关于方向盘固定螺母电枪拧紧方式的过程能力的研究

何奇

摘 要：近期本公司引入了阿特拉斯电枪对方向盘的固定螺母进行紧固，以替代扭力扳手。本文运用统计过程控制（SPC）工具，绘制Xbar～控制图，通过计算该拧紧过程的过程能力指数Cpk，对电枪拧紧的过程能力进行分析。

关键词：统计过程控制（SPC）;Xbar～控制图;过程能力指数Cpk

1 引言

方向盘螺母拧紧的过程，就是施加动态扭矩的过程。施加的扭矩是否合格、准确，关系到方向盘是否安装牢固，进而影响到车辆乘员的驾驶安全，因此该螺母的动态扭矩是一个关键特性，必须对方向盘螺母紧固这一过程加强控制。

某一车型方向盘固定螺母动态扭矩为29NM～39NM，规格中心M=34NM。该车型投产以来，一直采用扭力扳手拧紧（图1）;近期，公司引入了阿特拉斯电枪（图2）取代扳手。两种拧紧方式差异很大，孰优孰劣一目了然，但是其过程能力需要具体分析。由于该产品已经正常投产且批量较大，生产工序较稳定，所以我们选用Xbar～图进行分析[1]。

2 使用阿特拉斯电枪拧紧的过程能力分析

2.1 动态扭矩数据采集

取子组容量5，子组数量25组，在阿特拉斯电枪上安装扭矩传感器，采集动态扭矩数据。由同一个人，每隔1～2h，连续采集5个数据，一共25组。数据如表1所示。

2.2 先计算极差的控制限，并绘制极差控制图，如图3所示。

3 总结

采用阿特拉斯电枪拧紧，施加的扭矩值由程序设定，施加的扭矩可精确监控，当扭矩不合格时设备自动报警，过程能力很高。同时，从过程FMEA的角度上讲，此种方式也提升了对失效模式（扭矩不合格或者无扭矩）的探测能力。

文中内容2计算的Cpk已达到5.82，远高于1.67的A+的界限。其实，并不是过程能力指数Cpk越高越好。Cpk过高，表明用于控制该过程的成本较高。另外，在采用电枪拧紧之后，扭矩施加稳定，数据集中，此时动态扭矩的规格限显得过于宽松，导致计算的Cpk值过高，可以考虑适当收紧规格限。

参考文献：

[1]张智勇.《ISO/TS 16949五大工具最新版一本通》.北京：机械工业出版社，2013.4（2016.5重印）：177.

[2]张智勇。《ISO/TS 16949五大工具最新版一本通》.北京：機械工业出版社，2013.4（2016.5重印）：185-189.

[3]中国汽车技术研究中心.《统计过程控制培训教材SPC第二版》.