機械制造技術(shù)基礎(chǔ)

1、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書實驗一 工藝裝備認識與分析（機床、刀具認識）(現(xiàn)場教學(xué)一)一、目的與要求1、了解金屬切削機床型號的編制方法。2、了解部分典型機床的工藝范圍、總體部局、結(jié)構(gòu)特點和主要技術(shù)性能。3、了解各種常用的金屬切削刀具。4、了解機床專用夾具的用途、組成及一些典型零部件。二、內(nèi)容1、金屬切削機床的分類機床主要是按加工性質(zhì)和所使用的刀具進行分類，目前我國將機床分為12大類：車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、銑床、刨插床、拉床、特種加工機床、切斷機床及其他機床。按照萬能程度、機床又可分為：通用機床(萬能機床)、專門化機床(專能機床)、專用機床。按照加工精度不同，在同一種

2、機床中分為普通精度、，精密和高精度三種精度等級。機床按照自動化程度的不同，分為手動、機動、半自動和自動的機床。按照機床重量的不同，分為儀表機床、中型機床(一般機床)大型機床和重型機床、超重型機床。按照機床主要器件的數(shù)目，分為單軸、多軸、單刀，多刀機床等。上述幾種分類方法，是由于分類的目的和依據(jù)不同而提出來的。通常，機床是按照加工方式(如車、鉆、銑、刨、磨等)及某些輔助特征來進行分類的。2、常用金屬切削刀具(1)車刀車刀是金屬切削加工中應(yīng)用最廣泛的刀具，它可以用來加工外園、內(nèi)孔、端面，螺紋，也可以用于切槽和切斷等。車刀按照用途不同可分為外園車刀、端面車刀、切斷刀及螺紋車刀、成型車刀等。車刀在結(jié)構(gòu)

3、上可分為整體車刀、焊接車刀、機夾重磨式和機夾可轉(zhuǎn)位車刀。成形車刀按結(jié)構(gòu)和形狀分有：平體成型車刀、棱體成形車刀、圓體成形車刀，按進刀方式可分為徑向成形車刀和切向成形車刀。(2)孔加工刀具麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀、鏜刀、中心鉆、深孔鉆等。(3)銑刀銑刀的種類很多，按用途分有，園柱銑刀、端銑刀、盤形銑刀(槽銑刀、兩面刃銑刀、三面刃銑刀和錯齒三面刃銑刀)、鋸片銑刀、立銑刀、角度銑刀、鍵槽銑刀、成形銑刀。(4)拉刀 由于拉削加工方法應(yīng)用廣泛，拉刀的種類也很多。 按加工工件表面的不同，可分為內(nèi)拉刀和外拉刀兩類，內(nèi)拉刀是用于加工工件內(nèi)表面的。常見的有園孔拉刀，鍵槽拉刀、花鍵拉刀等。加工外表面的拉刀，則稱為外拉刀

4、、如平面拉刀，成形表面拉刀及齒輪拉刀等。在分析拉刀時，注意拉刀的主要組成部分及切削部分的拉削方式(拉削圖形)a、分層拉削方式：成形式(同廓)和漸成式；b、分塊拉削方式：分組式、輪切式：c、綜合式拉削。并進一步比較拉刀上相應(yīng)的齒形。(5)齒輪刀具成形法齒輪刀具：盤形齒輪銑刀、指形齒輪銑刀(模數(shù)銑刀）展成法齒輪刀具：齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀。(6)磨料和磨具砂輪的特性主要由磨科、粒度、結(jié)合劑，硬度、組織及形狀尺寸等因素決定。注意砂輪端面上的標(biāo)志與砂輪形貌的對應(yīng)。了解各種金屬切削刀具的同時，應(yīng)能分清刀體材料和切削部分的材料。(高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷材抖及立方氮化硼等)。3、以CK6136車床為例，了

5、解其工藝范圍，布局與組成，傳動原理。以XK7732為例，了解數(shù)控機床依靠控制元件實現(xiàn)程序加工。以CK6136為例，了解自動化加工設(shè)備中刀只的管理、刀具的識別選刀方式及換刀過程。三、實驗報告1、記錄本次實驗所見的機床型號、工藝范圍。2、記錄本次實驗所見的各種刀具名稱和用途。3、記錄本次實驗所見的各種機床夾具典型部件。實驗二 車刀角度的測量一、目的與要求1、 熟悉車刀切削部分的組成，掌握確定刀具角度的參考平面、參考系及刀具的標(biāo)注角度；2、 了解萬能量角器和車刀量角臺的結(jié)構(gòu)，學(xué)會使用萬能量角器和車刀量角臺測量車刀的標(biāo)準(zhǔn)角度；3、 繪制車刀標(biāo)準(zhǔn)角度圖，并標(biāo)出測量得到的各標(biāo)注角度數(shù)值。二、實驗設(shè)備、儀器

