大批量细长轴磨削加工质量控制

维普资讯 http://www.cqvip.com 《精密制造与自动化》　大批量细长轴磨削加工质量控制　倪　莉　中原工学院　（４５ＯＯＯ７）　摘要　在主轴的大批量磨削生产中，生产的稳定性直接影响到产品的生产周期、产品的合格率。造成产品质　量波动的因素有很多，很难对每一种因素进行单独控制。将主轴磨削过程中造成产品质量波动的‘＇４ＭＩＥ”因素分　为随机性原因和系统性原因，对产品质量影响较大的系统性原因采用　．Ｒ控制图同时控制质量特性值的集中趋势　（平均值　的变化）与离中趋势（极差Ｒ的变化），把　控制图和Ｒ控制图联合使用，通过抽检的方法，将数据　绘制成图，根据点的分布情况，判断生产过程是否处于受控状态。若生产不稳定，则能及时报警。有效控制磨削　过程处于稳定生产状态。　关键词　磨削质量管理平均值极差控制图　细长轴磨削加工过程中影响产品质量的因素较　我们及时做出正确的对策，消除系统因素的影响，　多。在大批量生产中必须对生产过程进行控制。在　保持工序处于稳定状态，预防不合格品的产生。　．Ｒ　对直径为　５０　００　ｉｌｌｎｌ，长度为２　４００　ｉｌｌｎｌ的细长　控制图是　控制图和Ｒ控制图的联合控制图。　图　轴进行磨削加工时，发现其直径尺寸　５０　００　ｉｌｌｎｌ　又叫平均值控制图，它主要用于控制生产过程中产　很容易出现波动，造成波动的原因来自”４Ｍ１Ｅ”　，　品质量指标的平均值。Ｒ图又叫极差控制图，它主　即人（Ｍｅｎ）、原材料（Ｍａｔｅｒｉａ１）、设备（Ｍａｃｈｉｎｅ）、　要用于控制产品质量指标的波动情况。　．Ｒ控制图　方法（Ｍｅｔｈｏｄ）和环境（Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）。”４Ｍ１　Ｅｔ．因　观察问题比较全面，既能控制产品特性值　变化趋　素按其作用特点可分为两大类，一是随机性原因，　势又能控制Ｒ的分散范围，二者合在一起可判断生　也可称之为偶然原因或正常原因。如：原材料材质　产过程的稳定性。因此，它是大批量生产中最适用　上的微小不均匀、机床的轻微振动、砂轮的正常磨　的一组控制图。　损和供电系统电压的微小波动等，它们的微小波动　１．２　－Ｒ控制图的原理　对产品质量影响不大，一般不用费心去控制。二是　当生产条件正常，生产过程比较稳定且仅有随　系统性原因或称异常原因。如：砂轮的严重磨损等，　机因素在起作用的情况下，其产品总体的质量特性　它所造成的产品质量特性值波动较大，这种波动是　分布为正态分布州。正态分布（如图１所示）在实　有规律的，它导致产品质量不合格，生产不稳定。　际工作中会经常碰到，在数学上已经对它进行了充　采用　．Ｒ控制图（平均值和极差管理图）可控制　分的研究，其中有一重要结论就是不论　（平均值）　造成生产过程不稳定的异常因素。　和ｏ（标准偏差）为何值，产品质量的特性值在　３ｏ　上、下限之间出现的概率为９９．７３％，在￣－ｑ：３ａ上、　１　－Ｒ控制图　下限之外出现的概率为０．２７％，而超出一侧的概率　１．１　－Ｒ控制图的作用　为０．２７％的二分之一即０。１３５％约为０．１％。　