机械加工工序误差分析与计算

机械加工工序误差分析与计算

机械加工是加工业的主要形式，对现代社会经济有极为广泛而深远的影响。在当代社会机械加工最重要的质量标准就是加工误差，只有将加工误差控制在合理的范围内，才能保证加工产生的质量。本文立足机械加工的实际，从工序误差分析与计算的角度出发，结合机械加工的实例，对机械加工工序误差进行简要分析。

标签：机械加工；工序误差；分析与计算

前言：在机械加工领域如何控制机械加工的误差，一直是行业面临的主要问题。基于加工工序的误差理念在这种情况下诞生，其核心理念是按照加工的流程将机械加工过程分为多个工序，并对每一个工序中的误差进行精确控制，并最终达到控制机械加工整个过程误差的目的。

1.工序误差分析的基本理论

从机械加工误差分析的整体来看，机械加工各个工序的误差应该满足以下公式的要求

A+8 p+β+T≤α。（1）

其中α是机械加工活动原始尺寸的公差；A是指在机械加工中定位基准与技术资料基准不重合导致的误差，上述两个基准在原始尺寸上的投影构成了这一数值；β为计算定位误差，主要是因为在加工过程中工件与加工机械之间的相对位置误差，其具体数值为误差在原始尺寸上的投影；β夹具安装误差；T加工误差，通常情况下是有机床误差β，刀具调整误差β，刀具误差βD和工件变形误差β。组成的。

在机械加工过程中为了满足上述不等式要求，现将其中各项组成误差的影响因素和处理方法介绍如下：

A这一数值在机械加工的工艺规程中已经固定，加工过程对其影响较小。

β。计算定位误差主要取决于定位基准和定位件之间的结构，当其中任意一点确定以后计算误差取决于另一点。合适的定位件选择、提高定位件的定位精度能够减少计算定位误差。

β.夹具安装误差与夹具有的关系。将夹具的有关技术公差调到最小；机床加工以后，直接应用在本机床的方法；以及对夹具的安装位置仔细明确的方法能够有效的降低夹具安装的误差[1]。

2.工序误差的计算方法

工序尺寸及其公差的确定与加工余量大小

工序尺寸及其公差的确定与加工余量大小

工序尺寸及其公差的确定与加工余量大小，工序尺寸标注方法及定位基准的选择和变换有密切的关系。下面阐述几种常见情况的工序尺寸及其公差的确定方法。 （一）从同一基准对同一表面多次加工时工序尺寸及公差的确定 属于这种情况的有内外圆柱面和某些平面加工，计算时只需考虑各工序的余量和该种加工方法所能达到的经济精度，其计算顺序是从最后一道工序开始向前推算，计算步骤为： 1 ．确定各工序余量和毛坯总余量。 2 ．确定各工序尺寸公差及表面粗糙度。 最终工序尺寸公差等于设计公差，表面粗糙度为设计表面粗糙度。其它工序公差和表面粗糙度按此工序加工方法的经济精度和经济粗糙度确定。 3 ．求工序基本尺寸。

从零件图的设计尺寸开始，一直往前推算到毛坯尺寸，某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或减去后道工序余量。 4 ．标注工序尺寸公差。 最后一道工序按设计尺寸公差标注，其余工序尺寸按“单向入体”原则标注。 例如，某法兰盘零件上有一个孔，孔径为 ，表面粗糙度值为R a0.8 μ m （图3-83 ），毛坯为铸钢件，需淬火处理。其工艺路线如表3-19 所示。 解题步骤如下：

（ 1 ）根据各工序的加工性质，查表得它们的工序余量（见表3-19 中的第 2 列）。 （ 2 ）确定各工序的尺寸公差及表面粗糙度。由各工序的加工性质查有关经济加工精度和经济粗糙度（见表3-19 中的第 3 列）。 （ 3 ）根据查得的余量计算各工序尺寸（见表3-19 中的第四列）。 （ 4 ）确定各工序尺寸的上下偏差。按“单向入体”原则，对于孔，基本尺寸值为公差带的下偏差，上偏差取正值；对于毛坯尺寸偏差应取双向对称偏差（见表3-19 中的第 5 列）。

