机械加工质量的统计分析PPT课件.ppt

第8章机械加工质量及其控制 刘英教授重庆大学 1 8 4机械加工质量的统计分析 刘英教授重庆大学 2 8 4 1加工误差的性质 1 系统性误差常值系统性误差如 机床 刀具 量具等的误差 变值系统性误差如 热变形 刀具磨损等单因素分析法 3 8 4 1加工误差的性质 2 随机性误差如 毛坯误差复映 内应力等统计分析方法 4 8 4 2正态分布曲线法 1 正态分布曲线的绘制尺寸分散 极差 最大值 最小值 5 8 4 2正态分布曲线法 1 正态分布曲线的绘制例 在精镗活塞销孔后的工件中 随机抽取100件 图纸规定销孔直径为mm 经测量得直径数据100个 测量所得的数据按其大小分组 每组的尺寸间隔 称为组距 取0 002mm 并将上述数据列入表8 3中 6 8 4 2正态分布曲线法 7 8 4 2正态分布曲线法 8 8 4 2正态分布曲线法 9 2 工艺能力 加工一批工件的平均值 加工一批工件的标准差 10 2 工艺能力 图标准差对正态分布曲线的影响 11 2 工艺能力 工艺能力 B 6 图工艺能力 3 99 73 12 8 4 2正态分布曲线法 2 工艺能力 13 2 工艺能力 B 6 废品率 0 27 B 8 废品率 0 006 B 10 废品率 0 0006 B 12 废品率 0 002PPM 零缺陷 14 8 4 2正态分布曲线法 3 正态分布曲线法的应用1 判断加工误差的性质 常值系统误差 a 曲线的形状 b 曲线的位置 15 8 4 2正态分布曲线法 3 正态分布曲线法的应用2 可利用分布曲线查明工序的精度 确定工艺能力系数 进行工艺验证 工艺 工序 能力系数Cp 16 工艺能力指数及其计算 工序能力 产品的技术要求 公差 17 工艺能力指数及其计算 什么是工序能力指数 所谓工序能力指数 是指加工的质量标准 通常是公差 与工序能力的比值 用符号表示Cp 即 18 工艺能力指数及其计算 1 工序质量分布中心与公差带中心M重合 19 1 工序分布中心与公差带中心M重合 例 某批零件轴径键槽的设计尺寸为 通过随机抽样检验 经计算知样本的平均值与公差中心重合 S 0 0067 求该工序的工序能力指数 解 20 工艺能力指数及其计算 2 工序分布中心与公差带中心M不重合 21 工艺能力指数及其计算 例 某批零件孔径设计尺寸的上 下限分别为 通过随机抽样检验 并经过计算得知 S 0 00132 求工序能力指数 解 22 3 单侧标准 只有上限要求 23 3 单侧标准 只有上限要求 例 某机械厂要求零件滚柱的同轴度误差小于1 0 现随机抽样取滚柱50件 测得其同轴度误差均值为 求工序能力指数 解 24 4 单侧标准 只有下限要求 25 4 单侧标准 只有下限要求 例 某种零件材料的抗拉强度要求 65kg cm 经随机抽样100件 测得零件材料的抗拉强度均值为 68kg cm S 0 8 求工序能力指数 解 26 8 4 2正态分布曲线法 工艺验证CP 1 说明公差带大于分散范围 该工序具备了保证精度的必要条件 且有余地 Cp 1时 表明工序刚刚满足加工精度 但受调整等常值系统误差的影响 也会产生不合格品 Cp 1 说明公差小于尺寸分散范围 将产生一定数量的不合格品 27 8 4 2正态分布曲线法 28 8 4 2正态分布曲线法 3 正态分布曲线法的应用3 可估算一批零件加工后的合格率和废品率 29 8 4 2正态分布曲线法 4 运用分布曲线研究加工精度时存在的问题1 不能主动控制加工精度 2 只能对下一批零件的加工起作用 30 8 4 3控制图法 逐件点图逐组点图均值 极差图 31 8 4 3控制图法 32 8 4 3控制图法 1 图的绘制方法 33 1 控制图的绘制方法 控制图常用于控制对象为长度 重量 强度 纯度 时间和生产量等计量值的场合 图主要用来观察质量特性值均值的变化情况 R图用来观察质量特性值分散程度的变化情况 34 1 控制图的绘制方法 例1某汽车发动机制造厂要求对活塞环零件的制造过程建立控制图以进行工序质量控制 解 活塞环零件的控制图应用步骤如下 1 预备数据的收集随机抽取近期生产的25组活塞环直径的样本 