機(jī)械加工質(zhì)量及其控制--ppt課件

1、1ppt課件第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制七、提高加工精度的途徑七、提高加工精度的途徑為保證和提高機(jī)械加工精度，首先要找出產(chǎn)生加為保證和提高機(jī)械加工精度，首先要找出產(chǎn)生加工誤差的主要因素，然后采取相應(yīng)的工藝措施以工誤差的主要因素，然后采取相應(yīng)的工藝措施以減少或控制這些因素的影響。減少或控制這些因素的影響。（1） 減小和消除原始誤差減小和消除原始誤差 （2）轉(zhuǎn)移原始誤差）轉(zhuǎn)移原始誤差第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制（3）均分原始誤差）均分原始誤差 誤差分組法是把毛坯或上工序加工的工件尺寸經(jīng)誤差分組法是把毛坯或上工序加工的工件尺寸經(jīng)測量按大小分為測量按

2、大小分為 n 組，每組工件的尺寸誤差就縮組，每組工件的尺寸誤差就縮減為原來的減為原來的1/n。然后按各組的誤差范圍分別調(diào)。然后按各組的誤差范圍分別調(diào)整刀具相對于工件的位置，使整批工件的尺寸分整刀具相對于工件的位置，使整批工件的尺寸分散范圍大大縮小。散范圍大大縮小。 第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制（4）采用誤差補(bǔ)償技術(shù)）采用誤差補(bǔ)償技術(shù) 誤差補(bǔ)償技術(shù)其實(shí)質(zhì)就是人為地造出一種新的原誤差補(bǔ)償技術(shù)其實(shí)質(zhì)就是人為地造出一種新的原始誤差，去抵消原來工藝系統(tǒng)中存在的原始誤差，始誤差，去抵消原來工藝系統(tǒng)中存在的原始誤差，盡量使兩者大小相等、方向相反而達(dá)到使誤差抵盡量使兩者大小相等、方向

3、相反而達(dá)到使誤差抵消得盡可能徹底的目的。消得盡可能徹底的目的。圖圖4-42 精密絲杠螺距誤差補(bǔ)償裝置精密絲杠螺距誤差補(bǔ)償裝置第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制第三節(jié)第三節(jié) 加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析一、概述一、概述在生產(chǎn)實(shí)際中，影響加工精度的原始誤差很多，在生產(chǎn)實(shí)際中，影響加工精度的原始誤差很多，這些原始誤差往往是綜合地交錯(cuò)在一起對加工精這些原始誤差往往是綜合地交錯(cuò)在一起對加工精度產(chǎn)生綜合影響的，且其中不少原始誤差的影響度產(chǎn)生綜合影響的，且其中不少原始誤差的影響往往帶有隨機(jī)性。對于一個(gè)受多個(gè)隨機(jī)性質(zhì)原始往往帶有隨機(jī)性。對于一個(gè)受多個(gè)隨機(jī)性質(zhì)原始誤差影響的工藝系統(tǒng)，

4、只有用概率統(tǒng)計(jì)的方法來誤差影響的工藝系統(tǒng)，只有用概率統(tǒng)計(jì)的方法來進(jìn)行分析，才能得出正確的、符合實(shí)際的結(jié)果。進(jìn)行分析，才能得出正確的、符合實(shí)際的結(jié)果。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制對加工誤差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，需要認(rèn)識誤差的性對加工誤差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，需要認(rèn)識誤差的性質(zhì)，即要能對各項(xiàng)原始誤差及由它所產(chǎn)生的加工質(zhì)，即要能對各項(xiàng)原始誤差及由它所產(chǎn)生的加工誤差，按系統(tǒng)性誤差和隨機(jī)性誤差進(jìn)行歸類。誤差，按系統(tǒng)性誤差和隨機(jī)性誤差進(jìn)行歸類。（一）（一） 系統(tǒng)性誤差與隨機(jī)性誤差系統(tǒng)性誤差與隨機(jī)性誤差（1） 系統(tǒng)性誤差系統(tǒng)性誤差 系統(tǒng)性誤差可分為常值性系系統(tǒng)性誤差可分為常值性系統(tǒng)誤差和變值性

