一、先划边界:本页管「统计口径」,不管「材料侧能出什么文件」
| 事项 | 归哪一页 | 为什么分开 |
|---|---|---|
| Cpk / Ppk 的计算口径、取数、漂移处理、控制图选择 | 本页 | 本页主题是统计方法与证据结构 |
| 材料供方为什么不出过程能力、文件包里哪几项与我们无关 | 站内「IMDS 与 PPAP 文件包边界」页 | 那是身份与责任划分,本页是算法与取数 |
| 首件检验(FAI)怎么做、检哪几项 | 站内「打样首件检验流程」页 | 首件回答「调机对不对」,不回答「过程稳不稳」 |
| 全检、抽检、让步接收怎么定 | 站内「小批量验收判据」与「未注公差与让步」页 | 那是批次放行,Cpk 是过程评价 |
| 图纸公差怎么标、形位公差怎么给 | 站内「三维模型直出与公差提案」页 | 公差是 Cpk 的输入,不是它的结论 |
| 刀具寿命定多少、什么时候换刀 | 站内「增强 PEEK 刀具寿命与换刀触发」页 | 那是把漂移关掉,本页讲漂移还在时怎么算 |
这张表里第二行最容易被误读成矛盾。事实是同一家公司在两种身份下答案不同:客户买的是型材或材料时,我们是材料供方,该件的过程与量具都在客户或他的加工方手里,我们出具的「过程能力」既无工序支撑也无效力;客户买的是按图加工的成品件时,这道工序就在我们车间,工序记录、刀具编号、量具校准状态都在我们这边,此时出数据是本职。把这两种身份分开说,比含糊承诺「我们能出」更有用 —— 前者是边界,后者是能力。
二、规格与物性速查:Cpk 的输入全部落在这张表上
| 料族 / 形态 | 常规规格区间 | 公差与物性参考 | 在本页讨论里的意义 |
|---|---|---|---|
| PEEK 模压厚板 | 6–100 mm(超厚可评估至 150 mm),幅面 300×300 / 500×500 / 600×600 mm | 厚度类公差常规 ±0.1–±0.5 mm;密度约 1.32 g/cm³;长期约 250℃ | 厚板件与余量的基准 |
| PEEK 挤出板 | 1–30 mm,幅宽 ≤ 1250 mm | 同上厚度类公差区间 | 薄板件、铆接与包覆件的主力形态 |
| PEEK 棒 | Ø 6–300 mm,定尺 1000 / 3000 mm | 棒径按 h9–h11 级参考 | 轴套、销、棒状毛坯的取料源头 |
| PVDF 板 / 棒 | 挤出板 2–50 mm(幅宽 ≤ 1500 mm,长 2000–3000 mm);模压厚板 10–100 mm;棒 Ø 10–200 mm | 密度约 1.78 g/cm³;长期约 −40~150℃ | 氟塑料侧的主力量产形态 |
| PVDF 焊条 | Ø 3.0 mm / Ø 4.0 mm | 与母材同料体系;密度同板约 1.78 g/cm³ | 焊条耗量与备料换算的基本单元 |
| PTFE 板 / 棒 / 管 | 车削板 0.5–100 mm(幅宽 ≤ 1500 mm);棒 Ø 4–300 mm;管内径 Ø 2–200 mm | 密度约 2.15–2.20 g/cm³;长期约 260℃;摩擦系数约 0.05–0.10 | 软材、低摩擦与衬里侧的对照料族 |
| PFA / FEP 管 | 外径常规 Ø 3–110 mm | PFA 长期约 260℃,FEP 约 200℃;密度约 2.12–2.17 g/cm³ | 高纯管路件的外形基准 |
| PI / PEI / PPS | 板棒按图纸定制;PEI 密度约 1.27、PPS 约 1.35、PI 约 1.40 g/cm³ | 长期温度 PI 约 260–300℃、PPS 约 200–220℃、PEI 约 170–180℃ | 高温结构件与电气绝缘件的对照料族 |
把速查放在 Cpk 页前面,是因为Cpk 的分母与分子都来自这张表:分子是「规格限离中心多远」,规格限就写在公差那一列;分母是「过程本身的离散」,而离散大小与料族强相关 —— 同一台机床、同一把刀,切 PEEK 与切 PTFE 的尺寸离散不是一个量级,PTFE 软、易让刀,PEEK 刚性高但导热差、热胀要留时间稳定。跨料族套用一个 Cpk 是典型的口径错配。口径统一为:以上均为常规可组织或可定制的规格区间与公开物性参考,最终可供规格、公差与交期以订单确认为准,性能数值以对应牌号书与工况验证为准。
