加工精度的统计分析

机械制造工艺学实验报告

一实验题目

加工精度的统计分析

二实验目的

1．通过实验掌握加工精度统计分析的基本原理和方法，运用此方法综合分析零件尺寸的变化规律。

2．通过实验结果，分析影响加工零件精度的原因提出解决问题的方法，改进工艺规程，以达到提高零件加工精度的目的，进一步掌握统计分析在全面质量管理中的应用。

三设备与仪器

1．M1080无心磨床。

2．测微仪二台。

3．块规一组（根据所用选择）。

4．千分尺一支（量程25～50）。

5．试件200个（可顺次选取100个）

6．记录用纸、计算器。

四实验原理

生产实际中影响加工误差的因素是复杂的，因此不能以单个工件的检测得出结论，因为单个工件不能暴露出误差的性质和变化规律，单个工件的误差大小也不能代表整批工件的误差大小。在一批工件的加工过程中，即有系统性误差因素，也有随机性误差因素。

在连续加工一批零件时，系统性误差的大小和方向或是保持不变或是按一定的规律而变化，前者称为常值系统误差，如原理误差、一次调整误差。机床、刀具、夹具、量具的制造误差、工艺系统的静力变形系统性从＝误差。如机床的热变形、刀具的磨损等都属于此，他们都是随着加工顺序（即加工时间）而规律的变化着。

在加工一批零件时，误差的大小和方向如果是无规律的变化，则称为随机性误差。如毛坯误差的复映、定位误差、加紧误差、多次调整误差、内应力引起的变形误差等都属于随机性误差。

鉴于以上分析，要提高加工精度，就应以生产现场内对许多工件进行检查的结果为基础，运行数理统计分析的方法去处理这些结果，进而

找出规律性的东西，用以找出解决问题的途径。

本实验就是在无心磨床上，顺次磨削200个活塞销，然后连续取出100个活塞销进行测量，用数理统计分析的方法，根据实验结果，从中找出规律，改进加工工艺，提高加工精度。

常用的统计分析有点图法和分布曲线法。

1.点图法

实验时，从顺次磨削的200个活塞销中，连续取出100个活塞销进行测量，测量后知它们的尺寸是各不相同的，这种现象称之为尺寸分散。把每一活塞的测量尺寸记录下来，然后以活塞销的加工顺序为横坐标，以量得的尺寸为纵坐标，用两根平滑的曲线AA、BB画出点子的上下限，再在其中间画出其平均值曲线00。这条00线就表示了变值系统误差的变化，其产生根源主要是砂轮的磨损，如图2—1所示。

尺寸

0.8

变

△

0102030405060708090100

测量工件序号

图2—1

2．分布曲线法

把测量所得的数据按尺寸大小分组，每组有尺寸间隔为0.005mm，则可分成(Xmax—Xmin)/0.005组。以每组内试件数n为分子，试件总数

m 为分母，则频率n/m 为纵坐标，以尺寸范围的中点x 为横坐标，就可以作为成如图2—2所示的活塞销实际直径尺寸分布折线图。 图2—2:

公差带中心 △系统 分散范围中心

1020304050尺寸

频率（％）

四 实验步骤

1．对试件预先编号(1～100或1～200).

2．活塞销磨削前尺寸为35.05-0.01

-0.10，第一次磨削余量为0.05，按规定尺寸调整机床，试磨数件后，所得尺寸应在公差带中心偏下。

3．机调整后，按序号1～200连续磨削试件至结束。

4．第二次活塞销磨削前尺寸为35-0.02 -0.09mm ，第二次磨削余量为0.05mm ，活塞销要求尺寸34.95-0.03

-0.08mm ，调整机床尺寸34.88mm ，按序号1～200连续磨削试件至结束。

5．调整测微仪尺寸为34.95，从200工件中顺次取出100个活塞销，将试件擦洗干净，在测微仪上按序号顺次测量活塞销的外径为保证测量的准确性和可靠性可在其上测量三个点，取其平均值，把结果填入表2—1中(第16页)。

五 数据处理

1．根据测量记录表1—1中的数据，以活塞销的加工顺序为横坐标，以量得的尺寸为纵坐标作点图，用两根平溪的曲线AA 、BB 画出点子的上下限，再在其中间画出其平均曲线00(图2—3)。

2．计算下列数值：

① 工件平均尺寸 （分散范围中心） x =∑=n

1i i n /x =

② 均方根误差

σ=

∑-=n

1

i 2

/)(n i x x =

③ x 图的中心线

x =k k

i i x /1∑==

④R 图的中心线

R =k x /k

1i i ∑==

⑤x 图的上控制界限 =x u

x +A R = ⑥x 图的下控制界限 =x

L

x -A R = ⑦R 图的下控制界限

R

u

= D R =

3．作出X —R 图，分析工艺的稳定性(图2—4，第18页)。x 图反映了变值系统性误差的变化规矩规律，R 图反映随机性误差的大小。

4．计算工艺能力系数Cp=T/6σ

5．把测量所得的数据(表1--1)按尺寸大小分组，每组的尺寸间隔为0.005mm ，则可分成(Xmax —Xmin)/0.005组，把各范围内的试件数量填

入表2—3内，以每组内试件数m为分子，试件总数n为分母，则频率m/n为纵坐标，以每组中点X为横坐标，就可以作成如图2—2所示的活塞销实际直径尺寸分布折线图(图2--5)。

六要求

1．根据点图写出△常、△变、△随。

2．X—R的波动反应了什么问题。

3．根据分布折线图，△系统等于多少，加工下一批工件应怎样调整磨床。