5、系統(tǒng)誤差兩種。統(tǒng)誤差和變值性系統(tǒng)誤差兩種。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制在順序（連續(xù)）加工一批工件時(shí)，加工誤差的大在順序（連續(xù)）加工一批工件時(shí)，加工誤差的大小和方向保持不變或基本不變，此誤差稱為常值小和方向保持不變或基本不變，此誤差稱為常值性系統(tǒng)誤差。例如原理誤差、定尺寸刀具的制造性系統(tǒng)誤差。例如原理誤差、定尺寸刀具的制造誤差等。誤差等。在順序（連續(xù)）加工一批工件時(shí)，加工誤差的大在順序（連續(xù)）加工一批工件時(shí)，加工誤差的大小和方向按某一規(guī)律變化，此誤差稱為變值性系小和方向按某一規(guī)律變化，此誤差稱為變值性系統(tǒng)誤差。例如刀具因正常磨損所引起的誤差等。統(tǒng)誤差。例如刀具因正常磨損

6、所引起的誤差等。 第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制常值性系統(tǒng)誤差與加工順序無關(guān)，變值性系統(tǒng)誤常值性系統(tǒng)誤差與加工順序無關(guān)，變值性系統(tǒng)誤差與加工順序有關(guān)。差與加工順序有關(guān)。對于常值性系統(tǒng)誤差，若能掌握其大小和方向，對于常值性系統(tǒng)誤差，若能掌握其大小和方向，可以通過調(diào)整完全消除。可以通過調(diào)整完全消除。對于變值性系統(tǒng)誤差，若能掌握其大小和方向隨對于變值性系統(tǒng)誤差，若能掌握其大小和方向隨時(shí)間變化的規(guī)律，也可通過采取自動補(bǔ)償措施加時(shí)間變化的規(guī)律，也可通過采取自動補(bǔ)償措施加以消除。以消除。 第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制（2） 隨機(jī)性誤差隨機(jī)性誤差 在順序加工

7、一批工件時(shí)，加在順序加工一批工件時(shí)，加工誤差的大小和方向都是隨機(jī)變化的，這類誤差工誤差的大小和方向都是隨機(jī)變化的，這類誤差稱為隨機(jī)性誤差。例如工件的裝夾誤差、測量誤稱為隨機(jī)性誤差。例如工件的裝夾誤差、測量誤差等。差等。由概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)可知，隨機(jī)性誤差的統(tǒng)計(jì)由概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)可知，隨機(jī)性誤差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律可用它的概率分布表示。規(guī)律可用它的概率分布表示。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制如果我們掌握了工藝過程中的各種隨機(jī)誤差的概如果我們掌握了工藝過程中的各種隨機(jī)誤差的概率分布，以及變值系統(tǒng)性誤差的變化規(guī)律，那么率分布，以及變值系統(tǒng)性誤差的變化規(guī)律，那么我們就能對工藝過程進(jìn)行有

8、效的控制，使工藝過我們就能對工藝過程進(jìn)行有效的控制，使工藝過程能按規(guī)定要求順利進(jìn)行。程能按規(guī)定要求順利進(jìn)行。但對于隨機(jī)性誤差只能縮小其誤差變動范圍，不但對于隨機(jī)性誤差只能縮小其誤差變動范圍，不能完全消除。能完全消除。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制（二）（二） 機(jī)械制造中常見的誤差分布規(guī)律機(jī)械制造中常見的誤差分布規(guī)律 圖圖4-43 機(jī)械制造中常見的誤差分布規(guī)律機(jī)械制造中常見的誤差分布規(guī)律1. 正態(tài)分布（圖正態(tài)分布（圖4-43a）機(jī)械加工中，若同時(shí)滿足以下三個(gè)條件，工件的機(jī)械加工中，若同時(shí)滿足以下三個(gè)條件，工件的加工誤差就將服從正態(tài)分布：加工誤差就將服從正態(tài)分布：1）無變值