加工误差统计分析实验指导

加工误差统计分析实验 一、实验目的 1、巩固已学过的统计分析法的基本理论； 2、掌握运用统计分析法的步骤； 3、学习使用统计分析法判断和解决问题的能力。 二、实验设备与仪器 电感测量仪、块规、千分尺、试件（滚动轴承滚柱）、计算机。 三、实验原理和方法 在机械加工中，应用数理统计方法对加工误差（或其他质量指标）进行分析，是进行过程控制的一种有效方法，也是实施全面质量管理的一个重要方面。其基本原理是利用加工误差的统计特性，对测量数据进行处理，作出分布图和点图，据此对加工误差的性质、工序能力及工艺稳定性等进行识别和判断，进而对加工误差作出综合分析。 1、直方图和分布曲线绘制 1）初选分组数k 2 找出样本数据的最大值X imax和最小值X imin，并按下式计算组距： 式中：k——分组数，按表选取； X max和X min——本组样本数据的最大值和最小值。 选取与计算的d值相近的且为测量值尾数整倍数的数值为组距。 3）确定组界 各组组界为： min (i1)d 2 d X+-± (i=1,2,…,k)，为避免样本数据落在组 界上，组界最好选在样本数据最后一位尾数的1/2处。 4）统计各组频数 频数，即落在各组组界范围内的样本个数。 频率=频数/样本容量 5）画直方图 以样本数据值（被测工件尺寸）为横坐标，标出各组组界；以各组频数为纵坐标，画出直方图。 6）计算总体平均值与标准差

平均值的计算公式为 1 1n i i X X n ==∑ 式中：X i ——第i 个样本的测量值； n ——样本容量。 标准差的计算公式为 s =7）画分布曲线 若研究的质量指标是尺寸误差，且工艺过程稳定，则误差分布曲线接近正态分布曲线；若研究的资料指标是形位误差或其他误差，则应根据实际情况确定其分布曲线。画出分布曲线，注意使分布曲线与直方图协调一致。 8）画公差带 按照与以上分布曲线相同的坐标原点，在横轴下方画出被测零件的公差带，以便与分布曲线相比较。 公差根据试件类型、规格查国标手册可得到。 2、X -R 图绘制 1）确定样组容量，对样本进行分组 样组容量一般取m=2~10件，通常取4或5，即对试件尺寸依次按每4~5个一组进行分组，将样本划分成若干个样组。 2）计算各样组的平均值和极差 对于第i 个样组，其平均值和极差计算公式为 1 1m i ij j X X m ==∑， max min i i i R X X =- 式中：i X ——第i 个样组的平均值； i R ——第i 个样组的标准差； ij X ——第i 个样组第j 个试样的测量值； max i X ——第i 个样组数据的最大值； min i X ——第i 个样组数据的最小值。 3）计算X -R 图的控制线 X -R 图的控制线为 样组平均值X 图的中线 1 1m k i i m X X k ==∑ 样组平均值R 图的中线

工艺过程的统计分析一

工艺过程的统计分析 一：概述 在生产实际中，影响加工精度的原始误差很多，这些原始误差往往使综合地交错在一起对加工精度产生综合影响的，且其中不少原始误差的影响往往带有随机性。对于一个受多个随机性质原始误差影响的工艺系统，只有用概率统计的方法来进行分析，才能得出正确的、符合实际的结果。 （一）系统性误差与随机性误差 系统性误差可分为常值系统性误差和变值系统性误差两种。在顺序加工一批工件中，其大小和方向皆不变的误差，称为常值系统性误差。例如，铰刀直径大小的误差，测量仪器的一次对零误差等。在顺序加工一批工件中，其大小和方向遵循某一规律变化的误差，称为变值系统性误差。例如，由于刀具的磨损引起的加工误差，机床和刀具或工件的受热变形引起的加工误差等。显然，常值系统性误差与加工顺序无关，而变值系统性误差则与加工顺序有关。 在顺序加工一批工件中，有些误差的大小和方向使无规则变化着的，这些误差称为随机误差。例如加工余量不均匀、材料硬度不均匀、夹紧力时大时小等原因引起的 加工误差。 对于常值系统性误差，若能掌握其大小和方向，就可以通过调整消除；对于变值系统性误差，若能掌握其大小和方向随时间变化的规律，则可通过自动补偿消除；唯队随机性误差，只能缩小它们的变动范围，而不可能完全消除。由概率论与数理统计血可知，随机性误差的统计规律可用它的概率分布表示。 （二）机械制造中常见的误差分布规律

