质量管理及可靠性课程设计

1、前言1第一部分2一、设计题目2二、基础资料2三、实验内容31、气门数据测量及过程控制32、制造流程及工艺分析63、检验流程图的绘制94、检验站的设置115、量缺陷严重程度分级表126、制定关键检验工位的检验指导书137、制定关键检验工位的检验流程158、制定关键检验工位检验方案17第二部分20一、设计题目20二、设计内容与要求20三、基础资料20四、实验内容201基于数据测量的原因分析202利用排列图确定主要原因213工序稳定性及能力分析224因果分析及对策拟定245措施实施效果分析25第三部26一、实习总结26二、参考文献26前言工业工程专业是一个工程实践性很强的专业，质量管理与可靠性课程设

2、计是该专业的一门实践课，是工业工程专业整个教学计划中的一个重要组成部分。实习目的在于巩固、扩大和深化工业工程专业课堂理论教学内容，强化课堂教学效果，培养学生的创新意识，提高学生对本课程基本概念、基本原理和基本方法的理解与掌握、并能正确运用这些理论与方法对实际问题的解决。同时，本实习也充分体现“教师指导下的以学生为中心”的教学模式，以学生为认知主体，充分调动学生的积极性和能动性，在提高学生自学能力和思维逻辑能力的基本上重视培养学生综合应用已学理论知识、独立分析和解决实际问题的能力。第一部分一、设计题目质量检验计划的编制（注：针对汽车发动机气门进气门或排气门的制造，编制质量检验计划）二、基础资料某

3、企业制造发动机专用的小型（进）气门，日产3000件，年产75万件左右。气门所用材料：马氏体合金钢（4Cr10Si2Mo）；因料质特殊，需要提前向钢厂定购。该进气门的制造流程及工艺、相关要求见附录一。三、实验内容1、气门数据测量及过程控制1）相关数据的测量进气门直径观测值样本序号观测值均值极差Ri14.984.9854.9854.9834.9794.98240.00624.9824.9774.9764.9774.9774.97780.00634.9834.9774.9764.9774.984.97860.00744.9764.9784.9774.984.9774.97760.00454.9824

4、.984.984.984.9754.97940.00764.9764.9814.9724.9774.9774.97660.00974.9774.9754.9794.9744.984.9770.00684.9794.9754.984.9764.9814.97820.00694.9774.9774.9784.9774.9754.97680.003104.984.9794.9794.9764.9754.97780.005114.9744.9764.9744.9774.9794.9760.005124.9774.9784.9784.9774.9744.97680.004134.984.9724.981

5、4.9764.9814.9780.009144.9834.984.9824.9774.9734.9790.01154.9784.9764.9784.9784.9774.97740.002164.9794.9754.9814.9814.9754.97820.006174.9784.9764.9744.9774.9794.97680.005184.9844.9764.9734.9774.9764.97720.011194.9794.984.9784.9794.9834.97980.005204.9784.9774.984.984.9794.97880.003214.9764.9764.9744.9

6、794.9834.97760.009224.9754.9824.984.9814.984.97960.007234.9784.984.9764.9754.9794.97760.005244.984.9784.984.9824.9784.97960.004作分析用小计114.4950.14平均4.9780430.006087作控制用小计119.47460.144平均4.9781080.0062）直方图的绘制最大值、最小值以及极差min=-28max=-15R=13K=10分组：组号组界限中心值频数1-28.3-26.9-27.642-26.9-25.5-26.263-25.5-24.1-24.8

7、94-24.1-22.7-23.4365-22.7-21.3-22136-21.3-19.9-20.6327-19.9-18.5-19.278-18.5-17.1-17.859-17.1-15.7-16.4610-15.7-14.3-152合计1203）工序能力指数的计算均值u=4.978108与公差中心M=4.9775不重合 =u-M=4.978108-4.9775=0.000608T=Tu-TL=4.985-4.97=0.015S=0.001388工序能力指数Cpk=（T-2）/6 =0.013784/0.008328=1.664)控制图的绘制查表的：N=5A2=0.577D4=2.115

8、作分析用图作控制用图均值图的控制界限R图的控制界限均值图的控制界限R图的控制界限UCLLCLCLUCLCLUCLLCLCLUCLCL4.9815554.9745314.9780430.0128740.0060874.981574.9746464.9781080.012690.006分析用控制图：均值图的控制界限：UCL=4.978043+0.577*0.006087=4.981555LCL=4.978043-0.577*0.006087=4.974531CL=4.978043R图的控制界限：UCL=2.115*0.006087=0.012874CL=0.006087控制用控制图：均值图的控制界

