误差统计实验报告3.doc

机械制造技术基础实验指导书
同济大学机械工程学院
二00九年十一月
实验一 加工误差统计分析
一、实验目的
1、学会用点图法研究被加工零件尺寸的变化规律和控制被加工零件尺寸
2、在已调整好的机床上加工一批零件，鉴定该机床的工艺能力。
3、掌握绘制点图的方法，能根据点图分析工艺过程的稳定性，计算工序能力系数等。
二、实验使用的设备和工具
1、机床：斯来福临精密数控平面磨床K-P36 Compact
2、量具：螺旋测微仪、千分仪
三、实验内容
在数控磨床上加工一批零件,依次测量出其高度尺寸，然后绘制被加工零件尺寸的图，分析被加工零件尺寸的变化规律，从中找出误差的性质和原因，并计算机床的工艺能力系数、确定机床的工艺能力等级。
四、实验原理和方法
在磨床上用磨削45HRC59~62工件一批，做出控制图。
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。详见教材相关章节。
1、 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12查得；
Km--样组个数。
表32 d、、A2、D1、D2值
N（件）
d
A2
D1
D2
4
0880
0486
073
228
0
5
0864
0430
058
211
0
6
0848
0395
048
200
0
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。
2、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31
表11 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。
3、工序能力系数计算
标准差的计算公式为：
式中 xi－第i个样件的测量值；
 n－样本容量。
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33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33 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