7工序质量控制

7工序质量控制7.1工序质量波动及其规律性7.2工序质量状态7.3工序能力7.4工序质量控制图7.5质量管理的常用方法7.1工序质量波动及其规律性一、工序质量波动1.工序质量波动的形式①正常波动：偶然原因引起②异常波动：系统原因引起2.工序质量影响因素：5M1E3.质量波动规律受控状态下呈现统计规律。XF（X）-3σ-2σ-σμσ2σ3σ正态分布图68.26%95.45%99.73%第三章质量控制及其常用技术二、质量特性数据1.数据类型①计数值数据（计件值数据，计点值数据）②计量值数据2.质量统计数据①平均值②中位数③极差④标准偏差3.数据的收集和分析整理①抽样方法简单随机抽样间隔随机抽样分层随机抽样分段随机抽样②数据收集示意图目的母体样本数据工序控制一批产品质量判断工序一批半成品样本数据抽样判断一批半成品样本数据抽样判断第三章质量控制及其常用技术三、质量管理中常见的概率分布1.二项分布xNxxNppCxP)1()(Nx,,2,1,0)1(2pNpNpXpnN=25N=50N=1000二项分布的图形随n的变化2.泊松分布!)(kekxPk02,1,0xpλxλ=1λ=60泊松图形随λ的变化3.正态分布若x为一正态随机变量，则x的概率密度为正态分布标准正态分布2)(222/)(xexfx),(~2NX)1,0(~NXσ=0.5σ=1σ=2μxΦ（x）µ-3σμ-2σμ-1σμμ+1σμ+2σμ+3σ将P{x≤c}转换成标准正态分布，则P{x≤c}=p｛Z≤(c-µ)/σ｝=Φ((c-µ)/σ)例题：包装纸的抗拉强度是一个重要的质量特性。假定包装纸抗拉强度服从正态分布，其均值为µ=3.0㎏/cm2,标准差为σ=0.2㎏/cm2。现购买厂家要求包装纸抗拉强度不低于2.5㎏/cm2，问购买该种包装纸能满足厂家要求的概率是多少？解：满足厂家要求的概率为p｛x≥2.5｝=1-p｛x≤2.5｝而p｛x≤2.5｝=p｛z≤(2.5-3.0)/0.2｝=1-Φ（2.5）所以p｛x≥2.5｝=Φ（2.5）=0.99379一、工序质量的两种状态1.受控状态·················XUCLLCLσ0μ0t7.2工序质量状态2.失控状态质量特性值的分布特性发生变化，不再符合质量规格要求。············UCLLCLµ0µ1σ0··············UCLLCLµ0···σ················UCLLCLµ0二、工序质量状态识别（统计推断）一、工序能力分析受控状态下工序对加工质量的保证能力，具有再现性或一致性的固有特性。工序能力B=6σ其中σ=（σ人2+σ机2+σ料2+σ法2+σ环2+σ测2）0.5工序能力测定前提：被调查的工序是标准化，进入管理状态；样本容量即数据数目不得少于50。方法：①B=6s=6R/d2②B≈2R二、工序能力指数CP=T/6σT为公差；6σ表示工序能力7.3工序能力1.工序能力指数的计算①工序无偏，双向公差X（平均值）=TM=（TU+TL）/2PU、PL分别表示超上差和超下差的不合格率PU=P（XTU）PL=P（XTL）CP=T/6σ=（TU-TL）/6sPUPLTMXTUTL②工序有偏，双向公差偏移量έ=TM-xk=έ/T/2=2（TM-x）/T（έ取绝对值）CPk=（1-k）CP=（T-2έ）/6s（k≤1）TUέTLTMPLPUX③单向公差只要求控制公差上限时CPU=（TU-X）/3s只要求控制公差下限时CPL=（X–TL）/3s2.不合格率的计算①工序无偏时的不合格率pp=2Φ（-3CP）②工序有偏时不合格率pp=Φ〔-3CP（1+k）〕+Φ〔-3CP（1-k）〕三、工序能力的判断及处置工序能力等级工序能力指数工序能力判断特级一级二级三级四级CP1.671.67≥CP1.331.33≥CP1.001.00≥CP0.67CP≤0.67过剩充足正常不足严重不足例题：某零件内径尺寸公差为Φ20+0.020-0.010，从一足够大的随机样本得x（平均值）=20.014，s=0.002。