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加工误差的统计分析方法,不仅可以客观评定工艺过程的加工精度,评定工序能力系数,而且还可以用来预测和控制工艺过程的精度。(一)系统性误差与随机性误差加工误差的分类:按照加工误差的性质,加工误差可分为系统性误差和随机性误差。1.系统性误差系统性误差的分类:分为常值性系统误差和变值性系统误差两种。常值性系统误差:在顺序加工一批工件时,加工误差的大小和方向皆不变,此误差称为常值性系统误差;例如原理误差,定尺寸刀具的制造误差等。变值性系统误差:在顺序加工一批工件时,按一定规律变化的加工误差,称为变值性系统误差;例如,当刀具处于正常磨损阶段车外圆时,由于车刀尺寸磨损所引起的误差。常值性系统误差与加工顺序无关;变值性系统误差与加工顺序有关。对于常值性系统误差,若能掌握其大小和方向,可以通过调整消除;对于变值性系统误差,若能掌握其大小和方向随时间变化的规律,也可通过采取自动补偿措施加以消除。2.随机性误差随机性误差:在顺序加工一批工件时,加工误差的大小和方向都是随机变化的,这些误差称为随机性误差。例如,由于加工余量不均匀、材料硬度不均匀等原因引起的加工误差,工件的装夹误差、测量误差和由于内应力重新分布引起的变形误差等均属随机性误差。可通过分析随机性误差统计规律,对工艺过程进行控制。(二)机械制造中常见的误差分布规律1.正态分布如图4-31a)在机械加工中,若同时满足以下三个条件,工件的加工误差就服从正态分布。l)无变值性系统误差(或有但不显著)。2)各随机误差之间是相互独立的。3)在随机误差中没有一个是起主导作用的误差因素。2.平顶分布如图4-31b)在影响机械加工的诸多误差因素中,如果刀具尺寸磨损的影响显著,变值性系统误差占主导地位时,工件的尺寸误差将呈现平顶分布。平顶分布曲线可以看成是随着时间而平移的众多正态分布曲线组合的结果。3.双峰分布如图4-31c)若将两台机床所加工的同一种工件混在一起,由于两台机床的调整尺寸不尽相同,两台机床的精度状态也有差异,工件的尺寸误差呈双峰分布。4.偏态分布如图4-31d)采用试切法车削工件外圆或螳内孔时,为避免产生不可修复的废品,操作者主观上有使轴径加工得宁大勿小、使孔径加工得宁小勿大的意向,按照这种加工方式加工得到的一批零件的加工误差呈偏态分布。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;x——分布曲线的横坐标,表示工件的尺寸或误差;正态分布曲线方程:两个特征参数:算术平均值x和标准偏差σ正态分布的特殊点即图中阴影面积,可利用概率密度积分表计算例:轴Φ20-0.1,σ=0.025,xT=-ε(0.03)求常值系统误差、随机误差,合格率、不合格率二.加工误差的统计分析-工艺过程的分布图分析方法(一)工艺过程的稳定性指均值和标准差稳定不变的性能,取决于变值系统误差.3)确定尺寸分组数和组距(查表4-4确定)4)绘制实际分布图纵坐标为频数:同间隔尺寸工件数目(纵坐标将概率密度转换成频数,表4-5频数分布表)图4-38实际分布图3.分布图分析法特点1)采用大样本,较接近实际地反映工艺过程总体;2)能将常值系统误差从误差中区分开;3)在全部样本加工后绘出曲线,不能反映先后顺序,不能将变值系统误差从误差中区分开;4)不能及时提供工艺过程精度的信息,事后分析;5)计算复杂,只适合工艺过程稳定的场合。三.加工误差的统计分析-工艺过程的点图分析方法(一)点图的基本形式(逐点点图)依次测量每件尺寸记入横坐标为零件号纵为尺寸的图表中均值点图上下控制线的确定:均值点图反映了质量指标分布中心(系统误差)的变化(三)工艺过程的(均值-极差)点图分析生产过程稳定的标志:①没有点子超出控制线;②大部分点在中线附近波动,小部分点在控制线附近;③点子无明显规律性根据点子分布情况及时查找原因采取措施1.若极差R未超控制线,说明加工中瞬时尺寸分布较稳定。2.若均值有点超出控制线,甚至超出公差界限,说明存在某种占优势的系统误差,过程不稳定。若点图缓慢上升,可能是系统热变形;若点图缓慢下降,可能是刀具磨损。3.采取措施消除系统误差后,随机误差成主要因素,分析其原因,控制尺寸分散范围。