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1、 学校代码_10463_ 密 级 硕 士 学 位 论 文面向磨具设计与制造过程的质量控制系统研究作者姓名 、指导教师 、 学科门类 工学学科专业 机械电子工程培养单位 机电工程学院完成时间 二一二年五月The Research Based on Design and Manufacture of Abrasives Process Quality Control System A Dissertation Submitted for the Degree of MasterCandidate：Weng NanSupervisor：Prof. Liu Nanbo Prof. Wu Zhaoyun
2、School of Mechanical and Electrical EngineeringHenan University of Technology, Zhengzhou, China关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得河南工业大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中做出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。
3、学位论文作者签名： 日期： 年 月 日学位论文使用授权书本人完全同意河南工业大学有权使用本学位论文（包括但不限于其印刷版和电子版），使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门（机构）送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名： 日期： 年 月 日指导教师签名： 日期： 年 月 日摘 要21世纪以来，随着科学技术日新月异的发展，全球市场竞争的日益激烈，产品的质量已成为影响企业生命力和市场占有率的关键因
4、素。据有关资料显示，国内许多磨具生产企业至今仍然运用的是传统的事后检验方法，这种方法不但生产成本较高而且已经不能够满足客户和市场的需求。另外，与机械产品不同，磨具的生产加工工艺有其自身的特点，比如混料、成型等工艺都属于不可逆过程，一旦出现废品无法返工。这就更需要运用“提前预防”的质量控制方法，才能有效地降低废品率，并在保证产品质量的同时尽量控制成本。本文在综合分析现阶段质量控制的国内外研究与发展现状的基础上，主要把树脂磨具作为研究对象，以现代质量工程的技术方法为指导，进行面向设计与制造过程的质量控制系统的研究。论文主要内容包括以下几个方面：在磨具产品的设计过程中，本文借鉴质量功能配置（QFD）
5、的思路，利用“质量屋”的逐级展开，将顾客的各项需求及其重要性转化为磨具的质量特性、设计要求、工艺参数等信息，使得设计人员以提高用户的满意度为最终目标来进行磨具设计。并把“设计试验改进”这种被动的传统的产品设计模式转变为一种主动的、预防式的产品设计模式。树脂磨具制造加工过程中，以统计过程控制（SPC）的理论为基础，把混料均匀度、成型硬化过程的废品数、精加工外形尺寸等几个指标作为控制对象，利用SPC控制图对树脂磨具加工过程的质量波动进行监控，若发现过程出现异常趋势，则应及时查找原因、采取措施减小质量波动。这样做可以在尽量不改变原有生产工艺的同时大大降低废品率。并对工序能力进行计算与分析，以便在保证
6、加工能力的基础上控制成本。在以上两方面理论研究的基础之上，应用Visual Basic6.0与SQL Server 2000作为开发平台，开发计算机辅助质量控制系统，可对树脂磨具设计制造过程质量信息进行管理，实现对树脂砂轮配方设计与加工过程的质量控制与误差诊断。关键词：树脂磨具；质量控制；统计工序控制；质量功能配置AbstractSince twenty-first Century, with the development of science and technology change rapidly, as well as the global market competition is
7、 fierce day by day, the quality of products has become the influence enterprise vitality and brand market share the key factors. Many domestic abrasive production enterprises are still widely used traditional after inspection method, not only the production cost is high and has not been able to meet
