机械制造技术基础第21讲2013.ppt

机械加工质量及其控制 第四章 七、提高加工精度的途径 为保证和提高机械加工精度，首先要找出产生加工误差的主要因素，然后采取相应的工艺措施以减少或控制这些因素的影响。 （1） 减小和消除原始误差 （2）转移原始误差 （3）均分原始误差 误差分组法是把毛坯或上工序加工的工件尺寸经测量按大小分为 n 组，每组工件的尺寸误差就缩减为原来的1/n。然后按各组的误差范围分别调整刀具相对于工件的位置，使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。 （4）采用误差补偿技术 误差补偿技术其实质就是人为地造出一种新的原始误差，去抵消原来工艺系统中存在的原始误差，尽量使两者大小相等、方向相反而达到使误差抵消得尽可能彻底的目的。 第三节 加工误差的统计分析 一、概述 在生产实际中，影响加工精度的原始误差很多，这些原始误差往往是综合地交错在一起对加工精度产生综合影响的，且其中不少原始误差的影响往往带有随机性。对于一个受多个随机性质原始误差影响的工艺系统，只有用概率统计的方法来进行分析，才能得出正确的、符合实际的结果。 对加工误差进行统计分析时，需要认识误差的性质，即要能对各项原始误差及由它所产生的加工误差，按系统性误差和随机性误差进行归类。 （一） 系统性误差与随机性误差 （1） 系统性误差 系统性误差可分为常值性系统误差和变值性系统误差两种。 在顺序（连续）加工一批工件时，加工误差的大小和方向保持不变或基本不变，此误差称为常值性系统误差。例如原理误差、定尺寸刀具的制造误差等。 在顺序（连续）加工一批工件时，加工误差的大小和方向按某一规律变化，此误差称为变值性系统误差。例如刀具因正常磨损所引起的误差等。 常值性系统误差与加工顺序无关，变值性系统误差与加工顺序有关。 对于常值性系统误差，若能掌握其大小和方向，可以通过调整完全消除。 对于变值性系统误差，若能掌握其大小和方向随时间变化的规律，也可通过采取自动补偿措施加以消除。 （2） 随机性误差 在顺序加工一批工件时，加工误差的大小和方向都是随机变化的，这类误差称为随机性误差。例如工件的装夹误差、测量误差等。 由概率论与数理统计学可知，随机性误差的统计规律可用它的概率分布表示。 如果我们掌握了工艺过程中的各种随机误差的概率分布，以及变值系统性误差的变化规律，那么我们就能对工艺过程进行有效的控制，使工艺过程能按规定要求顺利进行。 但对于随机性误差只能缩小其误差变动范围，不能完全消除。 （二） 机械制造中常见的误差分布规律 图4–45是根据式（4 –21）画出的概率密度分布曲线。 不影响曲线的形状。 二、加工误差的统计分析——工艺过程的分布图分析方法 （一）工艺过程的稳定性 工艺过程的稳定性是指工艺过程在时间历程上保持工件均值 和标准差? 值稳定不变的性能（图4-49）。若工艺过程中质量指标的 或? 有显著变化，则认为工艺过程不稳定。 （二）工艺过程分布图分析方法 通过工艺过程分布图分析，可以判断工艺过程是否稳定、确定工艺系统的加工能力系数、机床调整精度系数和加工工件的合格率，并能分析产生废品的原因。 下面以销轴零件加工为例，介绍工艺过程分布图分析的内容及步骤。 1．画工件尺寸实际分布图 （1）采集样本 在自动车床上加工一批销轴零件，要求保证工序尺寸? 8±0.09 mm。在销轴加工中，按顺序连续抽取50个加工件作为样本（样本容量一般取为50 ~200件），并逐一测量其轴颈尺寸，将测量数据列于表4–3中。 （2）剔除异常数据 在测量数据中有时可能会有个别的异常数据，它们会影响数据的统计性质，在作统计分析之前应将它们从测量数据中剔除。异常数据都具偶然性，它们与测量数据均值之间的差值往往很大。 如果出现 的情况， xi 就被认为是异常数据。 当样本数n较小时，可用它的无偏估计量s替代。 2. 工艺过程分析 （1）判断加工误差性质 如果样本工件服从正态分布，就可以认为工艺过程中变值性系统误差很小（或不显著），工件尺寸分散是由随机性误差引起的，这表明工艺过程处于受控状态中。 如果样本工件尺寸不服从正态分布，可根据工件尺寸实际分布图分析是哪种变值性系统误差在显著地影响着工艺过程。 如果工件尺寸的实际分布中心 与公差带中心有偏移量 ?，这表明工艺过程中有常值性系统误差存在。 在图4-50所示工件尺寸频数分布图中， 比公差带中心尺寸小0.0001mm。 （2）确定工序能力系数和工序能力 当工序处于稳定状态时，工序能力系数Cp按下式计算 本例中Cp T/ 6? 0.18/ 6×0.0309 0.97，属于工艺能力不足的情况，可能出现少量不合格品。 （3）确定机床调整精度系数 机床调整精度系数 E 按下式计算 欲使工艺过程无不合格品，尺寸分布中心相对于公差带中心允许最大偏移量为 （4）确定合格