質(zhì)量控制及試驗設(shè)計中4因子3水平正交試驗課件

1、2. 必做題：2.1 質(zhì)量控制方向課程設(shè)計題目：細紗機的主要零件是機梁，在細紗機中起著支撐延伸裝置、導(dǎo)紗板升降裝置、鋼板升降裝置，紗架等部件的作用，其質(zhì)量將直接影響細紗機裝配質(zhì)量。解決問題的重要性：機梁自身的結(jié)構(gòu)長向薄壁形，其長厚比例達130：1，極易產(chǎn)生加工變形，而技術(shù)精度要求高，其中主要的技術(shù)特性值平面度要求僅僅為0.15mm。加工工藝難度比較高。機梁的數(shù)量大，每臺細紗機有28根，每年需要67000根，機梁的好壞將直接影響該廠的經(jīng)濟效益，而現(xiàn)在的機梁波動比較大，返修率比較高。因此提高機梁一次合格率有重要意義。機梁的加工工藝流程：鑄坯粗銑機梁兩外角尺平面精銑機梁兩外角尺平面銑機梁兩里角尺凸肩

2、面粗、精銑機梁兩端面總長鉆、攻機梁兩外角尺上螺紋及孔去毛刺1）尋找原因1 為了尋找出現(xiàn)廢品的原因，對500件機梁加工工序的一次合格率進行測試如下表所示：序號工序名稱測試數(shù)/根合格數(shù)/根合格率/%12345粗銑機梁兩外角尺平面精銑機梁兩外角尺平面銑機梁兩條小平面銑機梁兩里角尺凸肩面鉆、攻機梁兩外角尺上螺紋及孔50047337537036547337537036536094.679.2898.6798.6598.63M=94.6%X79.28%X98.67%X98.65%X98.63%=72%由測試結(jié)果可以看出，機梁加工工序的一次合格率為72%，各個工序總共產(chǎn)生了140件不合格品。2 對各個工序產(chǎn)

3、生的140件不合格品進行測試，制成不合格品表和它的排列圖如下所示：項目不合格品數(shù)/根累積不合格品數(shù)/根累積百分數(shù)/%粗銑機梁兩外角尺平面精銑機梁兩外角尺平面銑機梁兩條小平面銑機梁兩里角尺凸肩面鉆、攻機梁兩外角尺上螺紋及孔N9827555140981251301351407089.8292.8694.43100從不合格品表和排列圖可以得出結(jié)論：粗銑機梁兩外角尺平面為出現(xiàn)不合格品最多的工序，則下一步要解決的問題就是分析這道工序出現(xiàn)不合格品的主要原因。3 取118件由粗銑機梁兩外角尺平面工序所造成的不合格品進行檢測 ，制成不合格品表和它的排列圖如下所示：項目不合格品數(shù)量/根累積不合格品數(shù)/根累積百分

4、數(shù)/%平面度0.15mm垂直度0.16mm直線度0.04mm表面粗糙度Ra2.5m厚度超差其他881575218810311011511711874.5887.2993.2297.4699.15100從不合格品表和排列圖可以得出結(jié)論：平面度是影響粗銑機梁兩外角尺質(zhì)量的A類因素即為主要因素。4 取50件由粗銑機梁兩外角尺平面工序所造成的不合格品對其平面度進行測量，得到過程質(zhì)量數(shù)據(jù)表如下：序號數(shù)值序號數(shù)值序號數(shù)值序號數(shù)值序號數(shù)值17118211231841721412102211321142103913102311331243134111411241534124410514159251235124

5、51161216152683694614714171327123710471381318102810386481591119132912391149121092012309401450135 利用minitab軟件，輸入過程質(zhì)量數(shù)據(jù)，制成平面度的單值控制圖和移動極差控制圖如下：由以上兩圖可以看出，平面度的單值控制圖處于穩(wěn)態(tài)，沒有任何異常，可以對其進行過程能力分析。6 對平面度進行過程能力分析，制成工序能力分析圖結(jié)論：由以上對平面度的工序能力進行分析，可知平面度的Cpk=0.59，表明工序能力不足。需要采取措施，提高工序能力。因此，質(zhì)量管理小組提出如下的的目標：（1） 把工序能力指數(shù)重0.59提

6、高到1以上；（2） 根據(jù)國際標準，要求把機梁第一次合格率從72%提高到85%以上。2） 因果分析1 從人，機，料，方法，環(huán)境等5方面對機梁平面度不合格做分析，并利用minitab畫出因果圖如下：2 從因果圖中可以找出影響機梁平面度質(zhì)量的主要原因有一下幾點：（1） 粗銑機梁彎曲變形 （2）零件加工工序不合理 （3）夾緊點選擇不合理 （4）切削參數(shù)不合理 （5）刀具前角，修光刃圓弧R選擇不合理3） 制定對策計劃表針對因果圖中找出影響機梁平面度質(zhì)量的主要原因制定對策計劃表如下：序號要因目標措施1粗銑機梁彎曲變形工藝規(guī)定粗銑機梁平面彎曲變形小于0.4mm以保證質(zhì)量2零件加工工序不合理調(diào)整加工工序3加緊

7、力點選擇不合理設(shè)計新夾具改進力點，使受力穩(wěn)定4切削參數(shù)不合理合理選擇切削參數(shù)5刀具前角，修光刃圓弧R不合理改進刀具前角，合理選擇修光刃圓弧4） 實施改進1 對主要原因?qū)嵤└倪M、測量制成過程質(zhì)量數(shù)據(jù)表如下：序號數(shù)值序號數(shù)值序號數(shù)值序號數(shù)值序號數(shù)值17118218311041102912622732842731113132312331143114914102410349449581511251235104510661672683694610781713271237847981018102893894879919829103910498107209301140105092 對改進后的平面度進行過程能

