1课程设计的目的质量工程管理课程设计是在完成学习《质量工程管理》课程后进行的实践性教学环节,其目的在于加深对《质量工程管理》课程基础理论和基本知识的理解,培养学生的质量管理意识,使学生掌握质量工程管理的基本方法、掌握抽样检验和质量过程控制的基本技术。
同时课程设计应充分体现在教师的指导下,以学生为主体的教学思想,充分调动学生的积极性和能动性,重视培养学生自学能力和思维逻辑能力。
2课程设计的任务本课程设计重在实用性和可操作性。
模仿企业质量控制实际操作,从零件抽样检验开始,直方图分析,过程能力分析,到控制图分析,完成整个质量控制过程分析,帮助学生熟悉企业质量控制具体思路和操作,理解质量工程管理理论的实际应用。
主要内容:1、零件的抽样检验。
2、绘制零件的直方图。
3、对零件进行过程能力分析。
4、绘制和分析零件均值极差图。
5、绘制和分析零件单值移动极差图。
6、编写课程设计报告。
3零件的抽样检验3.1测量数据收集1.025.086+- mm 图3.1 零件图样及标注3.2测量工具测量工具为游标卡尺。
3.3原始数据表经测量后得到的原始数据表如表3.1。
表3.1 零件原始数据表样本 组号零件直径零件长度 零件直径 零件长度 零件直径 零件长度 127.7786.1228.00 85.80 27.86 85.87 227.87 85.927.485.827.986.0015.028-3.4 抽样目前生产型企业主要采用抽样检验。
从整体(N)中抽取一个样本(n),对样本n实施全检,然后根据样本检验结果推断总体的质量。
所以他有一定的风险,但经过计算和调整,可以将风险降到可以接受的水平。
一般来说,抽样的常用方法有随机抽样、分层抽样、整群抽样和系统抽样。
然后确定样本量字码,按批量和检验水平,确定“样本量字码”。
根据样本大小字码、接收质量限AQL值、抽样的类型以及宽严程度,在GB/T2828.1所提供抽样检查表检索抽样方案。
抽取样本,按照EXCEL的随机数发生器产生随机数列,抽取样本。
抽样检验的基本思想是从一批产品中随机抽取部分产品作为样本,根据对样本检验结果,按一定的判断准则,推断整批产品的质量水平。
在计数抽样中,判断准则只利用计数检验的结果。
数检测Array图3.2 抽样检验过程示意图课程设计对零件1的抽样检验是通过计数一次抽样检验。
其方法是从批量为N的产品中,随机抽取n(<N)个产品为样本,同时规定一个接收数c,经检验样本中有d个不合格品,按以下规则决定是否接受改批产品:如果d≤c,则接受该批产品如果d>c,则拒收该批产品步骤:1.确定抽样方案:计数一次抽样检验;2.确定质量标准:Φ015.028 mm ;3.确定批量N :在零件1检查批中,N=81; 4.确定AQL 值:AQL=6.5%;5.规定检验水平:在对零件检查,按一般水平Ⅱ; 6.根据样本量字码表确定样本量:按批量和检验水平确定的用于表示样本量的字母叫“样本量字码”,如表3.2。
表3.2 样本量字码表由图可知:按N=81,一般水平Ⅱ,得到样本量字码为E 。
在查正常检验一次抽样方案表得到E 相对应的样本量为n=13.7.作出批产品是否合格的判断:查正常检验一次抽样方案表相对应的E ,AQL =6.5%得到:表3.3 检查过程表根据表3.2零件原始数据表可变换成外圆直径和零件长度数据表如表3.4。
表3.4 外圆直径和零件长度数据表随机产生小于81的随机数:Mod(rand()*1000,81),取前13个随机数为样本量,从而得到外圆直径和零件长度样本检验表,如表3.5。
表3.5 外圆直径和零件长度样本检验表3.5结果分析由表3.5得样本中合格品7个,不合格品为6个,按照Ac=2,Rc=3,根据:如果d≤c,则接受该批产品如果d>c,则拒收该批产品所以拒收该批产品。
这批零件不合格。
因该将不合格的7个零件更换合格零件,再将进行抽样检验,直到接受。
如果企业的声誉不怎么好,再次进行抽样时因加严处理。
如果企业声誉向来良好,可适当放宽处理。
4 直方图4.1目的直方图法是从总体中随机抽取样本,将从样本中获得的数据进行整理,从而找出数据变化的规律性。
1.直观地看出产品质量特性值的分布状态(平均值和分散情况),便于掌握产品质量分布情况。
2.显示质量波动状态,判断工序是否稳定。
3.确定改进方向。
通过直方图研究分析质量数据波动状况之后,就可确定怎样进行质量改进。
4.用以调查工序能力和设备能力。
在直方图商标出公差线或标准值,可以定量的调查工序能力和设备能力。
4.2步骤1.收集数据:表1.4外圆直径和零件长度数据表2.确定外圆直径的极差R:Max= 28.20 Min= 26.97 R= Max - Min =1.23;确定零件长度的极差R:Max= 87.50 Min= 83.30 R= Max - Min =4.20;3.确定外圆直径分组的组数和组距:组数:k= 1+3.3*lgN N=81 得:k≈7 ;组距:h= R/K =1.23/7≈0.18;确定零件长度分组的组数和组距:组数:k= 1+3.3*lgN N=81 得:k≈7 ;组距:h= R/K =4.2/7≈0.6;4.确定外圆直径数据各组上、下限:首先确定第一组的下限值,第一组的下限值必须要小于最小值,才能使得测量的数据不落在上、下限上,即带上最小测量单位的1/2尾数。
