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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简介：

GB/T 40804-2021 是中国国家标准，全称为《金属切削机床加工过程的短期能力评估》。该标准主要针对金属切削机床在加工过程中的能力进行评估，这是一种用来衡量设备在短期内（通常指一个生产周期或者一个短时间段）生产效率和质量稳定性的方法。

在金属切削机床的生产过程中，短期能力评估是非常重要的，因为它可以帮助企业了解设备的实际运行状态，提前发现问题并采取措施进行改进，提高生产效率，减少废品率，保证产品质量的稳定性。评估内容可能包括但不限于：设备的性能参数、工艺参数、工件质量数据、操作员技能、设备维护状况等多个方面。

该标准提供了详细的方法和步骤，以确保评估的公正性、准确性和可操作性。通过实施GB/T 40804-2021，企业可以更好地管理生产过程，提高资源利用率，降低生产成本，满足市场需求。

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GB/T40804—2021/IS026303:2012

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BD-05--氧化锌避雷器、抗雷圈--新建瓮安至马场坪铁路甲供物资设备（电力、牵引变电）采购招标文件-盖章版本--ZG（二次）408042021/ISO2630

对比按ISO230等几个系列标准执行的直接测试，短期能力评估属于一种间接测试方法，是机床验 收测试的另外一种不同方法。 测量的特性应仅在一个加工单元上加工。如果相同的特性在不同但相似的加工单元上加工，则应 对每个加工单元分别进行统计分析

短期能力评估的基本程序如图1所示。对于生产节拍小于10min的大批量生产的机床，在验收时 推荐进行短期能力评估。此外，测量的过程具有足够的短期能力（见6.6)是测量工件的必要要求。 注：某些情况下，进行预备性研究以证明操作者能成功地与加工过程配合，以及后续的过程能力研究将是成 功的[31]。 在开始测试和评估过程之前，制造厂/供应商与用户应就测试计划达成必要的协议，包括准备测量 和分析的试件特性、程序、测试条件以及特性值。以下提及的所有协议均为在制造厂/供应商和用户之 间的协议。通过预热机床启动评估过程。接下来的调整是对加工过程设定所需的公差（如，双边公差特 生取公差带的中间位置或零限制特性取公差带零位置附近）。然后连续加工50个试件并用合适的测量 设备测量，最后对测量结果进行统计评估。 如果短期能力指数或短期极差值（如果适用）和热漂移超过规定的公差值，应分析原因。例如，在单 值控制图中被识别的离群值就可能是 能，应进行改进，并重复部分或全部试验

