中南大學(xué)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告之加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析

1、. 機(jī)械制造工藝學(xué)課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí) 驗(yàn) 名 稱： 加 工 誤 差 的 統(tǒng) 計(jì) 分 析 姓 名：* 班 級(jí)： 機(jī)械13*班 學(xué) 號(hào)： 080113*實(shí)驗(yàn)日期：2015年10月 22 日 指導(dǎo)教師：何教師 成 績：1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握加工誤差統(tǒng)計(jì)分析方法的根本原理和應(yīng)用。2掌握樣本數(shù)據(jù)的采集與處理方法，要求：能正確地采集樣本數(shù)據(jù)，并能通過對樣本數(shù)據(jù)的處理，正確繪制出加工誤差的實(shí)驗(yàn)分布曲線和圖。3能對實(shí)驗(yàn)分布曲線和圖進(jìn)展正確地分析，對加工誤差的性質(zhì)、工序能力及工藝穩(wěn)定性做出準(zhǔn)確的鑒別。4培養(yǎng)對加工誤差進(jìn)展綜合分析的能力。2. 實(shí)驗(yàn)容與實(shí)驗(yàn)步驟一實(shí)驗(yàn)容：在調(diào)整好的無心磨床上連續(xù)加工一批同樣尺寸的試件，測

2、量其加工尺寸，對測得的數(shù)據(jù)進(jìn)展不同的處理，以穩(wěn)固機(jī)制工藝學(xué)課程中所學(xué)到的有關(guān)加工誤差統(tǒng)計(jì)分析方法的根本理論知識(shí)，并用來分析此工序的加工精度。二原理分析：在實(shí)際生產(chǎn)中，為保證加工精度，常常通過對生產(chǎn)現(xiàn)場中實(shí)際加工出的一批工件進(jìn)展檢測，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法加以處理和分析，從中尋找誤差產(chǎn)生的規(guī)律，找出提高加工精度的途徑。這就是加工誤差統(tǒng)計(jì)分析方法。加工誤差分析的方法有兩種形式，一種為分布圖分析法，另一種為點(diǎn)圖分析法。1分布圖分析法分布圖分析法是通過測量一批加工零件的尺寸，把所測到的尺寸圍分為假設(shè)干個(gè)段。畫出該批零件加工尺寸或誤差的實(shí)驗(yàn)分布圖。其折線圖就接近于理論分布曲線。在沒有明顯變值系統(tǒng)誤差的情況下

3、，即工件的誤差是由很多相互獨(dú)立的微小的隨機(jī)誤差綜合作用的結(jié)果，則工件尺寸分布符合正態(tài)分布。利用分布曲線圖可以比擬方便地判斷加工誤差性質(zhì)，確定工序能力，并估算合格品率，但利用分布圖分析法控制加工精度，必須待一批工件全部加工完畢，測量了樣本零件的尺寸后，才能繪制分布圖，因此不能在加工過程中及時(shí)提供控制精度的信息，這在生產(chǎn)上將是很不方便的。2點(diǎn)圖法在生產(chǎn)中常用的另一種誤差分析方法是點(diǎn)圖法或圖法。點(diǎn)圖法是以順序加工的零件序號(hào)為橫坐標(biāo)，零件的加工尺寸為縱坐標(biāo)，把按加工順序定期測量的工件尺寸畫在點(diǎn)圖上。點(diǎn)圖可以反映加工尺寸和時(shí)間的關(guān)系，可以看出尺寸變化的趨勢，找出產(chǎn)生誤差的原因。圖稱為平均尺寸極差質(zhì)量控制

4、圖。一般是在生產(chǎn)過程開場前，先加工一批試件本實(shí)驗(yàn)中即用本批加工的零件作為試件，根據(jù)加工所得的尺寸，求出平均值和極差R而繪制成的。點(diǎn)圖：中線 上控制線 下控制線 R點(diǎn)圖：中線 上控制線 Rs = D1 下控制線 R* = D2是將一批工件依照加工順序按n個(gè)分為一組第i組的平均值，共分成k組；是第i組的極差；式中A2、D1、D2的數(shù)值根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理而定出見表1。表1每組件數(shù)nA2D1D240.73 2.28050.58 2.110將生產(chǎn)中定期抽樣的尺寸結(jié)果，點(diǎn)在圖上，從點(diǎn)子在圖中的位置便可看出和R的波動(dòng)，它反映了工件平均值的變化趨勢和隨機(jī)誤差的分散程度。圖上的控制界限線，就是用來判斷工藝是否穩(wěn)定

5、的界限。因此圖是用來判斷工藝過程的穩(wěn)定性的。三實(shí)驗(yàn)步驟：按無心磨床的操作方法，加工一批零件本實(shí)驗(yàn)為100件。加工完的零件，擦洗干凈，按加工順序放置好。按加工順序測量工件的加工尺寸，記錄測量結(jié)果。繪制直方圖和分布曲線1找出這批工件加工尺寸數(shù)據(jù)的最大值*ma*和最小值*min，按下式計(jì)算出極差R。R*ma*一*min2確定分組數(shù)KK一般根據(jù)樣本容量來選擇，建議可選在811之間。3按下式計(jì)算組距 d。4確定組界測量單位：微米。5做頻數(shù)分布表。6計(jì)算和。7畫直方圖以樣本數(shù)據(jù)值為橫坐標(biāo)，標(biāo)出各組組界；以各組頻率密度為縱坐標(biāo)，畫出直方圖。8畫分布曲線假設(shè)工藝過程穩(wěn)定，則誤差分布曲線接近正態(tài)分布曲線；假設(shè)工

