加工误差统计分析(自制)ppt课件.ppt

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1、机械制造技术基础第4章机械加工质量分析与控制AnalysisandControlofMachiningQuality4.4加工误差的统计分析StatisticAnalysisofMachiningErrors14.4.1加工误差的性质系统误差在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

2、损等因素引起的加工误差。加工误差系统误差随机误差常值系统误差变值系统误差加工误差统计特性24.4.1加工误差的性质◆在顺序加工一批工件中，其大小和方向随机变化的加工误差。◆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。随机误差加工误差的统计分析◆运用数理统计原理和方法，根据被测质量指标的统计性质，对工艺过程进行分析和控制。34.4.2分布图分析法1）采集数据：成批加工某种零件，抽取其中一定数量进行测量，抽取的这批零件称为样本，其件

3、数n称为样本容量。所测零件的加工尺寸或偏差是在一定范围内变动的随机变量，用x表示。样本尺寸或偏差的最大值xmax与最小值xmin之差，称之为极差，用R表示。2)分组：将样本尺寸或偏差按大小顺序排列，并将它们分成k组，组距为d。取整，d′→d确定各组组界、组中值统计各组频数直方图确定分组数k：44.4.2分布图分析法图4-44直方图-14.5-8.55-3.5xy（频数）（偏差值）（平均偏差）-15-10-5（公差带中心）（公差带下限）（公差带上限）3）计算样本平均值和标准差:4）画直方图（图4-44）（4-20）（4-21）5举例：加工外园，测得的尺寸偏差：6理

4、论分布图-正态分布图用调整法加工一批零件，在没有突出因素影响的情况下，其尺寸分布近似正态分布7◆正态分布式中μ和σ分别为正态分布随机变量总体平均值和标准差。平均值μ=0，标准差σ=1的正态分布称为标准正态分布，记为：x~N(0,1)概率密度函数（4-22）yF（z）图4-45正态分布曲线μ(z=0)x(z)0z-σ+σ4.4.2分布图分析法分布曲线8分布函数（5-23）令：将z代入上式，有：则利用上式，可将非标准正态分布转换成标准正态分布进行计算（图4-45）。称z为标准化变量4.4.2分布图分析法yF（z）图4-45正态分布曲线μ(z=0)x(z)0z-σ+σ

5、9正态分布曲线的特点①曲线呈扣钟形对称于直线x=②对的正偏差和负偏差，其概率相等③分布曲线下与x轴所围成的面积包括全部零件数（100%），其值等于1。10重要参数参数决定了曲线的位置值的变化主要是常值系统性误差的影响11参数是决定分布曲线形状和分散范围的唯一参数的变化是由随机性误差决定的，一般取整批工件的分散范围为6。12◆非正态分布xy0a）双峰分布双峰分布：两次调整下加工的工件或两台机床加工的工件混在一起（图4-46a）xy0b）平顶分布xy0c）偏向分布平顶分布：工件瞬时尺寸分布呈正态，其算术平均值近似成线性变化（如刀具和砂轮均匀磨损）（图4

6、-46b）偏向分布：如工艺系统存在显著的热变形，或试切法加工孔时宁小勿大，加工外圆时宁大勿小（图4-46c）图4-46几种非正态分布4.4.2分布图分析法134.4.2常值系统误差计算计算平均尺寸——样本均值计算常值系统误差——均值与理想尺寸的差值14随机误差的计算在加工误差接近正态分布的情况下，通常以一批零件尺寸的分散范围代表随机误差的大小。±3σ原则随机误差△=6σ15工序能力系数计算当加工误差接近状态分布的时候，工序能力系数按照下式计算：Cp=T/6σ其中T表示公差工序能力系数Cp一般分五个等级，一般情况不低于二级，即Cp>116工序能力等级工序能力系数工

7、序等级说明CP＞1.67特级工序能力过高1.67≥CP＞1.33一级工序能力足够1.33≥CP＞1.00二级工序能力勉强1.00≥CP＞0.67三级工序能力不足0.67≥CP四级工序能力很差表4-2工序能力等级17计算不合格品率大于上限Z=（Xmax-u）/σ查表求F（z）值超过上限不合格品率为：0.5-F（z）小于下限Z=（Xmin-u）/σ查表求F（z）值超过上限不合格品率为：0.5-F（z）令：18机械制造技术基础第4章机械加工质量分析与控制AnalysisandControlofMachiningQuality4.5机械加工表面质量的影响因素及改善措施1

8、9第Ⅰ变形区：即剪切变形