加工误差统计分析实验.doc

加工误差统计分析实验加工误差统计分析实验 一 一 实验目的与要求实验目的与要求 学习加工误差统计分析法的基本理论 掌握分布曲线图的作 法 学会计算分布曲线参数和工艺能力评价 学会分布曲线图的 分析并能提出解决加工误差问题的措施 二 二 实验装置及工具材料实验装置及工具材料 1 小轴尺寸 14 小轴数量 100 根 012 018 2 游标卡尺 测量范围 0 125 150mm 游标读数值 0 02mm 三 加工误差统计分析概述三 加工误差统计分析概述 在实际机械加工过程中 影响加工精度的因素往往是错综复 杂的 不可能用单因素的方法一一分析计算 通常要用统计分析 法来分析和解决加工精度问题 所谓加工误差统计分析法 就是 在加工一大批零件中抽检一定数量的零件 并运用数理统计的方 法对检查测量结果 进行数据处理与分析 从中找出规律性的东 西及产生加工误差的原因 误差的性质 从而找到解决加工精度 问题的途经 四 测量方法与步骤四 测量方法与步骤 1 游标卡尺的使用方法 量具使用得是否合理 不但影响 1 1 量具本身的精度 且直接影响零件尺寸的测量精度 甚至发生质 量事故 所以 必须重视量具的正确使用 对测量技术精益求精 务使获得正确的测量结果 在使用游标卡尺测量小轴直径尺寸时 必须注意以下几点 1 1 测量前应把卡尺擦干净 把两个量爪密贴合时 无明 显的间隙 同时游标和主尺的零位刻线要相互对准 1 2 移动尺框时 活动要自如 不应有过紧或过松 用固 定螺釘固定尺框时 卡尺的读数不应有所改变 1 3 测量小轴直径尺寸时 先把卡尺的活动量爪张开 把 小轴贴靠在固定量爪上 然后移动尺框 用轻微的压力使活动量 爪接触小轴表面 不允许过分地施加压力 卡尺两测量面的联线 应垂直于被测量表面 不能歪斜 测量时可以轻轻摇动卡尺 放 正垂直位置 同时 应当用量爪的平面测量刃进行测量 尽量避 免用端部测量刃和刀口形量爪去测量外尺寸 1 4 在游标卡尺上读数时 首先要看游标零线的左边 读 出主尺上尺寸的整数是多少毫米 其次是找出游标上那一根刻线 与主尺刻线对准 该游标刻线的次序数乘其游标读数值 就是尺 寸的小数部分 整数和小数相加的总值 即是被测小轴尺寸的数 值 读数时应把卡尺水平的拿着 使人的视线和卡尺的刻线表面 垂直 以免由于视线的歪斜造成读数误差 1 5 为了获得正确的测量结果 应在小轴的不同截面和同 一截面的不同方向进行测量 取得平均值 2 测量小轴 100 根 并将每一根小轴的测量结果 填入实验 报告 小轴直径测量值 表格中 五 分布曲线图的绘制五 分布曲线图的绘制 1 从小轴直径实测值 100 个数据 中 找出最大值 xmax和 最 小值 xmin并在表中画上记号 2 2 2 计算组距 h 关于分组数的确定见表 1 表 1 分组数的确定 抽查零件数 n分 组 数 k 一般使用组数 k 50 100 100 250 250 以上 6 10 7 12 10 20 10 10 10 实践证明 组数太少会掩盖组内数据的变动情况 组数太多 会使各组的高度参差不齐 从而看不出变化规律 通常确定的组 数要使每组平均至少摊到 4 5 个数据 根据表 1 可求得组距 组距 h xmax xmin K 3 计算第一组的上下界限值 xmin h 2 4 计算其余各组的上下界限值 第一组的上界限值就是第 二组的下界限值 第二组的下界限值加上组距就是第二组的上界 限值 其余类推 并将每组小轴尺寸范围 填入实验报告 小轴 频数分布表 5 计算各组的中心值 Xi Xi 某组上限值 某组下限值 2 6 统计各组的小轴频数 m 计算各组频率 m n n 100 7 