變速器裝配設備測量系統驗收方案討論

劉唯伊 陳啟云 郭茜 周玨

摘 要：隨著變速器朝著電動化方向發展，NVH和可靠性的要求也越來越高，從而對裝配質量有了更高的要求。本文重點對變速器裝配過程的電壓機，擰緊機等設備從靜態精度，動態重復精度，功能重復精度等角度收集數據，利用六西格瑪工具-minitab，對設備的精度水平進行評價，從數據化角度對設備的能力提出更高的要求。

關鍵詞：裝配質量;靜態精度;重復精度;六西格瑪

目前，主流變速器制造商都采用了電機控制系統，利用高速采集卡，根據實際配合情況及時做出合理裝配過程判斷。

但是，在設備驗收管理過程中，需要對設備的初始精度進行判斷。裝配設備不同于機加設備，可以直接用CPK，PPK等來確認加工能力。以下從靜態精度，動態重復精度角度展開評價。針對動態重復精度引入了裝配設備測量系統cgk指標，運用六西格瑪工具minitab展開了應用，有效解決裝配設備精度驗收問題。

1 壓裝設備靜態精度

1.1 設備精度規范

（1）壓頭與定位基準的位置公差≤φ0.03mm，在行程范圍內與定位基準面的垂直公差≤φ0.02mm，定位基準面的平面公差≤0.02mm。（2）采用精機加面定位，同時保證定位精度，壓頭設置有活動頂尖提高壓裝同軸度，實現精密裝配，避免出現由于定位精度低產生的壓裝時油封切邊等損害工件的現象。（3）壓力精度0.3%，壓機最大壓力50KN（按工藝要求來設計最大壓力）。（4）行程精度0.001mm，重復精度0.01mm。

其中，位置度公差0.03mm綜合反映了垂直度和平面度，需要在設備預驗收過程進行重點確認。

1.2 位置度精度的確認

（1）位置度工裝設計。設計出來的工裝配合尺寸進行加減，位置度 d=（d1-d2）+d3+（d4-d5） <設計技術要求，否則壓機會顯示切邊后的壓力。因此，必須控制好每個維度的公差分配。（2）位置度測量。在偏載或切邊的情況下，壓機會有壓力顯示，如果在公差范圍內，就不會出現壓力值。

2 裝配設備的重復精度

2.1 設備重復精度

測量系統預驗收階段，在設備供應商處進行評價，采用的指標是，量具能力指數。

（1）在具有測量系統的設備設計和預驗收階段，我們不知道制造設備波動的實際情況，也就是無法獲得設備測量系統的變差。無法進行通常的“重復性和再現性分析”。（2）在檢測設備的預驗收階段，只用標準件或測試件進行測量系統分析，考慮測量系統本身的誤差（重復性和偏倚）占設計公差的比例是否足夠小。如果該方法分析合格，則檢測設備的“預驗收”通過。

2.2 測量系統能力指數的計算步驟

（1）選擇測試件或采購標準件，作為量具能力指數分析的樣件。（2）在更高一級的檢測設備上，對測試件進行重復的測量，取多次測量的平均值作為“參考值”（也稱為“相對真值”），或者可以直接采用第三方鑒定機構對標準件給出的“檢定值”。（3）固定人員，在檢測設備上對同一個標準件/測試件重復測量50次。（4）計算，要求：。

注意：只要條件許可，應該選擇公差上限和公差下限的各一個標準件/測試件，分別進行的評價，如果有條件，還應該增加中間公差值的標準件/測試件。

對于量具能力指數，它的計算公式如下所示：

其中，為50次測量數據的平均值，為50次測量數據的標準差。公差帶寬，為上公差，為下公差。，一般取0.1～0.2，Minitab默認取0.2。一般取4～6，Minitab默認取6。

注意：對于，系數和取的不同，結果就完全不同，因此計算前需要和客戶取得溝通或依據內部的程序文件要求執行。

2.3 壓機行程重復精度能力案例

（1）行程公差要求191，公差帶寬。

（2）在測量系統預驗收時，沒有任何的試驗件，因此從更高一級的檢定機構訂購了檢定值為190.95mm和191.05mm的兩個極限區域的標準樣件。

（3）內部程序文件規定，取0.2，取6。

（4）按工藝速度自動壓裝壓頭190.95mm到標準樣件重復測量50次，50次重復測量數據的均值X=13.1，50次測量數據的標準差δ=0.1。

（5）計算，如下：

結論：公差上極限區域，量具能力指數驗收通過。

（6）采按工藝速度自動壓裝壓頭191.05mm到標準樣件測量50次，50次測量數據的均值X=7.25，50次測量數據的標準差δ=0.09。

結論：公差下極限區域，量具能力指數驗收通過。

（7）測量過程評價結論：公差極限區域的都大于1.33，說明測量系統工作過程是穩定的。

（8）三個水平的穩定性評價---重復再現性。重復再現性Gage R&R為27.71<30%，可讓步接受，需要設備供應商對位移傳感器及工裝進行改進。（一般要求小于10%，介于10%-30%都是讓步接受，需要整改）

2.4 其余特性參數的處理

（1）壓機壓力能力。壓機通常有一個額定壓力，但結合產品時按產品工作范圍來確定標準區間。通常軸承壓裝力3KN～15KN，范圍跨度很大，需要特殊處理。（2）擰緊機扭矩能力。與壓機壓力測試一樣，只不過一般有高精度的扭矩標定儀作參考，計算過程相同。

3 結語

靜態精度和重復精度從靜態和動態角度對設備基本能力有了判斷，在批量之前可以有效檢驗設備存在的設計質量問題。這些驗收數據，可以批量過程再次測量檢查，對比相關數據變化，迅速找到問題發生的根本原因。

參考文獻：

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[2]祝軍華.精益六西格瑪的有效實施[J].電子質量，2012（05）： 45-46.