6、和試件車刀、萬能量角器和車刀量角臺三、測量原理車刀標(biāo)注角度可以用角度樣板、萬能量角器、重力量角器以及各種車刀量角臺等進行測量。其測量基本原理是：按照車刀標(biāo)注角度的定義，在刀刃的選定點，用量角器的尺面或量角臺的指針平面，與構(gòu)成被測角度的面或線緊密貼合，把要測量的角度測量出來。四、實驗內(nèi)容與方法（一）量角器和量角臺的結(jié)構(gòu)1、萬能量角器結(jié)構(gòu)如圖，直角尺8或直尺12根據(jù)需要，用定位螺釘5或11，卡塊6或9、制動螺釘7或10裝在尺座4上，松開制動螺釘7或10，直角尺8或直尺12調(diào)整到適當(dāng)位置時，再用制動螺釘7或10將其鎖緊。測量角度時，松開制動頭3，尺體1連同連同基尺13可以沿尺座4上的半圓形滑軌轉(zhuǎn)動，

7、把基尺13與構(gòu)成被測角度的面或 線緊密貼合(或相平行、或相垂直)，然后將制動頭3鎖緊，從游標(biāo)尺2的刻座線上， 便可以讀山所要測量的角度數(shù)值。2、車刀量角臺車刀量角臺是測量車刀標(biāo)注角度的專用量角儀，它有很多種型式，其中即能測量車刀主剖面參考系的基本角度，又能測量車刀法剖面參考系的基本角度的一種車刀量角臺，如圖1-2所示。圓形底盤2的周邊，刻有從o 起向順、逆時針兩個方向各100 的刻度，其上的工作臺5可以繞小軸7轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角度，由固連于工作臺5上的工作臺指針6指示出來工作臺5上的定位塊4和導(dǎo)條3固定在一起，能在工作臺5的滑槽內(nèi)平行滑動。立柱20固定安裝在底盤2上，它是一根矩形螺紋絲杠，旋轉(zhuǎn)絲杠

8、上的大螺帽19，可以使滑體13沿立柱(絲杠)20的鍵槽上、下滑動滑體13上用小螺釘16固定裝上一個小刻度盤15，在小刻度盤15的外面，用旋鈕17將彎扳18的一端鎖緊住滑體13上當(dāng)松開旋鈕17時，彎板18以旋鈕17為軸，可以向順、逆時針兩個方向轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動的角度用固連于彎扳18上的小指針14在小刻度盤15上指示出來在彎扳18的另一端，用兩個螺釘11固定裝上一個扇形大刻度盤12，其上用特制的螺釘軸8裝上一個大指針9大指針9可以繞螺釘軸8向順、逆時針兩個方向轉(zhuǎn)動，并在大刻度盤12上指示出轉(zhuǎn)動的角度兩個銷軸10可以限制大指針9的極限位置。當(dāng)工作臺指針6、大指針9和小指針14都處在o·時，大指

9、針9的前面a和側(cè)面b垂直于工作臺5的平面，而大指針g的底面c平行于工作臺5的平面測量車刀角度時，就是根據(jù)被測角度的需要，轉(zhuǎn)動工作臺5，同時調(diào)整放在工作臺5上的車刀位置，再旋轉(zhuǎn)大螺帽19，使滑體13帶動大指針9上升或下降而處于適當(dāng)?shù)奈恢茫缓笥么笾羔?的前面a（或側(cè)面b、或底面c），與構(gòu)成被測角度的面或線緊密貼合，從大刻度盤12上讀出大指針9指示的被測角度數(shù)值。(二)測量車刀標(biāo)注角度的方法1、用萬能量角器測量車刀標(biāo)注角度（1）主偏角Kr的測量將萬能量角器裝成如圖1-3所示的樣子貼合在直尺(或換成直角尺)的尺面上，讓基尺和主刀刃在基面上的投影相平行游標(biāo)尺零線所指示的角度數(shù)值，就是主偏角Kr的數(shù)值

