1、平顶钻孔工具的研制平顶钻孔工具的研制 一、工程概况一、工程概况 金华公路科技综合大楼位于金华市丹溪路以南，东阳街以东1#地块，本工程地下一层，地上十五层，框架剪力墙结构，总建筑面积为16220.9，建筑高度63.8m。设计吊顶面积：7455，吊杆间距1.0m，层高：一层5.4m、二层4.5m、标准层3.5 m。三、选择课题三、选择课题选题理由：理由一：本工程设计吊顶面积：7455，平顶吊杆钻孔数量约：20000个，工作量较大。理由二：本工程层高不同：一层5.4m、二层4.5m、标准层3.5m,若不借用登高工具或搭设操作平台，平顶吊杆钻孔作业施工难度较大，而目前采用搭设架子上人操作较为普遍，工作
2、效率不高，安全方面也存在着一定的隐患。本QC小组希望通过自己的努力，研发一种在不需要借用登高工具或搭设操作平台的前提下，工人就能在地面上轻松完成平顶吊杆钻孔作业的工具。能有效提高工作效率，降低安全隐患。经集体讨论最终将“平顶钻孔工具的研制”作为本次活动的课题。四、设定目标四、设定目标1、定量目标：使工作效率提高一倍以上，作业成本降低30%。2、定性目标：研发的平顶钻孔工具拆装方便、操作简单、便于携带。五、提出各种方案并确定最佳方案五、提出各种方案并确定最佳方案（一）提出方案：小组成员于2009年04月15日召开小组会议，通过“头脑风暴法”集思广益，提出了制作平顶钻孔工具的三种方案并绘制了草图：
3、方案一、固定式钻孔工具：说明：直接将电钻固定在立杆上 此方案制作简单，但存在一些不利之处：操作费力；工具高度调节范围很小；作业时操作人员受粉尘影响，不能观察开孔动向；操作时机身不稳定。方案二、顶杆式钻孔工具：说明：利用可动铰支及杠杆原理达到 顶杆作用。此方案与方案一相比：操作省力，可利用更换上部立杆满足不同层高要求。作业时操作人员受粉尘影响较小，可观察开孔动向。但也存在以下不利之处：制作成本略有提高；更换上部立杆繁琐、费时费力。方案三、可调顶杆式钻孔工具：说明：立杆高度可调节，利用可动铰支及 杠杆原理达到顶杆作用。此方案与方案一、方案二相比：立杆可伸缩，调节立杆高度比较省时。无需配备不同长度的
4、上部立杆进行更换，以满足不同层高的要求。（二）方案比较分析、确定最佳方案：针对以上三个方案，根据工程实际情况，QC小组成员从选材、制作成本、使用方面等进行分析，具体见对比分析表：各方案对比分析表各方案对比分析表序号序号方方 案案选选 材材制作成本（元）制作成本（元）使用方面使用方面结结 论论1 1固固定定式式钻钻孔孔工工具具30mm30mm50m50mm m杉木档。杉木档。杉木档：杉木档：2.82.8元元/m/m、共、共4m4m，螺丝、螺帽、固定件：螺丝、螺帽、固定件：1515元。加工费元。加工费+材料费材料费=50+2.8=50+2.84+15=76.24+15=76.2元元杉木档刚度不足、
5、易杉木档刚度不足、易变形、操作时容易晃变形、操作时容易晃动，受到层高的制约，动，受到层高的制约，操作较费力。操作较费力。不不采采用用20mm20mm20mm20mm1.5mm1.5mm方形空方形空心型钢。心型钢。方形空心型钢方形空心型钢:5.2:5.2元元/m/m、共共4m4m，螺丝、螺帽、固，螺丝、螺帽、固定件：定件：1515元。加工费元。加工费+材材料费料费=50+5.2=50+5.24+15=85.84+15=85.8元元刚度满足要求，使用刚度满足要求，使用时受到层高的制约，时受到层高的制约，在潮湿环境中易生锈。在潮湿环境中易生锈。操作较费力。操作较费力。不不采采用用25mm25mm25
6、mm25mm1.0mm1.0mm不锈钢不锈钢空心方管。空心方管。不锈钢：不锈钢：9.29.2元元/m/m、共、共4m4m，螺丝、螺帽、固定件：螺丝、螺帽、固定件：1515元。加工费元。加工费+材料费材料费=50+9.2=50+9.24+15=101.84+15=101.8元元刚度满足要求，使用刚度满足要求，使用时受到层高的制约，时受到层高的制约，不易生锈。操作较费不易生锈。操作较费力。力。不不采采用用 2 2顶顶杆杆式式钻钻孔孔工工具具30mm30mm50mm50mm杉木档。杉木档。杉木档：2.8元/m、共7m，螺丝、螺帽、固定件：15元。加工费+材料费=100+2.87+15=134.6元杉