9、限：UCL=4.978108+0.577*0.006=4.98157LCL=4.978108-0.577*0.006=4.974646CL=4.978108R图的控制界限：UCL=2.115*0.006=0.01269CL=0.0062、制造流程及工艺分析工序工艺要求说明进料进货检验（材料性能及材料化学成份）细长条状毛坯加工下料冲床磨杆M1080无心磨床磨端面及倒角专用设备电热镦粗D92-12A电热镦机热压模锻成形冲床整体调质处理1 毛坯杆部硬度进行抽检；能用2 对于金相组织进行抽检。能用挑选型3 毛坯杆部抗拉强度进行抽检不能挑选型，标准型，调整型 特殊水平 小样本表面清理（抛丸）、防锈处理校

10、正校正杆部直线度；盘部相对杆部的跳动度毛坯成品检验1） 宏观检查金属宏观组织的纤维方向与外观是否一致；2） 目测检查毛坯表面有无裂纹、过烧、腐蚀冷隔、疤痕等锻造缺陷；3） 对毛坯形状公差进行检验；4） 对毛坯位置公差进行检验。（进）气门冷加工第一次磨杆杆部圆柱度及直线度：公差等级67级；尺寸公差：IT89；表面粗糙度：M1080无心磨床粗车大外圆、大端面端面对杆部的圆跳动度：公差等级10级；尺寸公差：IT10；表面粗糙度：普通车床C0616切断尺寸公差：IT910CM0632、C0616第一次磨小端面小端面对杆部的圆跳动度：公差等级89级；尺寸公差：IT89；表面粗糙度：气门端面磨削设备（进）

11、气门冷加工车（钻）小端焊坑堆焊后应安排抽检。1） 气孔、夹渣、缩松等缺陷；2） 焊层的尺寸。车床C0616（钻床Z12A）时效处理第二次磨小端面小端面对杆部的圆跳动度：公差等级8级；尺寸公差：IT89；表面粗糙度：气门端面磨削设备第二次磨杆杆部圆柱度及直线度：公差等级56级；尺寸公差：IT56；表面粗糙度：M1050无心磨床磁力探伤T1000型磁力探伤机、或荧光探伤粗车锥面锥面对杆部的圆跳动度：公差等级10级；尺寸公差：IT10；表面粗糙度：C0630车圆弧角、R圆弧、过渡圆弧及颈部尺寸公差：IT10；表面粗糙度：Y1017液压仿形车床车锁夹槽锁夹槽对杆部的圆跳动度：公差等级10级；尺寸公差：

12、IT10；表面粗糙度：Y1014液压半自动多刀车床（）滚压锁夹槽锁夹槽对杆部的圆跳动度：公差等级89级；尺寸公差：IT9；表面粗糙度：专用设备（滚丝机改造）小端倒角表面粗糙度：CM0632、C0616第三次磨小端面小端面对杆部的圆跳动度：公差等级78级；尺寸公差：IT89；表面粗糙度：气门端面磨削设备（进）气门冷加工第三次磨杆杆部圆柱度及直线度：公差等级7级；尺寸公差：IT6；表面粗糙度：。1、为了确保精加工定位精度，应安排工序间检验。抽检M1050精车锥面、大外圆及大端面倒角锥面对杆部的圆跳动度：公差等级9级；尺寸公差：IT10；表面粗糙度：Y1013液压半自动多刀车床粗磨锥面锥面对杆部的圆

13、跳动度：公差等级8级；锥面圆度：公差等级8级；尺寸公差：IT67；表面粗糙度：M120精磨锥面锥面对杆部的圆跳动度：公差等级7级；锥面圆度：公差等级8级；尺寸公差：IT6；表面粗糙度：设备、夹具精度要求较上道工序更高第四次磨杆杆部圆柱度及直线度：公差等级6级；尺寸公差：IT6；表面粗糙度：M1080无心磨床整体软氮化表面硬度：600HmV，氮化层深度不小于6um精磨小端面小端面对杆部的圆跳动度：公差等级78级；尺寸公差：IT89；表面粗糙度：气门端面磨削设备除锥面氮化层锥面对杆部的圆跳动度：公差等级7级；锥面圆度：公差等级7级；尺寸公差：IT6；表面粗糙度：；1、不允许有黑疤、斑纹等缺陷存在。

