机械制造第五章 机械制造质量分析与控制精要.ppt

机械制造质量分析与控制 (2)工件不均匀受热 铣、刨、磨等平面的加工时，工件单侧受热，上下表面温升不等，从而导致工件向上凸起，中间切去的材料较多，冷却后被加工表面呈凹形 机械制造质量分析与控制 3.刀具热变形对加工精度的影响 刀具变形主要热 源是切削热。 实验及理论推导 表面，车削时车刀 的热伸长量与切削 时间的关系如右图 机械制造质量分析与控制 4.机床热变形对加工精度的影响 磨床的主要热源是砂轮主轴的摩擦热及液压系统的发热及冷却液带来的派生热。 牛头刨床、龙门刨床、立式车床主要热源是导轨副的摩擦热，使滑枕或工作台产生热变形。 车、铣、钻、镗等机床的主要热源是主轴箱。 机械制造质量分析与控制 减少发热和隔热 改善散热条件???? 均衡温度场 改进机床机构 加快温度场的平衡 控制环境温度 5.减小工艺系统热变形的途径 机械制造质量分析与控制 六、内应力重新分布引起的误差 1.内应力的概念 没有外力作用而存在于零件内部的应力 2.内应力的产生 热加工中内应力的产生 冷校直产生的内应力 3.减小内应力变形误差的途径 改进零件结构 增设消除内应力的热处理工序 合理安排工艺过程 机械制造质量分析与控制 七、提高加工精度的途径 减小原始误差 转移原始误差 均分原始误差 均化原始误差 误差补偿 机械制造质量分析与控制 第二节 工艺过程的统计分析 一、误差统计性质的分类 ? 系统性误差 常值系统性误差: 在顺序加工一批工件中，其大小和方向皆不变的误差 原理误差；刀具、机床、量具制造误差；一次调整误差与加工顺序(时间)无关 变值系统性误差: 在顺序加工一批工件中，其大小和方向按一定规律变化的误差 刀具的磨损;机床、刀具热变形 随加工顺序(加工时间)而有规律的变化 机械制造质量分析与控制 ? 随机性误差 在顺序加工一批工件中，有些误差的大小和方向无规则变化着的。 毛坯的误差复映;定位误差;夹紧误差;内应力引起的变形。 对于常值系统性误差，若能掌握其大小和方向，就可以通过调整消除； 对于变值系统性误差，若能掌握其大小和方向随时间变化的规律，可通过自动补偿消除； 唯对随机性误差，只能缩小它们的变动范围，而不可能完全消除。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 机械制造质量分析与控制 二、工艺过程的分布图分析 1.正态分布的基本概念 ? 正态分布的数学模型、特征参数和特征点 实践表明：在正常生产条件下，用调整法加工一批零件，加工的零件数量又足够多时，其尺寸分布总是按正态分布的，因此在研究加工精度时，通常都是用正态分布曲线（高斯曲线）来代替实际分布曲线，使加工误差的分析计算得到简化。 机械制造质量分析与控制 正态分布曲线 以零件尺寸（或尺寸间隔）为横坐标，以频数（或频率，或分布密度）为纵坐标，建立坐标系。 —— 频数，一定尺寸内的零件数； —— 频率； —— 分布密度。 机械制造质量分析与控制 正态分布曲线方程式： x —— 分布曲线的横坐标，表示工件的实际尺寸； —— 一批零件尺寸的算术平均值，它表示尺寸的分散中心， 即： x ? = = n i i x n x 1 1 机械制造质量分析与控制 σ—— 一批零件均方根偏差， 即： y —— 分布曲线纵坐标，表示分布曲线概率密度 （分布密度） n —— 工件（样本）总数 概率密度函数在 有最大值： ú ? ù ê ? é - = s ? = n i i x x n 1 2 ) ( 1 x 机械制造质量分析与控制 σ 的变化只影响曲线的形状，而不影响曲线的位置，σ越大，曲线越平坦，尺寸越分散，表明加工精度越低。 的偏移只影响曲线的位置，而不影响曲线的形状。 机械制造质量分析与控制 正态分布曲线特点： （1）对称于直线 ，最大值 ； （2）在 处有拐点， （3）当 ，曲线以x轴为渐近线； （4）分布曲线下面积总等于1， （5）当σ很小时，曲线下面的面积几乎全部集中在中心部分的一个不大的区域内，反之，曲线将趋于平坦； （6）改变参数 的值，分布曲线沿着x轴平行移动而不改变形状； （7）以分布中心在±3 σ范围内面积为99.73%，一般认为6 σ为尺寸分布范围（或随机误差分布范围）。 机械制造质量分析与控制 ? 标准正态分布 =0、 σ =1的正态分布称为标准正