图1短期能力评估的基本程序

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验收试验前，制造厂/供应商与用户应签订协议，并确保以下儿点： a）在尽可能少的干扰影响下评估机床和应用的加工过程； b）没有由于各种因素影响和由统计分析导致公差缩小而很难达到的要求； c）制定制造厂/供应商与用户之间的合同协议，规定验收范围，程序和评估要素等； d）考虑相关的成本确定短期能力评估的公差。 相关的协议表格见附录B，附录D提供了一个实例。评估机床的测试条件应由制造厂/供应商与用 户协商，包括环境温度以及测试期间允许的变化范围。这项要求取决于加工内容，以及机床安装在普通 车间还是空调车间。就通常的加工而言一般对环境要求如下：环境温度，即测试期间温度变化在土3℃ 之内；温度梯度，即最大十2℃/h或一2℃/h之内。 由于验收试验的目的是证明短期能力而不是长期能力，会受到其他因素的影响，应确保带有余量的 毛坏件有确定的统一质量。材料的特性和成分不应随着批量的改变而改变。为限制因不同余量的反作 用力（总切削力垂直于工作平面的分量）造成的静变形的差异，余量的公差应由制造厂/供应商与用户协 商确定。 毛坏加工的直接影响（如加工尺寸的差异）和间接影响（如加工夹紧面平面度的差异）造成加工出的 测量特性不一致。因此，毛坏加工的公差应与必需的过程短期能力相适应。此外，还需要根据加工工艺 和顺序进一步限制毛坏的公差。 50个工件应连续加工，总的加工时间不应超过8h，这样每件允许的加工时间是10min。特殊情况 每件加工时间变长，应经制造厂/供应商与用户同意减少加工件数，但是任何情况，工件数量不得少于 30件。如每件加工时间少于规定时间，总的加工时间是6h～8h，加工总数就会超过50件，是否从中 筛选50件进行50次测量（样本容量乘以样本数量）应进行协商。 此外，验收试验前制造厂/供应商与用户应就加工工艺和适当的预热程序协商一致，以确保机床处 于热稳定状态（见6.3和7.2）。 应考虑测量设备的分辨力和测量不确定度。应验证测量设备的短期能力。一般来讲，在评估短期 能力时，需要对测量设备进行调查研究，包括操作者的影响（见6.6）。 短期能力指数C。或C、短期极差值Rv.或R.k当两者选一时，制造厂/供应商与用户应协商 致。A.2给出标准偏差与短期极差值之间关系的附加信息。短期极差值只考虑了最大值和最小值，很 容易受到集合中离群值的影响。因此，不能对在极值内的加工情况提供足够的信息。因此，如果使用短 期极差值，则对过程的评估使用单值控制图、控制图和直方图就特别重要（见6.7）。 注：短期能力指数或短期极差值的确定具有重要的经济价值。一方面，严格的要求能保证可靠生产。另一方面，这 不一定可以降低制造成本。一般来讲，更多的投人才能获得更大的短期能力指数或更小的短期极差值。费用 投人主要用于为机床增加附加装置（如直接测量系统，探测装置）和附加的控制电路（如测量控制，热补偿）或改 用成本更高的制造方法（如从车前到磨削）， 确定所需的参数值应兼顾技术上可行和经济上合理。根据这个理念，不适合对所有的过程规定统 的限值，应特别考虑短期能力指数与要求的公差之间的直接关系。因为短期能力的验证自然保证了 加工过程的统计置信度，因此应重新考虑设计者出于安全原因制定的当前公差。根据通用的短期能力 指数，建议使用表1中给出的限值来评价短期能力。在个别情况下，也可以达成其他协议。 推荐限值的依据是，由于长期能力影响因素的增大，C。值应至少达到1.33[41]。特性值计算见6.7。 对某些过程或特性，制造厂/供应商和用户不考虑C值仅考虑C。值是合适的，例如，过程设定很 复杂可能出现这样的情况，或其特性主要取决于切削刀具，如钻孔、锶孔和铰孔时的直径，但大部分是没 有问题的（见6.4）。

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GB 50807-2013 铀矿石和铀化合物贮存设施安全技术规范表1短期能力参数推荐值

采用在线测量控制时，应规定控制算法的操作约定限制。如，公差范围留有10%20%的安全余 量。在此情况下，如所有值均在公差范围内，就验证了短期能力。 粗糙度值通常变化不大。因此，足以确信超出公差的可能性不大。在此情况下，在公差范围内留有 0%的安全余量足够了。由于工件表面测量区域不同位置对粗糙度值影响较大，建议在某些工件不同 区域进行重复测量，必要的话，计算测量值的平均值。 对于单边公差的特性应仅通过其有偏移的参数进行评估。C或Rv.中哪一个用于验收的问题应 由制造厂/供应商与用户商定。 对于其他特殊过程和特性，特性值的相关问题制造厂/供应商与用户应针对每种情况达成一致， 如，多主轴机床同时加工个工件，或用几个相同的夹紧单元，可以采用标准偏差评估值。计算C。值 参见公式（6）。每个主轴或设备所测数值的个数应是每组数值个数的整数倍，以避免混淆每个主轴或 夹紧单元的测量结果。这个程序类似于单独评估每个主轴或夹紧单元的工件。此外，所有工件计算所 得的短期极差值Rv.s，应在限制范围内，以确保全部工件在公差之内。如这两个条件不能满足，每个主 或夹紧单元应分别检验导找各自的原因。根据调查的夹紧单元的数量和加工一个工件的负载情况， 用2个～3个试件在每个夹紧单元进行调试运行以确定工件接触表面的分布和设定是有效的。然后可 以从一个夹紧装置上取下预定评估的试件。 由于热漂移引起的最大允许偏移取决于加工方法、机床的规格、生产和环境条件。在预热阶段热漂 移引起的偏移预期能达到40um/h36 6.3所听 常这个偏移对于机床进行短期能力测试来说是 饮要的。因此，只有在个别情况 订协商达成共识

