案例六统计质量控制案例分析【案例背景】某纺织机械厂的主要产品之一是细纱机，也是该厂创效益、创外汇的产品。

机梁是细纱机的主要零件，在细纱机中起着支承牵伸装置、导纱板升降装置、钢领板升降装置、纱架等部件的作用，其质量将直接影响细纱机装配质量。

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

与同行业相比，为了减少切削，机梁毛坯加工余量仅为3mm，给加工工艺带来了难度，机梁数量大，每台细纱机有28根，每年需67000根机梁，机梁质量的好坏将直接影响该厂经济效益，而现在机梁质量波动较大，返修率较高。

因此提高机梁一次合格率具有更重要的意义。

【案例目的】充分利用统计质量控制中的旧七种工具找出质量问题，分析质量缺陷出现的原因，并制定对策计划和实施方案。

【案例分析】1.现场调查为了提高机梁一次投入产出合格率，质量管理小组对机梁整个加工工艺过程进行了分析讨论。

产品加工工艺流程：铸坯粗铣机梁两外角尺平面精铣机梁两外角尺平面铣机梁两里角尺铣机梁两里角尺凸肩面粗、精铣机梁两端面总长钻、攻机梁两角尺上螺纹及孔去毛刺（如图1所示）1 粗铣机梁两外角尺平面2 精铣机梁两外角尺平面3 铣机梁两条小平面4 铣机梁两里角尺凸肩面5 粗、精铣两端总长6 钻、攻机梁角尺面上各螺纹及孔图1 产品零件简图及加工工序(1)寻找原因为了寻找出现废品的原因，对500件机梁加工工序的一次合格率进行测试，数据如表1所示。

表1 机梁加工工序一次合格率测试表序号 工 序 名 称 测试数（根）合格数（根）合格率（%） 1 粗铣机梁两外角尺平面 500 473 94.60 2 精铣机梁两外角尺平面 473 375 79.28 3 铣机梁两条小平面 375 370 98.67 4 铣机梁两里角尺凸肩面 370 365 98.65 5钻、攻机梁角尺面上各螺纹及孔36536098.63M =94.6%×79.28%×98.67%×98.65%×98.63%= 72%对各工序共产生的140件不合格品制成不合格品表（表2）和它的排列图（图2）。

表2 机梁各加工工序不合格品表项 目不合格品数/根累积不合格品数/根累积百分数/%精铣机梁两外角尺平面 98 98 70.00 粗铣机梁两外角尺平面 27 125 89.82 铣机梁两条小平面 5 130 92.86 铣机梁两里角尺凸肩面 5 135 94.43 钻、攻机梁角尺面上各螺纹及孔5 140 100 N140图2 机梁不合格品排列图4060100200800204060801009827555N=140140例不合格品A 类因素累积百分比/%精铣机梁两外角尺平面粗铣机梁两外角尺平面铣机梁两条小平面铣机梁两里角尺凸肩面钻、攻机梁两角尺面上各螺纹及孔关键工序机梁不合格品数/根70%89.28%92.86%94.43%由图2可见，五道工序中精铣机梁两外角尺平面为出不合格品最多的工序。

(2)取118件由精铣机梁两外角尺平面工序所造成的不合格进行检测，得到精铣机梁工序不合格品表和它的排列图（如表3和图3所示）。

表3 精铣机梁工序不合格品表项 目 不合格品数/根累积不合格品数/根累积百分数/%平面度0.15mm 88 88 74.58 垂直度0.16mm 15 103 87.29 直线度0.04mm 7 110 93.22 表面粗糙度Ra <2.5μm 5 115 97.46 厚度超差2 117 99.15 其 它1118100图3 精铣机梁工序不合格品排列图406010020080020406080100887521N=118118例不合格品A 类因素累积百分数/%平面度0.15mm垂直度0.16mm 直线度0.04mm表面粗糙度R a <2.5μm厚度超差精铣机梁两外角尺面不合格品数/根1574.58%87.29%93.22%97.46%99.16%其他由图3可见，工序平面度是影响精铣机梁两外角尺质量的A 类因素即为主要因素。

(3) 对精铣机梁两外角尺平面工序中50例产品进行平面度工序能力指数测定，数据如表4所示。

表4 平面度工序能力指数测定表 （单位：×10-2mm ）7 8 12 11 8 7 6 14 9 12 12 12 11 14 10 11 9 11 10 11 12 15 8 9 9 14 9 10 11 13 12 13 15 14 13 12 14 10 131111151212101213101013图4 工序能力示意图由图4可见：C PS =0.583<1，说明工序能力不充分。

根据以上分析，质量管理小组制定了目标：1 2 3 4 5 6 7 8 910 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15TXT =15 X =11.2 173.2=σ 583.0=ps C公差值(0.01mm)频数（根）①根据工序能力稳定的要求，提出了要将工序能力指数C PS 从值0.583提高到1以上的目标。

