7工序质量控制

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,1,7.1 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,正常波动：偶然原因引起,异常波动：系统原因引起,2.工序质量影响因素：5M1E,3.质量波动规律,受控状态下呈现统计规律。,X,F（X）,-3, -2 - 2 3,正态分布图,68.26%,95.45%,99.73%,2,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,计数值数据（计件值数据，计点值数据）,计量值数据,2.质量统计数据,平均值,中位数,极差,标准偏差,3.数据的收集和分析整理,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,数据收集示意图,3,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,4,三、质量管理中常见的概率分布,1.二项分布,X,p,n,N=25,N=50,N=100,0,二项分布的图形随n的变化,5,2.泊松分布,6,p,x,=1,=6,0,泊松图形随,的变化,7,3.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,8,=0.5,=1,=2,x,（x）,9,-3 -2 -1 +1 +2 +3,10,将 P,xc,转换成标准正态分布，则,P,xc=pZ (c-)/=(c-)/ ),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,=3.0/cm,2,标准差为,=0.2/cm,2,。现购买厂家要求包装纸抗拉强度不低于,2.5,/cm,2,，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,px2.5=1-p x2.5 ,而px2.5=pz,(2.5-3.0)/0.2=1-,（2.5）,所以px2.5=,（2.5）=0.99379,11,一、工序质量的两种状态,1.受控状态,X,UCL,LCL,0,0,t,7.2 工序质量状态,12,2.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。,UCL,LCL,0,1,0,13,UCL,LCL,0,14,UCL,LCL,0,15,二、工序质量状态识别（统计推断）,16,一、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=6,其中,=,（,人,2,+,机,2,+,料,2,+,法,2,+,环,2,+,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：,B=6s=6R/d,2,B2R,二、工序能力指数,C,P,=T/6 T,为公差；,6,表示工序能力,7.3 工序能力,17,1.工序能力指数的计算,工序无偏，双向公差,X,（平均值）=,T,M,=,（T,U,+T,L,）/2,P,U,、P,L,分别表示超上差和超下差的不合格率,P,U,=P,（,X,T,U,） P,L,=P（X,1.67,1.67 C,P,1.33,1.33 C,P,1.00,1.00 C,P,0.67,C,P,0.67,过剩,充足,正常,不足,严重不足,21,例题：,某零件内径尺寸公差为,20,+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,T,M,=,（T,U,+T,L,）/2=（20.02+19.99）/2=20.015,由于,x,（平均值）=20.014，所以,=T,M,-x,（平均值）,=,0.001,偏移值,k=,/,T/2=0.001/0.01/2=0.200,因此，,C,Pk,=,（,T-2,）/6,s=0.67,C,P,=,（T,U,-,T,L,）/6,s=0.010/60.002=0.833,所以不合格率,P=-,3,C,P,（1+,k,）,+,-3,C,P,（1-,k,）,=,（-3.00）+,（-2.00）=0.00135+0.0228=0.0242,根据,C,Pk,=0.67,可知，工序能力在第四等级，处于严重不足的状,态。,22,7.4 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3,原理来确定,样品编号,T,L,LCL,CL,UCL,T,U,质,量,特,性,23,2.两类错误,第类错误虚发警报：生产正常，点子出界。,错误的概率用,表示。,第类错误漏发警报：生产异常，点子未出界。,错误的概率用,表示。,UCL,CL,LCL,24,3.分类,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,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,25,二、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6.466.50。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,X,=,（实测数据-6.4）1000（,=1,，2，3，4，5）,变换后的数据,X,（,=1,，2，3，4，20；,=1,，2，3，4，5）列于,下表,26,27,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,A,2,=0.577、D,4,=2.115、D,3,=0,因此，平均值极差控制图的设计如下，,X,平均值图：,CL=78.44,UCL=X(平均值)+A,2,R(平均值）=78.44+0.57714.5=86.81,LCL=X(平均值)-A,2,R(平均值)=78.44- 0.57714.5=70.07 R图：,CL=R(平均值)=14.5,UCL=,D,4,R(平均值)=2.11514.5=30.67,LCL=,D,3,R(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：,28,直径,X,（平均值）,样本号,6.478,6.47,6.487,1 2 3 4 5 6 7 8 9 19 20,29,-,样本号,R,0.15,0.30,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 19 20,30,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,m,3,为1.198,A,2、,D,3、,D,4,同上例。