進階篇:5.3.2)6σ公差分析法(6σ)


本章目的:了解6σ公差分析法,運用6σ公差分析法;

 

1.定義:

6σ公差分析法:6σ公差分析法是統計公差法的一種,是將尺寸鏈內尺寸的不同制程能力考慮在內,通過優化尺寸鏈公差參數達到目標尺寸為6σ的方法。

//良品率未必一定是6σ,符合公司要求合適的良品率即可。

從均方根章節中知道,均方根法假設制程能力是相同的。

但在實際當中,更加有可能的是,用來公差疊加分析的特征制程,通常都沒有控制在同一個等級。公差分析里面的公差很可能是有幾個是±2σ,有幾個是±3σ。

6σ公差分析法,其就允許每個組中的零部件有不同的制程水平,甚至是不同的公差分布型態。

不同的制程水平:即擁有不同的Ca及Cp。

不同的不同的公差分布型態:如下小結所示。

1.1 各種公差分布的形態

公差分布型態(Tolerance Distribution)不只是一種。如下圖所示:

 圖1為正態分布(或稱之為常態分布),圖2為均勻分布。這兩種比較常用。

//以前作者關於公差分布型態有些寫錯了,請注意。作者以前一直以為均勻分布等有規律的公差分布形態就是正態分布的一種。雖然說不是不能這么看,但不對。

1.2 計算公式

暫無。

其公式推演如下:

公式推演有助於了解方法本質,但缺少合適的6σ公差分析法的公式及推演,以后再寫!!!

//作者暫時也找不到比較清晰明確的。

2.6σ公差分析法計算實例

題目:

A尺寸的值和公差為54.00±0.20,cp為1,cpk為0.75;

B為12.00±0.10,C為13.00±0.10,D為16.00±0.15,E為12.50±0.10,四個零件的cp為1.33.cpk為1;

五個零件的公差分布模型均為normal;

間隙Gap的要求為,0≤Gap≤1。

利用6σ公差分析法求關鍵尺寸X的名義值和公差,cpk。(將這一題與極值法,均方根法比較)

 

 計算過程:
①計算X的名義值:
DX= DA+ DB+ DC+ DD+ DE
= 54.00 + (-12.00) + (-13.00) + (-16.00) + (-12.50)
= 54.00 -12.00 -13.00 -16.00 -12.50
= 0.50 毫米
②計算X的公差
利用表格計算的結果如上,Tasm=0.53.
間隙X=0.5±0.53,cpk=1.42;

3.6σ公差分析法的要點

缺少!(以后補齊)

3.1 六西格瑪機械公差設計分析的假設前提是

(1)變量之間相互獨立,均值和方差相互獨立;
(2)所有零件的尺寸均服從正態分布;(這一條有待討論)
(3)σ用來描述變異性,由於材料和制造過程中不可避免的變異,采用1.5σ作為標准漂移來計算公差域之外的概率。
 //這一條也很麻煩,因為6σ這個概念一直有爭議。

3.2 6σ法中的1.5σ偏移的由來

通常工程領域,制造制程常常傳統地設置滿足有效等級3σ。大約百萬個產品中2700個不良。盡管這些超出地產品起初看起來非常良好,但在一些產品領域,越發不足。除此之外,從長期來看幾乎不可能保證制程特性曲線地中心值完全在容許范圍地中心。以防大批量生產時的制程特性曲線的中心值隨着時間的推移而偏移,由於變化因子的影響(錯誤的組裝,工具和夾具的磨損,溫度變化等等。)1.5σ的偏移是典型的,對於接近3σ等級的制程能力,表現爲超出公差的比率爲百萬分之67000。很明顯在此等級的制程損壞是不可接受的。因此,最近"6σ"的方法越來越被廣泛使用在評估制程質量上。方法的概念是獲得制程特性的中心值是在距離兩個公差極限值6σ范圍內。在此有效制程條件下,即使1.5σ的偏移產生,也可保證百萬分之3.4的超出公差的比率。
 

3.3 1.5 sigma shift

The statistician Donald J. Wheeler has dismissed the 1.5 sigma shift as "goofy" because of its arbitrary nature.[49] Its universal applicability is seen as doubtful.
The 1.5 sigma shift has also become contentious because it results in stated "sigma levels" that reflect short-term rather than long-term performance: a process that has long-term defect levels corresponding to 4.5 sigma performance is, by Six Sigma convention, described as a "six sigma process."The accepted Six Sigma scoring system thus cannot be equated to actual normal distribution probabilities for the stated number of standard deviations, and this has been a key bone of contention over how Six Sigma measures are defined. The fact that it is rarely explained that a "6 sigma" process will have long-term defect rates corresponding to 4.5 sigma performance rather than actual 6 sigma performance has led several commentators to express the opinion that Six Sigma is a confidence trick.

