质量管理与控制技术基础-第40课时 学习情境四　学习单元三 工序能力与工序能力指数

课题序号40授课班级授课课时1授课形式讲授、讨论、小组练习授课章节名称学习单元三工序能力与工序能力指数使用教具PPT、视频、白板、标记笔、计算器、案例材料教学目的使学生理解并掌握工序能力指数的作用教学重点工序能力指数的作用及分析方法教学难点工序能力指数的实际应用及分析更新、补充、删节内容补充最新案例及数据分析，删减冗余理论部分课外作业选择一个制造过程，进行工序能力分析，提出改进建议，并在在线平台提交作业教学后记记录教学过程中学生的反馈与疑问，评估教学效果，调整下次课程内容授课主要内容或板书设计导入5分钟教学内容：引入工序能力指数的概念及其重要性教学活动：播放关于工序能力控制的视频，让学生了解工序能力在制造过程中如何影响质量。提问：“在制造过程中哪些因素对质量起主导作用？”引导学生思考和讨论。讲授新知识10分钟教学内容：工序能力指数的概念及重要性工序能力指数的作用工序能力指数的取值范围及对应措施教学活动：使用PPT逐个讲解每个知识点，确保学生对基本概念有清晰的理解。结合实际生产案例，解释工序能力指数的重要性，使学生更好地理解其应用。详细讲解Cp和Cpk的计算方法及其在工序控制中的意义。知识内容：3.工序能力指数的作用（1）工序能力指数的概念及重要性Cp（无偏情况下）：表示工序加工的一致性，即“质量能力”。Cp值越大，质量特性值的分布越集中，质量能力越强。Cpk（有偏情况下）：表示工序中心与公差中心偏移情况下的工序能力指数。Cpk值越大，工序分布中心对规范中心越“瞄准”，是质量能力与管理能力的综合结果。（2）工序能力指数的作用Cp的作用：衡量工序的一致性，反映工序在无偏移情况下的质量能力。Cpk的作用：衡量工序在有偏移情况下的整体能力，反映工序的质量能力和管理能力。（3）工序能力指数的取值范围及对应措施范围和等级：工序能力指数一般取值范围是1～1.33，过大不经济，过小则不能保证质量。具体措施：根据工序能力指数的不同取值范围采取相应对策，调整工序能力或提高工序经济性。表4-3工序能力等级评定表范围等级判断不合格品概率P措施CP≥1.67特级工序能力过剩P≤0.00006%为提高产品质量，对关键或主要项目再次缩小公差范围；或为提高效率、降低成本而放宽波动幅度，降低设备精度等级等。1.67＞CP≥1.331级工序能力充分0.00006%＜P≤0.006%当不是关键或主要项目时，放宽波动幅度；降低对原材料的要求；简化质量检验，采用抽样检验或减少检验频次。1.33＞CP≥12级工序能力尚可0.006%＜P≤0.27%必须用控制图或其他方法对工序进行控制和监督，以便及时发现异常波动；对产品按正常规定进行检验。1＞CP≥0.673级工序能力不足0.27%＜P≤4.45%分析分散程度大的原因，制定措施加以改进，在不影响产品质量的情况下，放宽公差范围，加强质量检验，全数检验或增加检验频次。0.67＞CP4级工序能力严重不足P＞4.45%一般应停止继续加工，找出原因，改进工艺，提高CP值，否则全数检验，挑出不合格品。案例：工序能力指数在机床中的应用1.背景：某电子企业生产一种高端产品，两个零件间的距离尺寸要求很精确，采用专用机床进行焊接定位。每天检查焊接好的产品，发现有不合格品。2.分析：通过收集各机床产品数据，分析工序能力，提出改进意见，促进全面质量的提高。表4-4各机床能力指数质量评价表机床号工艺标准(mm）平均值（mm）标准偏差（s）工序能力指数等级评价10.885±0.0700.8790.0211.00Ⅲ过程能力较差，但是基本能够满足目前对质量的要求。20.9100.0230.64Ⅴ过程能力严重不足，应采取全面检查和整改措施，进一步提高质量控制水平。30.8960.0230.84Ⅳ过程能力不足，应采取措施立即整改。40.9130.0111.35Ⅱ过程能力充分，应继续维持。分析结论机床4：工序能力较高，可作为生产的标准工艺。其他机床：应找出存在的问题，及时改进，提高工序能力，控制加工过程质量稳定。通过以上分析和改进措施，提高了生产过程中工序能力，确保产品质量的稳定和一致性。小组练习10分钟教学内容：识别和计算工序能力指数教学活动：学生分成小组，每组选择一个具体的制造过程，识别相关数据，计算工序能力指数Cp和Cpk。绘制控制图，分析工序能力。教师在课堂上巡视，随时解答学生的问题，并提供指导。课堂练习与反馈5分钟教学内容：应用所学知识分析工序能力不足的案例教学活动：分发案例材料，各小组进行讨论，分析工序能力不足的原因，并提出改进措施。每组选出一名代表汇报讨论结果，其他组同学和教师进行点评。总结与反馈5分钟教学内容：总结本课内容，回答学生提问教学活动：教师总结本课的关键知识点，确保学生掌握重要内容。解答学生提出的疑问，加深对工序能力指数的理解。强调工序能力指数分析在质量控制中的重要性。布置作业5分钟教学内容：课外作业，巩固学习内容教学活动：布置课外作业：要求学生选择一个制造过程，进行工序能力指数分析，并提出改进建议。提供示范作业，让学生有参考的模板。要求学生使用在线平台提交作业，方便教师统一批改和反馈。板书设计：3.作用（1）工序能力指数的作用Cp：加工精度高（越大越好，但要经济）Cpk：偏离越小，过程越稳定（2）取值范围特级：Cp≥1.67，能力过剩1级：1.67>Cp≥1.33，能力充分2级：1.33>Cp≥1，能力尚可3级：1>Cp≥0.67，能力不足4级：Cp<0.67，能力严重不足（3）案例分析机床工序能力评价机床1：Cp=1.00，过程能力尚可机床2：Cp=0.64，能力严重不足机床3：Cp=0.84，能力不足机床4：Cp=1.35，能力充分课堂教学安排教学环节教学内容教学活动教学时间导入引入工序能力指数的概念及其重要性播放关于工序能力控制的视频，提问：“在制造过程中哪些因素对质量起主导作用？”5分钟讲授新知识1.工序能力指数的概念及重要性2.工序能力指数的作用3.工序能力指数的取值范围及对应措施使用PPT逐个讲解每个知识点结合实例解释工序能力指数的重要性详细讲解Cp和Cpk的计算及意义10分钟小组练习识别和计算工序能力指数分小组练习，选择一个制造过程，计算工序能力指数Cp和Cpk绘制控制图教师巡视并指导10分钟课堂练习与反馈应用所学知识分析工序能力不足的案例分发案例材