耿麗紅

(天津三國有限公司 天津300385)

0 引 言

真空泵是指利用物理、化學或物化方法對抽容器進行抽氣而獲得真空的器件或設(shè)備。通俗來講，真空泵是用各種方法在某一封閉空間中改善、產(chǎn)生和維持真空的裝置。汽車發(fā)電機真空泵又叫助力泵，它是剎車制動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力裝置。真空泵的作用是產(chǎn)生負壓，也就是真空，用于增加制動力。蓋板是真空泵的重要組成部分，蓋板與殼體形成密閉腔室，通過轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)抽真空的目的。蓋板的質(zhì)量問題會導(dǎo)致真空泵氣密不良等失效現(xiàn)象，為提高蓋板的制造質(zhì)量和可靠性，必須對產(chǎn)品生產(chǎn)過程進行可靠性研究，分析生產(chǎn)過程中缺陷的產(chǎn)生機理，并提出有效的解決措施，對于高風險的缺陷還應(yīng)提出進一步的預(yù)防方案，以降低風險。這樣才能有效提高產(chǎn)品裝配一次合格率，提高產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量，最終實現(xiàn)產(chǎn)品的降本增效。

過程故障模式與影響分析 PFMEA(process failure mode and effects analysis)是一種質(zhì)量管理工具，用來確定潛在失效模式及其原因的分析方法，是事件發(fā)生之前的行為，并非事后補救。它用來分析制造或裝配過程缺陷引起的潛在產(chǎn)品失效模式和產(chǎn)生的后果，分析產(chǎn)生失效的原因，并確定哪一類過程故障是應(yīng)該重點避免的以及相關(guān)的關(guān)鍵過程，進而找出風險較大的因素，并采取一系列改善手段，降低項目風險，提高產(chǎn)品質(zhì)量，向零缺陷目標努力。

1 PFMEA方法簡介

PFMEA應(yīng)該覆蓋以下方面的內(nèi)容：

①當功能要求不符合時的失效模式——指過程可能潛在的不能滿足過程要求的狀態(tài)。對應(yīng)特定工序列出每一個失效模式，例如：零件變形、鉆孔偏心、鑄件氣孔、鑄件壁厚不均、鑄件金屬不足、鍛件裂紋、淬透層厚度不足、零件表面硬度不適宜、零件表面粗糙度低等。

②失效模式的影響和后果——指失效模式可能帶來的對顧客的影響。例如：無法緊固、無法加工、無法裝配、無法對中、無法焊接、無法平衡、危害操作人、損壞設(shè)備等。嚴重度(S)的評分采用1～10分。

③失效的潛在原因——要明確產(chǎn)生失效的原因。發(fā)生頻度(O)按可能性大小評出1～10分。

④針對失效模式原因的控制和措施——過程控制方法(兩類)：預(yù)防，消除(預(yù)防)失效原因或失效模式的發(fā)生，或降低其發(fā)生率。探測，識別(檢測)失效原因或失效模式。探測度(D)的評分采用1～10分。

⑤潛在失效模式的綜合風險評估——風險系數(shù)(RPN)＝S×O×D，用來表示過程風險的度量，RPN的數(shù)值介于 1～1000之間。如 RPN值很高，則過程設(shè)計人員必須采取糾正措施；不管RPN大小，只要S高時，就要采取預(yù)防/糾正措施。當建議的糾正措施完成后，重新進行風險評估，即重新評估該潛在失效模式的嚴重度、頻度、探測度及RPN值。

PFMEA表格見表1。

表1 PFMEA表格Tab.1 PFMEA chart

2 PFMEA在蓋板生產(chǎn)中的應(yīng)用

蓋板是用在真空泵上起到密封的作用，蓋板與殼體的密封程度直接影響真空泵的真空度，見圖1。

圖1 真空泵分解圖Fig.1 Decomposition diagram of vacuum pump

蓋板生產(chǎn)的基本工藝流程：材料購入→沖壓成型→去毛刺→校平→表面處理→平面度檢查→外觀檢查。在生產(chǎn)前先對失效模式進行識別，預(yù)先估計可能發(fā)生的失效模式，做好預(yù)防措施介入，減少質(zhì)量損失，提前解決質(zhì)量問題。

