机械制造技术第32章.ppt

4.2 工艺过程的统计分析 实际生产中影响加工精度是多因素的、是错综复杂的。 为此，生产中常采用统计分析法，通过对一批工件进行检查测量，将所测得的数据进行处理与分析，找出误差分布与变化的规律，从而找出解决问题的途径。 4.2.1 误差统计性质的分类 ? 系统性误差△系 ? ? 项目 常值系统性误差△常系 变值系统性误差△变系 随机性误差 ? ? 定义 连续加工一批零件时，误差的大小和方向保持不变或基本不变 连续加工一批零件时，误差的大小和方向按一定的规律变化 连续加工一批零件时，误差的大小和方向，在一定范围内按 一定的统计规律变化 ? ? 特点 与加工顺序(时间)无关； 预先可以估计； 较易完全消除； 不会引起工件尺寸波动； 不会影响尺寸分布曲线的形状 与加工顺序(时间)有关； 预先可以估计； 较难完全消除； 会造成工件尺寸的增大或减小； 影响分布曲线的形状 预先不能估计到； 不能完全消除，只能减小到最小限度； 工件尺寸忽大忽小，造成一 批工件的尺寸分散 ? 系统性误差△系 项目 常值系统性误差△常系 变值系统性误差△变系 随机性误差△随 原始误差项目 原理误差； 机床制造误差和磨损； 夹具制造误差和磨损； 刀具制造误差； 定尺寸刀具、齿轮刀具的磨损； 量具制造误差和磨损； 一次调整误差； 工艺系统静力变形； 工艺系统热平衡下的热变形 机床动态的几何误差； 多工位回转工作台的分度 误差及其夹具安装误差； 车刀、单刃镗刀、面铣刀等的磨损； 工艺系统未达热平衡下的热变形 机床定程机构的重复定位误差； 多次调整误差； 工艺定位与夹紧误差； 测量误差； 误差复映； 内应力引起的变形； 精密加工中，工艺系统热变形的微小波动和主轴漂移 分析原始误差的方法 顺序平均数法 (等权平滑滤波法) 回归分析与相关分析法 对策 通过相应的调整； 检修工艺设备和工艺装备； 用人为的△常系去抵消原来的 △常系 通过自动连续补偿 采用精坯、减小毛坯尺寸的分散或毛坯误差分组； 提高工艺系统的静、动刚度； 工艺过程主动控制 4.2.2 工艺过程的分布图分析 1. 正态分布的基本概念 机械加工中，工件的尺寸误差是由很多相互独立的随机误差综合作用的结果，如果其中没有一个随机误差是起决定作用的，则加工后工件的尺寸将呈正态分布 正态分布曲线法 图： 正态分布曲 线 ⑴ 正态分布曲线方程 式中，x ——零件的尺寸； ——一批零件尺寸的算术平均值； 正态分布曲线的数学方程为 ——一批零件的均方根差，表示这批零件加工尺寸的分布范围。 表示加工尺寸的分布中心； 式中，n——一批零件的数量。 (2)正态分布曲线特征值意义 、σ对分布曲线的影响 a) 偏移 b) σ值变化 如果改变参数 a= 的值而保持σ不变，则分布曲线沿着X轴平移而形状不变，如图7.26(a)； 反之，如果使a= 值固定不变， σ值变化时正态曲线形状就变化了，如7.26(b)。 当 时，y达到极大值 曲线X的取值范围为±∞，曲线与x轴之间所包含的面积为1，即100％零件的实际尺寸都在这一分布范围内。 工件的实际尺寸不可能为±∞，因此，应限制X的取值范围。 正态分布曲线的面积 （3）工件在某区域内的概率 生产中关心的是加工工件尺寸落在某一区域内（x1-x2）的概率的大小。该概率等于图4-38所示阴影的面积F(X) 图： 实用分散范围 由于工件的实际尺寸不可能为±∞，故规定：正态分布曲线的实用分散范围取为 ± 3σ（或 6σ ） 当 （即 ）时， 面积 ，仅有0.27％的计算误差。 故可近似认为： 在 的工件尺寸实用分散范围内，代表了100％ 全部的零件。 一批零件的随机误差大小 6σ表示这批零件的随机误差的大小 6σ 值小，表示这批零件的加工尺寸是在较小尺寸范围内变动，随机误差小； 6σ 值大，表示随机误差大。 (4)正态分布曲线具有下列特点： 1) 曲线成钟形，中间高，两边低。这表示尺寸靠近分散中心的工件占大部分，而尺寸远离分散中心的是极少数。 2) 工件尺寸大于 和小于 的频率是相等的。 3) 表示正态分布的曲线形状的