10、(2)副偏角K的測量測完主偏角Kr之后，保持車刀和直尺的相對位置，讓基尺和副刀刃裝表面上的投影相平行，則游標(biāo)尺零線所指示的角度數(shù)值，就是副偏角k的數(shù)值(見圖1-4)(3)刃傾角的測量將萬能量角器裝成如圖1-5所示的樣子，把車刀底面緊密地貼合在直尺尺面上，調(diào)整車刀的位置，使基尺處椏切削平面(Ps)內(nèi)，并和主刀刃緊密貼合；則游標(biāo)尺零線所指示的角度數(shù)值，就是刃傾角的數(shù)值。(4)前角的測量 將萬能量角器裝成如圖1-6所示的樣子，把車刀底面緊密地貼合在直尺尺面上，調(diào)整車刀的位置，使基尺處在主剖面（Po)內(nèi)，并通過主刀刃上的選定點和前刀面緊密貼合，則游標(biāo)尺零線所指示的角度數(shù)值，就是主剖面前角的數(shù)值。(5)

11、后角a。的測量將萬能量角器裝成如圖1-7所示的樣子，把車刀底面緊密地貼合在直角尺(或換成直尺)的尺面上，調(diào)整車刀的位置，使基尺處在主剖面(P。)內(nèi)，并通過主刀刃上的選定點，和后刀面緊密貼合，則游標(biāo)尺零線所指示的角度，就是主剖面后角a。的數(shù)值。用萬能量角器測量車刀標(biāo)注角度，其角度數(shù)值的精確度可以達到分，但由于基尺，直角尺和直尺的尺面較窄，定位不準(zhǔn)，再加上是用眼睛觀察來判斷尺面是否在基面、切削平面和主削面內(nèi)，因此可能造成較大的測量誤差。2、用車刀量角臺測量車刀標(biāo)注角度(1)校準(zhǔn)車刀量角臺的原始位置用車刀量角臺測量車刀標(biāo)注角度之前，必須先把車刀量角臺的大指針、小指針和工作臺指針全部調(diào)整到零位，然后把

12、車刀按圖1-8所示平放在工作臺上，我們稱這種狀態(tài)下的車刀量角臺位置為測量車刀標(biāo)注角度的原始位置。(2)主偏角Kr的測量從圖1-8所示的原始位置起，按順時針方向轉(zhuǎn)動工作臺（工作臺平面相當(dāng)于P。)，讓主刀刃和大指針前面a緊密貼合，如圖1-9所示，則工作臺指針在底盤上所指示的刻度數(shù)值，就是主偏角kr的數(shù)值。(3)刃傾角的測量測完主偏角Kr之后，使大指針底面c和主刀刃緊密貼合(大指針前面a相當(dāng)于Ps，如圖1-10所示，則大指針在大刻度盤上所指示的刻度數(shù)值，就是刃傾角的數(shù)值指針在0 左邊為+，指針在0 右邊為。(4)副偏角k的測量參照測量主偏角Kr的方法，按逆時針方向轉(zhuǎn)動工作臺，使副刀刃和大指針前面a緊

13、密貼合，如圖117所示，則工作臺指針在底盤上所指示的刻度數(shù)值，就是副偏角k的數(shù)值。(5)前角的測量前角的測量，必須在測量完主偏角Kr的數(shù)值之后才能進行。從圖18所示的原始位置起，按逆時針方向轉(zhuǎn)動工作臺，使工作臺指針指到底盤上=90 ，的刻度數(shù)值處(或者從圖19所示測完主偏角Kr的位置起，按逆時針方向使工作臺轉(zhuǎn)動90)，這時，主刀刃在基面上的投影恰好垂直于大指針前面a(相當(dāng)于Po)，然后讓大指針底面c落在通過主刀刃上選定點的前刀面上(緊密貼合)，如圖112所示，則大指針在大刻度盤上所指示的刻度數(shù)值，就是主剖面前角的數(shù)值。指針在0右邊時為+，指針在0左邊時為-。(6)后角a。的測量在測完前角之后，

