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GB／T 40804-2021 金属切削机床加工过程的短期能力评估.pdf式中： Ti.T 第i次偏移修正后的测量值； i 第i次测量值（未偏移修正）； aXtot.w——每个工件的总偏移。 其中Xot.w的计算公式如下：
i,T 第i讠次偏移修正后的测量值： i 一第i次测量值（未偏移修正）： Xteot.W——每个工件的总偏移。 其中Xm的计算公式如下：
oXtot.w oX tot
如进行了偏移修正，后续的计算应采用偏移修正数据。极差R、平均值和标准偏差估计值（每 组5次测量）按公式（4）～公式（7）计算：
GB／T 20281-2020标准下载其中的计算公式如下！
注：公式（6)中的常数0.94是针对5个一组的情况，如3个一组，公式（6)中的常数就是0.89
rmax>r+3.34· 如有一个离群值存在，在排除这个 新的离群值试验。在有2个或更多离 情况下，应找出原因并重复进行短期能力试验，因为过程已明显处于非控制状态下。如只有一个 直，应考虑是排除这个离群值进行运算处理还是重新进行整个短期能力试验 6.7.4过程的稳定性 B/T40804—2021/ISO26303:2012 式中： 一一根据公式（5）得到的平均值； 。一一根据公式（6）得到的标准偏差估计值。 另外，如超出控制范围，应找出原因并重新进行试验。如不稳定性无法改善，不应再进行短期能力 指数计算。在此情况下，根据制造厂/供应商与用户之间的协议，只有短期极差值可作为验收标准， 应计算制造厂/供应商与用户在验收试验前商定的特性值。表1（见6.2)和协议表（见附录B)中给 出了推荐值。计算如公式（14）～公式（18）所示： 短期能力指数： （如果协商一致）热漂移产生的偏移： T 被测特性的公差； 根据公式（6)得出的标准偏差的估计值； x 总数的平均值，n是测量数，通常n=50； 22 Us. 上规范限； Lsl. 下规范限； Xtot.T 根据6.7.2得出的测量数据的总偏移； 6X 根据6.7.2得出的由刀具磨损产生的偏移 6.7.5.2单边公差特性 对于单边公差特性，短期能力指数 收和短期极差值的计算要考虑平均值和公差下限或上限。有偏移 参数的计算类似于双边公差特性的计算步骤，但应区分以下情况： a）上限公差特性： 6.7.5.3表面粗糙度值 对于表面粗糙度值，根据ISO4288应用16%原则： 每个工件至少进行2次粗糙度测量，任何实测 值如超出上限或下限公差都可忽略不计，但超差值的数量应不大于测量数据的16%（如，总数为50的 3次测量）；短期极差值（或短期能力指数）的评估应按剩余的粗糙度实测值进行评估。 对于表面粗糙度值.推荐采用短期极差值 7影响短期能力评估的因素 式的直接影响情况下，金属切削机床加工过程短期能力评估的主要问题就是各种外部影响因素增大了 口工不确定性。表2列出了最相关的因素，7.2～7.4对此做了更详细的说明。 除车间温度变化等环境影响外，工艺参数和刀具磨损也会直接影响加工精度。由于刀具磨损使切 削力增大而产生的偏移，可能会导致额外的测量偏差。毛坏的尺寸变化及夹紧不当也会对加工精度产 生负面影响 机床的工作精度取决于机床的几何、静态、动态和热特性。机床短期能力通常应与用工艺参数定 B/T40804—2021/ISO26303:2012 的加工负荷、公差要求和加工时间相关联。 内、外部热源和切削区中的加工热量会导致工作点处产生热弹性变形。这些变形的大小取决于工 艺参数、工艺条件（无润滑或有润滑）和机床的热状态（预热阶段或热平衡的操作阶段）。热位移作为时 间的函数，在预热阶段可通过指数函数方程（23）近似得出： 根据类型和尺寸，金属切削机床的热时间常数在20min～6h之间，最天位移△.cmx为儿微米~ 00um之间。如果验收测试是在热平衡阶段进行的，则根据机床的情况，预热时间大致为40min~ 2h，以确保机床的位移达到最大位移的85%。另外，在预热阶段由于热漂移预计有5μm/h~ um/h的偏移。 符合本标准的机床通常用于大批量生产。在三班制工作的情况下，机床处于热平衡状态，并且预热 个段的热漂移只表现为在每周开始时的调整频率增加，这可以通过统计过程控制方法进行控制。因此， 页热阶段的热漂移对于短期能力研究来说不是很重要 注：关于环境热条件对切削机床加工精度影响的系统研究表明，由于环境温度的变化导致的切削点的位移在 0.5μm/℃和8um/℃之间，预计延迟时间（即温度变化和产生位移之间的时间）为0.5h~5h。 表2影响短期能力评估的因素 7.3测量不确定度的影响 偏差文取决 量设备（例如，一个量规）的标准偏差。从A.4可以看到，当测量设备的标准偏差S。