變速器裝配設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)驗(yàn)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(dòng)化方向發(fā)展，NVH和可靠性的要求也越來越高，從而對(duì)裝配質(zhì)量有了更高的要求。本文重點(diǎn)對(duì)變速器裝配過程的電壓機(jī)，擰緊機(jī)等設(shè)備從靜態(tài)精度，動(dòng)態(tài)重復(fù)精度，功能重復(fù)精度等角度收集數(shù)據(jù)，利用六西格瑪工具-minitab，對(duì)設(shè)備的精度水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，從數(shù)據(jù)化角度對(duì)設(shè)備的能力提出更高的要求。

關(guān)鍵詞：裝配質(zhì)量;靜態(tài)精度;重復(fù)精度;六西格瑪

目前，主流變速器制造商都采用了電機(jī)控制系統(tǒng)，利用高速采集卡，根據(jù)實(shí)際配合情況及時(shí)做出合理裝配過程判斷。

但是，在設(shè)備驗(yàn)收管理過程中，需要對(duì)設(shè)備的初始精度進(jìn)行判斷。裝配設(shè)備不同于機(jī)加設(shè)備，可以直接用CPK，PPK等來確認(rèn)加工能力。以下從靜態(tài)精度，動(dòng)態(tài)重復(fù)精度角度展開評(píng)價(jià)。針對(duì)動(dòng)態(tài)重復(fù)精度引入了裝配設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)cgk指標(biāo)，運(yùn)用六西格瑪工具minitab展開了應(yīng)用，有效解決裝配設(shè)備精度驗(yàn)收問題。

1 壓裝設(shè)備靜態(tài)精度

1.1 設(shè)備精度規(guī)范

（1）壓頭與定位基準(zhǔn)的位置公差≤φ0.03mm，在行程范圍內(nèi)與定位基準(zhǔn)面的垂直公差≤φ0.02mm，定位基準(zhǔn)面的平面公差≤0.02mm。（2）采用精機(jī)加面定位，同時(shí)保證定位精度，壓頭設(shè)置有活動(dòng)頂尖提高壓裝同軸度，實(shí)現(xiàn)精密裝配，避免出現(xiàn)由于定位精度低產(chǎn)生的壓裝時(shí)油封切邊等損害工件的現(xiàn)象。（3）壓力精度0.3%，壓機(jī)最大壓力50KN（按工藝要求來設(shè)計(jì)最大壓力）。（4）行程精度0.001mm，重復(fù)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(shè)備預(yù)驗(yàn)收過程進(jìn)行重點(diǎn)確認(rèn)。

1.2 位置度精度的確認(rèn)

（1）位置度工裝設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)出來的工裝配合尺寸進(jìn)行加減，位置度 d=（d1-d2）+d3+（d4-d5） <設(shè)計(jì)技術(shù)要求，否則壓機(jī)會(huì)顯示切邊后的壓力。因此，必須控制好每個(gè)維度的公差分配。（2）位置度測(cè)量。在偏載或切邊的情況下，壓機(jī)會(huì)有壓力顯示，如果在公差范圍內(nèi)，就不會(huì)出現(xiàn)壓力值。

2 裝配設(shè)備的重復(fù)精度

2.1 設(shè)備重復(fù)精度

測(cè)量系統(tǒng)預(yù)驗(yàn)收階段，在設(shè)備供應(yīng)商處進(jìn)行評(píng)價(jià)，采用的指標(biāo)是，量具能力指數(shù)。

（1）在具有測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)計(jì)和預(yù)驗(yàn)收階段，我們不知道制造設(shè)備波動(dòng)的實(shí)際情況，也就是無法獲得設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)的變差。無法進(jìn)行通常的“重復(fù)性和再現(xiàn)性分析”。（2）在檢測(cè)設(shè)備的預(yù)驗(yàn)收階段，只用標(biāo)準(zhǔn)件或測(cè)試件進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析，考慮測(cè)量系統(tǒng)本身的誤差（重復(fù)性和偏倚）占設(shè)計(jì)公差的比例是否足夠小。如果該方法分析合格，則檢測(cè)設(shè)備的“預(yù)驗(yàn)收”通過。

