一、摘要:
由於車床加工精度的要求,對受檢零件尺寸計算其標準差,此為品質控制方法之基本工具,標準差是在一平均尺寸上的尺寸分佈測量,並根據標準差計算製程精密度Cp (capability of precision),由Cp值便可判定此車床加工精度之準確性。並可再由所設定之Cp值推算出加工尺寸公差之設計值,以達到所要求之Cp值。
二、Cp 值之公式推導:
在計算製程精密度Cp之前,必須先求得受檢零件尺寸之標準差。由受檢零件尺寸所發生之頻率對尺寸繪製曲線,如常態曲線圖可看出A 組之零件尺寸分佈較密集,B 組次之,C 組最差。
根據n 個受檢零件尺寸之量測值分別為X1,X2,...,Xn ,可計算其 平均值fs24 X 如下所示:
(1) 並可計算其標準差(1)如下所示:
(2) 並可計算其製程精密度(2)如下所示:
如圖2 Cp 等級分佈圖所示,Cp 值大於1.33 即為A 級,Cp 值介於1 與1.33 之間為B 級,Cp 值介於0.67 與 1 之間為C 級,Cp 值小於 0.67 即為D 級,Cp 值愈大表示製造結果愈精密。
三、MS 車床切削工件尺寸之Cp 值:
MS 車床切削工件尺寸圖,f1 , f2 之設計尺寸分別為 44 mm 與 45 mm,其公差設計值分別為0.015 mm 與 0.012 mm,對45 個加工零件之f1 , f2 二組尺寸之量測值如表1所示,並依公式(1)~(3) 分別可計算出各組平均值、標準差、公差設計值及Cp值,列於表1 之倒數4 行中。
根據表1 之結果可以看出:
45 +-0.015 mm => Cp = 1.401
45 +-0.012 mm => Cp = 0.946
此組數據顯示44 之Cp 值大於1.33 ,根據圖2 之定義為A 級,45 之 Cp 值為C 級,f44 之加工精度佳,而45 之加工精度較差。因此為 改善45 之Cp 值,將原先之公差設計值由0.012 mm 提高至0.015 mm,則可計算出
45 +-0.015 mm => Cp = 1.186
若要將其Cp 值提高至A 級,則其公差設計值必須提高至0.017 mm, 即
45 +-0.017 mm => Cp = 1.342
將以上之切削工件直徑、公差設計值及Cp 值列於表2 之中。 nextpage
表1 各組平均值、標準差、公差設計值及Cp值
表2 切削工件直徑、公差設計值及Cp值
四、結論:
由表2 可以看出 f44 公差設計值為0.015 mm 時,其Cp 值為1.401 表示其加工精密度非常精確。而對f45 之尺寸而言,若其公差設計 值為0.012 mm 時,其Cp 值為0.946 表示其加工精密度較差,而改善fs24 Cp 值之方法即是將公差設計值放大至0.017 mm ,以提高Cp 值至A 級之精度,於另一層意義而言,Cp 值太小亦可能表示公差設計值過 於嚴苛。