 //1.5σ偏移是有缺陷的,不要太迷信。

4.運用均方根法公差分析完整流程

4.1 查看公差分析總章流程

1.定義公差分析的目標尺寸和判斷標准(對於完整的公差分析,最難和最容易忽略的一步);

2.建立閉合尺寸鏈;

3.將非對稱公差轉成對稱公差;

4.判斷尺寸鏈中尺寸的正負;

5.計算目標尺寸的名義值;

6.選用公差分析的方法

7.公差分析的計算;

8.判斷和優化;

9.公差分析結果圖紙標注,統計公差法標注對應符號。

4.2 依次按流程設計,流程6公差分析方法選用均方根法

1)定義公差分析的目標尺寸和判斷標准(對於完整的公差分析,最難和最容易忽略的一步)

如下圖,
四個零件的公差分布模型均為normal,cp為1.33,cpk為1;
其目標尺寸為裝配間隙Gap,判斷標准為:0≤Gap≤2(2為假定值),cpk為1.67。

這些在公差分析目標匯總表中必須要有。

2)建立閉合尺寸鏈

3)將非對稱公差轉成對稱公差

4)判斷尺寸鏈中尺寸的正負

D=A+B+C+X,所以目標尺寸X=+D-C-B-A。

5)計算目標尺寸的名義值

名義值間隙:dGap= + 46.00- 10.00 - 15.00 - 20.00  = 1.00

這時候可以用3d軟件檢驗其間隙是否為1,前提是你的3d圖紙都是基於對稱公差繪制的。

6)選用公差分析的方法

選定6σ公差分析法。

7)公差分析的計算

名義間隙的公差

由表格計算的,目標尺寸為Gap=1±0.87;(極值法計算值為1±1.10,均方值為1±0.58)

最大值為1.87,最小值為0.13;

8)判斷和優化

因為目標尺寸的判斷標准為0≤Gap≤2(2為假定值),所以就公差分析的結果而言符合要求。

cpk為1.72>1.67(5σ),一般而言也符合制造的要求(廠商有特殊要求另算)。

但從題上可知,6σ公差分析法對各個零件的制程控制有各種假設,所以為了使實際值符合計算要求,就需要進行嚴格的制程管控(統計公差法都需要)。

9)公差分析結果圖紙標注,統計公差法標注對應符號

6σ公差分析法是統計公差法,對應分配的零件公差需要標注統計公差符號,如下圖:

除此之外公差分析表格需要提高給質量管理,正確進行質量管控。

5.6σ公差分析法運用注意點

5.1 公差分析工具

①手工. (實在是不建議了)

②用電子數據表。(作者的網盤的就有,希望大家能多多練習,這方面作者不會吝嗇)

公差分析表格版本一:

公差分析表格版本二:


公差分析表格版本三:

公差分析目標匯總表:


③用公差分析軟件,比如 VisVSA™.

作者倒是希望能用前端做一個公差分析的軟件,人人都能用。

5.2 無論你最后采取什么辦法,極值法請優先運用一遍。

圖紙上的公差最后采用哪種辦法得到的值,務必慎重。

6.6σ公差分析法章節小記

公差分析本來就是一種比較難以用的上的方法,極值法就用的很少,均方根法就更少了。至於6σ公差分析法,作者就沒有見過哪家公司用過。可能這真的對公司的質量管理要求比較高吧。

若從實際出發的話,作者還是建議務實極值法。等所有的一個產品的所有的公差分析都用極值法做完了,公司和自己都還有裕度,那么,在用均方根或6σ公差或其他公差分析法,這樣比較好。

當然,這是自己的胡說,不理也行。

7.本章節對應的公差分析表格匯總

原本作者分享一些資料,是想做些互動。
也想要更好的溝通和多一些朋友。
可以去關注作者的微信公眾號:mdmodule;
作者的郵箱:zjc9915@qq.com,可以寫一些長感想,作者一般會回。
下面是本章對應的網盤資料,很多都是作者用心做和花錢買的,值得想要的人一看。
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