偏态 分布 在用试切法车削轴径或孔径时，由于操作者为了尽量避免产生不 可修复的废品，主观地(而不是随机地)使轴颈加工得宁大勿小， 则它们得尺寸误差就呈偏态分布。 机械加工误差 分布规律 （三）正态分布 1.正态分布的数学模型、特征参数和特殊点机械加工 中，工件的尺寸误差是由很多相互独立的随机误差综合作 用的结果，如果其中没有一个随机误差是起决定作用的， 则加工后工件的尺寸将呈正态分布，其密度方程中，有两 个特征参数：一个算术平均值只影响曲线的位置，而不影 响曲线的形状；另一个均方根偏差（标准差）σ 只影响曲 线的形状，而不影响曲线的位置，均方根偏差愈大，曲线 愈平坦，尺寸就愈分散，精度就愈差。因此，均方根偏差 反映了机床加工精度的高低，算术平均值反映了机床调整 位置的不同。 2.标准正态分布 算术平均值为 0，均方根偏差为 1 的正态分布为标准正态分布。 3.工件尺寸再某区间内的概率 生产上感兴趣的往往不是工件为某一尺寸的概率是多大，而是加工工件尺寸落在某一 区间（x1≤x≤x2）内的概率是多大，如右图示。通过分析可知，非标准正态分布概率 密度函数的积分，经标准化变换后，可用标准正态分布概率密度函数的积分表示，为 了计算的需要，可制作一个标准化正态分布概率密度函数的积分表。通过计算可知， 正态分布的分散范围为 这就是工程上经常用到的“±3σ 原则”，或称“6σ 原 则”。

机械加工定位误差分析及菱形销设计

机械加工定位误差分析及菱形销设计 如前所述，为保证工件的加工精度，工件加工前必须正确的定位。所谓正确的定位，除应限制必要 的自由度、正确地选择定位基准和定位元件之外，还应使选择的定位方式所产生的误差在工件允许的误 差范围以内。本节即是定量地分析计算定位方式所产生的定位误差，以确定所选择的定位方式是否合理。 使用夹具时造成工件加工误差的因素包括如下四个方面： （ 1 ）与工件在夹具上定位有关的误差，称为定位误差Δ D ； （ 2 ）与夹具在机床上安装有关的误差，称为安装误差Δ A ； （ 3 ）与刀具同夹具定位元件有关的误差，称为调整误差Δ T ； （ 4 ）与加工过程有关的误差，称为过程误差Δ G 。其中包括机床和刀具误差、变形误差和测量 误差等。 为了保证工件的加工要求，上述误差合成后不应超出工件的加工公差δ K ，即 Δ D + Δ A + Δ T + Δ G ≤δ K 本节先分析与工件在夹具中定位有关的误差，即定位误差有关的内容。 由定位引起的同一批工件的设计基准在加工尺寸方向上的最大变动量，称为定位误差。当定位误差，一般认为选定的定位方式可行。 Δ D ≤ 1/3 δ K 一、定位误差产生的原因及计算 造成定位误差的原因有两个：一个是由于定位基准与设计基准不重合，称为基准不重合误差（基准 不符误差）；二是由于定位副制造误差而引起定位基准的位移，称为基准位移误差。