排列图、因果图、散布图、直方图等几种方法　都是静态的，可通过搜集过去生产的数据，寻找规　律指导今后的生产。而　．Ｒ控制图则可以在动态的　生产过程中直接使用，　．Ｒ控制图法不但能显示出　生产过程中质量的波动，而且又能指导工序的生产，　起事先预防的作用。通过图表来显示生产随时间变　化过程中质量波动的情况，有助于分析和判断是偶　Ｏ　Ｕ　然性因素还是系统性原因所造成的波动，从而提醒　图ｌ正态分布图　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第４期（总第１７２期）　休哈特以此理论创立了Ｘ．Ｒ控制图　（如图２　所示）。概率论中常说的“小概率事件”一般视为不可　能发生，但不是绝对不可能发生。１　０００次中出现３　次是可能，我们如果把它误判为异常就可能犯千分　达到　５０＋００　ｏ０１２Ｉ／ＩｌＴＩ，绘制能用于生产管理的控制图。　方法：决定抽取样本含量ｎ－＝４，样本组数ｋ＝２０，　一天测二次。　Ｒ＝ＭＡＸ（Ｘｌ，Ｘ２，…Ｘｎ）－Ｍ　（Ｘｌ，Ｘ２，…Ｘｎ）　之三的错误，这种错误可称为第一类错误。即工序　本来处于正常状态，只是由于随机原因引起数据过　大的波动，越出控制界限而虚发警报，即以真报假。　ｇ＋３ｏ　ＵＣＬ　ＣＬ　－３０　ＬＣＬ　图２控制图　在生产过程中以抽查来检验大批量产品的质　量，可能工序已发生变化、出现异常（如图３所示），　但数据并没有越出控制界限而漏发警报，误以为工　序处于稳定状态，即以假判真，称之为第二类错误。　对第一、二类错误要同时避免是不可能的只能依据　所造成的总损失为最小的准则来确定上、下控制界　限。经验表明ＵＣＬ＝　＋３６，ＬＣＬ＝　．３６，所谓３６法　就是错误所造成的总损失比较小的界限即“３６”原　理。　ｇ＋３ｏ　ＵＣＬ　ＣＬ　ＣＬ　３０　，　ＬＣＬ　－图３第二类错误分布图　２利用Ｘ－Ｒ控制图对轴径尺寸进行磨削工序控制　２．１数据采集　主轴外径　５０　０　叭　Ｉ／ＩｌＴＩ是由Ｍ１０８０型无心磨　床粗磨、ＭＧ１０２００型高精度无心磨床精磨而成　，　利用Ｘ．Ｒ图对精磨削工序进行控制的方法如下。　目的：轴径尺寸符合质量特性值的要求，保证　收集数据并估算　、　、Ｒ、尺的值记录成表　（如表１），计算出工序能力系数　Ｃｐ＝Ｔ／６０＝１．３９　其中：Ｔ——质量标准范围　∑——为标准偏差　Ｃｐ＞１．３３　接近１．３３，说明工序能力充分，可以对主轴的　磨削工序用Ｘ．Ｒ控制图进行控制。　表１　Ｘ一．Ｒ数据表ｐａｎ　按时间顺序抽取　组序　数据记录　—Ｚ　—　尺　Ｘ１　Ｘ２　Ｘ３　ｘ４　１　６　７　４　５　５．５　３　２　３　５　４　７　４．７５　４　３　４　５　６　５　５　２　４　５　６　６　４　５．２５　２　５　５　４　７　４　５　３　６　７　６　６　５　６　２　７　５　７　４　３　４．７５　４　８　５　５　４　６　５　１　９　６　５　６　５　５．５　１　１０　４　６　５　４　４．７５　２　ｌ１　７　４　５　６　５．５　３　１２　６　４　３　４　４．２５　３　１３　６　６　４　５　５．２５　２　１４　５　８　６　４　５．７５　４　１５　４　７　５　６　５．