14、M120A 外圆磨床改造清洗、防锈成品检验1 气门杆部直径：千分尺2 气门杆部圆柱度：圆度柱测量仪3 气门总长：游标卡尺4 气门盘厚度：专用检具5 盘部大外圆直径：游标卡尺6 小端面相对于杆部跳动度：百分表7 小端面相对于杆部垂直度：百分表8 锥面相对于杆部跳动度：百分表9 锥面角度：用投影仪将气门头斜面角放大，精确测量。10 颈部直径：游标卡尺。11 杆端面硬度：硬度仪。12 杆身硬度：硬度仪。13 锁夹槽形状：投影仪放大、测量14 锁夹槽底径：投影仪放大、测量15锁夹槽中心到小端面尺寸：专用检具。3、检验流程图的绘制检验流程图是用图形的方式来表达检验活动流程、检验站的设置、选定的检验方法及

15、其相互关系。首先熟悉和了解产品技术标准及设计技术文件、图样和质量特性分析；其次熟悉产品形成的作业文件，了解工艺流程。然后，根据作业流程，确定检验工序和作业工序的衔接及主要的检验工作方式、方法、内容，绘制检验流程图。毛坯加工检验流程图：进气门加工检验流程图：4、检验站的设置检验站是根据生产作业分布（工艺布置）及检验流程设计确定的作业过程中最小的检验实体，是检验人员进行检验活动的场所。其作用是通过对产品的检测，履行产品检验和监督的职能，防止所辖区域不合格品流入下一作业过程或交付（销售、使用）。合理设置检验站可以更好地保证检验工作质量，提高检验效率；设置的基本原则：（1）质量控制的关键作业部位和控制

16、点；（2）满足生产作业过程的需要，并和生产作业节拍同步和衔接；（3）适宜的工作环境；（4）节约成本，有利于提高工作效率。通常检验站按工艺流程可分（设）为进货检验站、过程检验站、完工检验站、成品检验站。序号所处工序位置检验站名检验目的1仓库进货检验站进货检验（E、SP)检验材料性能及材料化学成份是否符合要求2整体调质处理理化检验（F、I、SP)检验毛坯杆部硬度、金相组织及抗拉强度是否符合要求3毛坯成品检验毛坯成品检验（N、S、L）1）宏观检查金属宏观组织的纤维方向与外观是否一致；2）目测检查毛坯表面有无裂纹、过烧、腐蚀冷隔、疤痕等锻造缺陷；毛坯成品检验（P、SP）3） 对毛坯形状公差进行检验；4

17、）对毛坯位置公差进行检验。4车（钻）小端焊坑过程检验站工序检验（S、P、SP)1）气孔、夹渣、缩松等缺陷；2）焊层的尺寸。5磁力探伤无损检测（F、L)检验产品内部是否有损伤6第三次磨杆工序检验（P、SP)确保精加工定位精度7除锥面氮化层感官检验（S、L)剔除有黑疤、斑纹等缺陷存在的零件8成品检验成品检验站成品检验（ZP、SP)1.气门杆部直径：千分尺2.气门杆部圆柱度：圆度柱测量仪3.气门总长：游标卡尺4.气门盘厚度：专用检具5.盘部大外圆直径：游标卡尺6.小端面相对于杆部跳动度：百分表7. 小端面相对于杆部垂直度：百分表8.锥面相对于杆部跳动度：百分表9.锥面角度：用投影仪将气门头斜面角放大

18、，精确测量10.颈部直径：游标卡尺。11. 杆端面硬度：硬度仪。12.杆身硬度：硬度仪。13.锁夹槽形状：投影仪放大、测量14.锁夹槽底径：投影仪放大、测量15.锁夹槽中心到小端面尺寸：专用检具。5、量缺陷严重程度分级表由于产品质量特性的重要性、及质量缺陷所造成后果的严重性各不相同，为此，企业在编制产品检验计划时，应当依据分级原则，明确列出该产品的缺陷项目、状况及严重性级别，形成具体的质量缺陷严重性分级表，从而有利于检验资源的安排、检验计划的制订与实施。6、制定关键检验工位的检验指导书检验指导书是用来指导检验人员正确实施检验作业的规程性文件，其目的是为重要的检验活动提供具体的指导。由于检验对象

19、、检验方法、检测手段及检验标准等的不同，不同的检验作业也应有不同的检验指导书。7、制定关键检验工位的检验流程1）原料入库检验流程，如下图7-1图7-12） 过程检验流程抽样检验流程，如图7-2图7-2全数检验流程，如图7-3图7-33） 成品检验流程，如图7-48、制定关键检验工位检验方案计数标准型一次抽样方案：目的：1、同时保护供需双方的利益2、不需要提供待检批产品的质量数据3、易于实施适用于孤立批产品的抽样检验。进货与出货检验符合标准型抽样方案1、 确定质量要求规定杆直径在4.974.985之间为合格品，凡超出这个范围为不合格品。2、 确定P0、P1及、四个参数。一般取生产者风险=0.05

