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1、第三章工序控制第三章工序控制一、一、工序能力和工序能力指数工序能力和工序能力指数二、二、工序能力评价工序能力评价三、三、工序能力调查工序能力调查四、四、控制图控制图1一、工序能力和工序能力指数n产产品品设设计计完完毕毕后后，其其最最终终质质量量主主要要取取决决于于生生产产过过程程。衡衡量量生生产产过过程程能能力力的的标标志志是是工序质量工序质量。n工工序序质质量量在在4M1E的的综综合合影影响响下下，生产过程的稳定性。生产过程的稳定性。n工序质量的定量指标是工序能力和工序工序质量的定量指标是工序能力和工序能力指数。能力指数。21、工序能力的概念n工序能力工序能力,是指工序处于控制状态是指工序处
2、于控制状态(稳定状态稳定状态)下的实际加工能力下的实际加工能力(用用6表示表示)。稳定状态下。稳定状态下的工序应该具备以下几方面的条件的工序应该具备以下几方面的条件:原材料或上道工序的半成品符合标准；原材料或上道工序的半成品符合标准；本工序按作业标准实施，无异常因素；本工序按作业标准实施，无异常因素；按既定标准检验成品。按既定标准检验成品。总之，在生产的前、中、后各个工序都要按总之，在生产的前、中、后各个工序都要按标准进行标准进行,非稳定状态下测得的工序能力是没非稳定状态下测得的工序能力是没有意义的。有意义的。3n工序满足产品质量要求的能力主要表现在工序满足产品质量要求的能力主要表现在两个方面
3、：两个方面：1是产品质量是否稳定；是产品质量是否稳定；2是产是产品的质量指标是否达到要求。因此当确认品的质量指标是否达到要求。因此当确认工序能力可以满足质量要求的条件下，工工序能力可以满足质量要求的条件下，工序能力是以该工序产品质量特性值的波动序能力是以该工序产品质量特性值的波动来表示的，一般取来表示的，一般取3幅度来表述。幅度来表述。n用用表示数据的离散程度，用表示数据的离散程度，用6来测度工来测度工序能力。当序能力。当6大时，表示工序能力低；大时，表示工序能力低；6小时，表示工序能力强。小时，表示工序能力强。4对工序能力测定、分析的意义1.是是保证产品质量的基础工作保证产品质量的基础工作。
4、只有掌握了工序。只有掌握了工序能力才能控制制造过程中的符合性质量。能力才能控制制造过程中的符合性质量。2.是提高生产能力的有效手段是提高生产能力的有效手段。通过对工序能力。通过对工序能力的测试与分析可以发现影响产品质量的主导因的测试与分析可以发现影响产品质量的主导因素，进而有针对性地采取改进设备、改善环境、素，进而有针对性地采取改进设备、改善环境、提高工艺水平、严肃操作规程等手段来提高生提高工艺水平、严肃操作规程等手段来提高生产能力。产能力。3.为产品的质量改进找出方向为产品的质量改进找出方向。通过工序能力的。通过工序能力的测定与分析，为技术与管理人员提供关键的工测定与分析，为技术与管理人员提
5、供关键的工序能力数据，可以为产品设计的改进、管理程序能力数据，可以为产品设计的改进、管理程序或规程的优化提供第一手资料。序或规程的优化提供第一手资料。52、工序能力指数的计算n质量标准是指加工产品必须达到的要求，通常用质量标准是指加工产品必须达到的要求，通常用公差（容差）或允许范围等来衡量，一般用符号公差（容差）或允许范围等来衡量，一般用符号T表示。为了说明工序能力满足技术要求的程度，我表示。为了说明工序能力满足技术要求的程度，我们定义工序能力指数。们定义工序能力指数。CpT/B=T/6其中其中: :TT公差，公差，66工序能力。工序能力。 nC Cp p值越大，说明工序能力越能满足技术要求，