第一组的下限值= Min —数据最小测量单位的1/2=26.97-0.005=26.965;第一组的上限值=第一组的下限值+ h=26.965+0.18=27.141;然后依次累加组距直到七组;同理可确定零件长度数据的各组上下限。
5.作零件外圆直径频数分布表如表4.1和零件长度频数分布表如表4.2。
表4.1 零件外圆直径频数分布表表4.2 零件长度频数分布表6.求外圆直径平均值和标准差x=x +h s =h 7.求外圆直径平均值和标准差0x =x +h s =h8. 画外圆直径直方图,如图4.1所示。
图4.1 零件外圆直径频数直方图画零件长度直方图,如图4.2所示。
图4.2 零件长度频数直方图4.3结果分析观察直方图的形状判断总体(生产过程)的正常或异常,进而寻找异常的原因。
并与零件标准(公差)比较,判定生产过程中的质量情况。
两个直方图数据分布跨度大且两边边都有孤立的长方形。
排除测量有误的因素,有可能是因为零件并非由熟练工人加工制造,所以在生产过程中出现了异常因素,如刀具磨损、工人不熟练等。
直方图的分布已经超过公差范围。
已经出现不合格品,这说明加工精度不够,应提高加工精度,缩小标准差,也可以从公差标准制定的适当放宽来考虑。
5 过程能力分析5.1计算、和5.1.1计算外圆直径、和根据外圆直径Φ015.028-mm 得到规范限(27.85,28.00)。
规范限的宽度T=TU-TL=0.15,称公差,表示规范的宽严程度,点M=(TL+TU)/2=27.93成为规范中心(也称公差中心)。
由于M=27.93≠= 27.95,规范中心M 与受控中心u (均值)不重合,则发生偏移,所以为有偏移情况的过程能力指数。
上单侧过程能力指数:=(28.00-27.88)/3×0.24≈0.16 (<TU)下单测过程能力指数:=(27.88-27.85)/3×0.24≈0.05(>TL) 有偏移情况的过程能力指数CPK 为0.16。
5.1.2计算零件长度、和根据零件长度1.025.0.86+- mm 得到规范限(85.75,86.10)。
规范限的宽度T=TU-TL=0.35,称公差,表示规范的宽严程度,点M=(TL+TU)/2=85.93成为规范中心(也称公差中心)。
由于M=85.93≠= 86.09,规范中心M 与受控中心u (均值)不重合,则发生偏移,所以为有偏移情况的过程能力指数。
上单侧过程能力指数:=(86.10-85.95)/3×0.44≈0.12 (<TU)下单测过程能力指数:=(85.95-85.75)/3×0.44≈0.15(>TL)有偏移情况的过程能力指数CPK为0.15。
5.2结果分析因为:且0≤K<1,所以CPK≤CP并且随着偏移度的减少而增加。
CPK值越大,就表示受控中心u越接近据规范中心M,即两者的偏移越小。
CP值越大,过程的合格品率越高,质量特性限越锐, CP越小,不合格品率越大。
=0.12,CPK值不大,且远小于1。
说明受控中心u与规范中心M两者的偏移比较大,CP很小,,过程的合格品率低,过程能力不足,不能满足要求,表示质量能力较弱,因考虑放宽条件。
5.3求出不合格率外圆直径不合格品率计算:; CP=0.10P=1-Φ(3 CPK)+ Φ(-3 CP(1+K))=1-Φ(0.49)+ Φ(-0.1436)≈76%零件长度不合格品率计算:; CP=0.13P=1-Φ(3 CPK)+ Φ(-3 CP(1+K))=1-Φ(0.45)+ Φ(-0.35)≈69%6 均值极差图6.1 做均值极差图步骤:1、确定统计量;2、准备数据,根据判稳准则1,至少取25个数据;3、计算与R;4、计算X与R;5、计算—R图与图的控制线;6、作图;6.2计算过程由原始数据表表3.1得到外圆直径数据计算表如表6.1。
表6.1 外圆直径数据计算表样本组号零件直径零件直径零件直径均值极差127.7728.027.8627.880.23227.8727.4527.927.740.45327.9427.9527.8227.90.13根据公式:由于样本量n=3,查控制图系数表得: =2.574=0; 计算得到:= 0.83=0.32=0由表6.1数据和上面计算所得的数据可以绘制出外圆直径极差控制图如图6.1。
R图0.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.0013579111315171921232527极差UCLR CLR LCLR图6.1 外圆直径极差控制图查表得=1.023 ;计算得到: =28.22 =27.89 =27.56由表6.2数据和上面计算所得的数据可以绘制出外圆直径均值控制图如图6.2。
()()=+=++==-=-=-R R R 32324R RR R R 32324UCL μ3σR 3d R d =R 1d d D CL μLCL μ3σR 3d R d R 1d d D ====+3=+3=+=+====-=-=--x x x 22x x x x x 2UCL μσμσn x 3R/d n x A R CL μμxUCL μ3σμn x 3R/d n x A R图6.2 外圆直径均值控制图由原始数据表表3.1得到长度数据计算表如表6.2。