9、性系統(tǒng)誤差；）無變值性系統(tǒng)誤差；2）各隨機(jī)誤差相互獨(dú)立；）各隨機(jī)誤差相互獨(dú)立；3）在隨機(jī)誤差中沒有一個(gè)）在隨機(jī)誤差中沒有一個(gè)是起主導(dǎo)作用的。是起主導(dǎo)作用的。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制圖圖4-43 機(jī)械制造中常見的誤差分布規(guī)律機(jī)械制造中常見的誤差分布規(guī)律2. 平頂分布（圖平頂分布（圖4-43b）在影響機(jī)械加工的諸多因素中，如果變值性系統(tǒng)在影響機(jī)械加工的諸多因素中，如果變值性系統(tǒng)誤差占主導(dǎo)地位時(shí)，工件的尺寸誤差就將呈現(xiàn)平誤差占主導(dǎo)地位時(shí)，工件的尺寸誤差就將呈現(xiàn)平頂分布。頂分布。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制圖圖4-43 機(jī)械制造中常見的誤差分布規(guī)

10、律機(jī)械制造中常見的誤差分布規(guī)律3. 雙峰分布（圖雙峰分布（圖4-43c）若將兩臺機(jī)床所加工的同一種工件混在一起，由若將兩臺機(jī)床所加工的同一種工件混在一起，由 于兩臺機(jī)床的調(diào)整于兩臺機(jī)床的調(diào)整尺寸和精度狀態(tài)都尺寸和精度狀態(tài)都不盡相同，工件的不盡相同，工件的尺寸誤差將呈雙峰尺寸誤差將呈雙峰分布。分布。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制圖圖4-43 機(jī)械制造中常見的誤差分布規(guī)律機(jī)械制造中常見的誤差分布規(guī)律4. 偏態(tài)分布（圖偏態(tài)分布（圖4-43d）采用試切法車削工件外圓或鏜內(nèi)孔時(shí)，為避免出采用試切法車削工件外圓或鏜內(nèi)孔時(shí)，為避免出 現(xiàn)不可修復(fù)的廢現(xiàn)不可修復(fù)的廢品，操作者按其品，操作

11、者按其主觀意向加工出主觀意向加工出的一批工件的尺的一批工件的尺寸誤差將呈偏態(tài)寸誤差將呈偏態(tài)分布。分布。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制（三）正態(tài)分布（三）正態(tài)分布1. 正態(tài)分布規(guī)律正態(tài)分布規(guī)律機(jī)械加工中，工件的尺寸誤差是由很多相互獨(dú)立機(jī)械加工中，工件的尺寸誤差是由很多相互獨(dú)立的隨機(jī)性誤差綜合作用的結(jié)果，如果其中沒有一的隨機(jī)性誤差綜合作用的結(jié)果，如果其中沒有一個(gè)隨機(jī)性誤差是起決定作用的，則加工后工件的個(gè)隨機(jī)性誤差是起決定作用的，則加工后工件的尺寸將呈正態(tài)分布，如圖尺寸將呈正態(tài)分布，如圖4-44所示。所示。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制圖圖4-44 正

12、態(tài)分布曲線正態(tài)分布曲線第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制式中式中 算術(shù)平均值（均值）；算術(shù)平均值（均值）； 均方根偏差（標(biāo)準(zhǔn)差）均方根偏差（標(biāo)準(zhǔn)差） 02exp2122 ,xxxxy) )( (4-21)x其正態(tài)分布的概率密度為其正態(tài)分布的概率密度為 niixnx11 niixxn121 (4-22)(4-23)工件尺寸工件尺寸工件總數(shù)工件總數(shù)第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制圖圖4-45 、 對分布曲線的影響對分布曲線的影響x圖圖445是根據(jù)式（是根據(jù)式（4 21）畫出的概率密度分布）畫出的概率密度分布曲線。曲線。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械

13、加工質(zhì)量及其控制圖圖4-45 、 對分布曲線的影響對分布曲線的影響x 不影響曲線的形狀。不影響曲線的形狀。 值取決于值取決于機(jī)床調(diào)整尺機(jī)床調(diào)整尺寸和常值性寸和常值性系統(tǒng)誤差，系統(tǒng)誤差， 只影響曲只影響曲線的位置，線的位置，xx第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制圖圖4-45 、 對分布曲線的影響對分布曲線的影響x 值取決于隨機(jī)性誤差和值取決于隨機(jī)性誤差和變值性系統(tǒng)誤差，變值性系統(tǒng)誤差， 只影只影響曲線的形狀，不影響曲響曲線的形狀，不影響曲線的位置；線的位置； 愈小，尺寸愈小，尺寸分布范圍就愈小，加工精分布范圍就愈小，加工精度就愈高。度就愈高。因此，因此， 的大小反映了機(jī)床加工