7、木档刚度不足、易变形、操作时容易晃动，操作省力，立杆不可以调节，使用时受到层高的制约。不采用20mm20mm20mm20mm1.5mm1.5mm方形方形空心型钢。空心型钢。方形空心型钢:5.2元/m、共7m，螺丝、螺帽、固定件：15元。加工费+材料费=100+5.27+15=151.4元刚度满足要求，在潮湿环境中易生锈。操作省力，立杆不可以调节，使用时受到层高的制约。不采用25mm25mm25mm25mm1.0mm1.0mm不锈不锈钢空心方管。钢空心方管。不锈钢：9.2元/m、共7m，螺丝、螺帽、固定件：15元。加工费+材料费=100+9.27+15=179.4元刚度满足要求，不易生锈，操作省
8、力。立杆不可以调节，使用时受到层高的制约。不采用 3 3可可调调顶顶杆杆式式钻钻孔孔工工具具30mm30mm50mm50mm杉木档。杉木档。杉木档：杉木档：2.82.8元元/m/m、共、共9m9m，螺丝、螺帽、固定，螺丝、螺帽、固定件：件：1515元。加工费元。加工费+材材料费料费=100+2.8=100+2.89+15=140.29+15=140.2元元杉木档刚度不足、杉木档刚度不足、易变形、操作时易变形、操作时容易晃动，操作容易晃动，操作省力，立杆调节省力，立杆调节高度太小。高度太小。不不采采用用20mm20mm20mm20mm1.5mm1.5mm方形方形空心型钢。空心型钢。方形空心型钢方
9、形空心型钢:5.2:5.2元元/m/m、共共9m9m。螺丝、螺帽、固。螺丝、螺帽、固定件：定件：1515元。加工费元。加工费+材料费材料费=100+5.2=100+5.29+15=161.89+15=161.8元元刚度满足要求，刚度满足要求，在潮湿环境中易在潮湿环境中易生锈。操作省力，生锈。操作省力，立杆可调节，可立杆可调节，可根据层高自由调根据层高自由调节立杆高度。工节立杆高度。工具略重。具略重。不不采采用用25mm25mm25mm25mm1.0mm1.0mm不锈不锈钢空心方管。钢空心方管。不锈钢：不锈钢：9.29.2元元/m/m、共、共9m9m。螺丝、螺帽、固定。螺丝、螺帽、固定件：件：1
10、515元。加工费元。加工费+材材料费料费=100+9.2=100+9.29+15=197.89+15=197.8元元刚度满足要求，刚度满足要求，不易生锈。操作不易生锈。操作省力，立杆可调省力，立杆可调节，可根据层高节，可根据层高自由调节立杆高自由调节立杆高度。工具轻巧。度。工具轻巧。采采用用 制表：蒋开先制表：蒋开先 日期：日期：2009年年04月月18日日 从方案对比分析中我们可以确定最佳方案是：采用25mm25mm1.0mm不锈钢空心方管制作的可调顶杆式钻孔工具。六、制定对策表六、制定对策表 2009年04年29月，我们按照方案三的材质要求及有关尺寸，制作了平顶钻孔工具，并到施工现场进行实
11、际操作。在操作中我们发现：由于电钻在作业时有一定的振动力，25mm25mm1.0mm不锈钢空心方管底部直接接触地面或楼面，接触面较小、操作人员无法控制立杆底部的稳定，出现杆底会移动的现象。采用普通的螺丝与螺帽相连，要使用扳手才能拧紧，不利于拆装。电钻底部无可靠支撑时，固定电钻的固定件螺丝一旦松动，电钻就有可能会产生下滑现象。楼层层高3.5m 时由于工具上部立杆自由端过长，工具整体稳定性不理想。针对实际操作中发现的问题，我们制定了相应的对策并绘制了对策表：对策表对策表序序号号项项 目目对对 策策目目 标标措措 施施地地 点点完成完成时间时间责任人责任人1 1立杆立杆底部底部与地与地面或面或楼面楼
