加工误差统计分析实验指导

1、加工误差统计分析实验、实验目的1、巩固已学过的统计分析法的基本理论；2、掌握运用统计分析法的步骤；3、学习使用统计分析法判断和解决问题的能力。二、实验设备与仪器电感测量仪、块规、千分尺、试件（滚动轴承滚柱）、计算机。三、实验原理和方法在机械加工中，应用数理统计方法对加工误差（或其他质量指标）进行分析，是进行过程控制的一种 有效方法，也是实施全面质量管理的一个重要方面。其基本原理是利用加工误差的统计特性，对测量数据 进行处理，作出分布图和点图，据此对加工误差的性质、工序能力及工艺稳定性等进行识别和判断，进而 对加工误差作出综合分析。1、直方图和分布曲线绘制1）初选分组数k一般应根据样本容量来选择

2、，参见下表。样本容量n25 4040 6060 100分组数k6782）确定组距d找出样本数据的最大值Xmax和最小值Xmin，并按下式计算组距：式中：k 分组数，按表选取；Xmax和Xmin本组样本数据的最大值和最小值。选取与计算的d值相近的且为测量值尾数整倍数的数值为组距。3）确定组界各组组界为：Xmin （i 1）d-（i=1,2,k），为避免样本数据落在组界上，组界最好选在样本2数据最后一位尾数的1/2处。4）统计各组频数频数，即落在各组组界范围内的样本个数。频率=频数/样本容量5）画直方图以样本数据值（被测工件尺寸）为横坐标，标出各组组界；以各组频数为纵坐标，画出直方图。6）计算总体

3、平均值与标准差平均值的计算公式为Xi式中：Xi第i个样本的测量值; n 样本容量。标准差的计算公式为7）画分布曲线若研究的质量指标是尺寸误差，且工艺过程稳定，则误差分布曲线接近正态分布曲线；若研究的资料 指标是形位误差或其他误差，则应根据实际情况确定其分布曲线。画出分布曲线，注意使分布曲线与直方 图协调一致。8）画公差带按照与以上分布曲线相同的坐标原点，在横轴下方画出被测零件的公差带，以便与分布曲线相比较。 公差根据试件类型、规格查国标手册可得到。2、X -R图绘制1）确定样组容量，对样本进行分组样组容量一般取 m=210件，通常取4或5，即对试件尺寸依次按每 45个一组进行分组， 将样本划分

4、 成若干个样组。2）计算各样组的平均值和极差对于第i个样组，其平均值和极差计算公式为1 m Xi Xj , R Xi max Xi minm j i式中：Xi 第i个样组的平均值；Ri 第i个样组的标准差；Xj 第i个样组第j个试样的测量值;Xi max 第i个样组数据的最大值;Xi min 第i个样组数据的最小值。3）计算X-R图的控制线X -R图的控制线为样组平均值X图的中线X1Km i、mXi1样组平均值R图的中线R丄Rkm i 1样组平均值X图的上控制线XuXA>R样组平均值R图的上控制线RuD1R样组平均值X图的下控制线XlXaR样组平均值R图的下控制线D2R式中：A2、D、D

5、常数，见下表; k m样组个数。m/件ADD240.72852.2819050.57682.1145060.48332.003904）绘制X -R图以组序号为横坐标，分别以各样组的平均值X和极差R为纵坐标，画出 X -R图，并在图上标出中线和上、下控制线。3、工序能力系数计算工序能力系数Cp按下式计算：Cp = （或Cp6P根据工艺能力系数 Cp的大小，可将工艺分成5个等级。（1）CP 1.67，为特级，说明工艺能力过高，不一定经济。（2）1.67 Cp 1.33，为一级，说明工艺能力足够，可以允许一定的波动。（3）1.33 Cp 1.00，为二级，说明工艺能力勉强，必须密切注意。（4）1.0

6、0 Cp 0.67，为三级，说明工艺能力不足，可能会出现少量不合格品。（5）Cp 0.67，为四级，说明工艺能力不行，必须加以改进。一般情况下，工艺能力不应低于二级。4、判别工艺过程稳定性所谓工艺过程的稳定，从数理统计的原理来说，一个过程（工序）的质量参数的总体分布，其平均值X和均方根差b在整个过程（工序）中若能保持不变，则工艺过程是最稳定的。 在点图上作出平均线和控制线后，就可按下表所列出的标准进行判断。正常波动1. 没有点超出控制线2. 大部分点分布在平均线附近，小部分点分布在异常波动1.有点超出控制线2点集中在平均线附近3点集中在控制线附近3点的分布没有明显的规律4.连续7点以上出现在平均线一侧控制线附近5. 连续11点中有10点以上出现在平均线一侧6. 连续14点中有12点以上出现在平均线一侧7. 连续17点中有14点以上出现在平均线一侧8. 连续20点中有16点以上出现在平均线一侧 9点的分布呈上升或下降的趋势 10.点的分布呈周期性注意，同时满足表中左列 3个条件，工艺过程稳定；表中右列条件之一不满足，即表示工艺过程不稳四、实验步骤1 .对试件进行编号；2按试件的基本尺寸选用块规；3. 调校电感测量仪；4 .在电感测量仪上按序号顺次测量试件的外径，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，把结果填入表中。5. 清理实验现场，