加工误差统计分析实验指导

1、误差统计分析实验一、实验目的1、稳固已学过的统计分析法的根本理论；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。其根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，参见下表。样本

2、容量n :25 ? 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；X max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，为防止样本数据落在组界上,2组界最好选在样本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。频率二频数/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计算总体平均值与标

3、准差平均值的计算公式为X丄Xi式中：X 第i个样本的测量值；n样本容量标准差的计算公式为Xi X)2Vn 1 i i7) 画分布曲线 假设研究的质量指标是尺寸误差，且工艺过程稳定，那么误差分布曲线接近正态分布 曲线；假设研 究的资料指标是形位误差或其他误差，那么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拟。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

4、寸依次按每 4? 5 个一组 进行分 组，将样本划分成假设干个样组。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 mXiXij ，R Xi max Xi minm j 1式中：X;第i个样组的平均值;R 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;Ximin 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1 Km R RiXikm -km i 1样组平均值 R 图的中线km样组平均值X图的上控制线Xu X A>R样组平均值R图的上控制线R

5、jD1R样组平均值X图的下控制线XlX A2R样组平均值R图的下控制线Rl D2 R式中：AD、D常数，见卜表；k m样组个数m/件AD240.72852.2819050.57682.1145060.48332.003904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。1Cp 1.67，为特级，说明工艺能力过高，不一定经济。21.67 Cp1.33，为一级，说明工艺能力足够，可以允许一定的波动。31.33

6、Cp1.00，为二级，说明工艺能力勉强，必须密切注意。41.00 Cp 0.67，为三级，说明工艺能力缺乏，可能会出现少量不合格品。5Cp 0.67，为四级，说明工艺能力不行，必须加以改良。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c在整个过程工序中假设能保持不变，那么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1. 没有点超出控制线2. 大局部点分布在平均线附近，小局部点分布 在控制线附近3?点的分布没有明显的规律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连续7点以上出现在平均线一侧4.5.侧连续11点中有10点以上出现在平均线一6.侧连续14点中有12点以上出现在平均线一7.侧连续17点中有14点以上出现在平均线一8.侧连续20点中有16点以上出现在平均线一9.注意，冋时满足表中左列3个条件,即Z工 表示工艺过程不稳定。四、实验步骤点的分布呈上升或下降的趋势:过程稳定;呈周右/>9条件之一不满足，异常波动正常波动1 .对试件进行编号；2. 按试件的根本尺寸选用块规；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