6、甚值越大，说明工序能力越能满足技术要求，甚至还有一定的能力储备。但是从经济的角度来说，至还有一定的能力储备。但是从经济的角度来说，并不是工序能力指数越大越好，它应该与经济效益并不是工序能力指数越大越好，它应该与经济效益相匹配。相匹配。6（1）当质量特性为计量值时n分两种情况进行讨论：分两种情况进行讨论：a a、分布中心与公差中心重合、分布中心与公差中心重合b b、分布中心与公差中心不重合、分布中心与公差中心不重合7a a、分布中心与公差中心重合TT公差范围公差范围T Tu u公差上限公差上限T TL L公差下限公差下限标准差标准差 P PL L,P,Pu u不合格品率不合格品率TLTUTP P
7、L LP PU UB B8n例：例：某零件的尺寸公差为某零件的尺寸公差为 ，从，从该零件的加工过程中随机抽样，求得该零件的加工过程中随机抽样，求得: : =0.02=0.02问问C Cp p= =？并估计不合格品率。？并估计不合格品率。9b b、公差中心与分布中心不重合的情况na a）技术条件为单侧公差时）技术条件为单侧公差时n有些质量特性只有单侧公差，如强度、有些质量特性只有单侧公差，如强度、寿命等只设下限，而形位公差，杂质等只寿命等只设下限，而形位公差，杂质等只规定其上限，在单侧公差时，工序能力以规定其上限，在单侧公差时，工序能力以33计算，下面分两种情况来说明。计算，下面分两种情况来说明
8、。10单侧公差（上）Tuu当当时时11单侧公差（下）TLu当当时时,12b b）技术条件为双侧公差时 令令: :偏心距偏心距=|M-|=|M-|相相应应地地定定义义偏移系数偏移系数 K KK=/(T/2)K=/(T/2)=2=2/T/T=2|M-|/T=2|M-|/TTuTLMT/2T/2其中：其中：M M(T(TU U+T+TL L)/2)/213公差中心与分布中心不重合时的工序能力指数n我们知道左我们知道左/右侧工序能力补偿不了右右侧工序能力补偿不了右/左测工左测工序能力的损失，所以在公差中心与分布中心发生序能力的损失，所以在公差中心与分布中心发生偏移时，要取偏移时，要取T/2-与与T/2
9、+中的较小者来计算工中的较小者来计算工序能力指数。这个工序能力指数被称为修正后的序能力指数。这个工序能力指数被称为修正后的工序能力指数，记为工序能力指数，记为Cpk。14例：n已知一批零件的标准差为已知一批零件的标准差为S=0.056S=0.056，公差范围公差范围T=0.35T=0.35毫米，从该批零件的毫米，从该批零件的直方图中得知尺寸的分布中心与公差直方图中得知尺寸的分布中心与公差中心的偏移为中心的偏移为0.0220.022毫米，求毫米，求C Cpkpk值。值。15(2)(2)当质量特性为计数值时na a、计、计件件质量指标质量指标nb b、计、计点点质量指标质量指标 16a a、计件质
10、量指标 n在生产实践中，往往不是仅以产品的某一在生产实践中，往往不是仅以产品的某一质量特性值来衡量产品的质量，而是同时考质量特性值来衡量产品的质量，而是同时考虑几个质量特性，因此，产品的最终质量标虑几个质量特性，因此，产品的最终质量标志就是志就是“合格合格”或或“不合格不合格”。一批产品的。一批产品的不合格品率不合格品率p p或不合格品数或不合格品数d d，被用来说明该，被用来说明该批产品的质量水平。这时工序能力指数批产品的质量水平。这时工序能力指数C Cp p的的计算不同于以前，它所考虑的技术条件相应计算不同于以前，它所考虑的技术条件相应地改为批允许不合格品地改为批允许不合格品率率上限上限p
11、 pu u或批允许不或批允许不合格合格品品数上限数上限d du u，类似单侧公差的情况。，类似单侧公差的情况。17（a a）以批不合格品率率为质量指标n当以不合格品率当以不合格品率P作为检验产品质量的指作为检验产品质量的指标、并以标、并以Pu作为标准要求时，作为标准要求时，CP值的计算值的计算如下如下:n取取k组样本组样本,每组样本的容量分别为：每组样本的容量分别为：n1，n2,nk，第，第i组的不合格品数为组的不合格品数为ri，定义样，定义样本容量的平均值本容量的平均值与不合格品率的平均值分与不合格品率的平均值分别为：别为：18当当时时C CP P=0=0 其中其中：pu产品的允许产品的允许
