机电行业--机器工序测量能力（PPT 23页）

1、编写：XX,1,机器能力指数的测试,绪论 机器能力指数定义: 是指在稳定生产状态下满足产品质量要求的能力. 稳生产机器能力状态: a)原材料/上道工序半成品按照标准要求共应; b)本工序按作业标准实施并应在影响设备质量各主要因素无异常的条件下进行; c)工序完成后,产品检测按标准要求进行. 机器满足产品质量的能力主要表现两个方面: a)设备质量是否稳定 b)设备精度是否稳定,编写：XX,2,1.1影响加工质量因素的两种分类方法。 1.1.1第一种分类方法：偶然影响因素和系统影响因素 所谓的偶然影响因素是指事先无法预见，事后在短时间内难以采取一定的措施去排除的影响因素。 所谓的系统影响因素是指事先可以预见，并可以采取一定措施去排除的一种影响因素。 例如：车削一根轴 偶然影响因素 系统影响因素 轴承间隙 轴承间隙 操作者当天的身心状态 材料种类(如：铝、钢) 突然的穿堂风 温差(冬天或夏天) 短时间的电流过大 操作者的素质 材料的波动(如：硬度) 机器的结构形式(如：刚度、精度),机器能力指数的测试,编写：XX,3,在此例中，轴承间隙既为偶然影响因素又为系统影响因素。从图中可以看出：7:0

2、0至8:00之间机器刚起动不久，机器还不热，故间隙始终较小；9:00至10:00机器已经发热，故间隙变得较大；8:00至9:00之间处于不稳定状态，其原因不明。 结论：在7:00至8:00和9:00至10:00之间，轴承间隙的大小是可以预料的，可以采取一定的调整措施-为系统影响因素。而8:00至9:00之间轴承间隙的变化原因不明，无法采取相应的措施-为偶然影响因素。,机器能力指数的测试,4,1.1.2第二种分类方法 第二种分类方法认为，一个确定的工序受六大因素影响，它们直接影响加工工序的结果。这六个因素如下： 1、人的影响因素(Mensch) 4、方法的影响因素(Methode) 2、机的影响因素(Maschine) 5、环境的影响因素(Mitwelt) 3、材料的影响因素(Material) 6、测量的影响因素(Messen),机器能力指数的测试,编写：XX,5,人的因素 :操作人员/辅助人员的思想状况/技术水平等; 机器的因素:设备/工装/辅具/刀具等的精度和可靠性等; 料的因素:原材料/半成品的合理性/适应性等; 方法的因素:工艺方法/工艺规范/操作程序等正确性/严格性等; 环的

3、因素:温度/灯光/湿度/噪音/地基等; 测的因素:检具精度/量具精度等.,机器能力指数的测试,编写：XX,6,结论：在机器能力测试中，我们应该把握住以上六个M中的 五个M， 只对其中一个M即机器产生影响的情况下进 行机器能力测试。因此，我们只考虑机器本身的影响 因素，而其它因素对机器的影响受到应有的控制。 1.2机器能力系数的测试 1.2.1机器能力系数测试的前提条件 在什么情况下要对机器能力系数进行测试？回答是，在很多情况下都要进行机器 能力系数的测试。但最重要的情况有两种：(1)在最终认可之前证明新设备是合格的； 或者(2)确定工序中新发现的造成工序异常波动的原因。 前提条件： (1)在机器能力测试中使用的零件毛坯应是同一供货厂家 。并要求其材料相同， 由同一浇铸模铸成或由同一套 模具配套件制成。(材料的稳定性) (2)前一道工序所加工出的零件应符合设计和加工要求。其尺寸须符合公差要求。 (3)对于所选取的零件数目有如下规定：连续测量每个产品规格中的50个零件，以某种特定方式记录下来。(如连续的序数)。,机器能力指数的测试,编写：XX,7,(4)如果一台机床可以加工两种以上的零件，

4、或者是零件编号不同的同种零件,则对其加工的每一种规格的零件都要求做机器能力的测试。 (5)在机器能力测试前，如果刀具是未曾使用过的刀具，则要求先用去刀具总寿命的5-10%。(因为，新的刀具磨损剧烈，故加工出的产品尺寸极不稳定。当用去刀具总寿命的5-10%以后，刀具磨损程度平缓，零件的加工尺寸稳定)。 (6)在机器能力测试开始之前，必须把可调整的刀具调整到公差中值。 (7)在机器能力测试中不允许调整或更换刀具 。 (8)在机器能力测试中如果出现机械故障，如测试中刀具损坏、停电等，则必须重新开始测试。 (9)机器能力测试只允许在已经预热0.5-1小时的机器上进行。对不同的机器来说预热的情况是不同的。 (10)在机器能力测试中，对零件的测量必须是确定的人在确定的位置上测量。 (11)在统计卡上用连续的对应于加工顺序的数字把测量值记录下来。 (12)确定统计学的特征数据。( 、S) (13)计算出Cm和Cmk的值。值记录下来。,机器能力指数的测试,编写：XX,8,经验成果的应用: 在稳定生产状态下,影响设备能力的偶然因素总和结果近似的服从正态分布.因此为了便于机器能力的量化,引入3原则来确定其