14、精度的高低，的大小反映了機(jī)床加工精度的高低， 而而 的大小則反映了機(jī)床調(diào)整位置的不同。的大小則反映了機(jī)床調(diào)整位置的不同。x第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制2. 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布將將 的正態(tài)分布稱為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，其的正態(tài)分布稱為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，其概率密度概率密度10 ,x 02exp2122 ,xxxxy) )( (4-21) 102exp212 ,xxxy) )( (4-24)第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制在實(shí)際生產(chǎn)中，多數(shù)情況下在實(shí)際生產(chǎn)中，多數(shù)情況下 ，為查表，為查表計(jì)算方便，需將非標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布通過標(biāo)準(zhǔn)化變量計(jì)算方便，需將非標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布通

15、過標(biāo)準(zhǔn)化變量代換，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布：代換，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布：令令則則10 ,x ) )( () )( (zyzxxxy 12exp212exp21222 (4-25) xxz 第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制上式就是非標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布概率密度函數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)正上式就是非標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布概率密度函數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)正圖圖4-46 正態(tài)分布曲線的標(biāo)準(zhǔn)化正態(tài)分布曲線的標(biāo)準(zhǔn)化 態(tài)分布概率密度函態(tài)分布概率密度函數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系式。數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系式。右圖為非標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)右圖為非標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布概率密度函數(shù)分布概率密度函數(shù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布概率密度函數(shù)的布概率密度函數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。對應(yīng)關(guān)系。第第四四章章

16、機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制3. 工件尺寸落在某一尺寸區(qū)間內(nèi)的概率工件尺寸落在某一尺寸區(qū)間內(nèi)的概率工件加工尺寸落在工件加工尺寸落在區(qū)間（區(qū)間（x1 x1）內(nèi)）內(nèi)的概率為圖的概率為圖4-47所所示陰影部分的面積示陰影部分的面積 F (x)。圖圖4-47 工件尺寸概率分布工件尺寸概率分布x第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制(4-26) dxxxexpdxxyxFxxxx 222212121 令令則則 /xxz) )( ( dzxd z z zdzzdzzxF02022exp212exp21 代入上式得代入上式得第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制

17、z z zdzzdzzxF02022exp212exp21 上述分析表明，非標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布概率密度函數(shù)的上述分析表明，非標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布概率密度函數(shù)的積分經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化變換后，可用標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布概率密積分經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化變換后，可用標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布概率密度函數(shù)的積分表示。度函數(shù)的積分表示。表表4-2列出了標(biāo)準(zhǔn)化正態(tài)分布概率密度函數(shù)的積列出了標(biāo)準(zhǔn)化正態(tài)分布概率密度函數(shù)的積分值。分值。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制由表由表4-2知知當(dāng)當(dāng)時(shí)，時(shí)，1 /xxz) )( (2 (1) = 20.3413 = 68.26%； 當(dāng)當(dāng)時(shí)，時(shí)，2 /xxz) )( (2 (2) = 20.4772 = 95.44

18、%； 當(dāng)當(dāng)時(shí)，時(shí)，3 /xxz) )( (2 (3) = 20.49865 = 99.73 %。 第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制計(jì)算結(jié)果表明，工件尺寸落在計(jì)算結(jié)果表明，工件尺寸落在 范圍內(nèi)的范圍內(nèi)的概率為概率為99.73%，而落在該范圍以外的概率只占，而落在該范圍以外的概率只占0.27%，概率極小，概率極小， 3 x 3 x 可以認(rèn)為正態(tài)分布的可以認(rèn)為正態(tài)分布的分散范圍為分散范圍為 ,這就是工程上經(jīng)常用這就是工程上經(jīng)常用到的到的“3 原則原則”，或稱或稱“6 原則原則”。圖圖4-46 正態(tài)分布曲線的標(biāo)準(zhǔn)化正態(tài)分布曲線的標(biāo)準(zhǔn)化第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量