,中位数图：,CL=78.25,（中位数平均值）,UCL=X,（中位数平均数）+,m,3,A,2,R,（平均极差）,=78.25+1.1980.57714.5=88.27,LCL=X,（中位数平均数）-,m,3,A,2,R,（平均极差）,=78.25-1.1980.57714.5=68.23,R,图同上例。,31,2.两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,1,2,3,25,220,220,17,18,18,18,合计,5500,409,平均,220,16.36,32,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=0.07436,P,图：,CL=P(平均值)=0.07436,UCL=P(平均值)+3P(平均值)(1-P(平均值)/N(平均值),=0.07436+0.05306=0.1274,LCL=P(平均值)-3P(平均值)(1-P(平均值)/N(平均值),=0.07436-0.05306=0.0213,CL=d(平均值)=np(平均值)=16.36,UCL=d(平均值)+3d(平均值)(1-p(平均值),0.5,=16.36+11.6741=28.03,LCL=d(平均值)-3d(平均值)(1-p(平均值),0.5,=16.36-11.6741=4.69,33,UCL,CL,LCL,34,三、控制图的分析与判断,1.受控状态的控制图的特点,所有样本点都在控制界限内,位于中心线两侧的样本点数目大致相同,越近中心线，样本点越多,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,有多个样本点连续出现在中心线的一侧,出现连续上升或下降的7点链,有多个样本点接近控制界限,样本点散布有明显趋势或规律,35,36,37,+3,+2,-3,-2,38,39,40,41,42,7.5.1 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,43,7.5.1 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。,A B C D E F G H 其他,频数(件),频率(%),A类,B类,C类,80,90,100,44,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：,.收集资料。,.整理计算。,100.0,100.0,2.7,222,97.3,0.9,216,96.4,1.3,214,95.1,2.2,211,92.9,8.6,206,84.3,14.0,187,70.3,70.3,156,222,总计,6,其他,7,2,轴颈表面伤痕,6,3,曲拐半径小,5,5,轴向尺寸超差,4,19,动平衡超差,3,31,开档大,2,156,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,45,3.绘制排列图,4.分析主次因素,1 2 3 4 5 6,其他,频数(件),频率(%),A类,B类,C类,80,90,100,0,40,80,120,160,200,25,50,75,46,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,47,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,48,7.5.3 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,49,7.5.4 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:,强正相关,弱正相关,不相关,曲线相关,弱负相关,强负相关,2.相关程度的检验,相关系数法,符号检验法,温度,硬度,Y=a+bx,50,7.5.5 统计调查分析表法,51,7.5.6 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Xmin,3. 计算极差R=Xmax-Xmin5-（-3）=8,4. 确定组数K；K=10,5. 计算组距H=R/K=8/10=0.81,6. 确定组界；第一组下界：Xmin-h/2=-3.5,7. 计算各组中心值Xi；X1=-3,8. 计算频数fi，整理频数分布表,9. 计算各组简化中心值Ui,10. 计算均值,11. 计算标准偏差S,52,二、工序能力,工序能力是指工序处于控制状态下的实际加工能力。一般用,B=6,来表示。这是一个经济幅度。,B=2,，合格品率为68.26%,B=4,，合格品率为95.45%,B=6,，合格品率为99.73%,B=8,，合格品率为99.99%,三、工序能力指数 衡量工序能力满足加工质量要求的程度。,1.双侧公差,53,2.单侧公差,只有上极限偏差,只有下极限偏差,54,四、工序能力评价,五、提高工序能力的途径,1.调整工序加工的分布中心，减少偏移量。,2.提高工序能力，减少分散程度。,3.调整质量标准。,55,一、控制图的概念和格式,控制图：用于分析和判断工序是否处于稳定状态所使用的带,有控制界限的一种工序管理图。,格式,质量特性数据,样本号,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,UCL,CL,LCL,7.5.7 控制图,56,/2,/2,二、控制图的原理,3,原理千分之三法则,1.控制界限的确定,CL= UCL=+3x LCL=+3x,2.统计推断存在两种错误,类，第一类错误：虚发警报，把工序正常判为异常。,类，第二类错误：漏发警报，把异常判为正常。,57,三、控制图的种类,单位面积、长度的缺陷数,缺陷率控制图,U,MR,计点数据,缺陷数控制图,C,计件数据,不合格品率控制图,p,计件数据,不合格品数控制图.,Pn,计数值数据,重要产品中使用,均值标准偏差控制图,计量值,单值控制图,X,各种计量值,单值移动极差控制图,X R,S,各种计量值,中位数极差控制图,各种计量值,均值极差控制图,计量值数据,用途,名称,控制图,58,四、均值极差控制图的绘制,1.搜集数据,2.计算各组均值,3.计算均值的均值,4.计算各组极差,5.计算极差的均值,6.计算均值控制图的控制界限,7.计算极差控制图的控制界限,8.作图,五、控制图的判断准则,1.判稳准则,没有点子越出控制界限处；,点子在控制界限内的排列是随机的。,59,2.判异准则,连续七个点子分布在中心线一侧;,点子在中心线一侧多次出现;,点子出现按次序上升或下降的趋势;,点子密集在控制线附近;,点子具有周期变动的情况。,六、控制图应用中常见错误,1.在5M1E因素未加控制，工序处于不稳定状态时就使用控制图,管理工序。,2.C,P,1的情况下，就使用控制图。,3.用公差代替控制界限，或用压缩的公差线代替。,4.仅打点而不做分析判断。,5.不及时打点而不能及时发现工序异常。,6.当5M1E发生变化时，而未及时调整控制界限。,7.画法不规范、不完整,60,