實驗設(shè)計及分析

1、 實驗設(shè)計與分析學(xué)生姓名：王 青 松 指導(dǎo)教師：梅 衛(wèi) 江 學(xué) 院：機(jī)械電氣工程學(xué)院 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級：11級（1）班 學(xué) 號：2011509265 機(jī)械切削加工工藝中實驗設(shè)計應(yīng)用論文解析 基于正交試驗法的切削參數(shù)優(yōu)化研究 摘要：本文主要通過對原論文的學(xué)習(xí)和解析，分析驗證原論文中使用正交實驗設(shè)計并結(jié)合極差分析和方差分析相結(jié)合的分析方法，并對相應(yīng)的過程進(jìn)行手算和軟件計算，得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，驗證檢驗原文。 關(guān)鍵詞： 切削加工、正交試驗 、MINITAB 一、實驗設(shè)計 1）因素設(shè)計要提高加工件的精度，使其達(dá)到應(yīng)用要求，就要選擇合適的機(jī)床和刀具材料，使用合適的工藝、正確的刀具幾何形

2、狀和切削參數(shù)。但是，在機(jī)械切削加工過程中，影響加工質(zhì)量的因素很多，而且因素之間也是相互影響、相互制約的。特別是切削三要素，其對零件表而質(zhì)量、加工效率的影響很大。因此選用切削深度走、刀量、主軸轉(zhuǎn)速作為實驗優(yōu)化的因素。2）因素水平設(shè)計 確定因素水平范圍就是通過做單因素初步試驗或行業(yè)經(jīng)驗設(shè)計所研究的因素水平范圍。確定合適的因素水平范圍對獲得理想的優(yōu)化結(jié)果非常重要，如果水平范圍太窄得不到優(yōu)化結(jié)果，太寬也會使結(jié)果精確度降低。原文選用推薦的加工參數(shù)及工廠實際加工確定的試驗因素均為三水平：進(jìn)給量、背吃刀量、主軸轉(zhuǎn)速。 二、實驗實施分析 1）由于本實驗確定為三因素三水平的實驗，具體見下表： 在選擇正交表時，原

3、論文選用了L9（34）的正交表，其中設(shè)置第4列為實驗對比誤差列2） 極差軟件分析： （1）創(chuàng)建田口正交表 （2）選擇4因子數(shù)3水平L9（34）的正交表 （3）將實驗數(shù)據(jù)輸入列表中（4）進(jìn)行極差分析 （5）選擇相應(yīng)響應(yīng)數(shù)據(jù)（6）在“圖表”選項中選擇”均值” (7)在“分析”選項中選擇“均值” （8）極差分析結(jié)果 論文分析結(jié)果如下，對比結(jié)果相同：2）方差分析 方差分析結(jié)果，和手工計算結(jié)果相同，原論文中考慮到因素C 的均方與誤差的結(jié)果相差不多，兩者相比結(jié)果為1.24，小于2.因而為了增大dfe，提高F檢驗的靈敏度，在進(jìn)行顯著性檢驗之前，先將各因素和交互作用的方差與誤差方差比較，若MS 因<2M

4、Se，可將這些因素或交互作用的偏差平方和、自由度并入誤差的偏差平方和、自由度，這樣使誤差的偏差 平方和和自由度增大，提高了F 檢驗的靈敏度?，F(xiàn)將因素C 并入誤差方差，運行軟件。將以上軟件結(jié)果與原論文的結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果相同。 三、試驗結(jié)果分析 由極差分析結(jié)果可知，試驗因素Rj 為2.13>1.2>0.47,極差值越大，相應(yīng)因素對yi 影響越大， 因素的主次關(guān)系為背吃刀量>進(jìn)給量>主軸轉(zhuǎn)速。確定優(yōu)化方案為A1B3C2，雖然；在正交試 驗沒有對該方案進(jìn)行驗證，因C 因素為相對不顯著因素，A1B3C3的粗糙度為3.3 為試驗中 的最小值，可以證明A1B3C2 為最優(yōu)。 方差分析結(jié)果得到各個因素的F 檢驗量，因C 因素的效應(yīng)較小，歸入誤差中，提高檢驗的 靈敏度。其中A（進(jìn)給量）的F值為6.7>F0.1，影響顯著，B（背吃刀量）為18.78>F0.01， 影響極為顯著。 綜合以上兩種分析，在實際生產(chǎn)中，在保證加工質(zhì)量的前提下，提高效率，可參考上述結(jié)論， 同時應(yīng)結(jié)合加工的實際條件，選擇具體的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和背吃刀量。 四、參考文獻(xiàn) 【1】李學(xué)光，王慧偉，張樹仁，等.基于正交試驗法的切削參數(shù)優(yōu)化研