第8章机械加工精度讲解.ppt

8.4.1加工误差的性质 2．随机性误差 　顺次加工一批工件时，大小和方向呈无规律变化的误差称为随机性误差。如加工余量不均匀或材料硬度不均匀引起的毛坯误差复映，定位误差以及由于夹紧力大小不同引起的夹紧误差，残余应力引起的变形误差，多次调整误差等都属于随机性误差。 　系统性误差因误差大小、方向有规律，可采取相应措施消除或补偿。对随机性误差，从表面上看似乎没有规律，但是应用数理统计的方法可以找出一批工件加工误差的总体规律，查出产生误差的根源，在工艺上采取措施加以控制。 　在生产中，误差性质的判别应根据工件的实际加工情况决定，在不同的生产场合，误差的表现性质会有所不同。 8.4.2分布曲线分析法 1．分布曲线及分析 　机械加工中，同一工序加工一批工件时，由于受各种误差因素的影响，加工出来的工件尺寸各不相同，造成在一定范围内的尺寸分散。为了解尺寸分散的分布规律，可对该批工件的尺寸进行抽检（至少检50个），并对抽检所得的数据进行数据处理（处理方法可参阅有关质量管理的书籍及资料），作出直方图和实际分布曲线，然后对作出的图形进行分析。 （1）看曲线形状 　若作出的曲线是中间高、两边低的对称图形称为正态分布曲线，即高斯曲线，如图8-28(a)所示，则说明系统主要受随机误差的影响，系统性误差影响很小；若呈双峰分布曲线，如图(b) 则说明是将两次调整下加工出来的零件混到了一起；若呈平顶分布曲线，如图(c) ，则说明有快速移动的变值系统性误差(如砂轮快速磨损等)在起主要作用；若呈偏态分布曲线，如图(d）(e)所示，则说明可能有变值系统性误差(如热变形)存在，或是受人为因素(如切外圆时宁大勿小，钻、镗孔时宁小勿大)的影响。 8.4.2分布曲线分析法 图8-28 分布曲线的形状 （a）正态分布曲线（b）双峰分布曲线　（c）平顶分布曲线　（d）、（e）偏态分布曲线 8.4.2分布曲线分析法 （2）对于正态分布曲线可用以下方法进行分析 　①将工件的公差带T画在分布曲线上，若曲线超出公差带，则超出部分为不合格品。 　②算出测量尺寸分散范围R（R等于抽检数据的最大值减最小值），若R T，则说明随机误差过大，所选择的加工方法与工件的加工精度要求不适应。 　③算出尺寸分散范围中心（抽检数据的平均值：　＝（X1＋X2＋…＋Xn）/n）和公差带中心位置Tm，若Tm ≠　　，则说明系统存在常值系统性误差。 　例如：抽样检测某铣槽的70个工件槽宽尺寸，其中，最大值Xmax=8.008mm，最小值Xmin=7.978mm，R=Xmax－Xmin=0.030mm，尺寸分散范围中心　=7.9925mm。设计要求的槽宽尺寸为　　　mm。 工件公差T=0.036mm，公差带中心位置Tm=7.9820 mm。作出的直方图和实际分布曲线图8-29所示，存在常值系统误差　　为　　-Tm=0.0105 mm。 8.4.2分布曲线分析法 图8-29 槽宽尺寸直方图和实际分布曲线图 8.4.2分布曲线分析法 2．分布曲线分析法的应用 （1）确定各种加工方法所能达到的精度 　　根据有关正态分布曲线数据统计分析方法，可求得正态分布随机变量的标准偏差σ为： 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（8-12） 式中：xi——各工件的随机变量，即测量值； 　　　n——样本容量，即测量工件数量； ——正态分布随机变量总样本的算术平均值； 　　对于各种加工方法，由于其加工尺寸的分布近似服从正态分布，其分散范围为±3σ，即6σ。在多次统计的基础上，可求得给定加工方法的标准偏差σ值，则6σ即为该加工方法的加工精度。 8.4.2分布曲线分析法 （2）判断加工误差的性质 　如果实际分布曲线基本符合正态分布，则说明加工过程中无变值系统误差(或影响很小)。此时，若公差带中心Tm与尺寸分布中心重合，则加工过程中常值系统误差为零，即不存在常值系统误差；否则存在常值系统误差，其大小为｜Tm一　｜。若实际分布曲线不服从正态分布，可根据直方图分析判断变值系统误差的类型，分析产生误差的原因并采取有效措施加以控制或消除。 （3）确定工序能力及其等级 　工序能力是当工序处于稳定状态时，加工误差正常波动的幅度，即可以用该加工工序的尺寸分散范围表示工艺能力。它反映了能否稳定地加工出合格产品的能力。当加工尺寸分布接近正态分布时，工序能力为6σ。 8.4.2分布曲线分析法 　工序能力等级是以工序能力系数表示的，即工序能满足加工精度要求的程度。当工序处于稳定状态时，工序能力系数按下式计算： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(8-13) 　式中，T为工件尺寸公差。 根据工序能力系数　　的大小，工序能力可分