8、力分析，制成工序過程能力分析圖如下：3 前后合格率比較序號工序名稱測試數(shù)/個合格數(shù)/個合格率/%12345粗銑機梁兩外角尺平面精銑機梁兩外角尺平面銑機梁兩條小平面銑機梁兩里角尺凸肩面鉆、攻機梁兩外角尺上螺紋及孔50048246045244648246045244644096.495.4398.2698.6798.65M=96.4%x95.43%x98.26%x98.67%x98.65%=87.98 %綜上所訴，通過對比我們可以看出，機梁各工序加工合格率由原先的72%，通過改進，上升為87.98%，機梁各工序加工合格率達到了要求。2. 2 試驗設(shè)計方向課程設(shè)計題目：某軌枕廠試用減水劑以節(jié)約水泥。

9、影響指標的因素有四個，每個因素選取三個水平?？疾斓脑囼炛笜藘H為脫模強度，已知在節(jié)約水泥10%的條件下使用減水劑對脫模強度影響比較好，希望通過正交試驗找出比較好的配方。1） 試驗?zāi)康暮椭笜嗽囼災(zāi)康模核鄵接脺p水劑以節(jié)約水泥考核指標：軌枕脫模強度2） 制訂因素水平表根據(jù)以往經(jīng)驗和資料分析制訂因素水平表水平因素水灰比A含砂率B減水劑用量C水泥用量D（kg/cm2）10.28 0.270.30%37020.30 0.280.50%38030.32 0.290.70%3903） 選用正交表通過運用minitab軟件，選用L9(34)正交表：點擊“統(tǒng)計”點擊“DOE”點擊“田口”點擊“創(chuàng)建田口設(shè)計”，輸入

10、具體數(shù)據(jù)，可得出正交表1如下：水灰比A含砂率B減水劑用量C水泥用量D（kg/cm2）1111122213332123223123123132321333214） 設(shè)計試驗方案運用minitab軟件進行設(shè)計：點擊“統(tǒng)計”點擊“DOE”點擊“田口”點擊“創(chuàng)建田口設(shè)計”，輸入具體數(shù)據(jù)，可得出正交表2如下：水灰比A含砂率B減水劑用量C水泥用量D（kg/cm2）0.280.270.30%3700.280.280.50%3800.280.290.70%3900.30.270.50%3900.30.280.70%3700.30.290.30%3800.320.270.70%3800.320.280.30%3

11、900.320.290.50%370具體操作步驟如下：圖1：選擇3水平4因子圖2：點擊“顯示可用設(shè)計”選擇L9（2-4），點擊“確定”圖3：點擊“設(shè)計”，選擇L9（3*4），點擊“確定”圖4：點擊“因子”，輸入因子名稱和水平值，點擊“確定”即可5）進行試驗，并記錄計算水泥軌枕脫模強度試驗分析表試驗號列號水灰比A含砂率B減水劑用量C(%)水泥用量D（kg/cm2）試驗結(jié)果（脫模強度）11(0.28)1(0.27)1(0.3)1(370)333 21(0.28)2(0.28)2(0.5)2(380)368 31(0.28)3(0.29)3(0.7)3(390)362 42(0.30)1(0.27)

12、2(0.5)3(390)367 52(0.30)2(0.28)3(0.7)1(370)336 62(0.30)3(0.29)1(0.3)2(380)333 73(0.32)1(0.27)3(0.7)2(380)358 83(0.32)2(0.28)1(0.3)3(390)349 93(0.32)3(0.29)2(0.5)1(370)362 K11063105810151031K =3168K21036105310971059K31069105710561078R3358247具體計算如下所示：水灰比A：K1=333+368+362=1063 K2=367+336+333=1036 K3=358

13、+349+362=1069極差R=1069-1036=33含砂率B：K1=333+367+358=1058 K2=368+336+349=1053 K3=362+333+362=1057極差R=1058-1053=5減水劑用量C(%)：K1=333+333+349=1015 K2=368+367+362=1097 K3=362+336+358=1056極差R=1097-1015=82水泥用量D（kg/cm2）：K1=333+336+362=1031 K2=368+333+358=1059 K3=362+347+369=1078極差R=1078-1031=47試驗結(jié)果（脫模強度）：K=333+3

14、68+362+367+336+333+358+349+362=31686）進行分析根據(jù)以上數(shù)據(jù)進行田口分析：點擊“統(tǒng)計”點擊“DOE”點擊“田口”點擊“分析田口設(shè)計”，得到如下均值主效應(yīng)圖和信噪比主效應(yīng)圖如下：具體步驟如下：圖5：選擇響應(yīng)數(shù)據(jù)。圖6：點擊“選項”，選擇“望大”，點擊確定。圖7：點擊“分析”，選擇顯示響應(yīng)表為“信噪比”和“均值”，點擊確定，最終點擊確定即可。1 確定主次因素順序R越大，說明該因素的水平變化對試驗結(jié)果指標影響越大，因而這個因素對試驗指標就越重要，在本題中，RCRDRARB，所以，在本題中，減水劑用量是主要的因素，主次因素順序如下所示：由主到次的因素排序為：C D A B還可以根據(jù)minitab軟件來確定主次因素順序，如下圖：通過上圖，也可以知道主次因素排序由主到次為：C D A B2 選取最優(yōu)方案最優(yōu)方案一般就是最優(yōu)水平的組合，所謂最優(yōu)水平的組合就是指全體最優(yōu)水平組成的試驗條件，當試驗指標越大越好時，以每列的Ki中數(shù)值最大的相應(yīng)水平為最優(yōu)水平。根據(jù)計算以及結(jié)合本