19、及其控制例例4-4 在臥式鏜床上鏜削一批箱體零件的內(nèi)在臥式鏜床上鏜削一批箱體零件的內(nèi)孔，孔徑尺寸要求為孔，孔徑尺寸要求為 mm，已知孔徑尺寸，已知孔徑尺寸按正態(tài)分布，按正態(tài)分布， = 70.08mm， = 0.04mm。試計(jì)。試計(jì)算這批加工件的合格品率和不合格品率。算這批加工件的合格品率和不合格品率。解解 作圖作圖4-48，x20070. 圖圖4-48 廢品率計(jì)算圖廢品率計(jì)算圖加工孔徑尺寸公加工孔徑尺寸公差帶差帶T = 0.2mm第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制作標(biāo)準(zhǔn)化變換，令作標(biāo)準(zhǔn)化變換，令 204. 000.7008.70/ )(304. 008.702 .70/ )

20、(minmax xxzxxz左左右右查表查表4-2知知故右側(cè)合格品率故右側(cè)合格品率右側(cè)不合格品率右側(cè)不合格品率這些不合格品不可修復(fù)。這些不合格品不可修復(fù)。 4772.02,49865.03 ；右右%865.493 H%135. 0%865.49%50 右右P第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制故左側(cè)合格品率故左側(cè)合格品率左側(cè)不合格品率左側(cè)不合格品率這些不合格品可以修復(fù)。這些不合格品可以修復(fù)。 ；左左%72.472 H%28. 2%72.47%50 左左P總合格品率總合格品率總不合格品率總不合格品率%585.97%72.47%865.49 H%415. 2%28. 2%135.

21、 0 B第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析工藝過程的分布圖工藝過程的分布圖分析方法分析方法（一）工藝過程的穩(wěn)定性（一）工藝過程的穩(wěn)定性工藝過程的穩(wěn)定性是指工藝過程在時(shí)間歷程上保工藝過程的穩(wěn)定性是指工藝過程在時(shí)間歷程上保持工件均值持工件均值 和標(biāo)準(zhǔn)差和標(biāo)準(zhǔn)差 值穩(wěn)定不變的性能（圖值穩(wěn)定不變的性能（圖4-49）。若工藝過程中質(zhì)量指標(biāo)的）。若工藝過程中質(zhì)量指標(biāo)的 或或 有顯著有顯著變化，則認(rèn)為工藝過程不穩(wěn)定。變化，則認(rèn)為工藝過程不穩(wěn)定。xx第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制圖圖4-48 廢品率計(jì)算圖廢品率計(jì)算圖第第四

22、四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制（二）工藝過程分布圖分析方法（二）工藝過程分布圖分析方法通過工藝過程分布圖分析，可以判斷工藝過程是通過工藝過程分布圖分析，可以判斷工藝過程是否穩(wěn)定、確定工藝系統(tǒng)的加工能力系數(shù)、機(jī)床調(diào)否穩(wěn)定、確定工藝系統(tǒng)的加工能力系數(shù)、機(jī)床調(diào)整精度系數(shù)和加工工件的合格率，并能分析產(chǎn)生整精度系數(shù)和加工工件的合格率，并能分析產(chǎn)生廢品的原因。廢品的原因。下面以銷軸零件加工為例，介紹工藝過程分布圖下面以銷軸零件加工為例，介紹工藝過程分布圖分析的內(nèi)容及步驟。分析的內(nèi)容及步驟。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制1畫工件尺寸實(shí)際分布圖畫工件尺寸實(shí)際分布圖（1

23、）采集樣本）采集樣本在自動車床上加工一批銷軸零件，要求保證工序在自動車床上加工一批銷軸零件，要求保證工序尺寸尺寸 (80.09)mm。在銷軸加工中，按順序連續(xù)。在銷軸加工中，按順序連續(xù)抽取抽取50個(gè)加工件作為樣本（樣本容量一般取為個(gè)加工件作為樣本（樣本容量一般取為50 200件），并逐一測量其軸頸尺寸，將測量數(shù)據(jù)件），并逐一測量其軸頸尺寸，將測量數(shù)據(jù)列于表列于表43中。中。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制（2）剔除異常數(shù)據(jù)）剔除異常數(shù)據(jù)在測量數(shù)據(jù)中有時(shí)可能會有個(gè)別的異常數(shù)據(jù)，它在測量數(shù)據(jù)中有時(shí)可能會有個(gè)別的異常數(shù)據(jù)，它