（一）基准不重合误差及计算 由于定位基准与设计基准不重合而造成的定位误差称为基准不重合误差，以Δ B 来表示。 图 3 -61a 所示为零件简图，在工件上铣缺口，加工尺寸为 A 、 B 。图3-61b 为加工示意图，工件以底面和 E 面定位， C 为确定刀具与夹具相互位置的对刀尺寸，在一批工件 的加工过程中 C 的位置是不变的。 加工尺寸 A 的设计基准是 F ，定位基准是 E ，两者不重合。当一批工件逐个在夹具上 定位时，受尺寸S ±δ S /2 的影响，工序基准 F 的位置是变动的， F 的变动影响 A 的大小，给 A 造成误差，这个误差就是基准不重合误差。 显然基准不重合误差的大小应等于定位基准与设计基准不重合而造成的加工尺寸的变动 范围，由图3-61b 可知： Δ B =A max-A min =S max-S min= δ S S 是定位基准 E 与设计基准 F 间的距离尺寸。当设计基准的变动方向与加工尺寸的方向相同时， 基准不重合误差就等于定位基准与设计基准间尺寸的公差，如图3-61 ，当S 的公差为δ S ，即 Δ B = δ S （3-2 ） 当设计基准的变动方向与加工尺寸方向有一夹角（其夹角为β）时，基准不重合误差等于定位基准

工艺尺寸链计算的基本公式

工艺尺寸链计算的基本公式 来源：作者：发布时间：2007-08-03 工艺尺寸链的计算方法有两种：极值法和概率法。目前生产中多采用极值法计算，下面仅介绍极值法计算的基本公式，概率法将在装配尺寸链中介绍。 图3-82 为尺寸链中各种尺寸和偏差的关系，表3-18 列出了尺寸链计算中所用的符号。 1 ．封闭环基本尺寸 式中n ——增环数目；

m ——组成环数目。 2 ．封闭环的中间偏差 式中Δ0——封闭环中间偏差； ——第i 组成增环的中间偏差; ——第i 组成减环的中间偏差。 中间偏差是指上偏差与下偏差的平均值：3 ．封闭环公差 4 ．封闭环极限偏差 上偏差 下偏差

5 ．封闭环极限尺寸 最大极限尺寸A 0max=A 0+ES 0 （3-27 ） 最小极限尺寸A 0min=A 0+EI 0 （3-28 ） 6 ．组成环平均公差 7 ．组成环极限偏差 上偏差 下偏差 8 ．组成环极限尺寸 最大极限尺寸A imax=A i+ES I （3-32 ）最小极限尺寸A imin=A i+EI I （3-33 ）工序尺寸及公差的确定方法及示例

工序尺寸及其公差的确定与加 工余量大小，工序尺寸标注方法及定位基准的选择和变换有密切的关系。下面阐述几种常见情况的工序尺寸及其公差的确定方法。 （一）从同一基准对同一表面多次加工时工序尺寸及公差的确定 属于这种情况的有内外圆柱面和某些平面加工，计算时只需考虑各工序的余量和该种加工方法所能达到的经济精度，其计算顺序是从最后一道工序开始向前推算，计算步骤为： 1 ．确定各工序余量和毛坯总余量。 2 ．确定各工序尺寸公差及表面粗糙度。 最终工序尺寸公差等于设计公差，表面粗糙度为设计表面粗糙度。其它工序公差和表面粗糙度按此工序加工方法的经济精度和经济粗糙度确定。 3 ．求工序基本尺寸。 从零件图的设计尺寸开始，一直往前推算到毛坯尺寸，某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或减去后道工序余量。 4 ．标注工序尺寸公差。 最后一道工序按设计尺寸公差标注，其余工序尺寸按“单向入体”原则标注。 例如，某法兰盘零件上有一个孔，孔径为，表面粗糙度值为R a0.8 μ m （图3-83 ），毛坯为铸钢件，需淬火处理。其工艺路线如表3-19 所示。

机械加工误差分析实验报告

机械加工误差的综合分析 ------统计分析法的应用一、实验目的

运用统计分析法研究一批零件在加工过程中尺寸的变化规律，分析加工误差的性质和产生原因，提出消除或降低加工误差的途径和方法，通过本实验使同学能够掌握综合分析机械加工误差的基本方法。 二、实验用仪器、设备 1．M1040A型无心磨床一台； 2．分辨率为0.001mm的电感测微仪一台； 3．块规一付（尺寸大小根据试件尺寸而定）； 4．千分尺一只； 5．试件一批约120件， 6．计算机和数据采集系统一套。 三、实验容 在无心磨床上连续磨削一批试件（120件），按加工顺序在比较仪上测量尺寸，并记录之，然后画尺寸点图和X---R图。并从点图上取尺寸比较稳定（即尽量排除掉变值系统性误差的影响）的一段时间连续加工的零件120件，由此计算出X、σ，并做出尺寸分布图，分析加工过程中产生误差的性质，工序所能达到的加工精度；工艺过程的稳定性和工艺能力；提出消除或降低加工误差的措施。