14、向右平行移動車刀(這時定位塊可能要移到車刀的左邊，但仍要保證車刀側(cè)面與定位塊側(cè)面靠緊)，使大指針側(cè)面b和通過主刀刃上選定點的后刀面緊密貼合，如圖1-13所示，則大指針在大刻度盤上所指示的刻度數(shù)值，就是主剖面后角a。的數(shù)值。指針在0左邊為+ a。，指針在0右邊為-a。(7)法剖面前角利后角的測量測量車刀法剖面的前角和后角，必須在測量完主偏角Kr，刃傾角之后才能進行。將滑體(連同小刻度盤和小指針)和彎板(連同大刻度盤和大指針)上升到適當(dāng)位置，使彎板轉(zhuǎn)動一個刃傾角的數(shù)值，這個數(shù)值由固連于彎板上的小指針在小刻度盤上指示出來(逆時針方向轉(zhuǎn)動為，順時針方向轉(zhuǎn)動為)，如圖114所示，然后再按如前所述測量主剖

15、面前角和后角a。的方法(參照圖1-12和圖1-13)，便可測量出車刀法剖面前角和后角的數(shù)值。五、實驗報告內(nèi)容(一)實驗用量儀和工具(二)實驗記錄主剖面參考系的基本角度(單位：度)(三)繪制車刀標(biāo)注角度圖(四)實驗結(jié)果分析討論五、思考題1、用車刀量角臺測量車刀主剖面前角和后角時，為什么要讓工作臺從原始位置起，逆時針方向旋轉(zhuǎn)=90的角度?2、在什么情況下需要測量車刀法剖面前角和后角?為什么用車刀量角臺測量車刀法剖面前角和后角時，小指針(即彎板)要旋轉(zhuǎn)一個刃傾角的數(shù)值?3、參照測量車刀主剖面前角和后角的方法，怎樣利用車刀量角臺測量出車刀副刀刃上的副前角，和副后角，?為什么車刀工作圖上不標(biāo)注副前角?4

16、、怎樣利用車刀量角臺測量出車刀切削深度(進給)方向剖面的前角（）和后角（）?標(biāo)注出（）和后角（）有什么用處?5、切斷車刀有幾條刀刃?哪條是主刀刃?哪條是副刀刃?應(yīng)如何利用車刀量角臺測量切斷車刀的主偏角，和副偏角?6、45 彎頭車刀在車外圓和車端面時，其主、副刀刃和主、副偏角是否發(fā)生變化?為什么?7、在實際切削加工中，由于刀具安裝位置和進給運動的影響，形成刀具的工作角度，請分析以下情況，切削平面、基面和正交平面位置是如何改變的。(1)車刀(鏜刀)安裝時，刀尖高于工件軸線。(2)車刀(鏜刀)安裝時刀尖低于工件軸線。(3)車刀安裝偏斜。(4)縱向進給運動對工作角度的影響。(5)橫向進給運動對工作角度

17、的影響。實驗三 車削力的測量一、目的與要求1、了解通用測力儀的工作原理及測力方法。2、掌握切削深度、進給量f等對車削力的影響規(guī)律。3、通過實驗數(shù)據(jù)的處理，建立主車削力Fz的經(jīng)驗公式。二、實驗設(shè)備、儀器、工具和試件1、測試系統(tǒng)框圖2、設(shè)備，儀器和試件CA6140普通車床、外園車刀，45園鋼棒料、QB-09型通用測力儀、 Y6D-3A型動態(tài)電阻應(yīng)變儀、 SC-16型光線示波器。三、測量原理測量切削力的測力儀種類很多，有機械測力儀，油壓式測力儀和電測力儀。目前使用較多的是電測力儀，它的測量精度和靈敏度較高，電測力儀又有電阻應(yīng)變式、電感式、電容式和壓電式等。(一)電阻應(yīng)變式測力儀的工作原理 就電阻應(yīng)變

18、式測力儀而言，盡管種類繁多，結(jié)構(gòu)各異，但其工作原理是一樣的，即在測力儀彈性元件的適當(dāng)位置粘貼著具有一定電阻值R的電阻應(yīng)變片。并將其聯(lián)成電橋。切削時，彈性元件受力變形，于是緊粘在其上的電阻應(yīng)變片也隨之變形，電阻值R發(fā)生了變化。當(dāng)應(yīng)變片R1及R3受拉而伸長時，電阻絲直徑變細，電阻增大(R+R)，當(dāng)應(yīng)變片R2、R4受壓縮變形時，電阻絲直徑變粗，電阻減小(R-R)，于是電橋失去平衡而產(chǎn)生輸出電壓(或電流)。但由于電阻應(yīng)變片的電阻變化很小，所以一般還必須經(jīng)過電阻應(yīng)變儀放大，然后由記錄儀器記錄，再根據(jù)標(biāo)定曲線的換算，就能求得切削力的數(shù)值。利用電補償原理，可以消除各分力間的相互干擾。圖示為幾種不同結(jié)構(gòu)形式的