其中每个样本包含5个活塞环直径的观察值 如下表所示 35 36 37 38 39 1 控制图的绘制方法 例1某汽车发动机制造厂要求对活塞环零件的制造过程建立控制图以进行质量控制 解 活塞环零件的控制图应用步骤如下 1 预备数据的收集2 计算统计量 40 1 控制图的绘制方法 2 计算统计量a 计算每一组样本的平均值 记入表中 如第一组b 计算每一组样本的极差Ri 记入表中 如第一组 41 42 1 控制图的绘制方法 2 计算统计量a 计算每一组样本的平均值 记入表中 如第一组b 计算每一组样本的极差Ri 记入表中 如第一组c 计算25组样本平均值的总平均值 本例 43 1 控制图的绘制方法 2 计算统计量a 计算每一组样本的平均值 记入表中 如第一组b 计算每一组样本的极差Ri 记入表中 如第一组c 计算25组样本平均值的总平均值 本例 44 1 控制图的绘制方法 2 计算统计量a 计算每一组样本的平均值 记入表中 b 计算每一组样本的极差Ri 记入表中 c 计算25组样本平均值的总平均值 d 计算25组样本极差的平均值 本例 45 46 1 控制图的绘制方法 例1某汽车发动机制造厂要求对活塞环零件的制造过程建立控制图以进行质量控制 解 活塞环零件的控制图应用步骤如下 1 预备数据的收集2 计算统计量3 计算图和R图的控制界限 47 1 控制图的绘制方法 3 计算图和R图的控制界限当n 5时 查表得 48 1 控制图的绘制方法 3 计算图和R图的控制界限当n 5时 可查表得 不考虑 图的控制界限 49 1 控制图的绘制方法 3 计算图和R图的控制界限当n 5时 可查表得 不考虑 R图的控制界限 50 1 控制图的绘制方法 例1某汽车发动机制造厂要求对活塞环零件的制造过程建立控制图以进行质量控制 解 活塞环零件的控制图应用步骤如下 1 预备数据的收集2 计算统计量3 计算图和R图的控制界限4 作分析用控制图 51 4 作分析用控制图 52 4 作分析用控制图 53 4 作分析用控制图 54 1 控制图的绘制方法 例1某汽车发动机制造厂要求对活塞环零件的制造过程建立控制图以进行质量控制 解 活塞环零件的控制图应用步骤如下 1 预备数据的收集2 计算统计量3 计算图和R图的控制界限4 作分析用控制图5 作控制用控制图 55 5 作控制用控制图 56 1 控制图的绘制方法 例1某汽车发动机制造厂要求对活塞环零件的制造过程建立控制图以进行质量控制 解 活塞环零件的控制图应用步骤如下 1 预备数据的收集2 计算统计量3 计算图和R图的控制界限4 作分析用控制图5 作控制用控制图6 记入有关事宜 57 1 控制图的绘制方法 6 记入有关事宜零件名称 件号 工序名称 质量特性 测量单位 标准要求 使用设备 操作者 记录者 检验者等记载查明原因的经过和处理意见等 计算过程和数据也应保留 58 2 控制图的应用 1 利用图可判断工艺过程的稳定性 稳定的工艺过程 只有正常波动 不稳定的工艺过程 存在异常波动 59 2 控制图的应用 1 利用图可判断工艺过程的稳定性 2 图是用以显示和R的大小和变化情况 60 3 控制图的观察与分析 小概率原理 61 1 受控状态的判定当控制图同时满足以下两个条件时 我们可以认为生产过程处于受控状态 条件一 控制图上没有点子越出控制界限外 连续判断25个点子 条件二 点子在控制界限内的排列是随机的 62 1 受控状态的判定在下列情况下 我们仍然认为过程处于受控状态 1 连续35个点子中最多有一点落在控制界限外 0 41 2 连续100个点子中最多有两点落在控制界限外 0 26 63 1 受控状态的判定对处于良好受控状态的生产过程 还可增加以下三个条件 条件一 控制图上点子分布均匀 位于中心线两侧的点子各占50 条件二 靠近中心线的点子约占2 3 条件三 靠近控制界限的样本点很少 64 2 失控状态的判断 65 1 模式一有一个点在控制界限的外 0 027 66 2 模式二连续9点落在中心线同一侧 0 3906 67 3 模式三连续6点递增或递减 0 2733 68 4 模式四连续14点中相邻点交替上下 0 4 69 5 模式五连续3