機械加工精度-資料下載頁

　　

【正文】 之間具有工作時要求的相對位置，最后以一個 表面為基準加工另一個有位置精度要求的表面，實現最 終精加工，這就是“就地加工”法，也稱自身加工修配法 。 六、誤差均分法 誤差均分法就是利用有密切聯系的表面之間的相互比較 和相互修正或者利用互為基準進行加工，以達到很高的 加工精度。 20233 163 圖 5－ 41 立軸轉塔車床刀架轉位誤差的轉移 20233 164 常值誤差 變值誤差 ?在順序加工一批工件時，誤差的大小和方向保持不變者，稱為常值系統性誤差。 如原理誤差和機床、刀具、夾具的制造誤差，一次調整誤差以及工藝系統因受力點位置變化引起的誤差等都屬常值系統誤差。 ?在順序加工一批工件時，誤差的大小和方向呈有規律變化者，稱為變值系統性誤差。 如由于刀具磨損引起的加工誤差，機床、刀具、工件受熱變形引起的加工誤差等都屬于變值系統性誤差。 加工誤差 隨機誤差 系統誤差 ?在順序加工一批工件時，誤差的大小和方向呈無規律變化者，稱為隨機性誤差。 如加工余量不均勻或材料硬度不均勻引起的毛坯誤差復映，定位誤差及夾緊力大小不一引起的夾緊誤差，多次調整誤差，殘余應力引起的變形誤差等都屬于隨機性誤差 第三節 加工誤差的綜合分析 一、加工誤差的性質及分類 20233 165 不同性質誤差的 解決途徑 對隨機性誤差，從表面上看似乎沒有規律，但是應用數理統計的方法可以找出一批工件加工誤差的總體規律，查出產生誤差的根源，在工藝上采取措施來加以控制。 對于變值系統性誤差，在查明其大小和方向隨時間變化的規律后，可采用自動連續補償或自動周期補償的方法消除。 對于常值系統性誤差，在查明其大小和方向后，采取相應的調整或檢修工藝裝備，以及用一種常值系統性誤差去補償原來的常值系統性誤差，即可消除或控制誤差在公差范圍之內。 20233 166 20233 167 加工誤差的統計分析法就是以生產現場對工件進行實際測量所得的數據為基礎，應用數理統計的方法，分析一批工件的情況，從而找出產生誤差的原因以及誤差性質，以便提出解決問題的方法。 在機械加工中，經常采用的統計分析法主要有 分布圖分析法 和 點圖分析法 。 二、加工誤差的統計分析方法 20233 168 （一）分布曲線法 A. 實際分布圖 —— 直方圖 20233 169 20233 170 1） 收集數據 在一定的加工條件下，按一定的抽樣方式抽取一個樣本（即抽取一批零件），樣本容量（抽取零件的個數）一般取 100件左右，測量各零件的尺寸，并找出其中的最大值 xmin和最小值 xmin。 2） 分組 將抽取的樣本數據分成若干組 ，組數過多 ， 分布圖會被頻數的隨即波動所歪曲；組數太少 ， 分布特征將被掩蓋 。 （ 1）直方圖的作法與步驟 20233 171 4） 統計頻數分布 將各組的尺寸頻數 、 頻率和頻率密度填入表中 。 5） 繪制直方圖 按表列數據以頻率密度為縱坐標 ， 組距為橫坐標畫出直方圖 ， 如 圖 743所示 。 3） 確定組距組界及分組 h= (xmax xmin)/(k1) 第一組上界值： s1=xmin+h/2 第一組下界值： x1=xminh/2 20233 172 ? 例如磨削一批軸徑為 mm的工件，實測后的尺寸如表 4l所示。 