12、面接触接触面较面较小小增大增大立杆立杆底部底部与地与地面或面或楼面楼面的接的接触面触面使操作使操作人员容人员容易控制易控制立杆的立杆的稳定，稳定，提高立提高立杆的稳杆的稳定性。定性。在立在立杆底杆底部焊部焊一块一块不锈不锈钢钢钢钢板。板。五五金金加加工工店店2009-2009-05-0305-032009-2009-05-1105-11蒋开先蒋开先周志军周志军 2 2普通普通螺丝螺丝与螺与螺帽不帽不利于利于拆装拆装选用选用有利有利于工于工具拆具拆装的装的螺丝、螺丝、螺帽螺帽便于便于工具工具拆装，拆装，杆件杆件之间之间连接连接紧固。紧固。到市到市场上场上了解了解便于便于工具工具拆装拆装的螺的螺丝
13、、丝、螺帽螺帽品种品种及规及规格。格。建建材材市市场场或或五五金金店店2009-2009-05-0305-032009-2009-05-0505-05章洁华章洁华 3 3电钻电钻底部底部无可无可靠支靠支撑撑电钻电钻底部底部设置设置可靠可靠的支的支撑撑使电使电钻在钻在作业作业时不时不下滑。下滑。在电钻在电钻下方装下方装设一个设一个支撑架。支撑架。五五金金加加工工店店2009-2009-05-0305-032009-2009-05-1105-11蒋开先蒋开先周志军周志军 制表：蒋开先 日期：2009年05月02日 4 4上部上部立杆立杆自由自由端过端过长，长，工具工具整体整体稳定稳定性一性一般般控
14、控制制立立杆杆自自由由端端长长度度立杆立杆自由自由端长端长度，度，不影不影响工响工具使具使用的用的稳定稳定性。性。底部立杆底部立杆与上部立与上部立杆之间增杆之间增设水平连设水平连接杆，顶接杆，顶部水平连部水平连接杆与立接杆与立杆自由端杆自由端满足稳定满足稳定性要求。性要求。五五金金加加工工店店2009-2009-05-0305-032009-2009-05-1105-11蒋开先蒋开先周志军周志军 七、按对策表实施七、按对策表实施实施一：增大立杆底部与地面或实施一：增大立杆底部与地面或楼面的接触面楼面的接触面 2009 年05月05日蒋开先、周志军到五金加工店对材料进行了比选，在立杆底部试焊了几
15、块不同规格的不锈钢钢板，最后确定在立杆底部焊一块100mm100mm2.0mm的不锈钢钢板。如下图一：实施效果：操作时作业人员用一只脚踩住立杆底部的不锈钢钢板，一只手扶住立杆，立杆的稳定性得到了很大的提高，不再出现立杆底部移动的现象。图图 一一 实施二：选用有利于工具拆装的实施二：选用有利于工具拆装的 螺丝、螺帽螺丝、螺帽 2009年05月03日2009年05月04日章洁华到五金店了解便于工具拆装的螺丝、螺帽品种及规格，最终选择了5mm60mm的平机螺丝、5mm30mm的蝶形螺帽、平垫片、弹簧垫片作为工具拆装的螺丝、螺帽。如下图二、图三：实施效果：工具各杆件采用平机螺丝、蝶形螺帽、平垫片、弹簧
16、垫片等进行连接，操作方便、杆件之间连接紧固，伸缩方便。图 二 图 三 实施三：电钻底部设置可靠的支撑实施三：电钻底部设置可靠的支撑 蒋开先、周志军对施工现场常用电钻的尺寸进行了解，经讨论后决定：在电钻底部设置一个“”形底托，采用螺丝、螺帽与立杆相连，将电钻 托住，不至于产生电钻下滑的现象。根据所用电钻的尺寸，“”形底托的尺寸确定为150mm110mm。并于2009年05月09日到五金加工店进行加工。如下图四、图五：实施效果：经现场实际操作，电钻底部增设底托后，没有出现电钻下滑现象。图图 四四 图图 五五 实施四：控制上部立杆自由端长度实施四：控制上部立杆自由端长度 在操作杆上方，底部立杆与上部
17、立杆之间每隔一定距离设置水平连接杆，经过实际比对操作，以不大于500mm为宜，既保持了立杆的稳定，又不过多增加成本。顶部水平连接杆与上部立杆自由顶部水平连接杆与上部立杆自由端距离选取不同尺寸，经现场操端距离选取不同尺寸，经现场操作实验得出：控制在作实验得出：控制在1m1m以内较为以内较为理想。具体实验情况见下表：理想。具体实验情况见下表：序号自由端长度（mm）稳定情况1500没有晃动2800没有晃动31000轻微晃动，不影响对位和钻孔41200晃动，对位不容易，钻孔一般51500晃动严重，对位难，钻孔困难实施效果：现场实际操作自由端距离均控制在1m以内，工具稳定，钻孔位置准确。下图就是平顶钻孔
