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

柳州某汽車廠機加工車間2016年11月16日，缸蓋機加工車間機粗加工零件缸蓋螺栓安裝孔工位，零件正常頻次抽檢，發現缸蓋螺栓安裝孔#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，標定測量設備正常，檢查機床，隔離前后零件并測量，發現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，都是三坐標測量每班首件/換刀件/1/40首末孔，三坐標測量報告超差情況。如圖2所示。

圖2 1/40頻次件抽檢件超差報告

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[1]（如圖3），工藝先鉆后擴，查閱零件加工圖紙，鉆孔后相對于BCD 基準的測量位置度公差為|j|n0.3｜B｜C｜D｜，B 基準是F1000面，C基準是#1010，D基準是#1019（如圖1）；#1019、#1010孔在前工位加工后位置度測量基準是|j|n0.2|A|U|T|，A 基準是 F2000，U 是 #2055，T 基準是#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，之間存在一個尺寸鏈的換算。

圖3 零件裝夾定位圖

2 工藝優化

為了保證上下工位尺寸公差鏈有效，生產中一般多采用極值法計算，計算的出發點是假定尺寸鏈中各組成環同時獲得極限尺寸，即所有增環都獲得最大（小）尺寸時，所有減環都獲得最小（大）尺寸[2]。即

實際零件加工過程出現以上事件概率較小，在大批量生產加工零件時，零件尺寸符合正態分布曲線。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 零件加工的正態分布曲線

例如：零件分別在三個工位加工三個特征A、B、C，特征公差值分別為，B特征的位置度相對A為基準加工，C特征位置度相對于B基準加工，實際測量C特征是以A基準作為測量基準，當+a+c＞f時，特征A/B偏上差；當-b-d＜-f時，特征A/B都偏下差，特征C會出現超差的風險，要求a+c＜e以及-b-d＞-f是保證基準轉換后尺寸鏈達到閉環，避免出現超差。見圖5

圖5 零件分別在三個工位加工三個特征A、B、C示意圖

由以上分析得出結論，零件加工過程中如存在尺寸鏈的換算，必須提高閉環的加工精度，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該盡量避免測量上的尺寸換算。

通過以上分析，收嚴前工序加工#1010、#1019孔位置度公差，跟蹤驗證缸蓋螺栓安裝孔#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，過程能力穩定（如圖6）。

圖6 過程能力D-DAS數據

3 結束語

通過對零件加工中基準換算帶來的超差分析，當工藝上無法規避測量基準上的基準換算時，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度能有效降低超差風險。

[2]周龍保.內燃機學[M].北京：機械工業出版社，2005：349-351.

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