19、八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測力儀。(二)電阻應(yīng)變式測力儀常用的放大與記錄儀器1、電阻應(yīng)變儀由于電橋的輸出電壓很小，因此需用應(yīng)變儀來放大電橋的輸出信號。電阻應(yīng)變儀的型號很多，常用的有YJD-1型、YJ-5型、Y6D-2型、Y6D-3A型、Y8DB-5型等。根據(jù)負載電阻的不同，上述電阻應(yīng)變儀分為電壓橋和功率橋兩類，YJD-I、YJ-5、Y6D-2等型號屬電壓橋；Y6D-3A、Y8DB-5等型號屬功率橋。應(yīng)當(dāng)注意，使用電壓橋的電阻應(yīng)變儀時，每一工作橋臂上的電阻應(yīng)變片的片數(shù)、串聯(lián)或并聯(lián)不影響電橋的靈敏度，而使用功率橋的電阻應(yīng)變儀時，電橋的靈敏度則與每一個工作臂上的電阻應(yīng)變片的片數(shù)、串聯(lián)或并聯(lián)的方法有關(guān)，在

20、接橋時必須注意。2、記錄儀器與電阻應(yīng)變儀配套使用的記錄儀器有光線示波器(SC-16型等)及數(shù)字電壓表(PZ8、PZ26型等)。(三)壓電式測力儀壓電式測力儀的工作原理是基于石英晶體的正壓電效應(yīng)。當(dāng)晶體受力作用時，產(chǎn)生變形，從而在晶體表面上產(chǎn)生電荷，所產(chǎn)生的電荷量與外力大小成止比，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。由于石英晶體在切片時的方位不同，有縱向效應(yīng)與切向效應(yīng)之分。縱向效應(yīng)的石英晶片，只有當(dāng)力垂直作于石英晶片的表面時，才有電荷產(chǎn)生。而切向效應(yīng)的石英晶片，只有當(dāng)力沿著靈敏軸方向切于石英晶片表面時，才有電荷產(chǎn)生。單向壓電晶體傳感器是由兩片縱向效應(yīng)的石英晶片組成，只能測量垂直于傳感器表面的作用力。三向壓電晶

21、體傳感器是由三組石英晶片組成，其中測量Fz力的一組是由二片縱向效應(yīng)的石英晶片組成，而測量Fy及Fx力的二組都是由二片切向效應(yīng)的石英晶片組成，但兩組石英晶片的靈敏軸方向互成90，因此，當(dāng)空間任意方向的力作用于傳感器上時，就能自動的將作用力分解為三個相互垂直的分力。壓電式測力儀由于剛性好，靈敏度高，且可以測量動態(tài)切削力，因此應(yīng)用逐漸增多。壓電測力儀，由于在力作用下石英晶片所產(chǎn)生的電荷很少，因此尚需配用電荷放大器進行放大(電荷放人器有FDH-2型、FDH-7型等)，再用光線示波器(SC-16型等)或數(shù)字電壓表(PZ8型、PZ26型等）進行記錄。使用壓電式測力儀測力時，測量系統(tǒng)框圖如圖所示。四、實驗內(nèi)

22、容與方法：1、測力儀的標(biāo)定實際測定切削力之前，必須對測力儀進行標(biāo)定，這樣才能得到測力儀承受力的大小與記錄儀輸出的函數(shù)關(guān)系能否準(zhǔn)確地進行標(biāo)定，將影響測力的精度。通過測力環(huán)來進行標(biāo)定可得到切削力(N或kgf)與微應(yīng)變與uE之間的函數(shù)關(guān)系曲線，即標(biāo)定曲線。2、準(zhǔn)備工作(1)安裝工件、測力儀及車刀。注意刀尖伸出長度應(yīng)與標(biāo)定時一致，并對準(zhǔn)工件中心高。(2)按測量系統(tǒng)圖連線。(3)熟悉電阻應(yīng)變儀使用，并進行電橋平衡調(diào)節(jié)。熟悉記錄儀器的使用。(4)熟悉機床操作手柄及操作方法。注意安全事項。(5)確定實驗條件。五、實驗數(shù)據(jù)和處理與經(jīng)驗公式的建立切削力的經(jīng)驗公式通常是以切深ap和進給量f為變量的冪函數(shù)，其形式為