20、，使用者风险=0.01，假设取P0=2%，P1=8%。3、 检验批的确定由于生产方年产75万件，所以先进一个月的毛坯取N=60000，并将其定为检验批4、 检索抽样方案查表8-6，得n=120，c=4。即抽样方案为（120，4）5、 随机抽样样本在提交的3000件零件中随机抽取120件样品。6、 检验样本获取数据对120件样品进行检验，其中不合格品为0件。7、 批质量判断由于d=0<c=48、 批的处置接收该批产品。计数调整型抽样方案：目的：1、调整检验的严格程度，促使生产方改进和提高产品质量。 2、适用方可按质量好坏选择供应方。GB/T2828.1使用于连续批检验的下列场合：成品、部件

21、和原材料、操作、在制品、库存品、维修操作、资料或记录、管理程序。另外，还可用于一定条件下的孤立批检验。成品入库检验符合该抽样方案1、 选取抽样标准。查GB/T2828.1-2003抽样检查导则表8-7、表8-8、表8-9。2、 研究标准规定的检验程序。检验程序步骤：规定产品质量标准；确定批量（N）；规定检验水平（IL）；规定合格水平（AQL）；确定抽样方案类型（一次、两次和多次）；确定抽样方案；批的组成与提交；检验、判定与记录；批的在提交与不合格的处理。3、 实施检验程序1） 规定产品的质量标准。应以进气门杆的外径5mm为检验的质量特性，并规定外径尺寸在4.974.985之间为合格品，凡超出这

22、个范围的为不合格品。2） 确定批量（N）。由于工厂日产量为3000件，所以可取N=30003） 规定检验水平（IL）。由于本例为一般性检验，故取检验水品。4） 确定合格质量水平AQL。假设本例采用过程平均法来规定AQL值。由于不合格品率为0。所以去AQL=0.1。5） 确定抽样方案的类型。采用一次抽样，抽样严格度分为正常检验、加宽检验、特宽检验和加严检验几种。在实施检验过程中，应根据检验结果进行检验严格度转换。6） 确定抽样方案。本例中N=3000，AQL=0.1，查表8-10得样本字码为K，再查表8-11得正常检查一次抽样方案：n=125，c=0，Re=1。加严检查一次抽样方案：n=125，

23、c=0，Re=1；放宽检查一次抽样方案：n=50，c=0，Re=1；绘制OC图：对于正常检验，L(P/AQL=1)=0.881,说明正常抽样方案将以88.1%的概率被判为批合格。对于加严检验，L(P/AQL=1)=0.881,说明加严抽样方案将以88.1%的概率被判为批合格。对于放宽检验，L(P/AQL=1)=0.9508,说明放宽抽样方案将以95.08%的概率被判为批合格。挑选型抽样方案：按事先规定的抽检方案对交检批进行抽检，对于合格批，样本中的不合格品换成合格品，准许接收；对于不合格批，进行百分之百检验，把所有的不合格口全部换成合格品后再被检验接收。毛坯成品检验符合该抽样方案1、规定产品质

24、量标准以毛坯杆直径大于等于毛坯最小杆直径，否则不合格。假设最小杆直径为5。2、确定质量保证方式质量保证方式有两种：1）平均质量保证方式；2）单批质量保证方式本例采用平均保证方式3、AOQL或LQ值的选择假设AOQL=2.0%。4、估算过程平均不合格品率假设过程平均不合格率为p=0.2%。5、组成检验批 假设N=10006、检索抽样方案查到AOQL=2.0%的表，再由批量N=1000的行与p=0.2%的列相交处,知n=41,Ac=1，即方案为（41，1）。7、随机抽取样本随机抽取n=418、检验样本按产品的质量要求对样本中的每一个单位产品进行测试，判断其是否合格，并记录下样本中的不合格品的个数。

25、9、判断批接收或不接收若d<=c，则接收该批产品；若d>c，则拒收该批产品。10、抽样检验后的处置 对已判断为合格的检验批次，应予以接收，而对不合格的检验批，则予以拒收。第二部分一、设计题目质量控制及Minitab工具的使用注：参见工业工程专业课程设计指导。二、设计内容与要求针对实例，利用排列图确定出现不合格品的主要环节和关键工序。针对关键工序，利用控制图确定过程是否受控；在受控情况下利用工序能力分析图对工序能力进行分析。再利用因果分析图分析工序能力不足的原因。针对所找出的原因，采取相应措施，提高工序能力。再利用排列图对改进效果进行对比。三、基础资料参见工业工程专业课程设计指导第四章第三节：质量控制课程设计案例（P174）。四、实验内容1基于数据测量的原因分析