机械制造工艺学实验报告.doc

中南大学
机械制造工艺学实验报告
机电工程学院机械设计制造及其自动化专业 1003 班
成
绩
姓名学号
实验一加工误差的统计分析
一、实验目的
(1)掌握加工误差统计分析方法的基本原理和应用。
(2)掌握样本数据的采集与处理方法,要求:能正确地采集样本数据,并能通过对样本数据的处理,正确绘制出加工误差的实验分布曲线和图。
(3)能对实验分布曲线和图进行正确地分析,对加工误差的性质、工序能力及工艺稳定性做出准确的鉴别。
(4)培养对加工误差进行综合分析的能力。
二、实验内容与实验步骤
(一)实验原理分析
在实际生产中,为保证加工精度,常常通过对生产现场中实际加工出的一批工件进行检测,运用数理统计的方法加以处理和分析,从中寻找误差产生的规律,找出提高加工精度的途径。这就是加工误差统计分析方法。加工
误差分析的方法有两种形式,一种为分布图分析法,另一种为点图分析法。

分布图分析法是通过测量一批加工零件的尺寸,把所测到的尺寸范围分为若干个段。画出该批零件加工尺寸(或误差)的实验分布图。其折线图就接近于理论分布曲线。在没有明显变值系统误差的情况下,即工件的误差是由很多相互独立的微小的随机误差综合作用的结果,则工件尺寸分布符合正态分布。利用分布曲线图可以比较方便地判断加工误差性质,确定工序能力,并估算合格品率,但利用分布图分析法控制加工精度,必须待一批工件全部加工完毕,测量了样本零件的尺寸后,才能绘制分布图,因此不能在加工过程中及时提供控制精度的信息,这在生产上将是很不方便的。

在生产中常用的另一种误差分析方法是点图法或图法。点图法是以顺序加工的零件序号为横坐标,零件的加工尺寸为纵坐标,把按加工顺序定期测量的工件尺寸画在点图上。点图可以反映加工尺寸和时间的关系,可以看出尺寸变化的趋势,找出产生误差的原因。
图称为平均尺寸——极差质量控制图。一般是在生产过程开始前,先加工一批试件(本实验中即用本批加工的零件作为试件),根据加工所得的尺寸,求出平均值和极差R而绘制成的。
点图:中线

上控制线
下控制线
R点图:中线
上控制线 Rs = D1
下控制线 Rx = D2
是将一批工件依照加工顺序按n个分为一组第i组的平均值,共分成k组;
是第i组的极差;
式中A2、D1、D2的数值根据数理统计原理而定出(见表1)。
表1

每组件数n
A2
D1
D2
4


0
5


0
将生产中定期抽样的尺寸结果,点在图上,从点子在图中的位置便可看出和R的波动,它反映了工件平均值的变化趋势和随机误差的分散程度。图上的控制界限线,就是用来判断工艺是否稳定的界限。因此图是用来判断工艺过程的稳定性的。
(二)实验内容及具体步骤
,加工一批零件(本实验为100件)。加工完的零件,擦洗干净,按加工顺序放置好。
,记录测量结果。


1)找出这批工件加工尺寸数据的最大值xmax和最小值xmin,按下式计算出极差R。
R=xmax一xmin
2)确定分组数K(K一般根据样本容量来选择,建议可选在8~11之间)。
3)按下式计算组距 d。
4)确定组界(测量单位:微米)。
5)做频数分布表。
6)计算和。
7)画直方图
以样本数据值为横坐标,标出各组组界;以各组频率密度为纵坐标,画出直方图。
8)画分布曲线
若工艺过程稳定,则误差分布曲线接近正态分布曲线;若工艺过程不稳定,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。

1)确定样组容量,对样本进行分组
样组容量m通常取4或5件。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个样组的标准差;
——第i个样组第j个零件的测量值;
——第i个样组数据的最大值;
——第i个样组数据的最小值
计算图控制限(计算公式见实验原理)
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。



可按下表所列标准进行判别。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。

7.