z120 加工誤差的統(tǒng)計分析

1、一、 系統(tǒng)誤差 在在順序加工一批工件中，其大小和方向均不改變，或順序加工一批工件中，其大小和方向均不改變，或按一定規(guī)律變化的加工誤差。按一定規(guī)律變化的加工誤差。常值系統(tǒng)誤差 其其大小和方向均不改變。如機床、夾具、刀大小和方向均不改變。如機床、夾具、刀具的制造誤差，工藝系統(tǒng)在均勻切削力作用下的受力變形，調(diào)整誤差具的制造誤差，工藝系統(tǒng)在均勻切削力作用下的受力變形，調(diào)整誤差，機床、夾具、量具的磨損等因素引起的加工誤差。，機床、夾具、量具的磨損等因素引起的加工誤差。變值系統(tǒng)誤差 誤差誤差大小和方向按一定規(guī)律變化。如機床、大小和方向按一定規(guī)律變化。如機床、夾具、刀具在熱平衡前的熱夾具、刀具在熱平衡前的熱

2、變形變形，刀具磨損等因素引起的加工誤差。，刀具磨損等因素引起的加工誤差。加工誤差系統(tǒng)誤差隨機誤差常值系統(tǒng)誤差變值系統(tǒng)誤差7.3.1 7.3.1 加工誤差分類加工誤差分類u 在在順序加工一批工件中，其大小和方向隨機變化的加工誤差順序加工一批工件中，其大小和方向隨機變化的加工誤差。u 隨機誤差是工藝系統(tǒng)中大量隨機因素共同作用而引起的隨機誤差是工藝系統(tǒng)中大量隨機因素共同作用而引起的。u 隨機誤差隨機誤差服從統(tǒng)計學(xué)規(guī)律服從統(tǒng)計學(xué)規(guī)律。u 如如毛坯余量或硬度不均，引起切削力的隨機變化而造成的加工毛坯余量或硬度不均，引起切削力的隨機變化而造成的加工誤差；定位誤差；夾緊誤差；殘余應(yīng)力引起的變形等。誤差；定位

3、誤差；夾緊誤差；殘余應(yīng)力引起的變形等。二、 隨機誤差運用數(shù)理統(tǒng)計原理和方法，根據(jù)被測質(zhì)量指標的統(tǒng)計運用數(shù)理統(tǒng)計原理和方法，根據(jù)被測質(zhì)量指標的統(tǒng)計性質(zhì)，對工藝過程進行分析和控制。性質(zhì)，對工藝過程進行分析和控制。對對系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差，可，可循其規(guī)律加以循其規(guī)律加以調(diào)整或補償調(diào)整或補償來來消除；消除；對對隨機誤差隨機誤差，只能，只能縮小其變動范圍縮小其變動范圍無法完全無法完全消除消除。7.3.1 7.3.1 加工誤差分類加工誤差分類7.3.2 7.3.2 正態(tài)分布曲線法正態(tài)分布曲線法u只存在只存在 隨機誤差隨機誤差，則被加工零件的尺寸按，則被加工零件的尺寸按正態(tài)規(guī)正態(tài)規(guī)律分布律分布；u存在存在常值系

4、統(tǒng)誤差常值系統(tǒng)誤差，則分布曲線沿工件尺寸坐標，則分布曲線沿工件尺寸坐標軸軸發(fā)生平移發(fā)生平移；u存在存在變值系統(tǒng)誤差變值系統(tǒng)誤差，則分布曲線不是正態(tài)分布，則分布曲線不是正態(tài)分布，有時可看成是有時可看成是 若干個正態(tài)分布曲線的迭加若干個正態(tài)分布曲線的迭加。 實驗表明實驗表明：5.3.2 5.3.2 正態(tài)分布曲線法正態(tài)分布曲線法一、 正態(tài)分布曲線 ：隨機變量總體平均值； ：方均根誤差。2121,02xyex yF（z）圖4-45 正態(tài)分布曲線( z = 0 )x(z)0z-+nxnii1nxnii21)( x：工件尺寸； n：工件樣本總數(shù)；7.3.2 7.3.2 正態(tài)分布曲線法正態(tài)分布曲線法yF（z