6、藝過程不穩(wěn)定，則應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定其分布曲線。畫出分布曲線，注意使分布曲線與直方圖協(xié)調(diào)一致。9畫公差帶在橫軸下方畫出公差帶，以便與分布曲線相比擬。繪制圖 (1) 確定樣組容量，對樣本進(jìn)展分組樣組容量m通常取4或5件。按樣組容量和加工時(shí)間順序，將樣本劃分成假設(shè)干個(gè)樣組。(2) 計(jì)算各樣組的平均值和極差對于第i個(gè)樣組，其平均值和極差計(jì)算公式為：式中 第i個(gè)樣組的平均值；第i個(gè)樣組的標(biāo)準(zhǔn)差；第i個(gè)樣組第j個(gè)零件的測量值；第i個(gè)樣組數(shù)據(jù)的最大值；第i個(gè)樣組數(shù)據(jù)的最小值(3) 計(jì)算圖控制限計(jì)算公式見實(shí)驗(yàn)原理(4) 繪制圖以樣組序號(hào)為橫坐標(biāo)，分別以各樣組的平均值和極差R為縱坐標(biāo)，畫出圖，并在圖上標(biāo)出中心線

7、和上、下控制限。按下式計(jì)算工序能力系數(shù)Cp判別工藝過程穩(wěn)定性可按下表所列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展判別。注意，同時(shí)滿足表中左列3個(gè)條件，工藝過程穩(wěn)定；表中右列條件之一不滿足，即表示工藝過程不穩(wěn)定。表2加工誤差綜合分析通過對分布圖和圖的分析，可以初步判斷誤差的性質(zhì)。進(jìn)而結(jié)合具體加工條件，分析影響加工誤差的的各種因素，必要時(shí)，可對工藝系統(tǒng)的誤差環(huán)節(jié)進(jìn)展測量和實(shí)驗(yàn)。3. 實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)備：無心磨床量儀：025mm數(shù)顯千分尺一把試件：24(0.01)32的45鋼淬火100件4. 實(shí)驗(yàn)過程與分析表1-3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)序號(hào)記錄數(shù)據(jù)序號(hào)記錄數(shù)據(jù)序號(hào)記錄數(shù)據(jù)序號(hào)記錄數(shù)據(jù)123.9952623.9945123.9937623.99522

8、3.9902723.9875223.9927723.995323.9972823.9895323.9907823.989423.9952923.9955423.9927923.995523.9983023.9975523.9928023.995623.9913123.9855623.9898124.001723.9903223.9935723.9908223.989823.9923323.9925824.0008324.000923.9903423.9955923.9858423.9951023.9953523.9986023.9858523.9911123.9903624.0006123.9

9、878623.9911223.9893723.9926223.9858723.9891323.9953823.9916323.9938823.9881423.9893923.9886423.9918923.9951523.9984023.9916524.0009023.9901623.9954124.0006623.9989123.9971723.9914223.9926723.9919223.9981823.9954323.9846823.9939323.9971923.9914424.9966923.9919424.0012023.9904523.9927023.9899524.00521

10、23.9994623.9887123.9909623.9902223.9974723.9927223.9979723.9952323.9794823.9927323.9929823.9922423.9954924.0017423.9899923.9912523.9925023.9877523.99810023.991. 組號(hào)組界中心值*i頻數(shù)mi頻率fi*i-*i-2*i-2mi123.977523.980523.97911-0.01600.0002560.00026223.980523.983523.98200-0.01300.0001690323.98555-0.01000.00010.0

11、005423.986523.989523.9881515-0.00704.9E-050.00074523.989523.992523.9913535-0.00401.6E-050.00056623.992523.995523.9942121-0.00101E-060.00002723.995523.998523.99713130.00204E-060.00005823.998524.001524.000990.00502.5E-050.00023924.001524.004524.003000.00806.4E-0501024.004524.007524.006110.01100.000121

12、0.000121112131415161718=0.026, =23.995=0.0157表1-4 實(shí)際分布曲線圖直方圖. 表1-5 -R控制圖數(shù)據(jù)樣組號(hào)平均值極差樣組號(hào)平均值極差樣組號(hào)平均值極差RRR123.9943 0.0071023.99050.0041923.99350.009223.9928 0.0081123.9930.0162023.99350.006323.9910.0061223.9910.0042123.996250.012423.994250.0091323.993250.0142223.989750.003523.991750.0051423.990750.003232

13、3.9950.008623.99250.021523.990.0152423.998250.015723.99050.0071623.9890.0082523.992250.004823.99250.0121723.99550.009 組序 R-R控制圖. 5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)1本工序的實(shí)驗(yàn)分布曲線圖是否接近正態(tài)分布曲線為什么答：本工序的實(shí)驗(yàn)分布曲線圖接近正態(tài)分布曲線根據(jù)工序能力系數(shù)Cp，本工序?qū)倌囊患?jí)如果出現(xiàn)了廢品，試分析產(chǎn)生廢品的原因答：=0.0157mm T=0.02mm=0.1308所以:工序等級(jí)屬于四級(jí)工件要求最大尺寸:=24.01mm,最小尺寸=23.99mm可能出現(xiàn)的最大尺寸=*+3=23.995+3*0.0157