王 燕

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十研究所，安徽蚌埠233010)

1 引言

目前，軍工承研承制單位科研、生產(chǎn)任務(wù)繁重，在軍、民品高度并行的情況下，面臨如何加強(qiáng)質(zhì)量體系運(yùn)行有效性監(jiān)督，配合整機(jī)單位落實(shí)對(duì)產(chǎn)品研制、生產(chǎn)的各項(xiàng)質(zhì)量與可靠性要求，確保供貨產(chǎn)品滿足客戶(hù)要求的壓力和挑戰(zhàn)是巨大的。本文以某射頻開(kāi)關(guān)在系統(tǒng)調(diào)試失效為例，闡述設(shè)計(jì)在產(chǎn)品制造過(guò)程中的重要性。射頻開(kāi)關(guān)具有體積小，控制靈敏、低駐波、低插損、隔離度高、開(kāi)關(guān)速度快等特點(diǎn)。產(chǎn)品安裝在系統(tǒng)中進(jìn)行信號(hào)控制和轉(zhuǎn)換，保證系統(tǒng)正常工作，如果一旦發(fā)生故障，系統(tǒng)將完全失去作用，所以是系統(tǒng)中較為重要的元器件。因此對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)提出了高可靠的要求，只有產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、可靠，才能滿足重點(diǎn)型號(hào)配套和國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品的需求。

2 失效現(xiàn)象描述

我單位研制生產(chǎn)的某射頻開(kāi)關(guān)產(chǎn)品，在用戶(hù)的整機(jī)系統(tǒng)調(diào)試時(shí)出現(xiàn)了異常，具體現(xiàn)象為:產(chǎn)品在系統(tǒng)中加電(常開(kāi)端XS1－XS3閉合)數(shù)小時(shí)后，斷電返回時(shí)，常開(kāi)端已動(dòng)作，但常閉端(XS1－XS2)無(wú)法閉合，處于兩路都不導(dǎo)通的狀態(tài)(中間狀態(tài))。接到用戶(hù)通知后，單位立即派設(shè)計(jì)人員趕往現(xiàn)場(chǎng)和用戶(hù)一起對(duì)產(chǎn)品的異常進(jìn)行了初步分析。

3 原因分析

設(shè)計(jì)人員在現(xiàn)場(chǎng)打開(kāi)產(chǎn)品外罩后，可直觀發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品鐵芯組件的機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)作不靈活，有卡死現(xiàn)象?，F(xiàn)場(chǎng)初始判斷認(rèn)為是調(diào)節(jié)簧片疲勞造成的，但通過(guò)調(diào)試檢測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)簧片疲勞推斷不成立，由于現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)條件限制只好將該失效產(chǎn)品帶回單位進(jìn)一步分析。

通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、工作原理進(jìn)行研究，尤其針對(duì)動(dòng)作機(jī)構(gòu)進(jìn)行仔細(xì)分析，最終確定原因是該產(chǎn)品常開(kāi)、常閉切換過(guò)程中因動(dòng)作不平穩(wěn)引起摩擦力增大，最終導(dǎo)致產(chǎn)品失效。

該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自下而上，由高頻接口、腔體組件、調(diào)節(jié)簧片組件、鐵芯組件、彈簧及最上端的連接器等部分組成，如圖1所示。其工作原理是當(dāng)高頻接口有信號(hào)輸入時(shí)，通過(guò)腔體組件使電信號(hào)轉(zhuǎn)換為動(dòng)作力，簧片和鐵芯組件進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，同時(shí)通過(guò)鐵芯組件的動(dòng)作控制電連接信號(hào)通斷。