24、們會影響數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，在作統(tǒng)計(jì)分析之前應(yīng)們會影響數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，在作統(tǒng)計(jì)分析之前應(yīng)將它們從測量數(shù)據(jù)中剔除。異常數(shù)據(jù)都具偶然性，將它們從測量數(shù)據(jù)中剔除。異常數(shù)據(jù)都具偶然性，它們與測量數(shù)據(jù)均值之間的差值往往很大。它們與測量數(shù)據(jù)均值之間的差值往往很大。如果出現(xiàn)如果出現(xiàn) 的情況，的情況， xi 就被認(rèn)為是異常就被認(rèn)為是異常數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。 3 xxi第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制當(dāng)樣本數(shù)當(dāng)樣本數(shù)n較小時(shí)，可用它的無偏估計(jì)量較小時(shí)，可用它的無偏估計(jì)量s替代。替代。 niixxns1211針對表針對表4-3所示測量數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算，所示測量數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算， 8.0053， s0.0404，

25、則，則3 3s = 0.1212mm，經(jīng)校核知，經(jīng)校核知，x 31367000538142810 .xx 31247000538130818 .xx所以所以 x10和和 x18 為異常數(shù)據(jù)，應(yīng)將其剔除。為異常數(shù)據(jù)，應(yīng)將其剔除。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制剔除異常數(shù)據(jù)后，剔除異常數(shù)據(jù)后，n=48， =7.9999， =0.0309。（3）確定尺寸分組數(shù)和組距）確定尺寸分組數(shù)和組距為了能較好地反映工件尺寸分布特征，尺寸分組為了能較好地反映工件尺寸分布特征，尺寸分組數(shù)數(shù) k 應(yīng)根據(jù)樣本容量應(yīng)根據(jù)樣本容量 n 適當(dāng)選擇，尺寸分組數(shù)與適當(dāng)選擇，尺寸分組數(shù)與樣本容量的對應(yīng)關(guān)系參見

26、表樣本容量的對應(yīng)關(guān)系參見表4-4。由表由表4-3知知xmax、xmin，查表，查表4-4取取k，則組距，則組距h為為 xkxxhminmax mm0230792070808. 第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制（4）畫工件尺寸實(shí)際分布圖）畫工件尺寸實(shí)際分布圖根據(jù)分組數(shù)和根據(jù)分組數(shù)和組距，統(tǒng)計(jì)各組距，統(tǒng)計(jì)各組中尺寸的頻組中尺寸的頻數(shù)，列出頻數(shù)數(shù)，列出頻數(shù)分布表，見表分布表，見表45。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制根據(jù)表中根據(jù)表中數(shù)據(jù)即可數(shù)據(jù)即可畫出實(shí)際畫出實(shí)際分布圖，分布圖，如圖如圖450所示。所示。圖圖4-50 頻數(shù)分布圖頻數(shù)分布圖第第四四章章 機(jī)械

27、加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制2. 工藝過程分析工藝過程分析（1）判斷加工誤差性質(zhì)）判斷加工誤差性質(zhì)如果樣本工件服從正態(tài)分布，就可以認(rèn)為工藝過如果樣本工件服從正態(tài)分布，就可以認(rèn)為工藝過程中變值性系統(tǒng)誤差很?。ɑ虿伙@著），工件尺程中變值性系統(tǒng)誤差很?。ɑ虿伙@著），工件尺寸分散是由隨機(jī)性誤差引起的，這表明工藝過程寸分散是由隨機(jī)性誤差引起的，這表明工藝過程處于受控狀態(tài)中。處于受控狀態(tài)中。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制如果樣本工件尺寸不服從正態(tài)分布，可根據(jù)工件如果樣本工件尺寸不服從正態(tài)分布，可根據(jù)工件尺寸實(shí)際分布圖分析是哪種變值性系統(tǒng)誤差在顯尺寸實(shí)際分布圖分析是哪種變值性