四、实验步骤 1. 按被磨削工件的基本尺寸选用块规，并用气油擦洗干净后推粘在一起； 2. 用块规调整比较仪，使比较仪的指针指示到零，调整时按大调---微调---水平调整步骤进行（注意大调和水平调整一般都予先调好），调整好后将个锁紧旋钮旋紧，将块规放入盒中。 3. 修正无心磨床的砂轮，注意应事先把金刚头退后离开砂轮。将冷却液喷向砂轮，然后在按操作规程进刀，修整好砂轮后退刀，将冷却液喷头转向工件位置。 4. 检查磨床的挡片，支片位置是否合理（如果调整不好，将会引起较大的形变误差）。对于挡片可通过在机床不运转情况下，用手将工件沿着支片紧贴挡片前后推动，同时调整前后螺钉，直至工件能顺利、光滑推过为宜。 5. 按给定尺寸（Φd-0.02）调整机床，试磨五件工件，使得平均尺寸应保证在公差带中心稍偏下为宜，然后用贯穿法连续磨削一批零件，同时用比较仪，按磨削顺序测量零件尺寸并记录之。 6. 清理机床，收拾所用量具、工具等。 7. 整理实验数据，打印做实验报告。 五、实验结果及数据处理 该实验选用M1040A型无心磨床和块规一付 （1）实验原始数据

机械制造工艺中的定位误差计算

机械加工定位误差分析（上） 如前所述，为保证工件的加工精度，工件加工前必须正确的定位。所谓正确的定位，除应限制必要的自由度、正确地选择定位基准和定位元件之外，还应使选择的定位方式所产生的误差在工件允许的误差范围以内。本节即是定量地分析计算定位方式所产生的定位误差，以确定所选择的定位方式是否合理。 使用夹具时造成工件加工误差的因素包括如下四个方面： （ 1 ）与工件在夹具上定位有关的误差，称为定位误差Δ D ； （ 2 ）与夹具在机床上安装有关的误差，称为安装误差Δ A ； （ 3 ）与刀具同夹具定位元件有关的误差，称为调整误差Δ T ； （ 4 ）与加工过程有关的误差，称为过程误差ΔG 。其中包括机床和刀具误差、变形误差和测量误差等。 为了保证工件的加工要求，上述误差合成后不应超出工件的加工公差δ K ，即 Δ D + Δ A + Δ T + Δ G ≤δ K 本节先分析与工件在夹具中定位有关的误差，即定位误差有关的内容。 由定位引起的同一批工件的设计基准在加工尺寸方向上的最大变动量，称为定位误差。当定位误差Δ D ≤ 1/3 δ K ，一般认为选定的定位方式可行。 一、定位误差产生的原因及计算 造成定位误差的原因有两个：一个是由于定位基准与设计基准不重合，称为基准不重合误差（基准不符误差）；二是由于定位副制造误差而引起定位基准的位移，称为基准位移误差。 （一）基准不 重合误差及计算 由于定位基准 与设计基准不重合 而造成的定位误差 称为基准不重合误 差，以Δ B 来表示。 图 3 -61a 所 示为零件简图，在 工件上铣缺口，加 工尺寸为 A 、 B 。

图 3-61b 为加工 示意图，工件以底 面和 E 面定位， C 为确定刀具与夹具 相互位置的对刀尺 寸，在一批工件的 加工过程中 C 的 位置是不变的。 加工尺寸 A 的设计基准是 F ， 定位基准是 E ，两 者不重合。当一批 工件逐个在夹具上 定位时，受尺寸 S ±δ S /2 的影响， 工序基准 F 的位 置是变动的， F 的 变动影响 A 的大 小，给 A 造成误 差，这个误差就是 基准不重合误差。 显然基准不重 合误差的大小应等 于定位基准与设计 基准不重合而造成 的加工尺寸的变动 范围，由图 3-61b 可知： Δ B =A max-A min =S max-S min= δ S S 是定位基准 E 与设计基准 F 间的距离尺寸。当设计基准的变动方向与加工尺寸的方向相同时，基准不重合误差就等于定位基准与设计基准间尺寸的公差，如图 3-61 ，当 S 的公差为δ S ，即 Δ B = δ S （ 3-2 ） 当设计基准的变动方向与加工尺寸方向有一夹角（其夹角为β）时，基准不重合误差等于定位基准与设计基准间距离尺寸公差在加工尺寸方向上的投影，即 Δ B = δ S × cos β (3-3)