2.1 材料購入

2.1.1 失效模式：購入板材變形導(dǎo)致平面度超差

失效后果：沖壓后無法保證平面度，影響蓋板與殼體的密封性，導(dǎo)致真空度不良。嚴重度(S)為 7即基本功能喪失，汽車可以行駛，但是性能下降。

失效原因：板材校平不良。發(fā)生頻度(O)為 7即每100件發(fā)生1件不良。

現(xiàn)行過程預(yù)防：板材校平。

現(xiàn)行工程探測：三次元檢查材料平面度。探測度(D)為 5即操作員通過計量型量具，在崗位上實施失效模式或錯誤原因的探測。

建議改進措施：因材料無法滿足成品平面度要求，所以在沖壓后增加校平工序，校平后增加平面度檢測機全檢工序，保證出廠前產(chǎn)品全部合格。

2.1.2 失效模式：板材上有劃傷

失效后果：外觀不良，如果傷痕在密封圈位置會引起氣密不良。嚴重度(S)為 7即基本功能喪失，汽車可以行駛，但是性能下降。

失效原因：板材之間摩擦導(dǎo)致劃痕。發(fā)生頻度(O)為4即每1000件發(fā)生1件不良。

現(xiàn)行過程預(yù)防：板材邊緣保證沒有毛刺。

現(xiàn)行工程探測：目視檢查。探測度(D)為 7即操作員通過視覺/觸覺/聽覺方式，在崗位上實施失效模式的探測。

建議改進措施：后序增加剖光工序，可以去除劃傷。

2.2 沖壓成型

沖壓工序是用沖床將板材落料成型，因模具限制，沖壓后蓋板平面度無法滿足平面度要求。沖壓后，工件邊緣以及孔邊緣會產(chǎn)生毛刺，毛刺會影響蓋板與殼體的密封性。

2.2.1 失效模式：平面度超差

失效后果：作動不良，氣密不良。嚴重度(S)為 7即基本功能喪失，汽車可以行駛，但是性能下降。

失效原因：模具結(jié)構(gòu)限制無法保證。發(fā)生頻度(O)為10即發(fā)生頻率≥100/1000。

現(xiàn)行過程預(yù)防措施：改進模具結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)行工程探測：三次元檢查平面度。探測度(D)為5即操作員通過計量型量具，在崗位上實施失效模式或錯誤原因的探測。

風險指數(shù)RPN＝S×O×D＝7×10×5＝350

建議改進措施：因沖壓無法滿足成品平面度要求，所以在沖壓后增加校平工序，校平后增加平面度檢測機全檢工序，保證出廠前產(chǎn)品全部合格。

改善后RPN＝S×O×D＝7×3×2＝42

2.2.2 失效模式：蓋板邊緣及孔邊緣毛刺殘留

失效后果：作動不良，氣密不良。嚴重度(S)為7(基本功能喪失，汽車可以行駛，但是性能下降)。

失效原因：模具結(jié)構(gòu)限制無法保證沒有毛刺。發(fā)生頻度(O)為10即發(fā)生頻率≥10/1000。

現(xiàn)行過程預(yù)防措施：人工去毛刺。

現(xiàn)行工程探測：操作工目視檢查。探測度(D)為7(操作員通過視覺/觸覺/聽覺方式，在崗位上實施失效模式的探測)。

風險指數(shù)RPN＝S×O×D＝7×10×7＝490

建議改進措施：用剖光機去除邊緣毛刺，用專用倒角設(shè)備去除孔周邊毛刺。

改善后RPN＝S×O×D＝7×3×2＝42

3 結(jié) 語

PFMEA是一種分析方法，它確保在產(chǎn)品開發(fā)(APQP-先期產(chǎn)品質(zhì)量策劃)過程中，考慮并且處理了潛在的問題。在產(chǎn)品生產(chǎn)工藝上，真正實現(xiàn)預(yù)先發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的弱點，在原形樣機階段或在大批量生產(chǎn)之前確定產(chǎn)品缺陷，防范于未然。用 PFMEA技術(shù)來管理新項目，控制零部件質(zhì)量，改善產(chǎn)品工藝，從而達到下降產(chǎn)品不良率(PPM)的目標。