23、：(以主切削力Fz為例)首先建立切削力與每一單獨變化因素間的關(guān)系式(如Fz-ap與Fz-f)，分別求出各指數(shù)和系數(shù)，然后經(jīng)過綜合，求出總的系數(shù)。1、圖解法在單因素實驗的構(gòu)思下，固定其他因素不變，只改變一個岡素，分別表達切深ap、進給量f與主切削力Fz關(guān)系的單項切削力指數(shù)公式為：；將等號兩邊取對數(shù)，則有l(wèi)gF=lgC+XlgalgF=lgC+Xlgf顯然Fz-ap線和Fz-f線在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上是直線。系數(shù)Cap為Fz-ap線在ap=l mm時的Fz值系數(shù)Cf為Fz-f線在f=lmmr時的FZ值。指數(shù)Xfz為Fz-ap線的斜率。指數(shù)Yfz為Fz-f線的斜率。用本次的數(shù)據(jù)可在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上畫山5條F

24、z-ap線和4條Fz-f線，分別求XFZ和YFz，然后取平均值，以提高實驗精度。取任意一對Fz-ap線和Fz-f線，可以求出。由于式是在f= f （改變ap實驗時所固定的f值）的情況下得到的，故有：=則而式是在（改變f實驗時所固定的值），固有=由于實驗誤差與不一定相等，因此取兩者的平均值，即2、一元線性回歸法理論上lgFz-lgap與lgFz-lgf應(yīng)是線性關(guān)系，但實際的實驗點往往不可能全部落在一條直線上，上述圖解法是用眼晴觀察繪出的一條直線，使各實驗點大約均布在該直線的上下，因此所求得的指數(shù)、系數(shù)存在一定的誤差一元線性回歸法是運用數(shù)理統(tǒng)計中回歸分析的方法，建立一元線性回歸方程，因為它是建立在

25、誤差平方和為最小的“最小二乘法”基礎(chǔ)上得出的一條直線，因此誤差最小。六、實驗報告內(nèi)容(一)實驗儀器、設(shè)備及測試系統(tǒng)原理圖 1、儀器、設(shè)備2、測試系統(tǒng)原理圖(二)實驗步驟(三)實驗記錄(四)實驗數(shù)據(jù)處理及經(jīng)驗公式建立(五)實驗結(jié)果分析討論實驗四 加工精度的統(tǒng)計分析一、目的與要求在無心磨床上磨削一批試件，按順序測量其尺寸。1、繪制實際分布圖。2、計算平均尺寸及均方根偏差，繪制理論分布曲線。3、繪制R質(zhì)量控制圖。4、確定本工序的工序能力及工序能力系數(shù)。通過實驗，要求學(xué)生切實掌握加工誤差的統(tǒng)計分析法的基本理論和了解統(tǒng)計質(zhì)量控制的基本方法。通過本實驗，要求學(xué)生：1、掌握樣本數(shù)據(jù)的取得利處理方法，能繪制實

26、際分布圖、理論分布圖及點圖。2、判斷加工誤差的性質(zhì)，確定工序能力及其等級3、培養(yǎng)對加工誤差進行綜合分析的能力。二、實驗設(shè)備儀器和試件 1、測量儀器±0001mm比較儀。2、量具：025mm千分尺，塊規(guī)一組。3、試件：100200個，園柱形工件，材料45鋼。三、實驗原理在加工過程中，由于隨機誤差利系統(tǒng)誤差的影響，使一批工件加工后的尺寸各不相同，通過測量一批工件的尺寸，可畫出該批工件的實際分布圖，可判斷加工誤差的性質(zhì)。如果通過評定確認樣本是服從正態(tài)分布的，就可以認為工藝過程中變值系統(tǒng)性誤差很小(或不顯著)，引起被加工工件質(zhì)量分散的原因主要是由隨機誤差引起，這時可進一步分析有無常值系統(tǒng)性誤

