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发动机缸盖试切件的加工精度能力值分析

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  摘 要:文章介绍了在发动机调试过程中,在分析研究加工精度,分析加工能力值时在matlab中具体计算CAM,CAP,CPK的步骤,得出验收结果。介绍了过程能力指数的标准,特点,加工水平。
  关键词:缸盖;精度能力值;matlab;过程能力指数
  引言
  发动机缸盖在现场调试过程中,会随时根据现场测定的加工精度好坏来调整调试程序或者夹紧位置,实际操作中,记录公差大小,计算出相应CAM大小,再确定CAP,CPK,得出结论,验证是否满足验收的能力值要求。
  1 能力值计算步骤
  实际工作中,一般的检测工序为调试人员人工上下料,试切工件,把切完的工件拿到三坐标测量室中测量,记录相关精度参数,计算出CAM,CAP,CPK,这三项是检验验收是否通过的关键参数。在此用matlab能更快速精准得出直方图分析正态分布。
  具体步骤如下:
  (1)数据录入
  首先将各行数据按行向量输入,构成矩阵,然后输入以下公差矩阵数据后:
  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)参数估计
  在matlab输入指令得到均值和方差,置信区间,则可立即估计出该公差的均值为47.5/1000,方差为13.5003/1000;均值的0.95 置信区间为[42.9322/1000,52.0678/1000],方差的0.95 置信区间为[10.9498/1000,17.6103/1000]。
  (3)假设检验
  已知公差服从正态分布,在方差未知的情况下检验其均值m 是否等于47.5/1000。
  结果:布尔变量h=0,表示不拒绝零假设,说明提出的假设“公差均值47.5/1000”是合理的;"95%的置信区间为[42.9322/1000,52.0678/1000],它包括47.5/1000,且精度很高;#sig 的值为1,远超过0.5,不能拒绝零假设。
  2 过程能力指数分析
  过程能力指数测量了制造说明书和实际工艺表现的关系,广泛被用在制造工业领域,提供了数值测量工艺是否有能力在现有工厂说明文件上再生产改项目[1]。
  Cpk=Cp(1-|Ca|)
  Ca (Capability of Accuracy):制程准确度
  Cp (Capability of Precision) :制程精密度
  标准差用函数公式STDEV.P在excel直接能算出,Ca为在衡量“实际平均值”与“规格中心值”之间的一致性:(1)对于单边规格,不存在规格中心,那么推出不存在Ca,(2)对双边规格,求公式ca为(平均值-中心线)/二分之一的公差。
  另一个重要参数cp,公式为公差除以六倍的标准差。反映的是加工分布疏密度,加工距离越密,cp越好。指数cp是定义一个可允许过程输出范围和重要过程自然过程传播的比值[2]。
  Cpk的公式为ca乘以(1-cp),反映的是ca和cp的联合指数。
  A+ ≥1.67无缺点考虑降低成本
  A 1.33≤Cpk<1.67状态良好维持现状
  B 1.0≤Cpk<1.33改进为A级
  C 0.67≤Cpk<1.0制程不良较多,必须提升其能力
  D Cpk<0.67制程能力较差,考虑整改设计制程
  图1的三种情况,Ca好,cp差;cp好,ca差;cpk好
  认识到过程能力指数的重要性能需要整合到最优化的PCI设计。提高的方法足够灵活到减低成本和增加设计的稳定性[3]。
  3 结束语
  在国内的实际项目里,1.67是客户要求的最高标准,一些精度要求不高的项目客户会要求1.33;而在国外一些客户甚至要求到了cpk为2.0,国内完成一个验收标准为cpk1.67的项目反映的是团队整体实力,设计、制造、安装、调试中间一个环节也不能轻视,否则,都不可能完成验收标准,现在的生产线里越来越多的客户都要求cpk为1.67,因此,高精度是发动机生产线的制造趋势。
  参考文献
  [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.

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