工序尺寸及其公差的确定

安徽工程科技学院教师备课教案 本章节讲稿共5 页教案第1 页备课时间：05年6月15 日教师签名：

第七章工艺规程设计 四、加工余量、工序尺寸及其公差的确定 1.加工余量的确定 对于柱面为双边余量；对于平面为单边余量。 加工总余量(毛坯余量)：毛坯尺寸与零件图上的设计尺寸之差。 工序余量：相邻两工序尺寸之差。分为： ①工序基本余量Z＝±(上工序基本尺寸L a－本工序基本尺寸 L b) 外表面取＋；内表面取－ 外表面：内表面： ②最小工序余量Z min＝L amin－L bmax Z min＝L bmin－L amax ③最大工序余量Z max＝L amax－L bmin Z max＝L bmax－L amin ④工序余量公差T z＝Z max－Z min ＝上工序尺寸公差Ta＋本工序尺寸公差Tb 工序尺寸公差的标注，按入体原则：即实体最小化，图7-9 毛坯尺寸公差，双向标注，图7-10 1)确定工序余量的原则和应考虑的因素 ①在确保加工质量的前提下，工序余量尽可能小。 ②上工序的R a及缺陷层D a图7-11和表7-2 ③T a和形位误差ρa ④本工序定位、夹紧误差误差εb 2)确定加工余量的方法 ①公式计算法，比较准确，但数据难得，用于大批量生产； 式7-5、7-6 p173 ②经验估计法，余量一般偏大，用于单件小批生产； ③查表修正法，将生产实践和试验积累的大量数据列成表格， 使用时直接查找，应根据实际情况修正。 2.工序尺寸及其公差的确定 工件某表面需多道工序加工时， 工序尺寸：各工序应保证的加工尺寸。 工序尺寸公差：工序尺寸允许的变动范围。 1)工艺基准与设计基准重合时 首先确定各工序余量，再从最后一道工序开始向前推算各工序基本尺寸，直到毛坯基本尺寸。例见表7-3 各工序尺寸公差按经济精度确定。 2)工艺基准与设计基准不重合时 需按工艺尺寸链原理分析计算。

机械制造工程学定位误差作业及答案

定位误差作业答案 1、如下图1所示，工件以底面定位加工孔键槽，求尺寸h的定位误差？ 解：（1）求基准不重合误差jb?，设计基准为孔的下母线，定位基准为底平面，故jb?由两部分组成： ΦD半径的变化产生T D 2 ，尺寸A变化产生2T A， 所以基准不重合误差：jb?=T D 2 + 2T A （2）基准位置误差jw ?定位基准为工件底平面，对刀基准为与定位基准接触的支承板的工作表面，不记形状误差，则有 = ? jw 所以槽底尺寸h的定位误差为：?dw=T D 2 + 2T A 图1 内键槽槽底尺寸定位误差计算

2、如下图所示某套类零件以外圆在V 型块上定位，在孔上加工键槽保证 尺寸2 .005.38+=H ，已知：01.080-=d ；02 .00 35+=D ；外圆与孔的同 轴度误差为￠0.02；V 型块的夹角为90°。 试求H 尺寸的定位误差△D （H ） 。并判断定位合理性(定位误差<1/2 尺寸公差为合理)。 解： 1）基准不重合误差：03.002.02 02 .02 =+= += ?e D jb φδ 2）基准位移误差： 07.045sin 21 .02 sin 2== = ? α δd jw 3）设计基准不在与V 型块接触的外圆定位面上，为“+” 所以该定位方案定位误差为：1.007.003.0)(=+=?H D 得：△D (H)=0.1，因为定位误差≤1/2尺寸公差(0.2)，所以定位方案合理 3、试计算下图中某阶梯轴在V 型块定位加工小孔￠d 时影响加工尺寸0 11.030-φ的定位误差。已知阶梯轴的大园直径为003.040-φ；小园直径为002.034-φ；大园与小园的同轴度误差为02.0φ。V 型块两定位面的夹角为90°。求工序尺寸011 .030-φ的定位误差。并判断定位合理性(定位误差<1/2尺寸公差为合理)。