试作工序能力分析解：公差中心TM=（TU+TL）/2=（20.02+19.99）/2=20.015由于x（平均值）=20.014，所以έ=TM-x（平均值）=0.001偏移值k=έ/T/2=0.001/0.01/2=0.200因此，CPk=（T-2έ）/6s=0.67CP=（TU-TL）/6s=0.010/6×0.002=0.833所以不合格率P=Φ〔-3CP（1+k）〕+Φ〔-3CP（1-k）〕=Φ（-3.00）+Φ（-2.00）=0.00135+0.0228=0.0242根据CPk=0.67可知，工序能力在第四等级，处于严重不足的状态。7.4工序质量控制图控制图（管理图）用于控制生产过程状态、保证工序质量。一、基本原理与分类1.控制界限根据3σ原理来确定样品编号TLLCLCLUCLTU质量特性2.两类错误①第Ⅰ类错误——虚发警报：生产正常，点子出界。错误的概率用α表示。②第Ⅱ类错误——漏发警报：生产异常，点子未出界。错误的概率用β表示。βUCLCLLCLα3.分类①计量值控制图平均值—极差控制图中位数—极差控制图单值—移动极差控制图②计数值控制图不合格品数控制图不合格品率控制图缺陷数控制图单位缺陷数控制图二、几种常用的控制图1.计量值控制图某种钻头车外圆工序的质量标准是直径6.46~6.50㎜。开始加工时，每隔半小时抽取五个样品，测得直径数据。共采取了20个样本。为了便于计算，作数据变换Xј=（实测数据-6.4）×1000（ј=1，2，3，4，5）变换后的数据Xіј（і=1，2，3，4，…20；ј=1，2，3，4，5）列于下表编号X1X2X3X4X5X平均值X中位数极差R12345…207068706374…757874726575…788074756575…818080738477…857881759280…8977.277.47373.876.2…81.67874736575…8110135296…14平均78.4478.2514.5①平均值—极差控制图由上表可知，20组数据的总平均值为78.44，平均极差为14.5由于样本容量n=5，查表得参数A2=0.577、D4=2.115、D3=0因此，平均值—极差控制图的设计如下，X平均值图：CL==78.44UCL=X(平均值)+A2R(平均值）=78.44+0.577×14.5=86.81LCL=X(平均值)-A2R(平均值)=78.44-0.577×14.5=70.07R图：CL=R(平均值)=14.5UCL=D4R(平均值)=2.115×14.5=30.67LCL=D3R(平均值)=0数据还原，得X（平均值）图：中心线6.478，控制上限6.487，控制下限6.470；R图：中心线0.0145，控制上限0.0307，控制下限0。实测数据的控制图如下：直径㎜X（平均值）样本号6.4786.476.487·1234567891920-样本号R0.150.30123456789101920②中位数—极差控制图由上表可知，中位数平均值为78.25，平均极差为14.5。由于样本容量n=5，查表m3为1.198A2、D3、D4同上例。中位数图：CL=78.25（中位数平均值）UCL=X（中位数平均数）+m3A2R（平均极差）=78.25+1.198×0.577×14.5=88.27LCL=X（中位数平均数）-m3A2R（平均极差）=78.25-1.198×0.577×14.5=68.23R图同上例。2.两种常用的计数值控制图不合格率控制图（P图）和不合格数控制图（np图）例题：工序产品检测数据见下表。试作P控制图和np控制图。