8、 customer and market demand. In addition, with different mechanical products, abrasive production process has its own characteristics, such as mixing, molding processes are not reversible process, once appear waste to rework. This requires more application to prevent the advanced quality control met
9、hods can effectively reduce the reject rate, while ensuring product quality to control the cost.Based on the comprehensive analysis of the present stage of quality control of internal and external research and development on the basis of the status quo, mainly resin Abrasives manufacturing process d
10、esign as the research object, modern quality engineering technology as the guide, for design and manufacturing process quality control system based on. The main contents include the following:In the grinding process of product design, based on the quality function deployment (QFD) method, using the
11、house of quality level, customer requirements and its importance into the grinding quality characteristics, design requirements, process parameters and other information, enables the designer to improve customer satisfaction as the ultimate goal in abrasives line design. And “design - Test - improve
12、d this passive traditional product design mode is changed into an active, prevention product design model.Resin abrasive manufacturing process, with statistical process control (SPC) theory, the mixing uniformity, molding hardening process of number of rejects, finish machining dimension after sever
13、al index as the control object, the use of SPC control chart on resin abrasive machining process quality fluctuation to monitor, if it is found that the process is in abnormal trend, should be timely to find the reasons, to take measures to reduce the quality fluctuation. It can be as much as possib
14、le without changing the original production process and reduce scrap rate. The process capability is calculated and analyzed, in order to guarantee the processing capacity based on cost control.In the above two aspects of the basis of theoretical research, application of Visual Basic6.0 and SQL Serv
15、er 2000 as a development platform, the development of computer aided quality control system, the resin Abrasives manufacturing process design quality information management, realize the resin formulation design and process quality control and error diagnosis.Keywords: Resin abrasives; Quality contro
16、l; statistical process control; Quality Function DeploymentIII目录摘 要IAbstractII第一章绪论11.1相关概念11.1.1 质量的定义11.1.2 质量控制概念21.2研究背景与意义21.2.1 研究背景21.2.2 研究意义31.3质量控制研究现状及发展趋势41.3.1 质量控制与管理经历的三个阶段41.3.2 围绕统计过程控制进行的研究41.4本课题研究的主要内容61.5课题来源7第二章 质量控制系统总体方案设计82.1 系统的设计方案82.1.1总体方案82.1.2系统的总体目标82.2质量控制系统总体构架92.2.
17、1 研究对象92.2.2 树脂磨具设计制造工艺流程92.2.3 质量控制系统结构102.2.4 系统中用到的质量控制方法102.2.5 软件体系结构112.3系统开发工具介绍132.3.1 Visual Basic6.0132.3.2 SQL server 2000142.4本章小结14第三章 基于QFD的树脂磨具设计过程质量控制研究153.1 设计过程质量控制概述153.1.1 设计质量与设计质量控制153.1.2 设计过程质量控制常用方法153.2 QFD与计算机辅助QFD163.2.1 QFD概述163.2.2 QFD的原理与工具163.2.3 QFD包括的基本阶段与步骤173.2.4
18、计算机辅助QFD183.3树脂磨具客户需求及顾客满意度质量屋建模203.3.1 建立层次结构模型203.3.2 建立树脂磨具的QFD质量屋203.3.3 顾客满意度影响因素权重的确定213.4 磨具特性参数的选择223.5 树脂磨具配方设计233.5.1 磨具配方233.5.2 配方设计的原则与要求233.5.3 配方设计的方法与过程243.6 本章小结27第四章 基于SPC的制造过程质量控制的研究284.1 确定控制对象284.2 SPC统计过程控制284.2.1 SPC概念及特点284.2.2 SPC原理294.3 SPC控制图294.3.1 控制图理论基础294.3.2 控制图分类304
19、.4 SPC系统结构与实施流程314.4.1 SPC的系统结构314.4.2实施步骤与流程324.5 SPC统计过程控制的具体方法334.5.1 质量信息采集与录入334.5.2 数据处理364.5.3 工序状态监控与分析404.5.4 工序能力分析434.6 本章小结45第五章 质量控制系统开发与实现465.1 系统数据库的设计465.1.1 数据库结构设计465.1.2 数据库的管理465.1.3 数据库的调用475.2 系统运行环境485.3 系统功能模块的实现485.3.1 用户登录及权限管理485.3.2 设计过程的QFD模块505.3.3 统计过程控制（SPC）模块525.4 本章
20、小结54第六章 结论与展望556.1 结论556.2 展望56参考文献57致 谢62个人简历63面向磨具设计与制造过程的质量控制系统研究第一章 绪论 “21 世纪是质量的世纪”。随着科学技术的不断进步，全球经济一体化促使市场竞争日益激烈，产品的质量水平已成为影响企业生命力和市场占有率的关键因素。近年来，国外磨具制造行业行业发展十分迅速，各种新技术、新工艺、新方法不断涌现。另外随着我国钢铁、汽车、船舶等制造行业的飞速发展，大量引进国外先进的生产设备与技术，采用“高、精、专、自动化”的加工工艺，相应地对于磨具的质量提出了更加严格的要求。因此，如何在磨具设计制造过程中减少废品率、降低成本保证质量，是
