机加工自动线在实际的生产加工中，即使有了合理的加工工艺、可靠的设备及先进的刀具作保障，往往还会出现一定数量的工件报废。机加工自动线多数为多台不同类型机床组成的组合线，有时由于条件限制，一道工序中前面工位产生的工废要到自动线最后一个工位才能发现，有时由于抽检频次的安排而不能及时发现已报废工件，这些都势必会增加发动机的制造成本，降低设备的开动率，并且严重背离我们所提倡的精益生产精神。将工废控制在最低水平，不仅需要设备、刀具等管理部门的技术人员重视，生产现场管理者同样也应该重视。近几年，上海通用的生产现场管理者在这一方面做了许多摸索、试验和总结，将有效的方式方法应用于实际工作中，使工废率大大下降。
注重刀具引起的工废
刀具引起的工废是生产线运行中产生工废的主要部分。从机床供应商配备刀具的情况来看，并不是每把刀具的选择及其切削参数的设定都是最合理的，在实际生产中还需要不断优化。
1. 刀具的优化刀具的优化
需要刀具工程师和生产现场有实践经验的操作工积极参与，他们可以根据自己的实际经验提出独特见解。下面是上海通用的发动机车间有实际工作经验的操作工参与的几个刀具改进的实例：
(1) 更改钻头设计降低了深孔钻的折断率
动力总成厂的V6缸体生产线OP30加工主油道的深孔钻，原来采用的是硬质合金头部焊接的麻花钻，加工中由于保证不了孔的直线度，而且焊接牢度不过关，导致钻头频频折断。为此，生产线的老师傅提出将焊接麻花钻改成整体硬质合金直槽钻，使得深孔钻的折断率下降了80% 。
(2) 钻头的横刃修磨改进减少了钻尖崩刃现象
V6缸体生产线OP40/OP50的M11×1.5、深45.76mm的螺纹底孔钻，刀具供应商修磨的钻尖易崩刃，而该失效形式又很难在自动线上被检测出来，钻尖一旦崩刃，就会由于钻头定芯不好而导致被加工孔尺寸偏大，从而使得大批工件报废。对此，生产线操作工提出改进钻头的横刃修磨，增加横刃处的强度，由此使钻尖崩刃的现象大大减少，工件的报废数明显下降。
(3) 钻尖锋角的改变消灭了切削刃崩刃现象
对于V6连杆生产线的螺纹底孔通孔钻，通过将锋角由140°改磨成118°，减少了钻头在断续切削状态下切削刃崩刃的现象，从而减少了因螺纹底孔超差引起的连杆批量报废现象。
(4) 镗杆切削参数的调整消除了闷刀现象
对于L4缸体生产线OP120工位的曲轴孔镗杆，由于毛坯供应商在缸体制造上的差异而导致先前能加工1000件的刀具寿命现在只能加工200件左右，并且在200件左右时经常出现闷刀现象，从而导致工件报废。现场操作工通过观察刀片的磨损程度，提出在保证生产节拍的前提下，降低主轴的转速、提高镗杆的进给量，使其既能保证合格的粗糙度，又能消除闷刀现象。因为原来的高转速、小进给切削参数不适合加工目前的缸体材料，导致刀具急剧磨损，使扭矩上升而出现闷刀现象。通过改变刀具的进给量，使刀具的加工寿命提高到可以加工1200件。
2. 实施调刀的规范化，增加调刀中的预防性控制
（1） 设置刀具寿命
生产线应建立比较合理的刀具寿命体系，实施强制换刀方法，同时根据机加工状况进行阶段性的改变和定值。如V6缸体生产线OP40-14R工位的直径7mm加工深油孔的麻花钻（加工深度为84mm），在加工164～167号孔时，原以为刀具加工后的孔只要检具检验合格，此钻头的工作长度足够，就可一直修磨下去。后来生产线上的操作工通过观察记录发现，在加工中修磨6～7次以上时，该钻头就出现了断钻现象。修磨次数越多，断钻的概率就越大。经研究发现，随着使用时间的增加，钻头副切削刃磨损的程度越来越严重，最后导致钻头的倒锥变成顺锥，即Kr′正角变成了负角，导致钻头加工时的扭矩上升。后来通过合理控制刀具的倒锥及钻头的修磨次数，几乎完全消除了断钻现象。