表 41 軸徑尺寸實測值 （ μ m） 44 20 46 32 20 40 52 33 40 25 43 38 40 41 30 36 49 51 38 34 22 46 38 30 42 38 27 49 45 45 38 32 45 48 28 36 52 32 42 38 40 42 38 52 38 36 37 43 28 45 36 50 46 38 30 40 44 34 42 47 22 28 34 30 36 32 35 22 40 35 36 42 46 42 50 40 36 20 16 Sm 53 32 46 20 28 46 28 54 La 18 32 33 26 46 47 36 38 30 49 18 38 38 注：表中數據為實測尺寸與基本尺寸之差。 20233 173 作直方圖的步驟如下： ? （ 1）收集數據。 ? 一般取 100件左右，找出最大值 La＝ 54μ m，最小值 Sm＝ 16μ m(見表 41)。 ? （ 2）把 100個樣本數據分成若干組，分組數可用表 42確定。 表 42 樣本與組數的選擇 數據的數量 分組數 50 ～ 100 6 ～ 10 100 ～ 250 7 ～ 12 250 以上 10 ～ 20 本例取組數 k＝ 8。 經驗證明，組數太少會掩蓋組內數據的變動情況，組數太多會使各組的高度參差不齊，從而看不出變化規律。 通常確定的組數要使每組平均至少攤到 4～ 5個數據。 20233 174 ? （ 3）計算組距 h，即組與組間的間隔 ? h = = = μ m ≈ 5μ m ? （ 4）計算第一組的上、下界限值 Sm177。 第一組的上界限值為 S m＋ =（ 16+ ） μ m = m； 下界限值為 Sm－ =（ 16－ ） μm = 。 20233 175 ? （ 5）計算其余各組的上、下界限值。 ? 第一組的上界限值就是第二組的下界限值。第二組的下界限值加上組距就是第二組的上界限值，其余類推。 ? （ 6）計算各組的中心值 X i。 ? 中心值是每組中間的數值。 X i = （某組上限值 +某組下限值） / 2 第一組中心值 X I = μm = 16μm 20233 176 ? （ 7）記錄各組的數據，整理成頻數分布表 ? （ 8）統計各組的尺寸頻數、頻率和頻率密度，并填入表中。 ? （ 9）按表列數據以頻率密度為縱坐標；組距（尺寸間隔）為橫坐標就可以畫出直方圖，如圖 432所示 20233 177 ? 由圖 432可知，該批工件的尺寸分散范圍大部分居中，偏大、偏小者較少。 ? 尺寸分散范圍 = 最大直徑 – 最小直徑 = – = ? 尺寸分散范圍中心 : 直徑的公差帶中心 = 60 + = mm 標準差為 : = = 20233 178 ? 從圖中可看出 ,這批工件的分散范圍為 ，比公差帶還小，但尺寸分散范圍中心與公差帶中心不重合，若設法將分散范圍中心調整到與公差帶重合，即只要把機床的徑向進給量增大 mm，就能消除常值系統誤差。 20233 179 抽取工件 100個，經測量： φmax=，φmin=， 取 ，統計每組的工件數，將所得的結果列表 71。 精鏜活塞銷孔，圖紙要求： 實例二： 表 工件頻數分布表 20233 180 圖 5－ 43 活塞銷孔直徑尺寸分布圖 20233 181 直方圖作出后，通過觀察圖形可以判斷生產過程是否穩定，估計生產過程的加工質量及產生廢品的可能性。 1）尺寸分散范圍小于允許公差 T， 且分布中心與公差帶中心重合，則兩邊都有余地，不會出廢品。 2）若工件尺寸分散范圍雖然也小于其尺寸公差帶 T， 但兩中心不重合（分布中心與公差帶中心），此時有超差的可能性，應設法調整分布中心，使直方圖兩側均有余地，防止廢品產生。 3）若工件尺寸分散范圍恰好等于其公差帶 T， 這種情況下稍有不慎就會產生廢品，故應采取適當措施減小分散范圍。 