批次检验数不合格数123…25220………220171818…18合计5500409平均22016.36解：由上表可知，平均批不合格d=16.36，平均批容量N=220，平均不合格率为P=d/n=16.36/220=0.07436P图：CL=P(平均值)=0.07436UCL=P(平均值)+3〔P(平均值)(1-P(平均值))/N(平均值)〕=0.07436+0.05306=0.1274LCL=P(平均值)-3〔P(平均值)(1-P(平均值))/N(平均值)〕=0.07436-0.05306=0.0213CL=d(平均值)=np(平均值)=16.36UCL=d(平均值)+3〔d(平均值)(1-p(平均值)〕0.5=16.36+11.6741=28.03LCL=d(平均值)-3〔d(平均值)(1-p(平均值)〕0.5=16.36-11.6741=4.69UCLCLLCL三、控制图的分析与判断1.受控状态的控制图的特点①所有样本点都在控制界限内②位于中心线两侧的样本点数目大致相同③越近中心线，样本点越多④样本点在控制界限内的散布是随机独立的2.表示失控状态的控制图的特点①有多个样本点连续出现在中心线的一侧②出现连续上升或下降的7点链③有多个样本点接近控制界限④样本点散布有明显趋势或规律·································µ+3σµ+2σµ-3σµ-2σ···································································7.5.1排列图法7.5.2因果图法7.5.3分层法7.5.4散布图法7.5.5调查表法7.5.6直方图法7.5.7控制图法7.5质量管理的常用方法7.5.1排列图法排列图法是分析、寻找影响质量的主要因素的方法。所遵循的原理是关键的占少数,次要的占多数。ABCDEFGH其他频数(件)频率(%)A类B类C类8090100例：为分析某厂加工曲轴报废上升的原因，对222件废品进行了分类统计，试找出主要影响因素。解：１.收集资料。２.整理计算。100.0100.02.722297.30.921696.41.321495.12.221192.98.620684.314.018770.370.3156222总计6其他72轴颈表面伤痕63曲拐半径小55轴向尺寸超差419动平衡超差331开档大2156曲轴轴颈尺寸小1累计频率频率累计频数频数(件)原因序号3.绘制排列图4.分析主次因素123456其他频数(件)频率(%)A类B类C类809010004080120160200255075原因分析从5M1E出发集思广益可用排列图检查效果因果分析图中原因大原因某个质量问题小原因人机料法环测7.5.2因果分析图热处理为什么曲轴轴颈尺寸小硬度不一致机床平衡块松动震动大控制机构的灵敏性电器失灵材料材质不合规格量具校正无标准轴测量方法环境测量器具配置操作者未用读数量具测头不干净测量仪器精度操作规格无作业标准加工件温度高进给量大有杂质切削液浓度低操作者教育没进行没记住未及时修正砂轮工艺纪律松弛7.5.3分层法分层是为了分清影响质量的原因，明确方向和措施，把性质相同的数据分到一起，以便发现产生质量问题的原因。分层的原则（方法）1.按时间分层2.按操作者分层3.按使用设备分层4.按原材料分层5.按操作方法分层6.按测量工具分层7.其他分类7.5.4散布图法散布图用来分析两个非确定性变量之间相关关系。1.散布图类型:①强正相关②弱正相关③不相关④曲线相关⑤弱负相关⑥强负相关2.相关程度的检验①相关系数法②符号检验法……温度硬度Y=a+bx7.5.5统计调查分析表法不合格轴承分类统计表产品序号规格总产量不合格品数不合格品率尺寸精度旋转精度噪音灵活性残磁游隙硬度其他外径内径内端面摆内沟侧摆内径向摆外沟侧摆内径向摆21113143322132332217.5.6直方图法一、直方图的绘制1.收集数据2.找出数据中的最大值Xmax和最小值Xmin3.计算极差R=Xmax-Xmin＝5-（-3）=84.确定组数K；K=105.计算组距H=R/K=8/10=0.8≈16.确定组界；第一组下