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1、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 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。,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
2、集示意图,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,2.泊松分布,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,-3 -2 -1 +1 +2 +3,将 Pxc 转换成标准正态分布，则 Pxc=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/cm2, 标准差为=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 px2.5=1-p x2.5 而px2.5=pz(2.
3、5-3.0)/0.2=1-（2.5） 所以px2.5= （2.5）=0.99379,一、工序质量的两种状态 1.受控状态,7.2 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。,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=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/d2 B2R 二、工序能力指数 CP=T/6 T为公差； 6表示工序能力
4、,7.3 工序能力,1.工序能力指数的计算 工序无偏，双向公差 X（平均值）=TM= （TU+TL）/2 PU、PL分别表示超上差和超下差的不合格率 PU=P（X TU ） PL=P（XTL） CP=T/6=（TU-TL）/6s,工序有偏，双向公差 偏移量=TM-x k=/T/2=2（TM-x）/T （ 取绝对值） CPk=（1-k）CP=（T-2）/6s （ k1）,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=（XTL）/3s 2.不合格率的计算 工序无偏时的不合格率p p=2（-3 CP） 工序有偏时不合格率p p=-3CP（1+k）+-3CP
5、（1-k）,三、工序能力的判断及处置,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TM= （TU+TL）/2=（20.02+19.99）/2=20.015 由于x（平均值）=20.014，所以 =TM-x（平均值）=0.001 偏移值k=/T/2=0.001/0.01/2=0.200 因此，CPk=（T-2）/6s=0.67 CP=（TU-TL）/6s=0.010/60.002=0.833 所以不合格率 P=-3CP（1+k）+-3CP（1-k） =（-3.00）+（-2.00）=
6、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3原理来确定,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。,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,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
7、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,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=78.44 UCL=X(平均值)+A2R(平均值）=78.44+0.57714.5=86.81 LCL=X(平均值)-
8、A2R(平均值)=78.44- 0.57714.5=70.07 R图： CL=R(平均值)=14.5 UCL=D4R(平均值)=2.11514.5=30.67 LCL=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,-,样本号,R,0.15,0.30,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 19 20,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1.198 A2、D3、D4同
9、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+1.1980.57714.5=88.27 LCL=X（中位数平均数）-m3A2R（平均极差） =78.25-1.1980.57714.5=68.23 R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。,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 U
10、CL=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=4.69,三、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
11、 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,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。,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。
12、解： .收集资料。 .整理计算。,3.绘制排列图 4.分析主次因素,原因分析从5M1E出发 集思广益 可用排列图检查效果,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,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
13、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: 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 ,7.5.5 统计调查分析表法,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=-
14、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,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,2.单侧公差 只有上极限偏差 只有下极限偏差,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。,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,7.5.7 控制图,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。,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.,
