均方根法进行发动机缸盖导管阀座加工工艺制定

柯马动力总成事业部  高华

       在汽车发动机缸盖机加工过程中，由于机床、夹具以及刀具的限制，往往导致设计基准与加工基准不重合，或者本道工序加工内容的设计基准要在下一道工序才加工，这就需要在制定加工工艺及工序尺寸控制计划中进行尺寸链计算。由于在加工过程中多次基准转换，导致尺寸链的环数增加，为了满足封闭环公差要求，必须缩小其中组成环的公差，即工序控制公差要求高于图纸要求。在组成环数较多的情况下，应用均方根法计算尺寸链，有助于得到合理的工序控制公差。

       均方根法尺寸链计算
       均方根法尺寸链计算的前提条件：封闭环公差为组成环公差的线性累计；所有公差都满足正态分布且平均值与设计值重合；输入公差和输出公差具有同样数量的标准偏差值（6σ）；所有公差相互独立；每一个输入公差对输出公差的影响系数相同（K=1）。
       均方根法公式：

     

 
       T0=封闭环公差；Ti=组成环公差。

1.案例
       对发动机缸盖挺柱孔及导管阀座进行加工，加工工艺路线如下表1所示：
       表1  发动机缸盖挺柱孔及导管阀座加工工艺路线

2.工艺尺寸链分析
       由于Φ28.60+0.25孔在OP20精加工完成，其同轴度要求Φ0.2的基准PE在后续工序OP70才加工，故在OP20中应将此公差要求转换为相对于本序夹具基准FF100-P3-P4的位置度公差。
       Φ280+0.017孔（PE）与Φ50+0.015孔（PG）在同工序OP70中加工，同设计基准。
       Φ50+0.015孔（PG）在OP70中以F100-P3-P4基准加工，同设计基准。
       本案例需要确定Φ28.60+0.25孔加工的位置度公差。
       根据工艺路线其公差传递线路如图所示：

 
图  公差传递线路示意

       此案例为已知封闭尺寸链公差，求工艺尺寸链公差的反计算问题。
       分析：此例中封闭环公差为T0，即Φ28.60+0.25孔与轴线PE的同轴度要求。
       尺寸计算：
       D0=D3+D4―D1―D2
       D0=0 mm
       D2=0 mm
       D1=50.5 mm

    

 
       现我们求T4公差：
       根据均方根法公式：
 

     （无解）。             
       显然，为了得到经济的加工公差 ，我们需要缩小其中 T1 和 T2 的值。
       由于Φ280+0.017孔和Φ50+0.015孔在同道工序加工，根据经验，可保证的同轴度公差为Φ0.1，即T2=0.1 mm。
       现在我们应用EXCEL表格确定合适的T1，T4公差。
       在T4对应单元格内输入公式=(0.2^2-V1^2-W1^2-X1^2)^(1/2)。
       在T1对应单元格内输入从0.01开始差值为0.005的等差数列。
       在T2,T3对应单元格内分别输入固定值0.1和0.08。
       拷贝整行，得到表公差值列表。在表中选取各项公差都达到最大值的一行，所以T1=0.12 mm,T4=0.1 mm。
       最终的计算结果及工艺控制公差如表2所示：
       表2  计算结果及工艺控制公差要求

       结语
       在现代大规模生产中，工艺方案的制订直接影响到产品的生产成本和质量。均方根法的应用对于降低生产成本，保证产品质量有着极其重要的现实意义，在各大汽车制造厂中有着广泛的应用。

        公差计算：
        根据图纸T0=0.2 mm，T1=0.35 mm，T2=0.2 mm，