2.2 測(cè)量系統(tǒng)能力指數(shù)的計(jì)算步驟

（1）選擇測(cè)試件或采購標(biāo)準(zhǔn)件，作為量具能力指數(shù)分析的樣件。（2）在更高一級(jí)的檢測(cè)設(shè)備上，對(duì)測(cè)試件進(jìn)行重復(fù)的測(cè)量，取多次測(cè)量的平均值作為“參考值”（也稱為“相對(duì)真值”），或者可以直接采用第三方鑒定機(jī)構(gòu)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件給出的“檢定值”。（3）固定人員，在檢測(cè)設(shè)備上對(duì)同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件/測(cè)試件重復(fù)測(cè)量50次。（4）計(jì)算，要求：。

注意：只要條件許可，應(yīng)該選擇公差上限和公差下限的各一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件/測(cè)試件，分別進(jìn)行的評(píng)價(jià)，如果有條件，還應(yīng)該增加中間公差值的標(biāo)準(zhǔn)件/測(cè)試件。

對(duì)于量具能力指數(shù)，它的計(jì)算公式如下所示：

其中，為50次測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值，為50次測(cè)量數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差。公差帶寬，為上公差，為下公差。，一般取0.1～0.2，Minitab默認(rèn)取0.2。一般取4～6，Minitab默認(rèn)取6。

注意：對(duì)于，系數(shù)和取的不同，結(jié)果就完全不同，因此計(jì)算前需要和客戶取得溝通或依據(jù)內(nèi)部的程序文件要求執(zhí)行。

2.3 壓機(jī)行程重復(fù)精度能力案例

（1）行程公差要求191，公差帶寬。

（2）在測(cè)量系統(tǒng)預(yù)驗(yàn)收時(shí)，沒有任何的試驗(yàn)件，因此從更高一級(jí)的檢定機(jī)構(gòu)訂購了檢定值為190.95mm和191.05mm的兩個(gè)極限區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)樣件。

（3）內(nèi)部程序文件規(guī)定，取0.2，取6。

（4）按工藝速度自動(dòng)壓裝壓頭190.95mm到標(biāo)準(zhǔn)樣件重復(fù)測(cè)量50次，50次重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)的均值X=13.1，50次測(cè)量數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差δ=0.1。

（5）計(jì)算，如下：

結(jié)論：公差上極限區(qū)域，量具能力指數(shù)驗(yàn)收通過。

（6）采按工藝速度自動(dòng)壓裝壓頭191.05mm到標(biāo)準(zhǔn)樣件測(cè)量50次，50次測(cè)量數(shù)據(jù)的均值X=7.25，50次測(cè)量數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差δ=0.09。

結(jié)論：公差下極限區(qū)域，量具能力指數(shù)驗(yàn)收通過。

（7）測(cè)量過程評(píng)價(jià)結(jié)論：公差極限區(qū)域的都大于1.33，說明測(cè)量系統(tǒng)工作過程是穩(wěn)定的。

（8）三個(gè)水平的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)---重復(fù)再現(xiàn)性。重復(fù)再現(xiàn)性Gage R&R為27.71<30%，可讓步接受，需要設(shè)備供應(yīng)商對(duì)位移傳感器及工裝進(jìn)行改進(jìn)。（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(shù)的處理

（1）壓機(jī)壓力能力。壓機(jī)通常有一個(gè)額定壓力，但結(jié)合產(chǎn)品時(shí)按產(chǎn)品工作范圍來確定標(biāo)準(zhǔn)區(qū)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(jī)扭矩能力。與壓機(jī)壓力測(cè)試一樣，只不過一般有高精度的扭矩標(biāo)定儀作參考，計(jì)算過程相同。

3 結(jié)語

靜態(tài)精度和重復(fù)精度從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)角度對(duì)設(shè)備基本能力有了判斷，在批量之前可以有效檢驗(yàn)設(shè)備存在的設(shè)計(jì)質(zhì)量問題。這些驗(yàn)收數(shù)據(jù)，可以批量過程再次測(cè)量檢查，對(duì)比相關(guān)數(shù)據(jù)變化，迅速找到問題發(fā)生的根本原因。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬逢時(shí)，周暐，劉傳冰.六西格瑪管理統(tǒng)計(jì)指南[M].中國人民大學(xué)出版社（第二版），2013（02）：11-442.

[2]祝軍華.精益六西格瑪?shù)挠行?shí)施[J].電子質(zhì)量，2012（05）： 45-46.