7工序能力分析和控制图(上课版)

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1、第七章工序能力分析和控制图第一节工序能力分析一、质量波动与工序能力（一）质量波动产品质量波动是生产中的客观存在的一种现实。即使是按相同的产品标准、材料标准、工艺标准，在同一时期内由同一生产工厂制造的同一品种、规格、型号的产品，也总是存在差别。引起产品质量波动的原因可以归纳为人、原材料、设备、方法和环境这五类因素。要使这些因素绝对保持固定不变是不可能的。过程控制的作用和目的在于控制过程的生产技术条件，努力避免和减少各种因素的影响，使产品质量波动限制在允许的范围之内。对产品质量波动的限制通常是根据顾客要求，规定

2、有关质量特性值的公差范围，如机械加工产品尺寸的公差值、热处理表面硬度的公差值、电镀镀层厚度的公差值等。公差是一个使用范围很广的概念。对于机械制造来说，制定公差的目的就是为了确定产品的几何参数，使其变动量在一定的范围之内，以便达到互换或配合的要求。几何参数的公差有尺寸公差、形状公差、位置公差等。如尺寸公差，指允许尺寸的变动量，等于最大极限尺寸与最小极限尺寸的差的绝对值。公差表示了零件的制造精度要求，反映了其加工难易程度。所以公差值，就是指公差数值的大小。人们根据顾客要求、技术能力和生产成本确定合理的公差范围并

3、不难，难的是在实际生产过程中使大批量生产的每一个产品或每一个零部件的质量都控制在这个公差范围内，这就要求每一道工序都必须有可靠的质量保证能力。也就是说，控制产品质量波动的关键在于保证工序能力（或过程能力）。（二）工序能力工序能力（也称过程能力），是指处于稳定状态下工序的实际加工能力。①原材料或上一道工序半成品按照标准要求供应；②本工序按作业标准实施，并应在影响工序质量各主要因素（人、原材料、设备、方法和环境）无异常的条件下进行；③工序完成后，产品检测按标准要求进行。工序能力的测定一般是在成批生产状态下进行的

4、。工序满足产品质量要求的能力主要表现在以下两个方面：①产品质量是否稳定；②产品质量精度是否足够。因此，在确认工序能力可以满足精度要求的条件下，工序能力是以该工序产品质量特性值的变异或波动来表示的。产品质量精度要求是指产品质量特性值的波动限制在一定范围。反映一组产品质量波动和分布的数据指标主要有平均值、极差R和标准差s。可应用正态分布来研究和控制其变化规律。正态分布的平均值μ描述了质量特性值x分布的集中位置，正态分布的标准差σ描述了质量特性值x分布的分散程度。μ和σ这两个参数确定后，服从正态分布的质量特性值x

5、的分布曲线就确定了；而且，在±3σ的范围内，包含了99.73%的质量特性值。这就是说，人们不必从-∞到+∞范围去分析所有的质量特性值，只要着重分析平均值μ附近±3σ范围内的质量特性值，就能够把握总体。当X～N（μ，2）时，P（μ-3，μ+3）=99.73%。所以，（μ—3，μ+3）几乎包括了质量特性值X的实际分布范围。显然，B越小，工序能力越强。-4-3-2-1X1234因此，工序能力可以定量地表示为6σ。显然，如果一批产品的质量特性值集中趋近于平均值μ，标准差σ小，就表示这批产品

6、的质量波动小，生产该批产品的工序能力强。将工序能力记为B，则B=6σ。（三）影响工序能力的因素操作者原料环境设备方法工序能力如工序质量特性值X的数学期望是μ，标准差为，则工序能力为B=6其中：=公式表明，工序受控状态下加工质量的保证能力受5M1E诸因素的影响。二、工序能力指数（或过程能力指数）工序能力指数（或过程能力指数）是反映工序能力满足产品技术要求和顾客要求的程度的质量参数，通常记为Cp或PCI（ProcessCapabilityIndex)。工序产品质量的波动突出地反映在工序能力上。6σ值代表着

7、企业的工序能力，代表着生产过程的质量。公差或规格（或质量标准）既代表产品的技术要求，也代表顾客的要求。公差与6σ的比较，反映过程质量满足产品技术要求和顾客要求的程度，这就是工序能力指数的含义。在实际生产过程中，产品总体在生产线上是动态流动的，求得总体的平均值和标准差往往是不现实也没有必要。但是，样本的平均值和标准差是可以测量的，人们可以通过抽样，用样本的平均值去估计总体的平均值，用样本的标准差去估计总体的标准差。设工序能力指数为Cp，公差为T，TU和TL分别为公差上限和下限(upper/lowtoleran

8、celimit)，质量特性值的总体平均值和标准差分别为μ和σ，样本平均值和标准差分别为和s。那么，工序能力指数的计算如下：工序能力指数Cp值，是衡量工序能力大小的数值。工序能力指数越大，说明工序能力越能满足技术要求，甚至有一定的储备。（一）工序能力指数的计算：1、双侧公差且分布中心和标准中心重合的情况：例：某零件的强度的屈服界设计要求为4800～200kg/cm2，从100各样品中测得样本标准偏差为62kg/cm