是实际过程标 08042021/ISO26303: 偏差Sact的60%时，实际性能指数Cact=2.00被测量散射降低至C。=1.71。这个例子证明了测量短期能 力作为测量设备应用的先决条件的重要性（见6.6）。 A.4还包括了对测量设备标准偏差5g提出要求的原因，即：6·Sg≤0.15·T，T是待测性能指标的 公差。 统计评估的类型和方法也会影响短期能力评估结果。 件的加工精度来预测大批量生产 存在不确定性。需要强调的是，在对金属切削机床加工过程进行评估时确定的短期能力指数仅仅是对 实际过程能力的评估。举例来说，如50次测量测得短期能力指数C。三1.67，在基于置信水平为95% 见A.5)和假设特性值为正态分布的情况下，实际能力指数基本分布在1.39和1.95之间。因此，能力 指数C（置信水平95%）的不确定度U是土0.28 在验收试验时短期能力指数的测定通常采用小批量样品，因此一般不同于相同过程的长期能力指 数，长期能力指数样本容量很大，例如，儿周的生产。这意味着满足C，≥1.67的要求不仅需要将公差缩 小40%（公差范围内的10倍标准偏差范围），而且为顺利完成验收试验而力求公差在更小的范围内 A.1中心分布和偏移分布之间的关系 有偏移的短期能力指数C考虑了平均值的位置[见图A.1a)1 B/T40804—2021/ISO26303:2012 情况下，公式（A.1)和公式（A.2)适用于正态分布 力指数（正态分布情况下） 式中： Cs 短期能力指数： A 公差； 图A.1正态分布特性值的短期能力定义 0804—2021/ISO26303. 对50个工件评估得出的特性值的标准偏差[参见公式（A.3)]。 有偏移的短期能力指数（正态分布情况下）： 有偏移的短期能力指数； 平均值； LSL. 下规范限； UsL 上规范限； 对50个工件评估得出的特性值的标准偏差[参见公式（A.3)]。 样本的标准偏差（样本容量为n）： ..................A..3 用和s定义的偏移分布[见图A.1a)]，相关参数计算见公式（A.4)和公式（A.5） 偏移分布的偏移率： 假设正态分布，短期能力指数为1.0表示所有在规定公差内的特性值是总体的99.73%（见 图A.1）。出于时间和成本的原因，进行短期能力评估通常基于少量加工零件（在本标准中为50）。因 此，所确定的短期能力指数只是对加工过程的真实短期能力的估计。为了弥补这种统计上的不确定性， 在以后的大批量生产中，需要更高的短期能力指数。例如，C。>1.33或C。>1.67。从图A.1c)可以看 出，这意味着不仅6倍标准偏差应在规定的公差内，甚至8倍或更多倍的标准偏差也应在规定的公 差内。 图A.1b)举例说明了增加短期能力指数的影响，即在规定公差内合格区的减少。如果分布偏离规 定公差的中心，则C合格区会进一步减小 A.2短期极差值R、和标准偏差之间的相关 图A2亚小基于样本 斯分布的情况下，当样本容量为50个工件时，6倍的标准偏差大于1.33倍的极差。另一方面，这意味看 短期极差值Rv.s为45%等同于C，为1.67。该示例只能说明短期能力指数与短期极差值之间的大小对 比关系，因为短期极差值只能推荐用于非正态分布的值 B/T40804—2021/ISO26303:2012 A.3不在公差带中间的平均值 图A.2正态分布特性值的比较 一般情况下，根据5个工件的生产情况，设定调整量以检验平均值与公差极限之间的临界距离 △X。是否满足条件：△X≥0.45·T。 对于具有双侧公差的值，这等于5%的偏移量。如果短期能力指数C.为1.67（见图A.3），则与公差 （T)有关的6倍标准偏差（6s）范围将从60%减少到54%，如果根据调整量得到的平均值在△X。的范 围之外，则应根据6s和T的比值重新设置过程，并重复该测试。否则，在调整产品的测量过程中，只要 生产过程没有中断太长时间，制造的工件可能已经计人验收工件 GB/T40804—2021/IS026303:2012 A.4测量不确定度和短期能力指数 图A.3平均值不在公差带中间（平均值的偏移）的影响 用测量设备的标准偏差表示的测量不确定度s。直接影响短期能力指数，如图A.4所示。 图A.4测量设备的标准偏差引起能力指数的改变 显然，随着工艺的持续改进和公差变小，对测量设备与过程标准偏差的相关要求可以不再满足。 味着对于短期能力，仅需要参考工件的公差。根据图A.5中的直线6sg0.15Tmin对于给定的测量 B/T40804—2021/ISO26303:2012 A.5置信水平和样本容 图A.6显示了能力指数的置信水平取决于样本容量。 图A.5测量设备的标准偏差和最小公差 图A.6假定特性值正态分布的置信水平和样本 GB/T40804—2021/ISO26303:2012 A.6分布类型和能力指数评估 图A.7使用50个测量值举例说明了分布类型的选择问题。