三、Cpk 只有三个输入:规格限、中心、离散
| 输入 | 从哪来 | 缺了会怎样 |
|---|---|---|
| 规格限 USL / LSL | 图纸公差(厚度类 ±0.1–±0.5 mm 这一档;棒径按 h9–h11 级参考) | 只写「按图纸」而不给具体上下限 ⇒ 无法算,只能退回给客户补 |
| 中心 μ | 实测样本的均值 | 用「名义值」当中心 ⇒ 把系统性偏移藏起来,Cpk 虚高 |
| 离散 σ | 同一子组内的标准差(不是整批的标准差) | 拿整批标准差当 σ ⇒ 把刀具漂移算进随机波动,Cpk 虚低 |
三个输入齐了才有下面这个式子:
| 写法 | 含义 | 什么时候只能用半边 |
|---|---|---|
| Cpk = min( (USL − μ) / 3σ , (μ − LSL) / 3σ ) | 取两侧里更差的一侧 | 双边公差(厚度、外径、长度) |
| Cpu = (USL − μ) / 3σ | 只受上限约束 | 单边公差:如「不圆度不超过」「位置度不超过」「毛刺高度不超过」 |
| Cpl = (μ − LSL) / 3σ | 只受下限约束 | 如「最小壁厚不小于」「压装后抱紧力不低于」 |
工程上最常出错的一处:把单边公差不加区分地套双边公式。形位公差只有上限,没有「负的位置度」,此时 LSL 不存在,公式里那一侧不参与比较 —— 硬套双边公式会人为把 Cpk 砍掉一半,交上去客户一看数与图上标注对不上,比不交更麻烦。
四、把公差带宽换成 σ 上限:先判这个题能不能算
Cpk 的口径一旦统一,就能反过来问一个更有用的问题:这个公差,要达到某个能力目标,σ 最多能有多大? 式子只有一行 —— σ 上限 = 公差带宽 ÷ (6 × 目标值)。带宽按公开口径取(厚度类 ±0.1–±0.5 mm ⇒ 带宽 0.2–1.0 mm),代入后得到下表。这张表是纯算术,输入全部来自本站可引用口径,不代表任何一档实测能力。
| 图纸公差标注 | 公差带宽 | 目标 1.00 时 σ 上限 | 目标 1.33 时 σ 上限 | 目标 1.67 时 σ 上限 |
|---|---|---|---|---|
| ±0.10 mm | 0.20 mm | 约 0.033 mm | 约 0.025 mm | 约 0.020 mm |
| ±0.20 mm | 0.40 mm | 约 0.067 mm | 约 0.050 mm | 约 0.040 mm |
| ±0.50 mm | 1.00 mm | 约 0.167 mm | 约 0.125 mm | 约 0.100 mm |
| 棒径按 h9–h11 级参考 | 按等级换算带宽(本页不给各直径的微米值) | 同法代入 | 同法代入 | 同法代入 |
这张表的用法有两个,方向相反:
- 对客户:把「±0.05 mm 还要 Cpk 1.67」这种要求摊开看 —— 它对应的 σ 上限是 0.010 mm 量级,而塑料件的尺寸波动来自机床、装夹、料内应力、环境温度四段,任何一段吃掉一半就没有余量了。公差能不能放、能力目标能不能降,谈的是这个数,不是互相表态。
- 对自己:先量出实测 σ,再和表里对应格比。若实测 σ 已经贴着上限,说明过程没有余量,此时该改的是工艺(余量、装夹、去应力、恒温),不是再算一遍 Cpk。
这条思路也是本站对「能不能做到」类问题的统一口径:先给区间与算式,再谈具体件。任何脱离图纸公差的 Cpk 承诺都是空话。
五、取数口径:一次取多少、分几组、什么时候取
取数不规范,后面的计算全白做。以下五条是统计口径的通用做法(不是本站的检测能力承诺),实操中按客户协议调整,但顺序不能反。
| 要素 | 通用档位 | 为什么这样取 |
|---|---|---|
| 子组内部要同条件 | 同机床 / 同刀具编号 / 同参数 / 同批料 / 连续生产 | 子组内的波动才是「普通原因」;混入换刀、换料、换班,σ 立刻失真 |