21、国内大小磨具生产企业面临的主要问题。1.1相关概念1.1.1 质量的定义随着生产力的不断发展，人们对质量的理解有了不同的变化，站在不同的角度去看，给质量下的定义也不同。以下是几个最具有影响的“质量”的定义。(1) ISO9000 给质量1下了这样的定义：“反应实体满足顾客明确或隐含需求的能力特性的总和”。实体是“可单独描述和研究的事物”，“特性”指“可区分的特征”，它是实体满足需要的能力。明确的要求是指顾客和生产厂商双方在洽谈业务的过程中，对技术规范、技术要求、质量标准、产品图形等内容进行的明确规定，隐含的要求是指只有通过充分的市场调查才能确认的需求。许多情况下，要求随着环境与时间的不同而变化
22、，因此质量是一个动态性的概念。该定义既全面、又准确的阐述了什么是质量。(2) 日本著名的田口质量观，是科学家田口玄一（Taguchi）站在社会损失的角度提出的：“所谓质量就是产品上市后给予社会造成的损失”。此外，田口博士还提出了质量损失函数，对“质量”进行了量化处理。这在质量工程中是一个具有里程碑式象征意义的巨大贡献，同时也给企业质量管理提供了新的思路。(3) 美国质量管理学专家朱兰（J.M.Juran）博士站在客户的角度给“质量”下了如下的定义：“质量就是适用性（Fitness for use）！是用户对一个产品的性能也包括服务等满意程度的度量。”它强调产品的设计与制造必须以满足用户的需求为
23、目的。产品的质量水平应由用户或社会给出，只要是用户满意的产品，就是高质量的产品，有没有市场才是衡量质量高低的标准。从以上三个定义综合来看，“质量” 不仅是静态的，而且还是随时间变化的动态质量；不仅包括最终的产品功能质量，还包括产品整个生命周期中质量形成的全过程；不仅要满足客户的需求，还要满足社会的需求22。1.1.2 质量控制概念到底什么是质量控制，2000版IS09000中明确解释了“质量控制”的涵义：质量控制属于质量管理的范畴，它致力于满足用户的需求以及各项质量要求2。它包含了以下几方面的内容：（1）质量控制是通过采取一系列活动与技术手段对产品质量形成的各个过程（包括原材料采购、产品设计和
24、开发过程、加工制造过程、售前和售后服务过程等）实施控制。它作为质量管理的一部分，其目的在于通过运用一定的手段使产品的固有特性和各项功能能够达到技术规定的要求。 （2）质量控制应贯穿于产品整个生命周期中质量形成的全过程，通过对每一个过程或环节实施有效地控制，使得影响产品质量的各个因素持续处于受控状态，从而在尽可能的减少质量波动的同时持续生产出符合质量要求的产品。（3）质量控制是为了达到质量标准规定的要求，预防或消除不合格产品的重要手段和措施。只有准确的识别与分析影响产品质量的因素，并找出起主要作用的因素，实施重点控制，才能取得良好的质量控制效果。从上面的定义中可以看出，质量控制不仅是对产品最终质
25、量本身的控制，而且更加强调对产品质量形成的全过程（重点是设计与制造过程）进行控制，突出通过控制设计与制造过程质量的方法来控制最终的产品实物质量。因此，面向产品设计与制造过程，研究基于过程的质量控制理论与方法必将成为质量管理与质量控制研究领域的重点。过程质量是指产品质量形成过程的固有特性满足设计与制造要求的程度，与产品的最终实物质量相比，两者的特性集合不同，过程质量决定了产品最终实物质量。而过程质量控制涉及到过程及过程链中的全部活动与资源，它就是通过应用过程控制方法，对整个过程中所有影响质量的因素进行实时监控，确保每一个过程的特性满足质量要求，进而达到控制产品最终质量的目的。不同的生产对象，过程
26、的结构和特点也不同。从产品全生命周期的角度，将磨具产品质量形成过程进一步分解为设计开发过程和生产制造过程。磨具产品质量控制的核心内容就是对该过程链进行控制，本论文的研究内容是以树脂磨具产品为对象，研究其设计制造过程的相关质量控制理论与方法，通过对过程质量的控制达到最终减少废品率和提高顾客满意度以及市场占有率的目的。1.2研究背景与意义1.2.1 研究背景1、国内树脂磨具存在的主要质量问题目前，树脂磨具作为一种在工业生产过程中有着十分重要地位的加工工具，被广泛应用于钢铁、汽车、轴承、造船、化工、仪表等行业中，甚至在粮食加工、医学、地质勘查等领域也有应用。它的优点主要有：（1）具有良好的韧性和一定
27、的弹性，可以缓冲磨削力的作用，从而保证了良好的磨削与抛光效果；（2）树脂结合剂强度高，可承受较大的磨削压力，适合高速磨削和大进给磨削，磨削效率高；（3）由于树脂结合剂耐热性较低，有利于防止被磨削工件产生烧伤；（4）硬化温度低，生产周期短。但随着我国钢铁、汽车等制造行业的飞速发展，大量引进国外先进的生产设备与技术，相应地对于磨具的质量提出了更加严格的要求。现阶段国产树脂磨具还存在一些质量问题3，其主要表现在以下几方面：（1）国产树脂磨具普遍存在寿命低, 不能适应先进的自动化机床的加工要求。另外由于使用寿命短, 磨具自身的磨损容易造成加工件尺寸的波动，影响加工精度与表面粗糙度。（3）国产树脂磨具耐