18、工具成品实体图及现场操作图，如图六、图七、图八：图图 六六 图图 七七 图图 八八 八、确认效果八、确认效果（一）工作效率方面：2009年06月05日作业人员先采用HG-288P激光投线仪、自制等分杆对平顶吊杆间距进行放线，再通过平顶钻孔工具进行钻孔，一个人一天内完成了3个楼层的平顶钻孔工作，钻孔数量在4000个左右，作业人员对工具的操作灵活性感到满意。激光投线仪放线 图图 一一 图图 二二 据装饰班组长介绍：按照他们以往经验，本工程标准层若采用门式活动脚手架或登高工具进行平顶钻孔作业时，两个人相互配合一天只能完成1个楼层，钻孔数量在1400个左右。在实际操作中架子若遇到障碍物就无法自由移动，
19、灵活性不高，更换楼层作业时架子必须重新拆装，增加工时。整栋大楼平顶钻孔工作至2009年06月10日平顶吊杆钻孔工作全部完成，钻孔数量共约：20000个。1、使用平顶钻孔工具的工效：（200004000）1=52、采用门式活动脚手架或搭设操作平台的工效：（200001400）2=28.573、工效比对：28.575=5.7结论：工作效率比以往提高4倍多。（二）、经济效益方面：若采用门式活动脚手架进行搭设操作平台或作为登高工具时，由于移动式操作平台台面不得超过10，项目部应租赁门式活动脚手架至少10个。据市场调查得知：长度：1700mm、宽度：1000mm、高度1700mm的门式活动脚手架一天的租
20、赁费为5.5元/个。钻孔作业时必须有两个人相互配合才能完成。根据以上内容我们进行了经济效益分析：1、租赁门式活动脚手架搭设操作平台，上人进行操作时的费用：租赁费55元/天、人工费：130元/天、工期：15天。总费用=（55+130）15=2775（元）2、使用平顶钻孔工具进行操作时的费用：工具材料、制作费：197.8元、人工费：65元/天、工期：5天。总费用=197.8+655=522.8（元）3、费用差价：2775-522.8=2252.2（元）结论：施工成本降低了81.16%。（三）技术成果方面：平顶钻孔工具拆装方便、携带方便、物美价廉、灵活性强、操作简单、省力。（四）安全方面：避免了操作
21、人员从高处坠落的意外伤亡事故。从以上四方面我们可以肯定：平顶钻孔工具的研发已达到了预期设定的目标。九、标准化九、标准化1、本QC小组成员已将平顶钻孔工具的制作图进行修改和完善，利用CAD软件绘制了工具加工标准图。2、本QC小组成员对此次活动进行了总结，并撰写了以平顶钻孔工具的研制为题的科技论文，参加公司的科技论文交流，以便在公司内部推广、应用。十、总结与今后打算十、总结与今后打算 QC小组全体成员紧紧围绕“平顶钻孔工具的研制”这一课题，积极开展QC小组活动，善于思考、敢于创新，取得了较好的成果。运用全面质量管理这一科学的方法，开拓了小组思维方式，培养和锻炼了人才，也提高了小组成员的团队精神,经
22、过我们现场实际操作证明：平顶钻孔工具可以在一个人操作下，完成层高在5.5m之内的钻孔施工。工作效率显著提高、施工成本明显降低。因此，小组在总结成果的时候就综合素质的提高也进行了分析，并绘制了评分表和雷达图。小组自我评价表项目项目自我评价自我评价活动前活动前活动后活动后QC QC 知知 识识60608080团团 队队 精精 神神65658585参与意识参与意识60608080改进能力改进能力65659090发现问题能力发现问题能力65658585解决问题能力解决问题能力70709090质量意识质量意识75759595制表：蒋开先制表：蒋开先 日期：日期：20092009年年0808月月0404日日 02 04 06 08 01 0 0质 量 意 识发 现 问 题解 决 问 题改 进 能 力参 与 意 识团 队 精 神Q C 知 识活 动 前活 动 后雷雷 达达 图图制图：制图：日期：日期：2009年年08月月04日日 当然，本成果还存在电源控制不够方便等不足之处，经本QC小组成员集中讨论，拟做进一步改进。今后我们将坚持开展QC小组活动，以小、实、活、新为方向，不断努力攻关。下一个活动课题是“优化吊顶灯具开孔设备”。