调整运行的目的是将过程调整到目标值（或优选值或参考值）。目标值可以等于双边公差的中间 单边公差零位限制的零。A.3显示剩余公差设定的效果。如平均值不在公差带中间，可用于生产 余公差范围将受限。例如，平均值偏离了公差的1/4且C要求为1.67，剩余6s范围（近似的最大

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许范围）仅是公差的30%。 按照设定值调整过程的准确程度，相对其他因素，主要取决于所涉及的工作量以及平均值位置对于 每种情况的重要性。如，虽然在原理上可能没有任何问题，但是可以预测调整平均值在公差带中间是耗 时的，此时将过程设置为平均值仅粗略地在公差带的中间且仅满足短期能力指数C，或短期极差值 RV.作为验收标准是有益的。 毛坏应按要求的质量供应，并应达到车间的环境温度。最好不要使用新的未涂层的切削刀具，否则 会产生很高的初期磨损。除了对工件尺寸的影响，这样高的初期磨损大大增加了切削力。基于这个原 因，如使用新的未涂层的切削刀具，在调整运行前应进行适当的切削， 如评估热漂移引起的偏移，还应确定力具磨损引起的偏移。这可以根据以前在类似切削条件下的 经验预先确定，也可以用光学显微镜或触针式测量仪测量。既然力具并不是在辑新条件下使用，一般情 况下，假设刀具磨损是线性的并在验收测试之前和之后进行测量就足够了。如果在验收测试中知道刀 具寿命远大于使用工艺参数进 具磨损评估可以取消

由于任何加工方法和加工周期的变化都会影响加工并导致实际的加工运行状况失真，工件加工应 按顺序连续进行，不能中断。可以记录加工过程中的干扰因素，如地基（地面)的振动、温度的变化和机 床的振动，以便日后对测量数据进行解释和必要时重新进行试验。 如果机床具备测量控制和偏移补偿功能，这些应包括在短期能力测试中。也就是，机床不应在非控 制状态下进行测试。在评估时，应考虑到特性如具有与正态分布不同的分布函数，这时应计算短期极差 值而不是短期能力指数

应根据特性公差，对测量设备、测量环境（空调测量房间，车间）和测量方法提出要求。测量人员应 是有资质的人员。测量设备和工件的温度应与测量环境的温度一致。 每次检测形状公差，应考虑试件的表面质量，因为很容易将粗糙度的问题误认为形状误差。 测量设备应有足够高的分辨力，宜符合以下条件：分辨力≤0.03T，T是被测特性的公差。 短期能力评估采用的测量设备应经过短期能力评估测试系统验证是否适用。在不变的条件下测量 个测量标准50次随后计算测量设备的标准偏差S。。测量标准可以是样品工件。如没有符合精度要 求的样品工件，也可以使用通常生产条件下生产的工件。测量应在不变和重复的条件下进行。测量设 备的标准偏差应符合要求：6s。≤0.15T或s.≤2.5%T，式中T是被测特性的公差。 符合此要求意味着由于测量设备的标准偏差导致短期能力指数变差的影响足够小（对于C。=1.0 时小于1.1%，对于C，=2.00时小于4.2%）因此可以忽略不计。如不满足此要求，测量设备不可以用于 短期能力测试JC∕T 2456-2018 预制混凝土箱涵，因为测量结果可能不准确（见A.4）。用测量设备相关的标准偏差值来降低过程相关的 标准偏差不是一种修正结果的合适方法，国 如评估有偏移的参数，测量 应小于或等于公差的10%