尺寸鏈換算引起的超差分析

陳家軍

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州545027）

0 引言

柳州某汽車廠機(jī)加工車間2016年11月16日，缸蓋機(jī)加工車間機(jī)粗加工零件缸蓋螺栓安裝孔工位，零件正常頻次抽檢，發(fā)現(xiàn)缸蓋螺栓安裝孔#1014及回油孔#1033位置度分別超差0.0402和0.0209（如圖1）；零件加工分A/B兩線，標(biāo)定測(cè)量設(shè)備正常，檢查機(jī)床，隔離前后零件并測(cè)量，發(fā)現(xiàn)A線零件仍有超差。

圖1 缸蓋零件加工特征圖樣

缸蓋螺栓安裝孔#1014及回油孔#1033位置度，都是三坐標(biāo)測(cè)量每班首件/換刀件/1/40首末孔，三坐標(biāo)測(cè)量報(bào)告超差情況。如圖2所示。

圖2 1/40頻次件抽檢件超差報(bào)告

1 原因分析

缸蓋螺栓安裝孔#1014及回油孔#1033加工以F1000、#2055、#2056一面兩銷為定位基準(zhǔn)[1]（如圖3），工藝先鉆后擴(kuò)，查閱零件加工圖紙，鉆孔后相對(duì)于BCD 基準(zhǔn)的測(cè)量位置度公差為|j|n0.3｜B｜C｜D｜，B 基準(zhǔn)是F1000面，C基準(zhǔn)是#1010，D基準(zhǔn)是#1019（如圖1）；#1019、#1010孔在前工位加工后位置度測(cè)量基準(zhǔn)是|j|n0.2|A|U|T|，A 基準(zhǔn)是 F2000，U 是 #2055，T 基準(zhǔn)是#2056（如圖3），#1014、#1033孔位置度精度是建立在#1019、#1010加工合格的前提之下，之間存在一個(gè)尺寸鏈的換算。

圖3 零件裝夾定位圖

2 工藝優(yōu)化

為了保證上下工位尺寸公差鏈有效，生產(chǎn)中一般多采用極值法計(jì)算，計(jì)算的出發(fā)點(diǎn)是假定尺寸鏈中各組成環(huán)同時(shí)獲得極限尺寸，即所有增環(huán)都獲得最大（小）尺寸時(shí)，所有減環(huán)都獲得最小（大）尺寸[2]。即

實(shí)際零件加工過程出現(xiàn)以上事件概率較小，在大批量生產(chǎn)加工零件時(shí)，零件尺寸符合正態(tài)分布曲線。即靠近中間的尺寸多，接近于最大或最小極限尺寸的零件所占的比例非常小，如圖4。

圖4 零件加工的正態(tài)分布曲線

例如：零件分別在三個(gè)工位加工三個(gè)特征A、B、C，特征公差值分別為，B特征的位置度相對(duì)A為基準(zhǔn)加工，C特征位置度相對(duì)于B基準(zhǔn)加工，實(shí)際測(cè)量C特征是以A基準(zhǔn)作為測(cè)量基準(zhǔn)，當(dāng)+a+c＞f時(shí)，特征A/B偏上差；當(dāng)-b-d＜-f時(shí)，特征A/B都偏下差，特征C會(huì)出現(xiàn)超差的風(fēng)險(xiǎn)，要求a+c＜e以及-b-d＞-f是保證基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換后尺寸鏈達(dá)到閉環(huán)，避免出現(xiàn)超差。見圖5

圖5 零件分別在三個(gè)工位加工三個(gè)特征A、B、C示意圖

由以上分析得出結(jié)論，零件加工過程中如存在尺寸鏈的換算，必須提高閉環(huán)的加工精度，而相繼帶來的問題便是增加了加工難度，因此零件加工工藝上應(yīng)該盡量避免測(cè)量上的尺寸換算。

通過以上分析，收嚴(yán)前工序加工#1010、#1019孔位置度公差，跟蹤驗(yàn)證缸蓋螺栓安裝孔#1014及回油孔#1033加工過程能力如下，從改善后跟蹤效果可以看出，過程能力穩(wěn)定（如圖6）。

圖6 過程能力D-DAS數(shù)據(jù)

3 結(jié)束語

通過對(duì)零件加工中基準(zhǔn)換算帶來的超差分析，當(dāng)工藝上無法規(guī)避測(cè)量基準(zhǔn)上的基準(zhǔn)換算時(shí)，在保證定位的前提下，采取提高本工位的加工精度以及提高前工位加工進(jìn)度能有效降低超差風(fēng)險(xiǎn)。

[2]周龍保.內(nèi)燃機(jī)學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：349-351.

[1]王雅紅，劉克敬.機(jī)加工過程中工藝尺寸鏈分析[J].軸承，2002（3）：12-13.