(2) 建立调刀规范
上海通用动力总成厂发动机的每条机加工生产线上，每把刀具均有标准调刀的操作步骤及要点，这样能够减少因为操作工调刀不规范而产生的工件报废。nextpage
(3) 在调刀时做好预防性控制
对于送到生产线上的刀具，虽然已经过调刀部门的调整和验证，但有时也会出现差错，这时，生产线上的操作工增加了一道控制屏障，就将潜在产生工件报废的隐患消灭在萌芽之中。在换刀时要做好以下工作：
(a) 长度类尺寸的刀具，当旧刀具拆下后，进行刀具头部顶肩部的长度比较；
(b) 新旧刀具形状、角度的目测比较；
(c) 丝锥接柄的锁紧力及扭矩松紧的验证；
(d) 对修磨刀具进行修磨质量的目测；
(e) 调整镗把刀片尺寸时，对刀仪的Master归零→刀具调整→再验证Master零点的过程控制及千分表调整时的变化，将指针控制在一圈之内进行调整，避免因圈数看错造成首件孔径超差而使工件报废；
(f) 使用钻套的钻头、铰刀类刀具，安装主轴前先在钻套孔中穿孔一次，进行直径的验证；
(g) 刀具安装完毕后对刀具刃口的目测等。
关注毛坯原因引起的工废
毛坯引起的工废在报废件中占的比例不高，但却不可忽视。毛坯中的硬点、缩孔都是加工中的不利因素，还有，如缸体的缸孔底部因边缘的“多肉”会造成珩磨头损坏，从而导致工件报废，因此，应该尽力做好上料时对毛坯的形体、浇头、多肉等缺陷的检查工作，及时发现、及时筛选，保证上线毛坯件的无干涉输送，避免加工过程中因此而产生工废。
做好设备的TPM工作，减少设备引起的工废
产品在加工时，既有尺寸、粗糙度要求，还有各种形状公差、位置公差的要求，如果其中之一没有达到要求，此工件即成废品。为此，对机床在加工中可能引起的工件报废要做好如下预防措施：
1. 对孔类深度的控制，探测工位的探针要做好日常的TPM工作，减少由于失效而引起更多工件的报废，探针断掉要及时更换，探针弯曲要及时校正。
2. 检查冷却液管的位置及是否畅通。如在加工铝合金气缸盖时，切削丝锥如果没有足够的冷却液对准加工孔及丝锥，将影响丝锥切削中的冲屑、润滑及冷却，严重时会导致螺纹烂牙。铣刀盘在加工平面时，如果湿式加工条件下没有足够的冷却液，也会使加工面粗糙度数值上升，严重时导致工件因粗糙度不合格而报废。此外，刀具还会因冷却不够而导致其耐用度降低。
3. 输送线定位块的定期验证能保持位移定位过程的一致性，减少因为定位块移位而引起工件在输送中翻落造成的工件报废。
4. 操作者应留意设备的异响，减少由于设备的突发性故障而导致的工件报废。
5. 防止切屑堆积导致的工件加工位置尺寸超差。操作者要做好定期的夹具TPM工作，及时排除不利因素。
6. 做好刀库的TPM工作，预防因切屑粘在刀柄上而使加工孔径变大。
进行有效培训，提高操作工的技能，减少工件报废
1. 在实际生产中，目测方法对减少工件报废有着显著的效果。在严格按照检验规范进行检验的前提下，应加强对工件加工状况的目测：
(1) 目测加工表面的粗糙度；
(2) 目测镗、铰孔孔壁，如“8”字形孔壁，经过钻、镗前后2道工序，有时因位移导致孔径出现“8”字孔，当用塞规检具验证时它是合格的，用气动检具或电子量具测量时，如果单测量一个方向也可能发现不了加工的缺陷，这时通过目测孔壁粗糙度，可很容易发现其缺陷；
(3) 目测或检验换刀后的首件工件；