28、磨性不高，使得停机修正的次数增加。这不仅降低生产效率，而且增加了企业成本，同时还有可能影响交货时间，导致公司的信誉度降低。（3）国产树脂磨具精度较差。与进口树脂磨具相比，同轴度、端面跳动等偏高，用户购进砂轮后, 往往需要重新进行修正和开刃才能投入使用。（4）国产树脂磨具企业普遍生产成本偏高，利润率较低。究其原因，主要是现阶段国内大多数树脂磨具生产企业传统的加工方式和质量检验方法造成的。2、传统（树脂）磨具加工方式及所用质量检验方法现阶段树脂磨具生产的一般过程是这样的：在接到顾客的订单后，生产厂家会根据客户的要求，并基于一定原则选定砂轮规格和型号。然后进行配方设计。通通过配方设计确定结合剂、湿润
29、剂、粘接剂用量、成型密度等工艺参数。之后为试加工，再将试加工好的磨具交给客户试用，若客户满意则开始大批量生产，在大批量加工后采用传统的事后检验的方法，由于树脂磨具的生产加工有其自身的特点，其中多道工序都是不可逆的，出现的不合格产品只能报废，无法返工。所以造成了大量的浪费，增加了企业成本，这是每一个老板都不愿意看到的。1.2.2 研究意义现阶段国内大多数树脂磨具生产企业采用的传统质量检验方法，其的最大缺陷是事后检验，职能仅是产品加工完成后进行合格与否的认定, 如果零件不合格，就需要报废或返工。而现代质量工程的中质量控制的范围由制造过程扩展至设计过程乃至整个产品生命周期的全过程，强调对产品生命周期
30、质量的全过程控制，注重用户的参与以及产品质量的持续改进。另外，树脂磨具产品生产工艺流程各个阶段大多是不可逆的，比如混料、成型、硬化、精加工等工序，一旦有任何一个工序中出现了问题，就会使的误差积累到下一阶段，最终影响产品质量，等到最后检查出来的废品一般是无法再次回收利用的，它不像机械产品中的零件，不合格还可以重新返工。因此，进行面向磨具设计制造过程的质量控制系统研究，是十分必要的。该质量控制系统系统最大的优点是在不改变原有生产工艺和尽量少的增加投入的基础上，保证磨具产品质量，减少废品率，进而提高磨具生产企业市场竞争力。1.3质量控制研究现状及发展趋势1.3.1 质量控制与管理经历的三个阶段在过去
31、的半个多世纪里，国内外许多学者在质量管理与质量控制领域做了大量的研究工作，经过他们的不断努力，取得了很大的成就。总的来讲，质量控制与管理大约经历了由传统质量检验到统计质量控制及全面质量管理三个阶段。（1）传统的质量检验阶段，大约从20世纪初开始了质量管理的初级阶级，主要特点是以事后检验为主体，质量检验人员根据产品质量标准，对零件成品进行全数检查，分离出不合格产品。在这一阶段对产生过程缺乏控制手段，只是被动地事后检验，造成大量的浪费，另外全数检查费工、费时，在经济上很不合算。（2）统计质量控制阶段，1924年由美国的科学家休哈特（WAShenhart）首先提出将数理统计作为工具引入质量管理，并提
32、出了抽样检验、控制图等方法，使质量管理成为一门独立的学科，由单纯依靠质量检验事后把关，发展到了强调“预防”的统计过程质量控制阶段。自从20世纪四、五十年代开始，统计过程控制首先在美国和日本得到了广泛的应用，并创造了巨大的经济效益。（3）全面质量管理阶段。大约是在20世纪60年代开始，美国通用电气公司费根堡姆（A. V. Feigenbaum）4以及后来的 J. M. Juran5提出了“全面质量管理”(Total quality control, TQC)的概念。其特点是全过程，全企业、全员参与，充分利用数理统计工具作为控制过程质量的手段，同时结合运筹学、系统工程、线性规划等学科对企业进行组织
33、与管理。质量控制的范围不仅仅限于产品的生产制造过程，也包括产品设计、使用、服务等多个环节，把现代科学技术、数学统计方法与企业管理密切结合起来，建立了一套完善的质量管理体系，用来保证用最低的成本生产出令顾客满意的优质产品。全面质量管理强调计算机支持的质量信息管理，并突出了管理过程中人的因素，使质量控制的核心思想转变为以预防为主与事先控制。所谓全面质量管理，是指一个组织以质量为中心，以全员参与为基础，以令顾客满意为目的，从而达到长期成功的管理途径23。总的来说，质量控制与管理的三个阶段的发展是由一个点（成品检验），发展到一条线（整个加工流程的各个工序），又发展到一个面（生产、经营、售后服务活动全过