12、不合格品率上限不合格品率上限 过程平均不过程平均不合格品率合格品率 则：则：19（b b） 以批不合格品数数为质量指标n以不合格品数为检验产品的质量指标时，以不合格品数为检验产品的质量指标时，设设du为最大允许不合格品数，取为最大允许不合格品数，取k组样本，组样本，每组样本的容量为每组样本的容量为ni，其中不合格品数分，其中不合格品数分别为：别为：r1，r2，rk，则样本容量平均值，则样本容量平均值与样本平均不合格品率的值分别为：与样本平均不合格品率的值分别为：20则工序能力指数为：时，Cp=0 其中：其中：d du u允许不合格品数上限允许不合格品数上限 样本平均不合格品数样本平均不合格品数
13、 样本不合格品数的标准差样本不合格品数的标准差注：注：每组的样本容量每组的样本容量n n必须相等。必须相等。21例例n抽取容量为抽取容量为100的的20个样本，其中不合格个样本，其中不合格品数分别为：品数分别为：1、3、5、2、4、0、3、8、5、4、6、4、5、4、3、4、5、7、0、5，当允，当允许不合格品数许不合格品数du为为10时，求工序能力指数。时，求工序能力指数。解：解：22n样本平均不合格品数为样本平均不合格品数为: :所以：所以：23b b、计点质量指标 有些产品如布、电镀件表面等的质量是有些产品如布、电镀件表面等的质量是以疵点数多少来评价其质量好坏的，一般以疵点数多少来评价其
14、质量好坏的，一般说来说来, ,这些疵点数服从泊松分布这些疵点数服从泊松分布 ： 其中其中C C为单位面积内所含的疵点数，若为单位面积内所含的疵点数，若C C5 5时时, ,可用下式来计算工序能力可用下式来计算工序能力, ,如如C C5 5时，可适当增加单位面积的量值使时，可适当增加单位面积的量值使C C5 5。24记点值情况下Cp值的计算n当以缺陷数当以缺陷数C检验产品质量指标，并设最检验产品质量指标，并设最大缺陷数为大缺陷数为Cu时时,Cp值的计算如下值的计算如下:n取取k个样本，每个样本的容量为个样本，每个样本的容量为n，其中的，其中的缺陷数分别为缺陷数分别为Ci，记样本平均缺陷数为，记样
15、本平均缺陷数为由于缺陷数服从泊松分布，由于缺陷数服从泊松分布，所以其方差与期望相等，它所以其方差与期望相等，它们的无偏估计都是样本平均们的无偏估计都是样本平均缺陷数缺陷数25则可得工序能力指数Cp计算式为：当当时，时，C Cp p=0=0其中：其中：C Cu u允许单位面积缺陷数上限允许单位面积缺陷数上限 样本缺陷数的标准差样本缺陷数的标准差 26二、工序能力评价n考察工序能力是否能满足设计质量的要考察工序能力是否能满足设计质量的要求，主要是用该工序的工序能力指数求，主要是用该工序的工序能力指数C Cp p值来判断。值来判断。C Cp p值多大才算比较恰当呢？值多大才算比较恰当呢？一般是根据产
16、品的加工要求来确定的。一般是根据产品的加工要求来确定的。27n1 1、C Cp p1.671.67特级加工特级加工 n适用于加工要求特别高的产品，对于一般产适用于加工要求特别高的产品，对于一般产品，可认为工序能力储备过大，例如设备加工品，可认为工序能力储备过大，例如设备加工精度过高，这样势必影响生产效率，缩短设备精度过高，这样势必影响生产效率，缩短设备寿命，提高生产成本，此时可采取下列措施：寿命，提高生产成本，此时可采取下列措施：n（1 1）改改用用精精度度较较低低的的设设备备或或采采用用较较为为简简单单的的工艺或更换较为廉价的原材料。工艺或更换较为廉价的原材料。n（2 2）更改设计，提高产品质量水平。）更改设计，提高产品质量水平。28n2、Cp=1.331.67一级加工一级加工n工序能力充裕，可以作为精密加工。工序能力充裕，可以作为精密加工。n3、Cp=1.001.33二级加工二级加工n适适用用于于精精度度较较高高的的加加工工，如如内内燃燃机机配配件件的加工水平一般不得低于二级。的加工水平一般不得低于二级。n4、Cp=0.671.00三级加工三级加工n这时工序能力已略显不足，必须分析