| 子组大小 | 4–5 件(常规);单件流用单值-移动极差 | 子组太小估不准 σ,太大容易把漂移圈进组内 |
| 子组数量 | 20–25 组起步,少于这个数只能叫「试算」 | 控制限本身也是估出来的,组数不足时控制限跟着抖 |
| 覆盖范围 | 一个完整刀具磨损周期:新刀 → 中段 → 换刀前 | 只取新刀段会系统性偏乐观,这是最常见的一处失真 |
| 量具与测量者 | 固定量具、固定测量者,先做测量系统评估 | 测量系统未验证时,Cpk 里混着量具的重复性,无法追责 |
记录字段建议固定成六项:件号 / 时间 / 机床 / 刀具编号 / 环境温度 / 测量者。这六项不是为了好看,是为了两周后客户问「这一段为什么突然变大」时能对上号。缺了刀具编号这一项,刀具漂移就无法与随机波动分开 —— 后面第六节整节都做不了。
六、刀具单向漂移:为什么这时两种算法都会骗人
塑料件机加工最典型的形态不是「忽大忽小」,而是尺寸随加工时间单向爬升或下降:刀具后刀面持续磨损,切削力与让刀量单调变化。这在统计上属特殊原因(系统性偏移),不是普通原因。把它当普通原因处理,两个方向都会算错:
| 算法 | 现象 | 错在哪 | 结果 |
|---|---|---|---|
| 整段寿命混算 Cpk | σ 被漂移撑大 | 把系统性偏移当成随机波动 | 虚低:过程其实可控,被判成没能力 |
| 只取最好的一段 | σ 很小、中心也正 | 把漂移段整段剔除 | 虚高:下一批换刀前后必然超差 |
| 用 Cp 代替 Cpk | Cp 只看带宽 | 忽略中心偏移 | 虚高:Cp 高而 Cpk 低的组合最容易被误读 |
正确的顺序是先把漂移定量,再在寿命窗口内算能力:
- 先定刀具寿命区间:用尺寸-时间散点求漂移速率,看它在多少件之内还在公差带的中段;换刀触发点按公差带宽的三分之一留余量的做法,见站内刀具寿命页,本页不重复。
- 再看漂移是否可外推:后刀面磨损带来的漂移通常可外推(趋势平稳);崩刃与粘附积屑带来的跳变不可外推,必须靠独立规则换刀,不能靠 Cpk 兜。
- 最后在寿命窗口内取子组:子组内部不跨换刀,子组之间可以覆盖一个寿命周期。这样算出来的 Cpk 才同时回答了两件事 —— 单批稳不稳、整段能不能撑住。
这也是「先定刀具寿命再谈 Cpk」这句话的来历:寿命没定,Cpk 就没有分母。客户若追问「为什么你们的 Cpk 不是整年一个数」,答案就在这里 —— 一个跨了几十次换刀的数,既不评价过程,也不预测下一批。
七、全检 + 首件能不能顶 Cpk:不能,但能换一种交付口径
| 手段 | 能回答什么问题 | 不能回答什么 |
|---|---|---|
| 全检 | 这一批有没有不合格件流出 | 下一批会不会超;过程稳不稳 |
| 首件 | 调机对不对、程序与工装是否到位 | 批内漂移;换刀后的状态 |
| Cpk | 过程在给定公差下的能力与稳定性 | 单件是否合格(那是全检的事,逐件判定) |
所以「我们一直全检出货」不是 Cpk 的替代品,是另一种保障方式。它挡得住流出,挡不住趋势。客户要 Cpk 的真实动机,十有八九是想减少进货检验或走免检,而免检要的是「过程稳定」的证据,全检记录恰好证明不了这一点 —— 全检意味着每一件都必须看,逻辑上与「不用看也放心」相反。
拿不出 Cpk 时,可交付的替代组合是四件:全检记录(含实测值而非只写合格)+ 首件检验记录 + 过程参数记录(转速、进给、刀具编号)+ 量具校准状态。这四件给的是「这批怎么来的」,对采购与质量都是有效信息;但它不能被称作过程能力数据,命名要老实 —— 把全检记录改名成「过程能力报告」交上去,是这类沟通里最容易翻车的一步。
八、控制图要不要一起交:交哪一种、怎么证明不是事后画的
| 图型 | 适用 | 判读要点 |
|---|---|---|
| Xbar-R(均值-极差) | 子组 2–9 件的常规批量 | 先看 R 图受控再看 Xbar 图,顺序反了会误判 |
| I-MR(单值-移动极差) | 单件流、每件尺寸都不同、子组凑不齐 | 对单向漂移最敏感,也最容易看出趋势 |