34、程）的控制与管理。自60年代以来，全面质量管理的观念逐步被世界各工业化国家所接受，并在实践中得到了丰富和发展。 1.3.2 围绕统计过程控制进行的研究统计过程控制（SPC）的应用与推广一直是质量控制技术研究中一个极其重要的方向。多年来，国内外学者对统计过程控制（SPC）理论和技术进行了深入的研究与探讨，大体上可以分为以下几类。l、传统休哈特控制图的研究与改进Shawn等人继续从事休哈特控制图本身的基础理论技术研究6，比如样本的构成、异常模式识别等方向，Youn-Min Chou等为了使传统休哈特控制图也能适应非正态分布的情况，提出了将非正态分布的数据利用数学工具转换成正态分布数据的方法7；E.
35、S.Page等人为了突破传统休哈特控制图的局限性，运用序贯分析理论，提出了累计和控制图(CUSUM)，能够将一系列样点的信息累计起来8；S.W.Roberts为了发现和控制过程的微小波动，对过去和当前观测值进行加权平均，得到了指数加权移动平均控制图(EWMA)9。2、多品种、小批量质量控制技术研究随着顾客需求的日益多样化和个性化,产品生命周期越来越短,促使企业打破了传统的单一品种和大批量的生产模式。为了适应市场的需求，越来越多的企业开始转向多品种、小批量的生产模式。对SPC理论的研究也开始转向了面向多品种、小批量加工过程的质量进行控制。其中比较有代表性的有，新加坡的C.H. Yang与美国的F
36、.S. Hillier提出的小样本控制图和小样本控制图，以及后来的C.P. Queensberry在此基础上提出了Q控制图10，他们的中心思想是尽量回避参数估计，利用数学方法从当前小样本中构造出分布不含未知参数的统计量，再以该统计量为出发点建立小批量控制图。3、多元控制图的研究休哈特控制图虽然用途广泛，但也有一定的缺陷，比如它不能全面考虑多个质量指标之间的相关性和实现同时控制多个质量指标，为了解决此问题，美国的H. Hotelling于1947年提出了多元控制图，标志着多元质量控制的新时代的来临。随后，Aparisi在此基础之上对多元控制图的样本采集问题进行了深入的研究，主要包括样本容量、抽样
37、频率等对控制图的影响等10；另外，自从八九十年代开始，CUSUM控制图和EWMA控制图等也由一元推广到多元。4、多工序制造过程的偏差传播问题的研究一直以来，质量控制方法的研究主要是围绕统计过程控制(SPC)展开的，但偏差传播问题的存在使得SPC表现出一定的局限性，比如它很难分辨出质量特征之间的相关性，不能快速有效地判定制造过程中产品质量波动的根源。为了寻求有效的过程质量控制理论与方法，国内外学者就偏差传播问题做了大量的研究。20世纪80年代，我国科学家张公绪延续统计过程控制的思想，对休哈特控制图进行了改进，提出了两种质量理论以及全控图、选控图的概念11-12，并将它与工程能力指数结合起来，用以
38、判断制造过程中的关键问题工序。除此之外，张公绪等人还对正态分布、二项分布等多种情况下的选控图做了认真的分析与研究，并在实际生产中取得了非常好的效果。20世纪90年代中期出现的误差流(Machining Error Flow，MEF)理论，其代表人物主要有加拿大Waterloo大学的Mackay 、Lawless、Agrawal等13-15人针对制造过程中的误差传播现象建立了AR(1)模型，并利用实测数据估计模型参数，在统计模型和加工过程之间建立联系。他们还深入研究了如何预测生产过程中多个工位上产品质量特征误差，并采取针对性的措施加以消除。同时期，罗振璧等16构造了制造过程误差流动态特性的迭代映
39、射模型，并借鉴突变论的方法建立了加工误差的突变模型。20世纪90年代后期出现了偏差流 (Stream of Variation，SOV) 理论，比较注重使用数学方法实现多工序制造过程中产品设计和制造过程的偏差消减。美国密西根大学的胡世新教授在研究白车身多工序装配尺寸偏差控制的过程中，于1997年首先提出了“偏差流”的概念，并认真研究了不同系统配置下产品尺寸偏差的产生与传递。Shi、Ding、Jin等人17-19对多源多工序装配过程偏差传播的形式进行了细致的分析，建立了白车身多工序装配过程的状态空间模型，并且详细描述了产品尺寸偏差与装配过程参数之间的定量关系。随后，Huang等20提出了多工序加
40、工过程偏差累积的建模策略。Zhou等21人在Huang等人研究的基础上，运用基于点分布的零件加工和定位模型，分析了动态和静态两种情况下多工序过程加工偏差的传递。从此，对多源多工序质量控制的研究延伸出了偏差根源的诊断、传感器的优化布局等多个方向24。1.4本课题研究的主要内容尽管多年来，有许多学者在质量控制领域做了大量的研究工作和努力，并取得了很大的成就，创造了巨大的经济效益，但大多集中在机械产品的加工和装配等过程中，在磨具的设计制造领域，各种质量控制方法的应用相对来说还比较滞后。本文主要以树脂磨具为研究对象，在充分了解质量工程中QFD、SPC等常用的质量控制方法的基础上，借鉴机械产品质量控制的