误差统计分析题库

1. 在机床上磨一批mm 0035.018-Φ的光轴，工件尺寸呈正态分布，现测得平均尺寸- x ＝17.975mm ，均方根差σ＝0.01mm ，试： （1）画出工件尺寸误差的分布曲线，并标出公差带； （2）计算该工序的工艺能力系数； （3）估计该工序的废品率； （4）分析产生废品的原因，并提出解决办法。（12分） 解 （1）分布曲线及公差带如图： （2）工艺能力系数： C P =T/6σ， C P ＝0.035/（6×0.01）=0.5833 （3）按题意x ＝17.975mm ，σ＝0.01mm ，实际加工尺寸： 加工尺寸最大值Amax ＝x +3σ＝17.975+0.03＝18.005mm ，最小值Amin ＝x -3σ＝17.975-0.03＝17.945mm ，即加工尺寸介于17.945～18.005mm 之间，而T ＝0.035mm ，肯定有废品。所以分布在17.965mm 和18mm 之间的工件为合格产品，其余为废品。 因为= σ x -x z ＝ 01 .0975 .1718-＝2.5，所以F （z ）＝F （2.5）＝ 0.4938，即平均值右 侧废品率为0.5-F （2.5）＝0.62％，即18mm 与18.005mm 间为废品；又因为 = σ x -x z ＝ 01 .0965 .17975.17-＝1，所以F （z ）＝F （1）＝0.3413，即平均值左侧废 品率为0.5-F （1）＝15.87％，即17.945mm 与17.965mm 间为废品，则总废品率

为0.62％＋15.87％＝16.49%。18mm 与18.005mm 间的废品为可修复废品。17.945mm 与17.965mm 间的废品为不可修复废品，因其尺寸已小于要求。 （3）产生废品的主要原因是加工精度不够，尺寸分布较散，另外对刀不准，存在系统误差。 2. 磨一批工件的外圆，工件尺寸呈正态分布，尺寸公差T ＝0.02mm ，均方根偏差σ＝0.005mm ，公差带对称分布于尺寸分布中心，试： （1）画出销轴外径尺寸误差的分布曲线，并标出公差带； （2）计算该工序的工艺能力系数； （3）估计该工序的废品率。 （4）分析产生废品的原因，并提出解决办法。（8分） 解 (1) 分布曲线（1分）及公差带（1分）： （2）工艺能力系数： C P =T/6σ，C P ＝0.02/（6×0.005）=0.667（2分） （3）要求的极限尺寸上偏差为0.01mm ，下偏差为-0.01mm ；工件可能出现的极限尺寸上偏差为0.015mm ，下偏差为-0.015mm ；所以分布在-0.01mm 和0.01mm 之间的工件为合格产品，其余为废品。 因为= σ x -x z ＝ 005 .00 01.0-＝2，所以F （z ）＝F （2）＝0.4772，即平均值一侧废品率为50％－47.72％＝2.28％，则总废品率为2×2.28％＝4.56%（2分）。 （4）产生废品的主要原因是加工精度较差，改进办法是提高加工技术水平并改善工艺条件，使σ数值减少至6σ