28、系統(tǒng)誤差在顯著地影響著工藝過程。著地影響著工藝過程。如果工件尺寸的實(shí)際分布中心如果工件尺寸的實(shí)際分布中心 與公差帶中心有與公差帶中心有偏移量偏移量 ，這表明工藝過程中有常值性系統(tǒng)誤差，這表明工藝過程中有常值性系統(tǒng)誤差存在。存在。x第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制在圖在圖4-50所示工件尺寸頻數(shù)分布圖中，所示工件尺寸頻數(shù)分布圖中， 比公差比公差帶中心尺寸小帶中心尺寸小0.0001mm。x這表明機(jī)床加工過程這表明機(jī)床加工過程存在著常值性系統(tǒng)誤存在著常值性系統(tǒng)誤差，可能是由于車刀差，可能是由于車刀位置調(diào)得稍稍靠近機(jī)位置調(diào)得稍稍靠近機(jī)床主軸中心了。床主軸中心了。圖圖4-50 頻數(shù)

29、分布圖頻數(shù)分布圖第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制（2）確定工序能力系數(shù)和工序能力）確定工序能力系數(shù)和工序能力 當(dāng)工序處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，工序能力系數(shù)當(dāng)工序處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，工序能力系數(shù)Cp按下式按下式計(jì)算計(jì)算 6pTC 工件公差工件公差T一定時(shí)，一定時(shí)， 愈小，愈小，Cp就愈大。工序能就愈大。工序能力共分五級，其工序能力系數(shù)力共分五級，其工序能力系數(shù)Cp值詳見表值詳見表4-6 。生產(chǎn)中工序能力等級不應(yīng)低于二級，即生產(chǎn)中工序能力等級不應(yīng)低于二級，即Cp值應(yīng)大值應(yīng)大于于1。（4-28）第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制本例中本例中Cp= T/(6 ) =0.18

30、/(60.0309) = 0.97，屬于，屬于工藝能力不足的情況，可能出現(xiàn)少量不合格品。工藝能力不足的情況，可能出現(xiàn)少量不合格品。（3）確定機(jī)床調(diào)整精度系數(shù)）確定機(jī)床調(diào)整精度系數(shù)機(jī)床調(diào)整精度系數(shù)機(jī)床調(diào)整精度系數(shù) E 按下式計(jì)算按下式計(jì)算TE （4-29）本例中本例中00056018000010.TE 分布曲線中心（尺寸分布曲線中心（尺寸分布中心）相對于公差分布中心）相對于公差帶中心的偏移量帶中心的偏移量第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制欲使工藝過程無不合格品，尺寸分布中心相對于欲使工藝過程無不合格品，尺寸分布中心相對于公差帶中心允許最大偏移量為公差帶中心允許最大偏移量為 6

31、21 T允許允許（4-30）本例中尺寸分布中心允許的最大偏移量本例中尺寸分布中心允許的最大偏移量 mm0027003090618021621.T 允許允許計(jì)算結(jié)果表明，本例中計(jì)算結(jié)果表明，本例中 小于小于 允許允許，機(jī)床調(diào)整精度，機(jī)床調(diào)整精度符合要求。符合要求。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制（4）確定合格品率及不合格品率）確定合格品率及不合格品率由圖由圖4-50所列數(shù)據(jù)求標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布變量得所列數(shù)據(jù)求標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布變量得 5852039092799997)(5922039099997088)(minmax./xxz./xxz 左左右右查表查表4-2知知故合格品率故合格品率不

32、合格品率不合格品率 49508058524951805922.,. %.H0299495080495180 %.%.HB980029911 第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制由于本工序常值系統(tǒng)性誤差由于本工序常值系統(tǒng)性誤差 = 0.0001mm，其值，其值很小，產(chǎn)生廢品的主要原因是工藝系統(tǒng)內(nèi)的隨機(jī)很小，產(chǎn)生廢品的主要原因是工藝系統(tǒng)內(nèi)的隨機(jī)性誤差超量，使得尺寸分散范圍超過了尺寸公差性誤差超量，使得尺寸分散范圍超過了尺寸公差帶范圍。帶范圍。工藝過程的分布圖分析法具有以下特點(diǎn)：工藝過程的分布圖分析法具有以下特點(diǎn)：1）因采用樣本放大，故能較接近地反映工藝過）因采用樣本放大，故能較接

