發動機缸蓋試切件的加工精度能力值分析

摘 要：文章介紹了在發動機調試過程中，在分析研究加工精度，分析加工能力值時在matlab中具體計算CAM，CAP，CPK的步驟，得出驗收結果。介紹了過程能力指數的標準，特點，加工水平。

關鍵詞：缸蓋；精度能力值；matlab；過程能力指數

引言

發動機缸蓋在現場調試過程中，會隨時根據現場測定的加工精度好壞來調整調試程序或者夾緊位置，實際操作中，記錄公差大小，計算出相應CAM大小，再確定CAP，CPK，得出結論，驗證是否滿足驗收的能力值要求。

1 能力值計算步驟

實際工作中，一般的檢測工序為調試人員人工上下料，試切工件，把切完的工件拿到三坐標測量室中測量，記錄相關精度參數，計算出CAM，CAP，CPK，這三項是檢驗驗收是否通過的關鍵參數。在此用matlab能更快速精準得出直方圖分析正態分布。

具體步驟如下：

（1）數據錄入

首先將各行數據按行向量輸入，構成矩陣，然后輸入以下公差矩陣數據后：

x1=[42 34 45 40 43 26 ]；

x2=[46 48 42 56 48 42 ]；

x3=[39 50 66 49 48 46 ]；

x4=[46 42 55 55 49 41]；

x5=[41 44 39 45 48 55]；

x6=[19 53 105 43 70 50]；

x=[x1 x2 x3 x4 x5 x6]；

（2）參數估計

在matlab輸入指令得到均值和方差，置信區間，則可立即估計出該公差的均值為47.5/1000，方差為13.5003/1000；均值的0.95 置信區間為[42.9322/1000，52.0678/1000]，方差的0.95 置信區間為[10.9498/1000，17.6103/1000]。

（3）假設檢驗

已知公差服從正態分布，在方差未知的情況下檢驗其均值m 是否等于47.5/1000。

結果：布爾變量h=0，表示不拒絕零假設，說明提出的假設“公差均值47.5/1000”是合理的；\"95%的置信區間為[42.9322/1000，52.0678/1000]，它包括47.5/1000，且精度很高；#sig 的值為1，遠超過0.5，不能拒絕零假設。

2 過程能力指數分析

過程能力指數測量了制造說明書和實際工藝表現的關系，廣泛被用在制造工業領域，提供了數值測量工藝是否有能力在現有工廠說明文件上再生產改項目[1]。

Cpk=Cp（1-|Ca|）

Ca （Capability of Accuracy）：制程準確度

Cp （Capability of Precision） ：制程精密度

標準差用函數公式STDEV.P在excel直接能算出，Ca為在衡量“實際平均值”與“規格中心值”之間的一致性：（1）對于單邊規格，不存在規格中心，那么推出不存在Ca，（2）對雙邊規格，求公式ca為（平均值-中心線）/二分之一的公差。

另一個重要參數cp，公式為公差除以六倍的標準差。反映的是加工分布疏密度，加工距離越密，cp越好。指數cp是定義一個可允許過程輸出范圍和重要過程自然過程傳播的比值[2]。

Cpk的公式為ca乘以（1-cp），反映的是ca和cp的聯合指數。

A+ ≥1.67無缺點考慮降低成本

A 1.33≤Cpk<1.67狀態良好維持現狀

B 1.0≤Cpk<1.33改進為A級

C 0.67≤Cpk<1.0制程不良較多，必須提升其能力

D Cpk<0.67制程能力較差，考慮整改設計制程

圖1的三種情況，Ca好，cp差；cp好，ca差；cpk好

認識到過程能力指數的重要性能需要整合到最優化的PCI設計。提高的方法足夠靈活到減低成本和增加設計的穩定性[3]。

3 結束語

在國內的實際項目里，1.67是客戶要求的最高標準，一些精度要求不高的項目客戶會要求1.33；而在國外一些客戶甚至要求到了cpk為2.0，國內完成一個驗收標準為cpk1.67的項目反映的是團隊整體實力，設計、制造、安裝、調試中間一個環節也不能輕視，否則，都不可能完成驗收標準，現在的生產線里越來越多的客戶都要求cpk為1.67，因此，高精度是發動機生產線的制造趨勢。

參考文獻

[1]W. L. Pearn，YA Ching Cheng.Estimating process yield based on Spk for multiple samples [J].International Journal of Production Research，2010（10）： 49-64.

[2]S. Balamurali，M. Usha.Optimal designing of variables quick switching system based on the process capability index Cpk [J].Journal of Industrial and Production Engineering，2014（2）：85-94.

[3]Zhen He，Bingguang Li.Improvement of economic integration of design with process capability index [J].Total Quality Management Business Excellence，2009（11）： 1255-1262.