41、相关经验，以不改变原有生产工艺为原则，开发面向设计与制造过程的适合树脂磨具生产加工特点的计算机辅助质量控制管理系统。以达到保证产品质量，尤其是减少废品率的同时节约企业成本的目的。本文主要内容包括：1、 理论研究阶段，在认真学习现代质量工程中的多种质量控制方法，和仔细了解树脂磨具设计制造加工工艺的基础之上，找出结合点选择适当的质量控制技术方法。2、 经研究发现设计阶段我们可以借鉴质量功能配置（QFD）的思路，将客户与市场的需求转移到树脂磨具配方设计中。根据实际应用场合选择适当的磨具特性参数，并应用常用的配方设计方法（如回归法）进行计算机辅助配方设计。3、 在磨具加工制造过程中，以外观尺寸、混料均
42、匀度、成型过程废品数等作为统计工序控制（SPC）监控的主要质量指标，依靠控制图进行制造过程工序稳定状态的判定和工序能力分析，为技术人员减少废品率和降低成本提供技术支持。4、 应用Visual Basic6.0与SQL Server 2000作为开发平台，开发计算机辅助质量控制系统，可对树脂磨具设计制造过程质量信息进行管理，实现对树脂砂轮设计与加工过程的质量控制与误差诊断。1.5课题来源2009河南省科技攻关计划项目：“基于PDM的切削、磨削工具CAD/CAM集成系统研究 ” 第二章 质量控制系统总体方案设计2.1 系统的设计方案2.1.1总体方案面向磨具设计与制造过程的质量控制系统的研究和开发
43、必须以正确的方法论和软件工程的观点为指导，以保证系统的质量、避免和减少开发过程中的失误并提高效率，本系统的开发根据信息活动的规律大体可划分为总体设计、系统开发、系统测试及系统维护四个阶段。如下图2-1所示： 图2-1 系统开发的4个阶段系统开发的每个阶段都有其不同的内容：（1）总体设计阶段：主要是系统的结构设计和功能设计，包括明确其功能模块以及模块之间的相互关系；（2）系统开发阶段：遵循系统的开发规则，按照总体设计阶段确定的结构及功能要求，完成系统各程序模块的详细设计；（3）系统测试阶段：找出系统在运行中存在的缺陷及可能出现的问题，然后加以修正，以增强系统的容错性及可靠性；（4）系统维护阶段：
44、系统投入使用后，对系统进行纠错、扩充与完善，以保证其正常运行。2.1.2系统的总体目标总体目标为：简便、高效的进行树脂磨具产品的设计与制造过程质量信息的管理与监控，为技术人员提供强有力的信息支持和技术支持。结合我国磨具加工行业及先进制造技术的现状，该系统应满足如下需求25：（1）集成性集成性主要体现在两个方面：信息集成和功能集成。信息的集成表现在树脂磨具产品开发制造过程中生成的质量信息资源和数据等多种信息能够很方便的被系统使用，功能的集成性是指能有效支持技术人员进行包括产品设计制造全过程的质量信息的管理与控制。（2）系统性质量控制系统是整个企业管理系统的一部分，因此必须与其他职能管理部门有机地
45、结合起来，相互协调。充分体现质量信息的广泛性、系统性等特点。（3）实用性为了充分发挥该系统在实际生产中的作用，必须以企业的实际情况为立足点，注重系统的实用性，并考虑大量信息数据的维护、更新与存储的方法，使系统在尽可能长的生命期内能够方便的维护以及正常的运行；（4）智能性系统根据树脂磨具整个生命周期质量控制提供了用户向导，技术人员只需根据用户向导的提示选择合理的方法，若输入了错误的或不合理的数据，系统能自动拒绝接受并友好提示。根据输入的数据，系统可访问后台数据库来自动调整。（5）开放性系统的运行环境应符合工业标准，并具有良好的可扩展性和通用性，各子模块的设计应采用开放的模块化结构，为后续的使用和
46、开发保留应有的接口和余地，便于以后的维护和扩展；2.2质量控制系统总体构架2.2.1 研究对象由于磨具种类繁多，设计制造过程各有特点且加工工艺差别较大，给质量控制系统的开发带来很大的不便26。并且就国内情况而言，多年来相较于机械行业的发展较为落后，在质量控制方法的运用方面只有个别大型磨具企业有很少的应用。另外目前来说，树脂磨具因其具有良好的韧性和弹性,抛光效果较好，磨削效率高，硬化温度低，生产周期短等优点，而被广泛应用于钢铁、汽车、轴承、造船、化工、医学等领域，且树脂磨具加工制造过程较为简单，便于研究。因此，本文选择树脂磨具为研究对象，以现代质量工程的技术方法为指导，进行面向设计与制造过程的质量控制系统的研究。2.2.2 树脂磨具设计制造工艺流程树脂磨具设计制造工艺流程如下图2-2所示：设计阶段主要是磨具特性参数的选择以及磨具配方设计，主要任务是确定结合剂、湿润剂和粘接剂的用量、成型密度等工艺参数。制造过程包括：混料、成型、硬化、精加工等几个阶段。精加工