33、近地反映工藝過程總體。程總體。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制2）能區(qū)分出工藝過程中的常值系統(tǒng)性誤差，但）能區(qū)分出工藝過程中的常值系統(tǒng)性誤差，但不能區(qū)分開變值系統(tǒng)性誤差。不能區(qū)分開變值系統(tǒng)性誤差。3）不能在工藝過程進(jìn)行當(dāng)中及時(shí)提供控制精度）不能在工藝過程進(jìn)行當(dāng)中及時(shí)提供控制精度的信息。的信息。4）計(jì)算較復(fù)雜。）計(jì)算較復(fù)雜。5）只適用于工藝過程較穩(wěn)定的場合。）只適用于工藝過程較穩(wěn)定的場合。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制三、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析三、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析工藝過程的點(diǎn)圖分工藝過程的點(diǎn)圖分析方法析方法對于一個(gè)不穩(wěn)定的工藝過程，需要在其進(jìn)行中及對于

34、一個(gè)不穩(wěn)定的工藝過程，需要在其進(jìn)行中及時(shí)發(fā)現(xiàn)工件可能出現(xiàn)不合格品的趨向，以便及時(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)工件可能出現(xiàn)不合格品的趨向，以便及時(shí)調(diào)整工藝系統(tǒng)，使工藝過程能夠繼續(xù)進(jìn)行。由于調(diào)整工藝系統(tǒng)，使工藝過程能夠繼續(xù)進(jìn)行。由于點(diǎn)圖分析法能夠反映質(zhì)量指標(biāo)隨時(shí)間變化的情況，點(diǎn)圖分析法能夠反映質(zhì)量指標(biāo)隨時(shí)間變化的情況，因此，它是進(jìn)行統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制的有效方法。因此，它是進(jìn)行統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制的有效方法。第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制（一）點(diǎn)圖的基本形式（一）點(diǎn)圖的基本形式點(diǎn)圖分析法所采用的樣本是順序小樣本，即每隔點(diǎn)圖分析法所采用的樣本是順序小樣本，即每隔一定時(shí)間抽取樣本容量一定時(shí)間抽取樣本容量 n = 5

35、10的小樣本，計(jì)算的小樣本，計(jì)算小樣本的算術(shù)平均值小樣本的算術(shù)平均值 和極差（標(biāo)準(zhǔn)差）和極差（標(biāo)準(zhǔn)差）Rx niixnx11minmaxxxR （4-31） xmax、xmin樣本中樣本中個(gè)體的最大值與最小值個(gè)體的最大值與最小值第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制 R圖是目前應(yīng)用圖是目前應(yīng)用最多的點(diǎn)圖，如圖最多的點(diǎn)圖，如圖4-51所示。所示。 R圖的橫坐標(biāo)是圖的橫坐標(biāo)是按時(shí)間先后采集的小按時(shí)間先后采集的小樣本的組序號，縱坐樣本的組序號，縱坐標(biāo)分別為小樣本的均標(biāo)分別為小樣本的均值值 和極差和極差R。圖圖4-51 R點(diǎn)圖點(diǎn)圖xxxx第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制在在 點(diǎn)圖上有五根控點(diǎn)圖上有五根控制線。該圖控制工藝制線。該圖控制工藝過程質(zhì)量指標(biāo)分布中過程質(zhì)量指標(biāo)分布中心變化，即曲線位置心變化，即曲線位置的高低表示常值系統(tǒng)的高低表示常值系統(tǒng)性誤差的大小，曲線性誤差的大小，曲線的變化趨勢反映變值的變化趨勢反映變值系統(tǒng)性誤差的影響。系統(tǒng)性誤差的影響。x圖圖4-51 R點(diǎn)圖點(diǎn)圖x第第四四章章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制在在 R 點(diǎn)圖上有三根控點(diǎn)圖上有三根控制線。該圖是控制工制線。該圖是控制工藝過程質(zhì)量指標(biāo)分散藝過程質(zhì)量指標(biāo)分散范圍的變化，即曲線范圍的變化，即曲線代表瞬時(shí)的尺寸分布代表瞬時(shí)的尺寸分布范圍的大小，反映了范圍的大小，反映了隨