4）若工件尺寸分散范圍大于其公差帶 T， 則必有廢品產生，此時應設法減小加工誤差或選擇其它加工方法。 （ 2）直方圖的觀察與分析 20233 182 2. 理論分布圖 —— 正態分布曲線 20233 183 當采用該曲線代表加工尺寸的實際分布曲線時 ， 上式各參數的意義為： y —— 分布曲線的縱坐標 ， 表示工件的分布密度 （ 頻率密度 ） ； x—— 分布曲線的橫坐標 ， 表示工件的尺寸或誤差； n—— 一批工件的數目 （ 樣本數 ） 。 —— 工件的平均尺寸（分散中心）， ??? niixnx1。1ζ—— 一批零件的均方根差， 。)(112???? nii xxn?）＞＜＋＜ 0,(21 2 22 )( ???? ??????xeyxx（ 1）正態分布曲線方程 20233 184 x?算術平均值 ?正態分布曲線的特征參數有兩個，即 x和 ζ 是確定曲線位置的參數 。它決定一批工 件尺寸分散中心的坐標位置。若 x改變時，整個曲線 沿 χ軸平移，但曲線形狀不變，如 圖 433a所示。 ?使 x產生變化的主要原因是常值系統誤差的影響。 （ 2）正態分布曲線的特征參數 20233 185 圖 5－ 33 正態分布曲線及其特征 20233 186 ①曲線對稱于直線 x②曲線與 x軸圍成的面積代表了一批工件的全部，即 100%，其相對面積為 1。 在 177。 3ζ范圍內，曲線圍成的面積為 。 實際生產中常常認為加工一批工件尺寸全部在 177。 3ζ 范圍內，即： 正態分布曲線的分散范圍為 177。 3ζ ，工藝上稱該原則為 6ζ準則。 （ 3）正態分布曲線的特點 20233 187 177。 3ζ（ 或 6ζ） 的概念在研究加工誤差時應用很廣。 6ζ的大小代表了某種加工方法在一定的條件（如毛坯余量、機床、夾具、刀具等）下所能達到的加工精度。 所以在一般情況下，應使所選擇的加工方法的標準偏差 ζ與公差帶寬度 T之間具有下列關系： 6ζ≤T 但考慮到系統誤差及其它因素的影響，應當使6ζ小于公差帶寬度 T， 才能可靠地保證加工精度。 20233 188 1）鋸齒形 直方圖的矩形高低相間，形如鋸齒，見 圖例 a。出現該圖形的主要原因可能是測量方法不當或讀數不準，也可能是數據分組不當所致。 2）對稱性 中間直方最高，其左右直方逐漸降低且基本呈對稱分布，見 圖例 b。 該圖形屬正常圖形。 3）偏向形 直方頂端偏向一側，圖形不對稱，見 圖例 c。 出現該圖形的主要原因可能是工藝系統產生顯著的熱變形，如刀具受熱伸長會使加工的孔偏大，圖形右偏；使加工的軸偏小，圖形左偏，或因為操作者加工習慣所致。有時端跳、徑跳等形位誤差也服從這種分布。 3. 非正態分布曲線 20233 189 4）孤島形 在遠離分布中心的地方又出現小直方，見 圖例 d。 出現該圖形的主要原因是加工條件有變動，也可能因毛刺影響測量結果的準確性。 5）雙峰形 分布圖具有兩個頂峰，見 圖例 e。 產生這種圖形的主要原因可能是經過兩次不同的調整加工的工件混在一起。 6）平頂形 靠近中間的幾個直方高度相近，呈平頂狀，見 圖例 f。產生這種圖形的主要原因是生產過程中某種緩慢變動傾向的影響，如加工中刀具的顯著磨損。 20233 190 圖 5－ 44 常見的幾種非正態分布圖形 a) 鋸齒形 b) 對稱形 c) 偏向形 d) 孤島形 e) 雙峰形 f) 平頂形 20233 191 1） 確定給定加工方法的精度 對于給定的加工方法，服從正態分布，其分散范圍為177。 3ζ（ 6ζ）； 則 : 6ζ即為該加工方法的加工精度。 2） 判斷加工誤差的性質 ?如果實際分布曲線基本符合