质量管理与可靠性课程设计说明书学院：机械工程学院专业：工业工程班级：一班学号：**********：******：***设计日期：2017年6月28日目录一、课程设计目的和要求 (1)1、目的 (1)2、要求 (1)二、设计题目 (2)1．质量控制设计题目 (2)2．实验设计题目 (4)三、设计结果 (5)题目一、 (5)1、寻找原因 (5)2.寻找影响精铣机梁两外角尺平面工序出现不合格品的主要原因 (7)3 . 工序稳定性分析及能力分析 (8)5.效果检查 (13)题目二 (15)1.寻找原因 (15)2.工序的稳定性分析和工序能力分析 (15)3.因果分析 (17)4、制定对策计划表 (19)题目三 (19)1.在Minitab的工作界面创建正交表 (19)2.结果分析 (20)题目四 (27)1.用正交用正交实验表L8(24) (27)2.结果分析 (29)四总结体会 (31)五参考文献 (32)一、课程设计目的和要求1、目的1）加深对质量管理课程及统计学课程基础理论和基本知识的理解。

2）使学生掌握质量管理的基本方法，正确应用质量管理方法对质量形成的全过程进行管理和控制。

3）熟练应用常用的统计工具，提高解决实际问题的能力和相应的软件使用技能。

2、要求1）要求学生能利用排列图寻找主要问题或影响质量的主要因素，学生能用Minitab软件绘制排列图。

2）要求学生能利用因果图表示主要问题与影响该问题的原因，通过层层深入的研究找出影响质量的原因，把影响质量的主要、关键、具体原因找出来，从而明确所要采取的措施，并能用Minitab 软件绘制因果图。

3）要求学生能利用直方图来显示质量数据的分布规律，通过观测直方图的形状，判断生产过程的质量水平和分散程度，判断工序是否正常，工序能力是否满足要求；并能用Minitab软件绘制直方图。

4）要求学生能利用控制图判断工序是否处于统计在控的状态，能用Minitab软件绘制控制图。

5）要求学生掌握试验设计法的使用条件、制定因素水平表，正交表设计，确定实验；实验。

能用Minitab软件进行因素、水平的定义和正交表的选择，正确地把因素、水平填写到正交表中，分析实验结果。

二、设计题目1．质量控制设计题目题目一、某纺织机械厂的主要产品之一是细纱机，也是该厂创效益的产品。

该细纱机的关键零件是机梁，在细纱机中起着支援延伸装置、导纱板升降装置、钢领板升降装置和纱架等部件的作用，机梁的质量将直接影响细纱机装配质量。

机梁自身的结构属长向薄壁形，其长厚比达130:1，极易产生加工变形，而技术精度要求高，其中主要的技术特性值平面度要求0.15mm。

为了减少切削数量大，每台细纱机需要28根，每年需要67000根，机梁的好坏将直接影响该厂的经济效益，而现在的机梁质量波动较大，返修率比较高，试用质量控制方法来有效地提高机梁的一次合格率。

题目二、某公司是一家专业制造纺织梳理器材的中外合资企业。

公司的产品有金属针布、弹性针布、固定盖板针布、分梳辊与分梳辊针布、整体锡林，其中主导产品金属针布和弹性盖板针布的产销售量，连续多年来在国内同行中一直遥遥领先。

公司始终坚持质量产企业的生存之本。

追求卓越的产品品质。

公司主怀产品金属针布（占销售额的65%）的原材料是Φ5.5mm的中高碳钢线村，线村拉拔成直径Φ1.0mm-Φ2.0mm的钢丝后进行压扁，最后对压扁的坯条进行连续冲齿，加要成型。

在钢丝每次拉拔后都要进行球化退火，压扁后要进行再结晶退火，而退火硬度的均匀性、金相组织有好坏和表面成色直接影响后续加工和成品质量。

工艺流程如下图，图1。

图1工艺流程图金属针布成品质量的优劣，用户衡量指标主要有以下几个方面：锋利度、平整度，耐磨度、粗糙度，色差。

一段时间以来，用户反映公司金属针布在耐磨度和色差方面存在较大的问题，包卷也存在一定的困难（影响平整度）；坯条再结晶后产品质量指标（硬度、成色和金相组织）直接或间接影响到成品的质量；热处理工序利用井式炉，通过氮气保护坯条进行再结晶处理，属于特殊质量过程，有必要对其过程能力进行一次全面测量。

为此，决定成立质量控制小组（QC小组），采用质量管理的方法和工具进行分析和解决问题。

该公司一分厂成立QC小组，本小组成员7人（见表2-1），分别为公司研究所、分厂技术人员及相关管理人员，专门针对公司和坯条热处理过程中的质量波动而展开各项活动，活动部定期进行。

现场调查：QC 小组对热处理工序井式炉再结晶退火目前存在的问题进行了统计分析，发现近两个月的井式炉坯条再结晶质量缺陷见表2-2。

表2-2井式炉柸条再结晶质量缺陷分类表1.试用Minitab 软件，绘制缺陷项目排列图，确定主要问题是什么？2.用表2-3给出的柸条硬度测定数据，利用Minitab 软件对该工序的稳定性和工序过程能力进行分析（该指标的技术要求为：190+15-10）？2．实验设计题目题目三、某工厂一零件的镗孔工序质量不稳定，经常出现内孔径偏差较大的质量问题，用Minitab软件进行正交试验设计，探讨镗孔工序加工质量较优的工艺条件。