5、分布范围.当分布范围取为 -3，+3 时产品合格的概率可达99.73%,接近于1.因此,以-3，+3 ,即6为标准来衡量机器能力是具有足够的精确度和良好的经济性的.,机器能力指数的测试,编写：XX,9,1.2.2机器能力指数(Cm/Cmk)的计算 在机器能力测试中，在充分满足上述前提的条件下，我们可以用收集到的数据进行计算。计算的目的在于找出一个评价机器是否有效的特征数。这个特征数我们用Cm来表示。 C-能力(Capability) m-机器(machine) k临界(kritisch) 对于 一组数据， 我们可以求出它的算术平均值 和样本标准偏差S。在这组数据组成的分布中 为位置度， S为分散度，我们把分布的宽度定为6 S(如图)。对于所加工的零件来说总有一个加工范围，亦即有一个公差宽度。我们把公差宽度与分布宽度相比较，会出现三种情况：(1)分布的宽度刚好等于公差的宽度，这说明零件的加工尺寸刚好落在公差范围内，刚好没有尺寸超差。(2)分布的宽度小于公差宽度，这说明零件的加工尺寸完全落在公差范围内，没有尺寸超差。(3)分布的宽度大于公差的宽度，这说明有部分零件的加工尺寸已经超差。,机器

6、能力指数的测试,编写：XX,10,结论：基于这种道理，就可以用公差宽度等于分布宽度的多少倍来评价机器 是否有能力。由此，可以引出机器能力指数的表达式如下：,以上评价的是分布的分散度s，s越小，则Cm值越高。说明机器本身的精度越高。但是当标准的规格中心值(To+Tu)/2与分布中心不一致时，即分布的位置度 不好，即使其分散度s小的话，零件的加工尺寸仍有可能超差。这种情况可以从下图中看出。因此，我们引入Cmk这个系数。,机器能力指数的测试,编写：XX,11,机器能力指数的测试,编写：XX,12,1.2.3单向公差边界的情况 在许多情况下，公差边界只有上边界或下边界，即只有单向公差边界。例如：粗 糙度、圆度、圆跳动等，不能低于（达到）零极限。因此，零极限不是公差边界，故 在机器能力系数的计算中只能计算cmk。但是，由于只有单向公差边界，无法确定公 差宽度，在计算中只能取XTU或TOX来计算。即cmk的表达式如下：,机器能力指数的测试,编写：XX,13,2.1 工序能力系数所要考虑的要素 全面综合地考虑生产加工中的各种影响因素。如图6M因素，即人、机、料、法 环、测。,第二章 工序能力指数的测

7、试,编写：XX,14,第二章 工序能力指数的测试,2.1 工序能力系数测试的前提条件 为了在工序能力测试中能全面地考虑各种影响因素,因此,对测试过程规定以下前提条件: (1)工序所使用的机器必须有能力.即Cm或Cmk大于或等于1.33(国内)/1.67(国外). (2)进行评定时,要求前一道工序加工的零件必须是合格的.即:满足该道加工工艺所 要求的设计和加工规范(预先测量值必须符合公差). (3)需要抽取的零件数,每隔一定的时间抽取5个零件.一般抽10个样组就可进行.其 中时间间隔一般为0.51小时.即一个班次至少应该进行次抽样.共测量零件50 个就可进行Cp/Cpk的计算. (4)测取前设备必须预热.一般来讲机器开启半小时后即为预热状态. (5)在工序能力系数测试之前,把可校准的刀具调整到控制图标准的公差中心. (6)在测试中允许刀具更换及调整.必须在质量控制卡上注明(时间/措施等). (7)机械干扰在测试中是允许的.但必须在质量控制卡上注明(种类/措施/时间等). (8)测量数据必须按规定在每个零件的规定部位上测量. (9)在质量控制卡上把连续的并与生产顺序对应的随机抽样测量值记录下来.,编写：XX,15,第二章 工序能力系数测试,(10)填写工序能力系数测量表. (11)计算出工序能力系数C p和Cpk. (12)如果上述十一条中有些条件不能满足的话要商量而定.其中有的条件是不能改 变的,有的条件可做适当改变. 2.2 工序能力系数Cp/Cpk C - 能力 P -工序 K-临界的,编写：XX,16,第二章 工序能力系数测试,编写：XX,17,第二章 工序能力系数测试,编写：XX,18,第二章 工序能力系数测试,编写：XX,19,第二章 工序能力系数测试,编写：XX,20,第二章 工序能力系数测试,编写：XX,21,第二章 工序能力系数测试,编写：XX,22,第二章 工序能力系数测试,编写：XX,23,第二章 工序能力系数测试,

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