第5章 机械加工精度 加工误差统计分析.ppt

3 加工误差的分类 2、两个重要特征参数： 用分组数据—绘制直方图 例题检查一批在卧式镗床上精镗后的活塞销孔直径。图纸规定尺寸范围为：Dmin＝27.985mm，Dmax＝8mm。抽查件数n＝100，分组数k＝6。测量尺寸、分组间隔、频数和频率见表。求实际分布曲线图、工艺能力及合格率，分析出现废品的原因并提出改进意见。 * 第5章 机械加工精度 机械制造技术基础 主讲人：黄 微 第5章 机械加工精度 第6节 加工误差的统计分析 §5.6 加工误差的统计分析 5.6.1 加工误差的性质及分析方法 1、分析加工误差的目的及方法 研究某一主要因素对加工精度的影响→用“单一因素分析法” 根据加工误差的表现形式及变化规律分析其产生的原因→ 用“统计分析法” 2、加工误差的性质及分类 ①系统性误差：连续加工一批零件时，加工误差的大小和方向保持不变或按一定规律变化的加工误差。前者称为常值性系统误差；后者称变值性系统误差 常值系统误差（常值系差）：连续加工一批零件时，加工误差的大小和方向保持不变。 属于常值系统误差：加工原理误差，机床、刀具、夹具的制造误差，工艺系统的静力变形和一次调整误差。 变值系统误差（变值系差）：加工误差是按零件的加工顺序做有规律（线性的）变化。 属于变值系统误差：机床、刀具和夹具等在未达到热平衡前的热变形和刀具的磨损等都随加工时间而有规律的变化。 ②随机误差：在连续加工一批零件中，出现的误差大小和方向不规则地变化，则称为随机误差。 如：毛坯的复映误差、残余应力引起的变形和定位、夹紧误差、多次调整误差等都属于随机误差。 对于误差的处理措施： 常值系差：查明误差大小和方向，做相应调整或补偿。 变值系差：摸清规律→自动调整或补偿，加以消除； 随机误差：寻找产生误差的根源，采取措施减小误差变动范围，但不能完全消除。 ◆ 随机误差是工艺系统中大量随机因素共同作用引起的。随机误差服从统计学规律。运用数理统计原理和方法，根据被测工件的统计性质，对工艺过程进行分析和控制。实际中常用分布图分析随机误差的内在规律 二、分布图分析法 1、实际分布图——频数分布直方图 2、正态分布的数学模型、特征参数 正态分布曲线方程(概率密度函数) 曲线纵坐标为频数（概率密度或工件数），横坐标为尺寸X 的间隔。 注意： 书上用的 n—为工件总件数，通常n=100-200б越大，工件尺寸分散范围越大，工件的加工精度越大，加工精度越低。б越小，加工精度越高。正态分布时，在±3б范围内，将包含99.73%的概率，有0.27%的概率不在其中。将6б做为工件的随机误差。 实用中多为非标准正态分布，其变换公式为： 3、标准正态分布时有 算术平均值 标准偏差（均方根误差、均方差） 制作分布图步骤 1）样本容量的确定 通常取 n =50～200 2）样本数据整理与计算 剔除异常数据，确定尺寸分散范围 分散范围=工件尺寸最大的－工件尺寸最小的 确定尺寸间隔数 j 区间宽度Δx＝(Xmax-Xmin)/j 确定分组数、组距、组界、组中值 3）绘制实际分布图（直方图或折线图） 纵坐标为频数（工件数目），横坐标为尺寸间隔。 15 12 9 6 3 105 110 115 120 125 130 135 140 直方图 曲线与横坐标轴线围 成的面积之和等于1 频数＝件数 x尺寸分段 正态分布曲线特点 ①曲线对称于算术平均值轴线； ②曲线两端与x轴相交于无穷远； ③曲线下与x轴之间的总面积为1，在对称轴6σ范围内出现的概率99.73%代替全部零件。 ◆分布图分析法特点与应用 1）采用大样本，较接近实际工艺过程； 2）能将常值系统误差从误差中区分开，分散中心与公差带中心的偏差，即为工艺系统的常值系差； 3）只有全部样本加工后才能绘出曲线，未考虑加工先后顺序，难区分随机误差和变值系统误差； 4）不能在加工过程中及时控制加工质量,只能加工后进行统计； 5）判断加工性质，是否存在变值系统误差，如加工过程中没有变值系统误差，其加工尺寸分布接近正态分布； 6）估算合格品率或不合格品率。分散范围小于公差带大小时，本工序的加工精度满足公差要求 7）尺寸分散中心与公差带中心偏离太远，可能产生废品。 正态分布图的应用 （1）确定工序能力是否满足加工精度要求 一个工序的尺寸分散范围6σ代表了该工序的工艺能力；工艺能力系数 C p=工件加工公差T/工艺能力6σ Cp1 全部零件加工合格 Cp=1 加工能力强，遇到外来因素影响→不合格品 Cp1 加