文档介绍：《机械制造工艺学》实验教学指导书
实验一加工误差综合分析
一、实验目的
通过学生检测工件尺寸、计算,画出直方图,分析误差性质,理解影响加工误差的因素,掌握加工误差统计分析的基本原理和方法,运用统计分析法研究一批零件在加工过程中尺寸的变化规律,分析其误差的原因。
二、实验仪器设备
千分尺、工件若干
三、实验原理
在机械加工中应用数理统计方法对加工误差(或其他质量指标)进行分析,是进行过程控制的一种有效方法,也是实施全面质量管理的一个重要方面。其基本原理是利用加工误差的统计特性,对测量数据进行处理,作出分布图和点图,据此对加工误差的性质、工序能力及工艺稳定性等进行识别和判断,进而对加工误差作出综合分析。
1、直方图和分布曲线绘制
1)初选分组数K
一般应根据样本容量来选择,参见表1
表1 分组数K的选定
n
25~40
40~60
60~100
100
100~160
160~250
k
6
7
8
10
11
12
2)确定组距
找出样本数据的最大值Ximax和最小值Ximin,并按下式计算组距:
选取与计算的d'值相近的且为测量值尾数整倍数的数值为组距。
3)确定分组数
4)确定组界
各组组界为:(j=1,2,……,k)
5)统计各组频数ni(即落在各组组界范围内的样件个数)
6)画直方图
以样本数据值为横坐标,标出各组组界;以各组频数为纵坐标,画出直方图。
7)计算总体平均值与标准差
平均值得计算公式为:
式中 xi-第i个样件的测量值;
n-样本容量。
标准差的计算公式为:
8)画分布曲线
若研究的质量指标是尺寸误差,且工艺过程稳定,则误差分布曲线接近正态分布曲线;若研究的质量指标是形位误差或其他,则应根据实际情况确定其分布曲线。
画出分布曲线,注意使分布曲线与直方图协调一致。
9)画公差带
在横轴下方画出公差带,以便与分布曲线相比较。
2、图绘制
1)确定样组容量,对样本进行分组
样组容量一般取m=2~10件,通常取4或5。
按样组容量和加工时间顺序,将样本划分成若干个样组。
2)计算各样组的平均值和极差
对于第i个样组,其平均值和极差计算公式为:
,
式中——第i个样组的平均值;
——第i个样组的极差;
xij——第i个样组第j个零件的测量值;
ximax——第i个样组数据的最大值;
ximin——第i个样组数据的最小值
3)计算图控制限
图的控制限为:
式中A2、D1、D2——常数,可由表2 查得;
Km--样组个数。
4) 绘制图
以样组序号为横坐标,分别以各样组的平均值和极差R为纵坐标,画出图,并在图上标出中心线和上、下控制限。
表2 A2、D1、D2值
N(件)
A2
D1
D2
4
0
5
0
6
0
3、工序能力系数计算
工序能力系数Cp按下式计算:
4、判别工艺过程稳定性
可按表3 所列标准进行判别。注意,同时满足表中左列3个条件,工艺过程稳定;表中右列条件之一不满足,即表示工艺过程不稳定。
表3 正常波动与异常波动标志
正常波动
异常波动
1、没有点子超出控制线
2、大部分点子在平均线上下波动,小部分在控制线附近
3、点子没有明显的规律性
1、有点子超出控制线
2、点子密集在平均线上下附近
3、点子密集在控制线附近
4、连续7点以上出现在平均线一侧
5、连续11点中有10点以上出现在平均线一侧
6、连续14点中有12点以上出现在平均线一侧
7、连续17点中有14点以上出现在平均线一侧
8、连续20点中有16点以上出现在平均线一侧
9、点子有上升或下降的倾向
10、点了有周期性的波动
四、实验内容与步骤
实验数据(即样本)的测量
选取量具的刻度值ε=(-)δ(公差)的量具进行测量。
测量工件的数量选用200-500件。(一般为50-200件),将测量数据记录实验报告“测量值记录表中”。
制作实际分布图
整理与计算实验数据
作频数表
计算算术平均值和均方差S
画实际分布图
制作图
决定样组数据个数n,一般取n=4或5。
数据处理。
①计算各样组的平均值和极差。
②计算和的平均值和。
③计算图控制线。
绘制控制图
五、思考题
?
?
,确定本工序属于几级工序?
六、实验报告要求
实验报告应包含以下内容:
记录实验时所使用的仪器、设备(名称、规格)