第四章 机械加工质量分析与控制课件.ppt

抽取工件100个，经测量：φmax=Φ28.004mm，φmin=Φ27.992mm，取0.02mm作为尺寸间隔进行分组，统计每组的工件数，将所得的结果列表7-1。 精镗活塞销孔，图纸要求： 下面通过实例来说明直方图的作法： 表 工件频数分布表 （2）直方图的观察与分析 直方图作出后，通过观察图形可以判断生产过程是否稳定，估计生产过程的加工质量及产生废品的可能性。 1）尺寸分散范围小于允许公差T，且分布中心与公差带中心重合，则两边都有余地，不会出废品。 2）若工件尺寸分散范围虽然也小于其尺寸公差带T，但两中心不重合（分布中心与公差带中心），此时有超差的可能性，应设法调整分布中心，使直方图两侧均有余地，防止废品产生。 3）若工件尺寸分散范围恰好等于其公差带T，这种情况下稍有不慎就会产生废品，故应采取适当措施减小分散范围。 4）若工件尺寸分散范围大于其公差带T，则必有废品产生，此时应设法减小加工误差或选择其它加工方法。 2. 理论分布图——正态分布曲线 大量实践经验表明，在用调整法加工时，当所取工件数量足够多，且无任何优势误差因素的影响，则所得一批工件尺寸的实际分布曲线便非常接近正态分布曲线。在分析工件的加工误差时，通常用正态分布曲线代替实际分布曲线，可使问题的研究大大简化。 当采用该曲线代表加工尺寸的实际分布曲线时，上式各参数的意义为： y ——分布曲线的纵坐标，表示工件的分布密度（频率密度）； x——分布曲线的横坐标，表示工件的尺寸或误差； n——一批工件的数目（样本数）。 ——工件的平均尺寸（分散中心）， σ—— 一批零件的均方根差， （1）正态分布曲线方程 工序标准偏差σ决定了分布曲线的形状和分散范围。 当算术平均值保持不变时， σ值越小则曲线形状越 陡，尺寸分散范围越小，加工精度越高； σ值越大则曲线形状越平坦，尺寸分散范围越大，加工精度越低，如图4-33b所示。 σ的大小实际反映了随机性误差的影响程度，随机性误差越大则σ越大。 算术平均值 （2）正态分布曲线的特征参数 正态分布曲线的特征参数有两个，即 和σ 是确定曲线位置的参数。它决定一批工 件尺寸分散中心的坐标位置。若 改变时，整个曲线 沿χ轴平移，但曲线形状不变，如图4-33a所示。 使 产生变化的主要原因是常值系统误差的影响。 图4－33 正态分布曲线及其特征 （3）正态分布曲线的特点 ①曲线对称于直线 ②曲线与x轴围成的面积代表了一批工件的全部，即100%，其相对面积为1。 在±3σ范围内，曲线围成的面积为0.9973。 实际生产中常常认为加工一批工件尺寸全部在±3σ 范围内，即： 正态分布曲线的分散范围为±3σ ，工艺上称该原则为6σ准则。 ±3σ（或6σ）的概念在研究加工误差时应用很广。 6σ的大小代表了某种加工方法在一定的条件（如毛坯余量、机床、夹具、刀具等）下所能达到的加工精度。 所以在一般情况下，应使所选择的加工方法的标准偏差σ与公差带宽度T之间具有下列关系： 6σ≤T 但考虑到系统误差及其它因素的影响，应当使6σ小于公差带宽度T，才能可靠地保证加工精度。 3. 非正态分布曲线 工件的实际分布，有时并不近似于正态分布，常见的非正态分布有以下几种形式： 1）锯齿形 直方图的矩形高低相间，形如锯齿，见图例a。出现该图形的主要原因可能是测量方法不当或读数不准，也可能是数据分组不当所致。 2）对称性 中间直方最高，其左右直方逐渐降低且基本呈对称分布，见图例b。该图形属正常图形。 3）偏向形 直方顶端偏向一侧，图形不对称，见图例c。出现该图形的主要原因可能是工艺系统产生显著的热变形，如刀具受热伸长会使加工的孔偏大，图形右偏；使加工的轴偏小，图形左偏，或因为操作者加工习惯所致。有时端跳、径跳等形位误差也服从这种分布。 4）孤岛形 在远离分布中心的地方又出现小直方，见图例d。出现该图形的主要原因是加工条件有变动，也可能因毛刺影响测量结果的准确性。 5）双峰形 分布图具有两个顶峰，见图例e。产生这种图形的主要原因可能是经过两次不同的调整加工的工件混在一起。 6）平顶形 靠近中间的几个直方高度相近，呈平顶状，见图例f。产生这种图形的主要原因是生产过程中某种缓慢变动倾向的影响，如加工中刀具的显著磨损。 图7－44 常见的几种非正态分布图形 a) 锯齿形 b)