| p / np 图 | 只判合格与否的计数型数据 | 不评价尺寸能力,只评价不良比例 |
- 要交就交原始数据 + 控制限的来历:控制限用哪一段历史数据、多少组算出来的,必须写清。
- 事后画的图有硬伤:控制限若恰好等于「客户要求的值」而不是「过程自己算出来的值」,一眼就能看出是倒推的。
- 判读规则不要只写「在控」:连续多点同侧、连续上升或下降、点靠近控制限,都是趋势信号,在单向漂移的过程里几乎必然出现 —— 提前说明「这是刀具磨损的预期形态」,比等客户挑出来更好。
九、我方能出与不能出:写清楚比承诺更多更有用
| 项 | 按图加工件(本厂为制造方) | 型材 / 材料(本厂为材料供方) |
|---|---|---|
| 尺寸实测数据与全检记录 | 可出(随货或按协议) | 可出该批板材/棒材的尺寸检测记录 |
| 首件检验记录 | 可出 | 不适用(无客户图纸件) |
| Xbar-R / I-MR 控制图与 Cpk | 可出(须先约定公差、子组与取数窗口) | 不出:无该件工序 |
| 测量系统评估 | 可出(限本厂在用测量项目) | 不出 |
| 材料批次一致性、牌号与成分区间 | 可出(材料侧) | 可出(这是本职) |
| 失效机理判定 | 不做(可做材料侧批次核对) | 不做 |
| 客户体系的批准签署 | 不做(不代签批准) | 不做 |
这张表的价值在于把「能给」与「不能给」放在同一张纸上。采购最怕的不是「不能给」,是「先说能给、要的时候给不出来」。第六行与第七行之所以明确写「不做」,理由与站内文件包边界页一致:出具自己不具备工序支撑的文件,审核时第一个被挑出来。
十、四问:供什么、能给什么数据、最小起订、交期
| 四问 | 本页给出的口径 | 边界说明 |
|---|---|---|
| 供什么 | PEEK / PI / PPS / PVDF / PTFE 的板棒管型材与按图加工件;过程能力类数据只在「按图加工成品件」这一身份下提供,随件附带实测记录、刀具编号与量具状态 | 超出常规区间可按图纸非标定制;不承接与我们能力无关的工序 |
| 能给什么数据 | 规格区间、常规公差参考、材料常规物性参考值(密度/长期使用温度等牌号书口径)、可提供的文件清单 | 具体牌号物性以对应原厂牌号书与工况验证为准,不替代第三方检测结论 |
| 最小起订 | 支持单件打样与小批量试制,也可承接批量供货;起订量按材料形态、规格与工艺评估 | 不为凑量虚报起订量,以订单确认为准 |
| 交期 | 按料况与排产评估,以订单确认为准 | 不做无依据的固定天数承诺;急件按排产窗口单独评估 |
十一、六个常见误区:每一处都会让数据被打回
- 误区一:把「合格件数占比」当 Cpk。占比 100% 只说明没有超差件,说明不了过程离公差边界有多远;一个中心偏到边上的过程也可以 100% 合格。
- 误区二:用名义值当中心。中心必须用实测均值,名义值是图纸上的意图,不是过程的实际位置。
- 误区三:σ 用整批算。整批标准差里混着刀具漂移与换刀跳变,会把系统性偏移当随机波动。
- 误区四:单边公差套双边公式。形位公差与单向限值只能用 Cpu 或 Cpl,硬套双边会把能力砍半。
- 误区五:只取好数据。剔除异常点必须有规则(比如换刀记录、停机记录对应的时间段),无规则剔除等于挑选数据。
- 误区六:把 Cpk 当验收标准。Cpk 是过程指标,逐件合格与否看实测值;用 Cpk 代替逐件判定,等于承认「有极小概率超差也可以」,这一点必须由客户书面同意。
合规与说明
- ROHS / REACH / 食品医药合规等以企业出具的最新有效证书为准;代理进口牌号以原厂牌号书与技术文件为准。
- 温度、力学与耐化学等性能为常规参考值,最终以对应牌号书与零件工况验证为准。
- 本页为技术选型参考,不构成对任何品牌的背书或对比结论;对比以真实基准与可验证数据为前提。
- 涉及风电设备、半导体工艺设备等特殊用途的,须由具备相应资质的持证方完成,材料供应方不替代设备设计审查、认证与使用责任。
常见问题(FAQ)
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