如带有密度函数的直方图所示，三种分 布模型（见正态分布，对数正态分布和威布尔分布)是高度近似的。这可以通过测量数据与计算分布函 数得到的小而相似的平均偏差来证实。但是，短期能力指数相差却很大。当C。值在1.51和1.88之间 时，计算出的C值为0.67~1.47 图A.7所选分布类型的影响 附录B （规范性附录） 协议表 验收试验前，制造厂/供应商与用户应签订协议，相关的协议表格见表B.1. B/T40804—2021/ISO26303:2012 GB/T40804—2021/ISO26303:2012表B.1（续）协议表2/4一般信息毛还材料、热处理、表面、硬度、强度、允许的公差、夹具公差等测试条件机床夹具的安装异常负载（例如由周围生产引起的振动）检测期间环境温度的最大变化；推荐极限值：试验期间温度变化在土3℃以内评估期间最大温度梯度；推荐：最大值为十2℃/h或一2℃/h特性序号特性描述公称尺寸单位12345670022 GB/T40804—2021/ISO26303:2012表B.1（续）协议表3/4特性相关数据I特性值推荐项要求的短期能力指数要求的短期极差值序号LsL（下规范限）Us（上规范限）T公差C,CkRv.sRv.k123456789热漂移引起的最大允许偏移[μm/工件]X ad.vemY ad.pem8Z d.pm推荐的特性值过程/特性c.CkRv.sR v.sk注释正常过程或特性1.671.67例如：不受控过程中的直径或长度在线检测控制一一100%100%可以使用全公差如果需要粗糙度值≤80%在很多情况下只有一个上限，因此仅指定Rv.≤80%单侧限制公差1.6760%制造厂/供应商和用户应协商两个特性值中的哪一个用于验收其他特殊过程或制造厂/供应商和用户应商定是C，和C还是1.671.6760%60%特性Rv.和Rv.x用于验收23 GB/T40804—2021/ISO26303:2012 GB/T40804—2021/ISO26303:2012附录C（规范性附录）分析表短期能力评估的统计分析过程见表C.1。表C.1分析表分析表1/4一般信息机床描述工件描述工件材料特性/名义尺寸下规范限Ls上规范限UsL公差T=UsLs测量设备设备序列号分辨力标准偏差ss0.03 · T=≥分辨力？和T/40=≥sg?L1是可以进行分析L否不允许分析！使用更精确的测量设备重复测量！偏移刀具磨损由于刀具磨损导致的偏移X50个工件因热漂移允许的偏移：（如果条件允许）8Xtd.pem（8Yad.prm;8Zad.pemDB35／T 1830-2019标准下载，分别测量）环境温度在声明的限制内？］是［］否9amb.09min9maxA amb.mx测量值xi（包含偏移）设定点的偏差k23568910611162126314146271722324732333434142434394449510152535404550然后，生成单值控制图。对于正常过程/特性和显著偏移，首先进行偏移修正（分析表3/4），并使用偏移修正数据进行所有其他计算。方程：元，二(,r)25 0804—2021/ISO26303. GB/T40804—2021/IS026303:2012附 录D（资料性附录）短期能力协议和分析实例短期能力协议表D.1和分析表D.2举实例说明了短期能力评估的方法和步骤。表 D.1协议表协议表1/4测试计划一般信息机床描述车床XYZ机床序列号D 08 15工件描述轴工件号W 47 11材料Ck 45工件数量/随机抽样测试每个工件的加工时间tm4.5 min工件数量nmp（推荐：nmp=50)50总加工时间tto~nmp（tm+p）大约5h用于分析的工件数量n（推荐：n=50）50随机抽样检查（推荐的样本容量：5)计划/物流a)准备制造厂(M)用户(C)地点(M/C)日期毛坏CM第10周刀具cM第10周夹具MM第10周机床MM第13周机床操作者MM第13周测量设备MM第13周测量人员MM第13周b)流程开始结束持续时间准备第11周第12周2周预热阶段3月28日/16:003月29日/8：0016 h调整3月29日/8：003月29日/10：002 h加工3月29日/10:003月29日/15：005 h测量3月30日4月5日1周分析4月6日4月8日3 d29 0804—2021/ISO26303. GB/T40804—2021/ISO26303:2012 0804—2021/ISO26303. B/T40804—2021/ISO26303:2012 GB/T40804—2021/IS026303:2012 防火涂料专项施工方案B/T40804—2021/ISO26303:2012