表2-4因子、水平表题目四、为了制造一种新型的高尔夫球使其能飞的更远，需要通过从实验设计寻求最佳的制造参数。

现在已经确定4个因素影响着高尔夫球的性能，由于实验条件的限制，每个因素只能去两个水平，见表13，且经验断定Core material和Core Diameter有交互影响，试确定这四个因素中哪个是主要影响因素，各个因素取何水平时，使制造出来的高尔夫球能飞得更远？表2-5因子、水平表三、设计结果题目一、1、寻找原因1）为了寻找出现废品的原因，对500件机梁各加工工序的一次合格率进行测试，以分析哪些因素是影响质量的主要原因，那些加工工序是影响质量的次要原因，这样有利于找出问题的主要环节。

对加工一次机梁加工工序的合格率测试数据见下表3-1合格率M=94.6%*79.28%*98.67%*98.65%*98.63%=72%对各个工序共产生的140件不合格品制成不合格品表3-2、并绘制排列图。

在Minitab的工作表中，把“机梁各加工工序的不合格表”中的“工序名称”一列，以及“不合格品数”一键列入，见图3-3 然后选择stat →quality →tools →pareto chart 便会跳出如下对话框，见图3-4。

选择Chart defect table 在label in 里面选择人本的一列，frequencies in 里面选择输入数字的一列，便可得到机梁不合格品排列图，见图3-5。

表3-2机梁各加工工序的不合格品数据图3-3 Mi nitab的数据录入图3-4排列图的数据录入图3-5机梁各加工工序的不合格品排列图可以看出五道加工工序中精铣机梁两外角尺平面为出现不合格品最多的工序。

因此，下一步要解决的问题是分析这道工序出现不合格品的主要原因。

所采用的方法还是排列图。

2.寻找影响精铣机梁两外角尺平面工序出现不合格品的主要原因取118件you精铣机梁两外角尺平面工序所造成的不合格品进行检测，得到精铣机梁两外角尺平面工序不合格品表3-6，并绘制相应排列图。

表3-6 精铣机梁两外角尺平面工序不合格品数据在Minitab 里面做类似的操作可以得到精铣机梁工序不合格品的排列图，见图3-7。

图3-7 精铣机梁工序不合格品的排列图可见，对平面度的工序影响精铣机梁两外角尺质量的A 类因素，既为主要因素。

3 . 工序稳定性分析及能力分析找出主要原因后，对平面度的工序进行稳定性分析和工序能力指数计算，在工序在控条件下判断工序能力指数是否满足要求，以确定是否需要进行改进。

平面度的目标指标为：11*10-2mm ，最大不得超过15*10-2mm ，最小不得低于7*10-2mm，从精铣机梁两外角尺平面工序中依加工次序随机抽取50件产品，得到的数据见表3-8。

利用该数值绘制单值控制图，选择stat →control charts →variable chart for individuals，可绘制出控制工序均值和方差的控制图，见图3-9和图3-10，依据控制图判断判定工序在控。

图3-9控制工序单值的控制图图3-10控制工序方差的移动极差控制图在工序在控的条件下，进行工序能力分析。

利用表3-8的数据进行工序能力分析，在Minitab的工作表中，选择stat →control charts →capability analysis →normal 得到工序能力分析图，见图3-11。

图3-11工序能力分析图Cpk=0.59，表明工序能力不足，需要采取措施，提高工序能力。

根据以上分析，把工序能力指数提高到1以上和根据国家标准，把机梁第一次合格率从72%提高到85%以上的目标。

4.因果分析为了找到影响机梁平面度而造成不合格品的原因。

根据5M1E 的原理，从人，机，料，方法，测量，环境等6方面做出了分析，并用Minitab画出因果图。

在minitab中选择stat →quality tools →course and effect 便会跳出，见图3-12 和图3-13。

大原因里面只有一个小原因的，可以选择constant直接输入，对于大原因里面的多个小原因的先在表格里面输成一列，在causes 里面选择。

对于多重子原因的可以再sub里面再选择。

图3-12因果图图3-13因果图最后得到影响机梁平面度而造成不合格的因果图，见图3-14。

图3-14影响机梁平面度而造成不合格品的因果图对图3-14列出的诸多原因进行逐项分析，找出下列五条为影响机梁平面度质量的主要原因：1.粗铣机梁弯曲变形由于机梁属于长向薄壁型结构，极易产生加工变形，粗铣机梁的加工变形和加工后由于堆放不当引起的弯曲变形，将对继机梁造成直接的影响。

2.零件加工工序不合理精铣平面加工工序为先加工有平面度要求的一角尺面，后加工无平面度要求的一角尺面，这样会造成有平面度要求的尺面二次装夹变形，影响该平面的平面度质量。

1)夹紧点选择不合理。

工件加紧点选择是否合理将直接影响到工件的受力稳定，由于夹紧力的力点设置在工件下端，因此容易引起工件受力不稳定，影响平面质量。

2)切削参数不合理。

切削参数不合理是否合理将直接影响零件的加工质量，由于过去工艺文件中未定切削参数，操作参数不合理，出现了高速切削，强力切削，产生热变形和表面粗糙度增大。

3)刀具前角，修光刃圆弧R 选择不合理。

刀具前角是影响切削力大小的重要原因，由于机梁结构上为长向薄壁形，自身刚性比较差，原来刀具的前角γ=0，切削抗力比较大，工件在切削时，切削阻力比较大，容易产生热变形，而修光刃圆弧R，采用手工刀抹，大小不一，影响零件表面质量。

为了减少切削抗力，严格控制修光刃圆弧大小，必须选择刀具前脚和修光刃圆弧R。