以频数或频率为纵坐标 组距为横坐标 画出一系列直方 形 即直方图 通过直方图能够更形象 更清楚地反映出小轴尺 寸分散的规律性 如果将各矩形顶端的中心点连成曲线 就可绘 3 3 出一条中间凸起两边逐渐低的频率分布曲线 六 分布曲线参数计算及工艺能力评价六 分布曲线参数计算及工艺能力评价 实际分布曲线能表示加工尺寸的分布规律 但不能进行具体 计算 因为曲线方程不知 所以在用统计分析法研究加工误差问 题时 常常应用数理统计学中的一些理论分布曲线来近似代替实 际分布曲线 以使分析问题的方法简化 其中应用最广的便是 正态分布曲线 1 分布曲线参数计算 零件平均尺寸 x x x1 x2 xn n 1 均方根误差 2 x1 x 2 x2 x 2 xn x 2 n x 是曲线的两个特性参数 x 确定零件尺寸分散范围中心 的位置 即确定曲线位置 表示零件尺寸分散范围的大小 即 决定曲线形状 公差带中心值 3 小轴 14 mm 13 97 0 15mm x 13 97mm 012 018 中心偏移值 x x 4 计算合格率 5 x T 2 查积分表 见教 材 1 测定加工精度和评价工艺能力 分布曲线也是加工精度 的 4 4 客观标志 抽查部分零件 如果加工尺寸服从正态分布 则尺寸 分散范围 6 3 99 73 的概率 也就代表了这种加工方 法的平均经济加工精度 若零件加工公差带为 T 则工艺能力系数为 Cp T 6 根据工艺能力系数大小 可将工艺能力分为 5 级 见表 2 表 2 工艺系数等级 工艺等级 特级 一级 二级 三级 四级 Cp Cp 1 67 1 67 Cp 1 331 33 Cp 1 001 00 Cp 0 670 67 Cp 能力判断很充分 充分不够充分明显不足非常不足 对于 Cp 1 的工艺应采取措施 提高工艺能力系数 以保证产品的加工质量 七 分布曲线图的观察分析七 分布曲线图的观察分析 作分布曲线图的目的 是通过观察图的形状 判断生产过程 是否稳定 预测生产过程的加工质量 然后和零件尺寸公差比较 即可确定有无废品 根据分布曲线还可以看出影响加工精度的误 差性质 从而分析原因 找出解决加工误差问题的途经 一般来 说 系统误差规律性比较强 这类因素比较容易被识别 并且可 通过调整等法将其减小或消除 但随机性误差产生的因素比较复 杂 且又是难以查找 必要时可将各种可能产生的因素一一分析 最终查明原因 提出解决措施 观察分析分布曲线图时 应着眼于图形的整个形状 常见的 5 5 有以下几种图形 锯齿形 此种情况多因测量方法或读数有问题 也可能 是数据分组不当引起的 对称形 分布曲线图以中间为顶峰 左右基本对称分布 正常状况大多数是这样分布 左偏 右偏形 曲线图的顶峰偏向一侧 有时象端跳 径跳等形位误差的分布 也可能因加工习惯造成这样分布 如试 切法的孔加工直径往往偏小 而轴加工直径又往往偏大 孤岛形 在远离主分部中心地方又出现小的分布群 这表示有某种异常情况 如加工条件有变动等 双峰形 这种情况是两批不同的分部混在一起所致 平顶形 这往往是由于生产过程中某种缓慢的变动倾 向在起作用所造成 如工具的磨损或操作者的疲劳等 6 6 实实 验验 报报 告告 班 级 指导教师评语 姓 名 实验地点 实验名称实验日期 设备 工具 材料 实验目的与要求 量具名称 测量范围 mm 游标读数值 mm 小轴尺寸 mm 小轴数量 根 小轴直径测量值小轴直径测量值 单位 mm 7 小轴频数分布表小轴频数分布表 组 别尺寸范围 mm 中心值 Xi mm 频 数 m 频 率 小轴直径实际尺寸分布曲线图小轴直径实际尺寸分布曲线图 频数 m 频率 公 差 带 组 距 0 02 mm 格 8 曲