(4) 钻头加工盲孔时，目测底部的140°或118°锥面，可判断出钻头是否崩刃；
(5) 目测工件边缘的崩口；
(6) 目测螺纹烂牙等；
(7) 目测该工序的加工内容。
2. 编制加工自动线易发生或曾发生过工废件的质量提示录，帮助操作者注意该工序的主要报废点。
下面是V6缸体生产线OP50工序曾经或已发生的工废提示：
(1) 液压挺柱孔钻头的刀具耐用度设定不合理会导致刀具切削刃严重崩刃，造成液压挺柱孔在加工时出现孔壁挤压开裂，工件一直流到最终检验工序；
(2) 2工位阶梯钻钻尖崩刃会造成螺纹底孔偏大，工件多次批量报废；
(3) 液压挺柱孔钻头崩刃易造成钻心偏离，导致内孔壁铰刀未全部铰出，造成批量工件报废；
(4) 5工位丝锥切削刃崩刃易造成缸盖结合面螺纹孔螺纹中径大而使工件报废；
(5) 30号孔钻头崩刃会造成57件工件孔径超差；
(6) 千分表在Master上标定时与调刀时千分表指针转的圈数看错将造成工件加工首件报废。nextpage
3. 编制工作中的小常识、小经验，如“刀具寿命如何设定”、“调刀前后注意的几个方面”、“丝锥的正确使用”、“调整机床加工尺寸时应注意的几个方面”等，作为培训内容使操作者增加实际工作经验。
下面是我们在“调整机床加工尺寸时应考虑的几个方面”培训中的一些主要内容：
1.调整依据
(1)检具手检结果
(2)CMM测量结果
(3)加工工艺尺寸
(4)CPK值
2.调整时应考虑的几个方面
(1)机床状态
a.热机（考虑动力头主轴的伸长量）
b.冷机
(2)刀具状态
a.未磨损刀具
b.已接近磨损刀具
3.相关联的工位尺寸
(1) V6缸体OP110 3R前后端面尺寸的调整应依据OP100 7L工位止推面位置尺寸来调整；
(2) V6缸体OP40 2L机滤面的尺寸调整应考虑相关工位尺寸、OP4017R 106号孔倒角深度及OP60 6R 107号孔深度尺寸。
4.提出申请请程序员及工程师调整
5.试切工件对首件工件进行手检或CMM测量。
6.检验合格后，做好记录并开机生产，并注意调整后的10～20件工件的尺寸。
合理利用废品，减少工件报废数
有些工位的刀具调整尺寸与实际加工尺寸有较大的差异，因此，如利用前道工序的料废或工废件作为调刀件，可以减少工废数。如铰刀调换时，易出现工废；有些修磨刀具因修磨技能不到位等也会导致孔径超差。
控制加工尺寸，留有重新加工的余量
1. 丝锥在加工盲孔螺纹时，尽可能取下极限深度尺寸，使孔内留有容屑空间，以使丝锥不致于因切屑堵死而折断。
2. 铣刀加工平面时选择上公差尺寸，留有易于重新加工的余量。有时由于刀具的崩刃，导致尺寸未加工到位，可进行重新返修。如气门座圈的密封面加工时刀片有爆口，如果留有加工余量，可重新返修，从而使工件重新成为合格产品。
在线检具的尺寸设定
从要求的工艺尺寸改为比要求要小的公差范围，避免当在线测量工件尺寸报警时，后面的工件也跟着报废。如V6缸体生产线OP100工序20工位，是在线检测曲轴孔和凸轮轴孔直径的在线测量工位，而加工工位在18工位，一旦20工位尺寸检测报警，该线上就有3件工件报废（18、19、20工位），而设定得小一点可提前知道尺寸的趋势，当接近极限时就对刀具进行调整，从而可减少此类工废。
结束语
既要加工出高质量的产品，又要考虑低成本的制造费用，这是高水平制造技术追求的目标。因此，通过减少生产中的工件报废数降低制造成本是每个汽车发动机制造企业的工作重点。如何更有效地把工废件控制在最低限度，从而达到降本增效的目的，有待多方摸索后共同献计献策，智慧共享。
