机械制造工艺学课件第13讲.pptx

第四章 机械加工精度§4-5 加工误差的统计分析? 同一加工误差产生的原因可以是多种多样的，实际上分析误差问题总是从加工误差着手，根据原始误差作用规律寻找原始误差。现在一般采用统计分析的方法分析加工误差，找出规律，再从这些规律中寻找原始误差的影响，从而消除原始误差。第一页，共三十九页。第四章 机械加工精度一、加工误差的性质1、系统误差? 在一定工艺条件下，顺序加工一批工件中，其大小和方向均不改变，或按一定规律变化的加工误差。◆ 常值系统误差——其大小和方向均不改变。如机床、夹具、刀具的制造误差，工艺系统在均匀切削力作用下的受力变形，调整误差，机床、夹具、量具的磨损等因素引起的加工误差。◆ 变值系统误差——误差大小和方向按一定规律变化。如机床、夹具、刀具在热平衡前的热变形，刀具磨损等因素引起的加工误差。第二页，共三十九页。第四章 机械加工精度2、随机误差? 在一定的工艺条件下，顺序加工一批工件中，其大小和方向随机变化（无变化规律）的加工误差。◆ 随机误差是工艺系统中大量随机因素共同作用而引起的。◆ 随机误差服从统计学规律。◆ 如毛坯余量或硬度不均，引起切削力的随机变化而造成的加工误差；定位误差；夹紧误差；残余应力引起的变形等。第三页，共三十九页。抽样测定母体试样数据处理处理研究措施结论作图分析第四章 机械加工精度二、加工误差的统计分析法◆定义：以生产现场内对一批工件进行检查的数据为基础，运用数理统计的方法，从中找出规律性的东西，进而获得解决问题的途径。◆过程：第四页，共三十九页。第四章 机械加工精度1、分布曲线法◆基本概念： 样本：用于抽取测量的一批工件 样本容量n ：抽取样本的件数；样本容量通常取 n = 50～200 随机变量x：任意抽取的零件的加工尺寸。 极差R：抽取的样本尺寸的最大值和最小值之差。 R=Xmax-Xmin 组距d：将样本尺寸按大小顺序排列，并分为k组，组距为d 第五页，共三十九页。第四章 机械加工精度频数mi：同一尺寸或同一误差组的零件数量mi称为频数。频率fi：频数与样本容量的比值。平均值：表示样本的尺寸分散中心。均方根差σ：反映了一批工件尺寸的分布范围第六页，共三十九页。第四章 机械加工精度◆ 分布曲线图绘制步骤(1) 采集数据 测量样本零件尺寸，并做记录第七页，共三十九页。第四章 机械加工精度(5) 画直方图：以工件尺寸（误差）为横坐标，以频数或频率为纵坐标。第八页，共三十九页。第四章 机械加工精度第九页，共三十九页。第四章 机械加工精度从本实验分布曲线可以看出：工件尺寸的分散范围是 ；有少量的过小废品；存在常值系统误差本样本零件的尺寸基本符合正态分布规律。第十页，共三十九页。yF（z）+σ-σ0μ( z = 0 )zx(z)正态分布曲线第四章 机械加工精度 分布函数其中x：为工件尺寸μ：为工件平均中心σ：均方根偏差 ；工件尺寸为x时出现的概率 n：工件总数第十一页，共三十九页。YXμ2μ1μ3μ对正态分布曲线的影响第四章 机械加工精度 正态分布曲线的特点μ决定分布曲线的坐标位置，——取决于常值误差，改变常值误差，曲线在横坐标上移动，但曲线形状不变。第十二页，共三十九页。σ=1/2σ=1σ=2 σ对正态分布曲线的影响第四章 机械加工精度σ均方根偏差，是决定曲线形状的唯一参数， 是决定分散范围的唯一参数 其大小决定了随机误差的影响程度。第十三页，共三十九页。第四章 机械加工精度正态分布曲线下包含的面积代表了全部工件：( ) 图中红色面积表示工件尺寸在μ到x间出现的概率。第十四页，共三十九页。yy令：F（z）F（z）+σ-σ0μxz(x)0μ( z = 0 )zx(z)正态分布曲线F(z)的意义称 z 为标准化变量将 z 代入上式，有：F（z）为图中剖面部分的面积对于不同Z值的F（z），可以查表得到第十五页，共三十九页。第四章 机械加工精度例：当F=0.1915F=0.3413F=0.4772F=0.49865第十六页，共三十九页。第四章 机械加工精度第十七页，共三十九页。第四章 机械加工精度±3σ的含义: 当z＝土3,即x一μ＝土3 σ,查表得2F(3)＝0.49865×2＝99．73％。这说明随机变量落在土3 σ范围以内的概率为99．73％，落在此范围以外的概率仅0.27％，此值很小。因此可以认为正态分布的随机变量的实用分散范围是6σ 。这就是所谓的±3σ原则。右图中：第十八页，共三十九页。第四章 机械加工精度确定工序能力及其等级 所谓工序能力是指工序处于稳定状态时，加工误差（随机误差）正常波动的幅度。当加工尺寸服从正态分布时，其实用