5、）圖4-45 正態(tài)分布曲線( z = 0 )x(z)0z-+12exp2122dxxu 正態(tài)分布曲線下的面積，代表全部工件，100%u 圖中陰影部分的面積，代表工件尺寸從到x間出現(xiàn)的頻率：dxxFx222exp217.3.2 7.3.2 正態(tài)分布曲線法正態(tài)分布曲線法xy0a）雙峰分布雙峰分布：兩次調(diào)整下加工的工件或兩臺機床加工的工件混在一起。 xy0b）平頂分布xy0c）偏向分布平頂分布：工件瞬時尺寸分布呈正態(tài)，其算術(shù)平均值近似成線性變化（如刀具和砂輪均勻磨損）。偏向分布：如工藝系統(tǒng)存在顯著的熱變形，或試切法加工孔時寧小勿大，加工外圓時寧大勿小。圖4-46 幾種非正態(tài)分布 二、 非正態(tài)分布 7

6、.3.2 7.3.2 正態(tài)分布曲線法正態(tài)分布曲線法三、 正態(tài)分布曲線的特性 7.3.2 7.3.2 正態(tài)分布曲線法正態(tài)分布曲線法 處概率密度處概率密度 函數(shù)有最大值函數(shù)有最大值 x= x處處 為為拐點拐點x三、 正態(tài)分布曲線的特性 7.3.2 7.3.2 正態(tài)分布曲線法正態(tài)分布曲線法判斷加工性質(zhì) 確定工序能力CP：公差范圍T和實際加工誤差（分散范圍6）之比。 3626PPKCPTUTLCTUTLC 工序能力 工序能力系數(shù) 四、分布曲線的應(yīng)用7.3.2 7.3.2 正態(tài)分布曲線法正態(tài)分布曲線法7.3.2 7.3.2 正態(tài)分布曲線法正態(tài)分布曲線法圖4-49 工藝能力系數(shù)符號含義yx033公差帶TT

7、UTL3626PPKCPTUTLCTUTLC 四、分布曲線的應(yīng)用若尺寸分布中心與公差中心重合，若尺寸分布中心與公差中心重合，不產(chǎn)生廢品的條件是：不產(chǎn)生廢品的條件是：T 6 若中心不重合存在常值系統(tǒng)誤差若中心不重合存在常值系統(tǒng)誤差系系，T 6系系7.3.2 7.3.2 正態(tài)分布曲線法正態(tài)分布曲線法例：例：軸軸20-0.1，= 0.025，xT = -(0.03) 求常值系統(tǒng)誤差、隨機誤差，合格率、不合格求常值系統(tǒng)誤差、隨機誤差，合格率、不合格率。率。x0解：解： 公差帶中心公差帶中心 xT = 19.95 尺寸分布中心尺寸分布中心 = xT += 19.95 +0.03 = 19.98 常值系統(tǒng)

8、誤差常值系統(tǒng)誤差系系 = - xT = 0.03 隨機誤差隨機誤差 6= 6 0.025 = 0. 15 或或3=0.075xx 計算合格率、不合格率計算合格率、不合格率 6= 0. 15 T = 0.1， Cp=T /6= 0.1/0. 15 =0.67工件極限尺寸工件極限尺寸 xmin= xA= 19.9 ， xmax= xB= 20 zA =( - xA)/= (19.98 -19.9)/0.025=3.2 (zA)= 0.49931 zB =( xB - )/= (20 -19.98)/0.025 =0.8 (zB)= 0.2881合格率合格率=(zA)+(zB)= 0.49931+0