27、差存在。如果評定結(jié)果表明樣本不服從正態(tài)分布，就要進一步分析是哪種變值系統(tǒng)性誤差在顯著地影響著工藝過程。實踐證明：在機械加工中，若同時滿足下列三個條件：1、無變值系統(tǒng)性誤差(或有而不顯著)； 2、各隨機性誤差是相互獨立的；3、在各隨機性誤差中沒有一個是起主導(dǎo)作用的；則工件的誤差就服從正態(tài)分布。在研究加工誤差問題時，常常應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計學(xué)中一些“理論分布曲線”來近似地代替實際分布曲線。其中應(yīng)用最廣的便是正態(tài)分布曲線(或稱高斯曲線)。其概率密度函數(shù)的方程為：工件尺寸；工件平均尺寸 =；均方根偏差 的大小反映了機床加工精度的高低，正態(tài)分布的分散范圍為±3，的大小反映了機床調(diào)整位置的不同。工序能力

28、就是工序處于穩(wěn)定狀態(tài)時，加工誤差正常波動的幅度，通常用6來表示，工序能力系數(shù)就是工序能力滿足加工精度要求的程度，當(dāng)工序處于穩(wěn)定狀態(tài)時，工序能力系數(shù)： T工件的尺寸公差分布圖分析法具有以下特點：(1)分布圖分析法采用的是大樣本，因而能比較接近實際地反映工藝過程總體(母體)；(2)能把工藝過程中常值系統(tǒng)性誤差從誤差中區(qū)分開來，由于沒有考慮工件加工的先后順序，因此不能把變值系統(tǒng)性誤差和隨機誤差區(qū)分開來；(3)只有等到一批工件加工完畢后才能繪制分布圖，因此不能在工藝過 程中及時提供控制工藝過程精度的信息；(4)計算較復(fù)雜；(5)只適用于工藝過程穩(wěn)定的場合，如果工藝過程不穩(wěn)定，繼續(xù)用分布圖分析討論上藝過

29、程的精度就失去意義。點圖分析法能夠反映質(zhì)量指標(biāo)隨時間變化的情況，因此，它是進行質(zhì)量控制的有效方法。這種方法既可以用于穩(wěn)定的工藝過程，也可以用于不穩(wěn)定的工藝過程。點圖的用法有多種。(1)工藝驗證：為了確定準(zhǔn)備投產(chǎn)的工藝能否保證加工質(zhì)量要求或?qū)ΜF(xiàn)行的工藝進行定期、不定期的檢查，查明工藝能力和工藝的穩(wěn)定性。所謂工藝的穩(wěn)定，從數(shù)理統(tǒng)計的原理來說，一個過程(工序)的質(zhì)量參數(shù)的總體分布，其平均值和均方根差在整個過程（工序)中若能保持不變，則工藝是穩(wěn)定的。常采單單值點圖及由小樣本均值牙的點圖和小樣本極差R的點圖聯(lián)臺組成的R圖。(2)加工過程誤差分析：目的是從點圖中分解出系統(tǒng)性誤差和隨機性誤差并尋找誤差的根源

30、。前者可以用點圖的順序平均數(shù)法。后者可以用相關(guān)分析法。四、實驗步驟 1、用相應(yīng)尺寸的塊規(guī)調(diào)整好比較儀。2、按加工順序測量零件的尺寸，記錄測量結(jié)果。3、繪制實際分布圖(直方圖或折線圖)。1)確定尺寸間隔數(shù)：選擇組數(shù)j對實際分布兇的顯示好壞有很大關(guān)系。組數(shù)過多，組距太小，分布圖會被頻數(shù)的隨機波動所歪曲：組數(shù)太少，組距太大，分布特征將被掩蓋。j值一般應(yīng)根據(jù)樣本容量來選擇。n2540406060100100100160160250j6781011122)確定尺寸間隔大小(組距) x=群體個體的最大值樣本個體的最小值3)計算各組組界與組中值各組組界：+(k-1) 各組組中值：+(k-1) 4)作頻數(shù)分布表5)計算和6)畫實際分布圖，標(biāo)出和6值及工件的尺寸公差T。7)計算工序能力系數(shù)CP。4、繪制理論分布曲線(在實際分布圖上)。5、繪制R質(zhì)量控制點圖。1)取定每組工件數(shù)m，計算出各組數(shù)據(jù)xi，Ri，共分成K組。 第i組的平均值，Ri第i組的極差2)計算樣本平均值的均值，樣本極差R的均值圖的中心線為：R圖的中心線為：圖的上控制線：圖的下控制線：R圖的上控制線：每組個數(shù)mAD40.732.