５　３　１６　７　６　７　４　６　３　１７　５　４　５　６　５　２　１８　１３　４　６　５　７　９　１９　６　６　５　５　５．５　１　２０　６　５　８　７　６．５　２　合计　１０７．７５　５７　＝５＿３８　Ｒ＝２．８５　注：Ｘ＝葺／ｎ　ｘ＝　ｆ／ｋ　Ｒ＝Ｒｆ／ｋ　２．２求控制图的上、下控制限　ｎ＝４　Ａ２＝０．７２９　Ｄｎ＝２．２８２　（Ａ２、Ｄ４是由样本含量ｎ确定的系数，可从控制图　６１　维普资讯 http://www.cqvip.com 《精密制造与自动化》　用系数表查出数据）　控制图：　ＵＣＬ＝　＋Ａ２Ｒ＝５．３８＋０．７２９ｘ２．８５＝７．４５８　ｃ）点的排列无周期性；　ｄ）点的排列未连续出现在控制限附近；　ｅ）点的排列未连续排列在中心线附近。　ＬＣＬ＝　－Ａ：｝Ｒ　５．３８－０．７２９ｘ２．８５＝３．３０２　由此可知，目前主轴磨削工序采取的技术措施　能满足生产的需要，可以转入正式生产。修改后的　Ｒ控制图：　ＵＣＬ＝ＤｄＲ　２．２８２ｘ２．８５＝６．５０４　２．３　画分析用控制图　图４　．Ｒ分析用控制图　３根据控制图分析生产状态　从图４看，Ｒ图上第ｌ８点超出控制限，经查，　发现是前道工序加工余量的变化引起的，对此轴再　重磨，达到要求，并剔除第ｌ８点，重新计算。　估算中心线与上、下控制限：　＝ｘｊ／ｋ＝５．３０３（ｋ＝－１９）　Ｒ＝Ｒｊ／ｋ＝２．５２６　（ｋ＝１９）　图：ＣＬ＝ｘ＝５．３０３　ＵＣＬ＝　＋Ａ２Ｒ＝５．３０３＋０．７２９ｘ２．５２６＝７．１４４　ＬＣＬ＝　－Ａ２Ｒ＝３．４６１　Ｒ图：ＣＬ＿２．５２６　ＵＣＬ＝Ｄ￣＝２．２８２ｘ２．５２６３＝５．７６５　再画控制图（如图５），可看出全部点都落在控　制限内，通过观察发现点的排列无以下缺陷：　ａ）点的排列无”链状”（所谓”链状”即１．连续ｌｌ　点中至少有ｌ０点在同一侧；２．连续ｌ４点至少有ｌ２　点在同一侧；３．连续ｌ７点至少有ｌ４点在同一侧；４．　连续２０点至少有ｌ６点在同一侧。）　ｂ）点的排列未出现上升或下降倾向；　控制图可作为本工序的控制用控制图。　图５　．Ｒ控制用控制图　４结语　ｘ－Ｒ控制图可以同时控制质量特性值的集中趋势　（平均值　的变化）与离中趋势（极差Ｒ的变化），　把　控制图和Ｒ控制图联合使用，能全面地看出生产　过程状态的变化。定期从生产过程中抽取规定数量的　产品，测量轴径的数值，通过计算，在控制图上打点，　通过观察控制图中点的分布情况及时报警，把不良品　消除在萌芽状态，这样便达到了以预防为主利用　－Ｒ　控制图对主轴磨削工序进行控制的目的。　参考文献　【１】王文胜，魏平俊，等．细长轴磨削加工质量分析与控制【Ｊ】．　金刚石与磨料磨具工程，２００１（４）；４３—４４　【２】封根泉．浅谈工效学［Ｍ】．北京：工人出版社，１９８１，５３－７８．　【３】刘桂珍．质量控制【Ｍ】．北京：国防工业出版社，２００４，　４１．５９．　【４】刘伟．工程质量管理与系统工程【Ｍ】．武昌：武汉大学出版　社２００４，５３．８６．　【５】ｔｄ，华．质量控制与管理【Ｍ】．北京：机械电子出版社，　１９８８，４２．５０．　【６】陈宏均．磨工操作技能手册【Ｍ】．北京：机械工业出版社，　２（Ｘ）４。３２６．３２４．