9、.2881=0.78741=78.741%廢品率廢品率 0.5-0.49931=0.069% 0.5-0.2881=21.19% 可修復(fù)可修復(fù)xx7.3.2 7.3.2 正態(tài)分布曲線法正態(tài)分布曲線法 1）采用大樣本，較接近實際地反映工藝過程總體）采用大樣本，較接近實際地反映工藝過程總體； 2）能將常值系統(tǒng)誤差從誤差中區(qū)分開；）能將常值系統(tǒng)誤差從誤差中區(qū)分開； 3）在全部樣本加工后繪出曲線，）在全部樣本加工后繪出曲線，不能反映先后不能反映先后順序順序，不能將變值系統(tǒng)誤差從誤差中區(qū)分開；不能將變值系統(tǒng)誤差從誤差中區(qū)分開； 4）不能及時不能及時提供工藝過程精度的信息，事后分析；提供工藝過程精度的信息

10、，事后分析； 5）計算復(fù)雜計算復(fù)雜，只適合工藝過程穩(wěn)定的場合。，只適合工藝過程穩(wěn)定的場合。點圖分析法點圖分析法 計算簡單，能及時提供主動控制信息，計算簡單，能及時提供主動控制信息，可用于穩(wěn)定過程、也可用于不穩(wěn)定過程。可用于穩(wěn)定過程、也可用于不穩(wěn)定過程。六、分布圖分析法的特點7.3.2 7.3.2 正態(tài)分布曲線法正態(tài)分布曲線法4. 2 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移原始誤差原始誤差 如如鏜孔時鏜桿與主軸采用浮動連接，使用鏜模將鏜孔時鏜桿與主軸采用浮動連接，使用鏜模將機床誤差機床誤差轉(zhuǎn)移到新裝置上加以控制轉(zhuǎn)移到新裝置上加以控制； 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)塔刀架的轉(zhuǎn)位誤差轉(zhuǎn)移到誤差不敏感塔刀架的轉(zhuǎn)位誤差轉(zhuǎn)移到誤差不敏感方向。方向。7.3.4

11、 7.3.4 提高加工提高加工精度的途徑精度的途徑4.3 誤差分組法誤差分組法4.4 誤差補償誤差補償法法如精密孔軸配合將公差擴大加工再測量分組裝配；如精密孔軸配合將公差擴大加工再測量分組裝配； 上道工序誤差太大，將工件分組再分別調(diào)整加工上道工序誤差太大，將工件分組再分別調(diào)整加工 利用利用原有誤差或制造誤差來抵消原始誤差。如龍門原有誤差或制造誤差來抵消原始誤差。如龍門銑床銑床因銑削頭自重產(chǎn)生下凹變形，刮研橫梁導(dǎo)軌使上凸；因銑削頭自重產(chǎn)生下凹變形，刮研橫梁導(dǎo)軌使上凸； 加工加工曲軸時前后刀架同時切削，徑向力方向相反；曲軸時前后刀架同時切削，徑向力方向相反； 精精磨磨床床身導(dǎo)軌預(yù)加載荷，用配重代替

12、工作時的磨磨床床身導(dǎo)軌預(yù)加載荷，用配重代替工作時的部件。部件。7.3.4 7.3.4 提高加工提高加工精度的途徑精度的途徑4. 5 就地就地加工加工（自干自）（自干自）4.6 自動測量補償、恒溫控制等自動測量補償、恒溫控制等 機床機床零件裝到工作位置上再精加工，消除誤差影響。零件裝到工作位置上再精加工，消除誤差影響。 如如牛頭刨、龍門刨工作牛頭刨、龍門刨工作臺面，裝配臺面，裝配在自身機床上在自身機床上進行進行“自刨自自刨自”精加工，以保證對滑枕、橫梁的平行度；精加工，以保證對滑枕、橫梁的平行度； 平面平面磨床工作磨床工作臺面，在臺面，在裝配后作裝配后作“自磨自自磨自”精加工；精加工； 在在機床上修正卡盤平面的平直度，卡爪的同軸度機床上修正卡盤平面的平