加工误差统计分析的常规方法(精)

实验二 加工误差统计分析的常规方法

机械加工要保证产品质量，就要保证加工精度。要保证加工精度就要确定误差，而确定误差主要有统计和分析计算法。统计法又可分为分布曲线法和点图法两种。

一、 实验目的及要求：

1.通过实验进一步了解：

（1）大批量生产情况下，零件的统计特性及引起尺寸波动的原因。

（2）系统性误差和随机性误差的特性及其对零件加工精度的影响。

2.通过实验进一步掌握：

⑴分布曲线法和点图分析法的具体方法，并应用其方法分析零件加工中出现加工误差的主要原因，并想出解决的措施。

⑵掌握分析和解决加工误差问题的四个阶段（调查、分析、测试、验证）的具体方法。

3.要求：

⑴测试尺寸精度要求为0.001mm 。

⑵ 绘制分布曲线和X —R 图均用方格纸。

⑶书写整洁，计算准确，绘图精心。

二、 实验原理：

由于机械加工中存在着偶然性和系统性误差的综合影响，致使单个零件的加工误差不断变化，故不能依据单个工件误差推断整批工件误差情况。统计分析法就是以对生产现场的观察和对一定数量的工件测量所得结果为基础，用数理统计方法进行处理。以确定由于全部作用因素的共同影响而得到的尺寸分布范围，研究误差的性质及其影响，评定加工精度。

1.对某一工序在一次调整下加工的一批零件，测量它们加工的实际尺寸。再按尺寸大小将整批零件分布若干组，算出每组零件（频数）及其占全部零件的百分比（频率）。以各组尺寸和频率（频数）为坐标可作出频率直方图。

当零件数目越多，尺寸间隔取得越小时，尺寸分布的折线将接近为曲线，称为实验尺寸分步曲线。

理论和实验证明，在调整好的机床上加工，如果没有突出的因素（如刀具磨损、热变形等）在起作用，如加工情况正常，则一批工件的实际尺寸分布符合正态分布规律，正态分布曲线方程式为： 2

)(21)(21

δμ

πδφ-=

X e X

式中：X – 工件实际尺寸；δ- 均方根偏差；

μ- 全部零件尺寸的平均值和分散中心；

μ和δ可根据实验测得的结果计算：

n Xi ∑=μ n Xi )(μδ-∑=

正态分布曲线反映了零件的实际尺寸大部分集中在平均尺寸x 的周围。均方根偏差反映了曲线的宽窄。 均方根偏差值越小，曲线越窄，即尺寸分散越小，精度越高。若实验分布曲线符合正态分布，则说明加工过程是稳定的，如果出现明显差异，说明出现了某些突出因素或加工过程不稳定。

2.废品率计算：

分布曲线与横坐标所包围面积代表全部加工零件。即：100%曲线所包围面积由下列积分式决定：

dX e F X X ⎰--=

μδμπδ222)(21

为方便计算： δ

μ

-=x Z 则： dz z z z

⎰=

02221)(πφ

利用分布曲线所包围面积，可计算零件合格率。如当被加工零件尺寸分布在公差带T 范围内时，则零件均为合格品。此时，分布曲线所包围面积代表零件合格率。落在T 之外的面积为废品率。当Z=3时，φ（Z ）=0.49865。即合格率达99.73%。即可认为此时无废品，分散范围为6ơ时可能有如下三种情况：

1. 6ơ﹥T 时必有废品，若规定公差为T 时，则废品率等于[1—2F （Z ）]100%

2. 6ơ=T 时，不产生废品但必须是公差带中心与X 重合。

3. 6ơ﹤T 时，是一种正常情况。

各种加工方法的精度应适当超过加工要求，即允许有一定的系统误差。

三、实验内容

本实验应在无心磨床上进行，机床秒度调整之后连续加工100根固销轴，用比较一。仪测出每个工件直径（测三次取平均值），然后进行数据处理。

（一）实验项目

1、加工误差分布曲线

2、点图法：X —R 图

（二）被测零件规定

零件一：小轴φ15.5 50件

+0.035

零件一：小轴φ14.4 40件

-0.035

注：每一实验小组测试其中一组零件。

（三）测试仪器，杠杆千分尺、测量精度为0.002mm