②根据国际一次投入产出合格率先进水平为80% ~ 85%的情况，提出了机梁一次合格率从72%提高到85%以上的目标。

2. 因果分析为了找出影响机梁平面度而造成不合格品的原因，从人、机、料、方法、环境等五方面进行了分析、讨论，并画了机梁平面度不合格因果分析图（如图5）。

机梁平面度不合格人机料方法环境操作技能低劳动强度高材质去应力不够工装夹具定位夹紧不合理选择不合理夹紧力力点夹紧力方向不合理辅助支撑设置不妥操作方法不合理粗铣机梁弯曲变形工作场地光照不亮切削参数不合理加工工序不合理工作场地狭小刀具使用不合理刀具安装刀具前角、修光刃圆弧 R 选择不合理图5 机梁平面度不合格因果分析图对图上列出诸多原因进行逐条分析，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 由于机梁属长向薄壁形结构，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，将会对精铣机梁质量造成直接的影响。

(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，这样就会造成有平面度要求的角尺面二次装夹变形，影响该面的平面度质量。

(3) 夹紧点选择不合理工件夹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F 的力点设置在工件下端（如图6）因此易引起工件受力不稳，影响平面质量。

(4) 切削参数不合理切削参数是否合理，将直接影响到零件切削加工的质量，由于过去工艺文件中未定切削参数，操作工厂选择参数不合理，出现了高速切削，强力切削的现象，产生了热变形和表面粗糙度增大。

(5) 刀具前角、修光刃圆弧R刀具的前角是影响切削时切削力大小的重要原因，由于机梁在结构上为长向薄壁形，自图6工件受力图身刚性较差，原刀具前脚γ=0°，切削抗力较大，工件在切削时，切削阻力较大，极易产生切削热变形，而修光刃圆弧R，采用手工刃磨，圆弧R大小控制不一，圆弯过大，切削阻力大，切削热变形较大，圆弧R过小，表面粗糙度超差，影响零件表面质量。

为了减少切削抗力，严格控制而修光刃圆弧R大小，须合理选择刀具前脚和修光刃圆弧R。

3.制定对策计划表针对主要原因制定对策计划表。

如表5。

表5对策计划表序号要因项目目标措施负责人完成日期1 粗铣机梁弯曲变形工艺规定粗铣机梁平面弯曲变形小于0.4mm以保证精铣质量李华6月2 零件加工工序不合理调整加工工序王辉7月3 夹紧力点选择不合理设计新夹具改进力点，使受力稳定王磊7月4 切削参数不合理合理选择切削参数曹明8月5刀具前角、修光刃圆弧R不合理改进刀具前角，合理选择修光刃圆弧张志林8月4.对策和实施(1)由于粗铣机梁造成机梁弯曲变形影响机梁平面质量，所以工艺规定粗铣机梁平面弯曲变形小于0.40mm，以保证精铣质量。

(2)对加工工序进行合理调整，把原加工工艺秩序调整为：先加工无平面度要求的一角尺面，再加工有平面度要求的角尺面，这样可减少二次装夹产生的变形，减少了影响平面度不合格的因素。

(3)改进工装夹具力点，使受力稳定。

改变原夹具夹紧力点，使夹紧力点从工件底部移到工件的中间，提高工件夹紧稳定性，并设计制造新夹具。

(4)合理选择最佳切削参数，减少切削热量对零件质量的影响。

经过反复试验比较，分析选定：转速n=500r/min 、进给量s=350mm/min、铣削深度t=0.5mm为最佳切削参数。

对刀具前角进行改进，合理选择修光刃圆弧R，改进修磨方法。

把原前角γ=0°改为γ=10°，有效地降低了切削阻力，减少了切削热变形对机梁平面度的影响。

在确保零件表面粗糙度质量前提下，对修光刃圆弧R进行合理选择，取R=83mm,以减少切削抗力对零件平面质量的影响，并对修光刃圆弧R采用专用工具机械刃磨。

5.效果检查(1)C PS值测定（如表6和图7所示）表6 工序能力指数测定表（单位：×10-2mm）7 8 8 10 10 9 8 11 12 10 10 10 99 6 7 8 7 10 6 7 8 9 10 10 1111 13 12 11 11 11 8 13 12 8 9 9 129 10 10 9 9 10 10 10 9 9 10图7 工序能力示意图Cps10.5830.51.14781活动前 目标 活动后t图8 活动前、后C PS 值比较图由图7可知C PS =1.1478>1。

由图18可见，活动后工序能力指数C PS 值提高并达到了提出的目标。

(2) 质量管理小组活动前、后合格率比较（如表7和图9所示）表7 活动后机梁关键工序一次合格率测试表序号 工 序 名 称 测试数/个 合格数/个 合格率/% 1 粗铣机梁两外角尺平面 500 482 96.40 2 精铣机梁两外角尺平面 482 460 95.43 3 铣机梁两条小平面 460 452 98.26 4 铣机梁两里角尺凸肩面 452 446 98.67 5钻、攻机梁两角尺面上各螺纹及孔44644098.65M=96.40%×95.43%×98.26%×98.67%×98.65%=87.98%由图9可见，质量管理小组实施措施后，一次合格率达到并超过小组预定的一次合格率为85%的目标。

2 4 6 8 1012 14 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 T频数/T =15 X =9.48 603.1=σ 1478.1=ps C公差值/0.01mm活动前 目标 活动后 t一次合格率%M 72%85%87.98%图9 活动前、后合格率比较图6. 巩固措施为了进一步巩固以取得的成果，将这次质量管理活动的各项措施进行标准化，制定了“作业指导书”，使生产人员能按作业指导书中的加工方法及要求进行操作。