失效現(xiàn)象顯示，當(dāng)系統(tǒng)加電動(dòng)作時(shí)即常開(kāi)端閉合，斷電返回時(shí)常開(kāi)端已動(dòng)作，常閉端無(wú)響應(yīng)，可推知，加電時(shí)該產(chǎn)品的一切功能正常，而斷電時(shí)常閉端不返回。鐵芯組件的工作原理為:當(dāng)產(chǎn)品由常開(kāi)狀態(tài)(XS1－XS3)切換至常閉狀態(tài)(XS1－XS2)時(shí)，機(jī)構(gòu)整體受力有F1(腔體組件對(duì)鐵芯組件的力)、F2(磁鋼對(duì)鐵芯組件的力，表現(xiàn)為上端蓋對(duì)鐵芯向上的力ft，下端蓋對(duì)鐵芯向下的力fb)和F3(彈簧對(duì)鐵芯組件的力)，當(dāng)系統(tǒng)摩擦力較小可以忽略不計(jì)時(shí):F1+ft+F3＞fb，斷電后，整個(gè)機(jī)構(gòu)可以輕松回復(fù)到常閉狀態(tài)。但是，當(dāng)機(jī)構(gòu)摩擦力f較大時(shí)，要回復(fù)到常閉狀態(tài)就需要滿足條件:F1+ft+F3＞fb+f，該只產(chǎn)品出現(xiàn)卡死狀態(tài)就是由于系統(tǒng)摩擦力f過(guò)大所致。

圖1 某型射頻開(kāi)關(guān)產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

將該產(chǎn)品進(jìn)行拆卸，并對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量和仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)該只產(chǎn)品的鐵芯零件尺寸超差，內(nèi)孔兩端不同心，裝配到產(chǎn)品中出現(xiàn)傾斜使系統(tǒng)摩擦力過(guò)大。

圖2中鐵芯與線圈推桿為過(guò)盈配合，鐵芯長(zhǎng)度為10．5mm，孔徑 Φ1，從一端加工不容易實(shí)現(xiàn)，因而加工時(shí)采用了兩端鉆孔工藝。由于兩端孔的中心不同軸，從而導(dǎo)致鐵芯孔內(nèi)出現(xiàn)一臺(tái)階，在過(guò)盈壓鉚過(guò)程中，使線圈推桿產(chǎn)生了一定的彎曲。

圖2 鐵芯組件

鐵芯組件再裝入其它組件時(shí)，彎曲的線圈推桿軸線與上端蓋、下端蓋的孔中心不在同一軸線上，如圖3所示。因此，將上、下端蓋和線圈推桿裝在一起時(shí)，彎曲的線圈推桿和上、下端蓋間產(chǎn)生了摩擦(摩擦1、摩擦2)，最終影響整個(gè)機(jī)構(gòu)的靈活性。

圖3 鐵芯組件裝入機(jī)構(gòu)圖

4 調(diào)查結(jié)論與措施落實(shí)

針對(duì)該產(chǎn)品出現(xiàn)的失效現(xiàn)象，單位及時(shí)召開(kāi)了質(zhì)量分析會(huì)，會(huì)上就產(chǎn)品出現(xiàn)的失效現(xiàn)象進(jìn)行剖析，按照本單位歸零管理辦法成立了歸零小組，明確了技術(shù)歸零和管理歸零的負(fù)責(zé)人，制訂了詳細(xì)的計(jì)劃，確保歸零工作順利開(kāi)展。

4．1 技術(shù)措施

通過(guò)失效原因分析確認(rèn)及定位后，對(duì)出現(xiàn)的失效現(xiàn)象進(jìn)行問(wèn)題復(fù)現(xiàn)，通過(guò)解剖等手段準(zhǔn)確判定產(chǎn)品失效部位及失效模式后，采取的糾正措施具體如下。

1、更改鐵芯和線圈推桿零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，改善加工工藝性。

針對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理，在滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路的同時(shí)，結(jié)合我單位現(xiàn)有的加工工藝手段，將鐵芯內(nèi)孔 Φ1更改為 Φ1和 Φ1兩段組成，具體尺寸見(jiàn)下圖。在保證Φ1．4內(nèi)孔同軸的前提下，保證裝配段的Φ1的加工公差，同時(shí)相應(yīng)更改了線圈推桿的相應(yīng)尺寸和公差，更改后的零件加工公差相對(duì)于之前的更易于保證。

原線圈推桿結(jié)構(gòu)如下圖:

改進(jìn)后線圈推桿結(jié)構(gòu)如下圖:免類(lèi)似質(zhì)量問(wèn)題的重復(fù)發(fā)生。

4．2 管理措施

該產(chǎn)品由于個(gè)別零件尺寸超差，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)最終造成產(chǎn)品失效，暴露出我們?cè)谶^(guò)程質(zhì)量控制方面還存在漏洞。管理歸零小組對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了認(rèn)真的分析，認(rèn)為該零件尺寸在加工過(guò)程中進(jìn)行抽檢控制，無(wú)法滿足產(chǎn)品使用要求。最后一致認(rèn)為把該產(chǎn)品的鐵芯、線圈推桿定為重要件，由產(chǎn)品工藝人員根據(jù)我單位加工能力，編制關(guān)鍵工序控制卡及相應(yīng)的檢驗(yàn)卡片;對(duì)零件加工所有工序尺寸，由車(chē)間過(guò)程檢驗(yàn)員進(jìn)行巡檢，并對(duì)零件關(guān)鍵尺寸進(jìn)行全檢，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

通過(guò)以上整改，相應(yīng)作出如下要求:

1、銷(xiāo)售部門(mén)對(duì)已發(fā)給用戶(hù)的產(chǎn)品進(jìn)行全部召回，原鐵芯組件按報(bào)廢處理;

2、以該產(chǎn)品失效為例，在相關(guān)范圍內(nèi)進(jìn)行一次案例講解。

3、要求其他項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行一次全面的自查，舉一反三，吸收教訓(xùn)，在此基礎(chǔ)上完善設(shè)計(jì)文件、工藝文件，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

5 結(jié)論

2、動(dòng)作部分系統(tǒng)摩擦力不可避免，本產(chǎn)品動(dòng)作電壓還有一定的設(shè)計(jì)余量。當(dāng)彈簧的回復(fù)力F3足夠大時(shí)，系統(tǒng)摩擦力f的影響可能會(huì)削弱，從而保證產(chǎn)品動(dòng)作值在合理范圍內(nèi)。在后續(xù)的產(chǎn)品生產(chǎn)中，通過(guò)增加彈簧反力可以有效提高產(chǎn)品性能，杜絕這一隱患的發(fā)生。

按更改后的圖紙重新投產(chǎn)，裝配出的產(chǎn)品陸續(xù)交給用戶(hù)使用，至今尚未反映出類(lèi)似失效現(xiàn)象，這說(shuō)明對(duì)產(chǎn)品失效定位準(zhǔn)確。通過(guò)理論、試驗(yàn)等手段，分析質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生的機(jī)理，從而確定其根本原因，制定出有針對(duì)性的、具體可行的糾正措施及實(shí)施計(jì)劃，從而有效地避

本次質(zhì)量案例給我們帶來(lái)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是十分有益的，是一個(gè)自我吸收、自我發(fā)展、不斷完善的過(guò)程，讓我們深刻體會(huì)到:設(shè)計(jì)是源頭，產(chǎn)品質(zhì)量首先是設(shè)計(jì)出來(lái)的。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段，盡可能把設(shè)計(jì)方案考慮成熟充分，不遺留漏洞和缺陷;應(yīng)依根據(jù)產(chǎn)品的使用要求、在整機(jī)系統(tǒng)中的重要程度、執(zhí)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行充分的論證，全面了解并分析顧客的需求，并將其貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)活動(dòng)中。在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮加工工藝性;同時(shí)，在過(guò)程質(zhì)量控制方面，對(duì)影響關(guān)鍵、重要特性的零部件應(yīng)按照質(zhì)量體系要求，進(jìn)行重點(diǎn)控制，必要時(shí)進(jìn)行百分之百檢驗(yàn)，以確保產(chǎn)品全過(guò)程的質(zhì)量達(dá)到要求。產(chǎn)品質(zhì)量是系統(tǒng)工程，設(shè)計(jì)質(zhì)量決定產(chǎn)品質(zhì)量，因此設(shè)計(jì)階段對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。通過(guò)案例剖析，加強(qiáng)員工質(zhì)量意識(shí)和責(zé)任心，只有通過(guò)全體員工共同努力，企業(yè)才能贏得用戶(hù)信賴(lài)和支持，才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。