損，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)異響。

（2）為了防止生銹，鑄鐵材質(zhì)的缸體毛坯在其外表面上均涂有防銹漆，這些防銹漆在缸體加工過程中，因?yàn)椴蝗菀浊袛?，?huì)在面的邊緣存有長條狀漆皮，這些漆皮掉落在特定的部位（比如水泵安裝面的密封區(qū)域）引起發(fā)動(dòng)機(jī)泄漏。

（3）同缸蓋一致，缸體總成上的主油道，亦是鉆孔形成的，在主油道和斜油孔/供油孔對接時(shí)形成相貫線，此處也會(huì)存在加工方式帶來的翻邊。這些翻邊在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中被高壓油沖落在油路中，引起運(yùn)動(dòng)部件磨損，嚴(yán)重時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)生異響。

2.1.3 曲軸總成

針對曲軸總成，其清潔度問題主要為加工過程中形成的翻邊及毛刺，尤其是油孔邊緣及油孔交叉處。這些翻邊和毛刺掉落在油路中，引起運(yùn)動(dòng)部件磨損，嚴(yán)重時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)生異響。

2.1.4 其余對外采購零部件

對外采購的零部件，清潔度問題主要由零部件包裝攜帶的二次污染及零部件在供應(yīng)商處本體清潔度控制。比如在包裝方面，氣門密封面上粘著包裝袋的塑料片，比如在供應(yīng)商本體清潔度控制方面，機(jī)油泵自身攜帶著鋁屑，堵塞機(jī)油泵中的油路。

2.1.5 自制缸體總成、缸蓋總成和曲軸總成存在的共同清潔度問題

自制件（缸體總成、缸蓋總成和曲軸總成）存在的共同的清潔度問題如下。

（1）自制件儲(chǔ)存。因自制件是鑄鐵材質(zhì)，在長時(shí)間庫存及環(huán)境溫度濕度的影響下，會(huì)發(fā)生生銹問題。生銹的自制件進(jìn)行除銹或者返修，將帶來二次污染產(chǎn)生清潔度問題。

（2）自制件運(yùn)輸。自制件使用托盤、小車等進(jìn)行運(yùn)輸。自制件存放在托盤上或者小車上，其攜帶的翻邊或者毛刺都會(huì)掉落在托盤或者小車上，引起清潔度問題。同時(shí)，托盤或者小車等與自制件接觸的材質(zhì)基本都是塑料，塑料在自制件鋒利邊緣的切割下掉落塑料片，粘在自制件的表面，形成二次污染產(chǎn)生清潔度問題。

2.1.6 裝配過程清潔度問題

2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)工廠清潔度問題管理

發(fā)動(dòng)機(jī)工廠的清潔度問題種類繁多，涉及范圍較廣，為了更好的開展清潔度工作，首先需要建立清潔度持續(xù)改進(jìn)小組，設(shè)立組織結(jié)構(gòu)，以推進(jìn)清潔度持續(xù)改進(jìn)，最終形成清潔度管理流程。其次需要針對清潔度的每一個(gè)問題建立清潔度標(biāo)準(zhǔn)，尤其是需要建立可衡量的清潔度標(biāo)準(zhǔn)，以備監(jiān)測過程實(shí)施的有效性。例如，缸蓋總成、缸體總成和曲軸總成既要有清潔度顆粒度的重量要求，同時(shí)要有顆粒度的尺寸和形狀要求，用可衡量的指標(biāo)來監(jiān)控清潔度是否達(dá)標(biāo)。最后針對當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)工廠清潔度問題分布，對這些問題進(jìn)行分類管理，分類管理主要從自制件、外購件兩方面進(jìn)行，其中自制件清潔度管理是發(fā)動(dòng)機(jī)工廠清潔度管理的重點(diǎn)。在管理的過程中，清潔度問題解決和清潔度問題解決后維護(hù)需要同步進(jìn)行。下面針對清潔度問題解決和清潔度問題解決后維護(hù)重點(diǎn)詳述。

2.2.1 清潔度問題解決

外購件的清潔度問題解決大部分是由外購件供應(yīng)商進(jìn)行的。在此不再詳細(xì)說明，重點(diǎn)講述自制件的清潔度問題解決。根據(jù)自制件清潔度問題分類，將自制件的問題歸類為零件本身、存儲(chǔ)運(yùn)輸、清洗機(jī)、清潔度監(jiān)測四個(gè)方面。

（1）零件本身主要是自制件加工方式帶來的翻邊和毛刺，該種問題主要通過尋找合適的加工參數(shù)和加工刀具、增加毛刷、機(jī)器人去毛刺、高壓清洗和超聲波清洗等方式去除翻邊和毛刺，這些方式的資本投入比較高，在進(jìn)行問題解決過程中，成本和質(zhì)量將發(fā)生沖突，需要清潔度小組推進(jìn)。

（2）存儲(chǔ)運(yùn)輸主要是生銹、運(yùn)輸過程中翻邊和毛刺掉落以及托盤小車塑料掉落，這些問題的根源在于自制件的庫存量。為了保證自制件能夠滿足裝配的需求，尤其是在自制過程中設(shè)備長時(shí)間故障沒有產(chǎn)出的情況下，自制件都會(huì)儲(chǔ)備較大的庫存量。庫存量的多少直接影響自制件的存儲(chǔ)運(yùn)輸過程。庫存量越多，存儲(chǔ)時(shí)間越長，在溫度和濕度不能保證的環(huán)境中（例如晝夜溫差大于10℃，濕度大于65）就容易生銹，同時(shí)使用的托盤和小車等因大量被占用，無法按照頻次清洗導(dǎo)致托盤和小車的清潔度嚴(yán)重不合格。故解決存儲(chǔ)運(yùn)輸過程中清潔度問題的最有效手段是降低庫存量。同時(shí)，針對生銹問題可以建立獨(dú)立的恒溫恒濕庫，其大小及成本可以根據(jù)實(shí)際情況核算。

（3）清洗機(jī)主要是保證清洗后的零件的清潔度是達(dá)標(biāo)的。首先，在工藝設(shè)計(jì)前期，針對清洗機(jī)的目的和清洗內(nèi)容，需要明確清洗機(jī)需要具備的功能，從設(shè)計(jì)上規(guī)避后期潛在存在的清潔度問題，同時(shí)在日常生產(chǎn)過程中確保清洗機(jī)清洗參數(shù)是有效的，比如清洗壓力、清洗溫度等等。

（4）清潔度監(jiān)測方面，需要從重量及顆粒度的尺寸和形狀等方面來衡量清潔度是否達(dá)標(biāo)。針對重量比較容易操作，只需要對雜質(zhì)進(jìn)行稱重即可，比較難以實(shí)現(xiàn)的是需要將零件內(nèi)的雜質(zhì)通過合適的方法均清洗出來。針對顆粒度則需要利用顯微鏡進(jìn)行尺寸測量和形狀描述。一般情況下，顆粒度是解決清潔度問題的比較關(guān)鍵的突破點(diǎn)。

3 結(jié)語

通過發(fā)動(dòng)機(jī)工廠清潔度管理現(xiàn)狀的長期研究以及觀察分析，運(yùn)用發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)清潔度理論知識，對清潔度的管理進(jìn)行了歸類和總結(jié)，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)工廠清潔度的管理能力，達(dá)到改進(jìn)清潔度控制系統(tǒng)和完善清潔度管理的目的。

[1]GQR 120.50 Cleanliness Management 2008.

[2] ISO 16232-10:2007.

TM45

：A

：1671-0711（2017）06（上）-0128-03