加工过程误差的统计分析实验

加工过程误差的统计分析 一、实验目的和要求 通过本实验掌握加工过程误差统计分析的基本原理和方法。 1．运用计算机辅助误差测控仪进行误差数据的采集，运算，结果显示和打印。 2．熟悉直方图的作法，能根据样本数据确定分组数，组距，由直方图作出实际分布曲线，进而将实际曲线与正态分布曲线相比较，判断加工误差性质。 3．熟悉X-R质量控制图的作法，能根据X-R图判断工序加工稳定性。 二、基本原理和方法 加工误差可以分为系统误差和随机误差两大类。系统误差指在顺序加工一批工件中，其加工误差的大小和方向都保持不变或按一定的规律变化，前者称常值系统误差，是由大小和方向都一定的工艺因素造成，后者为变值系统误差，由大小和方向有规律变化的工艺因素造成。随机误差指在顺序加工一批工件中，其加工误差的大小和方向都是随机的，是许多相互独立的工艺因素微量的随机变化和综合作用的结果。 实际加工误差往往是系统误差和随机误差的综合表现，因此，在一定的加工条件下，要判断是某一因素起主导作用，必须先掌握一定的数据资料，再对这些数据资料进行分析研究，判断误差的大小，性质，及其变化规律等等，然后再正对具体情况采取相应的工艺措施。 统计分析方法可用来研究，掌握误差的分布规律和统计特征参数，将系统误差和随机误差区分开来。 1．误差的分布图分析法； 根据概率论理论，相互独立的大量微小随机变量，其总和的分布接近正态分布。这就是说，对于随机误差，应满足正态分布。 根据数理统计的原理，随机变量是全体（总体）的算术平均值和标准差可用部分随机变量的算术平均值x和标准差S来估算，其值是很接近的。这样，就可用抽检样本来估算整体。 在机械加工中，用调整法加工一批零件，当不存在明显的变值系统误差因素时，其尺寸分布近似于正态分布。 根据上述原理，在本实验中，通过检测丝杠螺距误差的数据样本，来模拟一批零件的加工误差的数据样本，不同截面的丝杠螺距误差，可以看成是该丝杠车削加工工艺系统中众多随机误差因素综合的结果。根据该误差数据样本绘制实验分布图（即直方图）和正态分布曲线。若该分布图呈正态分布，表明加工过程中是影响不突出的随机性误差起主导作用，而变值系统误差作用不明显，若分布图的平均偏差与公差带中点坐标不重合，表明存在常值系统误差，若所分析的误差量呈非正态分布，则说明变值系统误差作用突出。 实验分布图（即直方图）和正态分布曲线的绘制方法如下； 假设有一个误差数据样本，其样本容量为N，样本数据的最大值为Xmax，最小值为Xmin，并记极差，R=Xmax-Xmin。 将数据分为K组，K的选取与样本容量N的大小有一定的关系，可参见表1-1 确定K值以后即可按D=R/K确定组距。样本值落在同一误差组的个数即为频Mi， 频数与样本容量之比，称为频率Fi。以组距为横坐标，以频数为纵坐标按一定比例作出各个数据组的长方形，就构成了直方图。 正态分布概率分布密度函数为；

机械加工误差产生的原因及措施

机械加工误差产生的原因及措施 1加工误差的原因分析 由机床、刀具、夹具和工件组成了机械加工的工艺系统，整个系统的误差也就影响着加工误差。工艺系统的误差是“因”，是根源；加工误差是“果”，是表现。因此把工艺系统的误差称为原始误差。系统条件改变了，误差则随之改变，在机械加工工艺系统中，加工误差的产生主要是由原始误差引起的。这些原始误差主要可归纳为以下几个方面： 1.1加工原理误差 采用近似的加工运动或者近似的刀具轮廓，都会产生原理误差。在较多的情况下，为了使工件表面符合规定要求，就需要工件和刀具两者之间有一定的运动联系。例如，车螺纹就需要刀具与工件之间有螺旋运动的联系；滚切齿轮就需要滚刀与工件之间有准确的展成运动联系等，这种联系就叫做加工原理。这种运动联系是用机床或夹具来保证的，或是用成型刀具来保证的。但是在理论上采用的加工原理比较准确时，就需要机床或夹具制造得比较复杂，或者中间环节过多，反而增加了机床的运动误差，进而影响了加工精度的提高。另外，在用成型刀具加工复杂的曲线表面时，刀具刃口只能近似符合理论曲线，因此就会产生原理误差。 1.2定位安装误差 定位和安装是使用夹具固定工件的两个必要动作过程，定位元件决定工件的位置，而制造得非常准确的定位元件是不存在的，都允许有一定的公差范围，这样误差也就随之产生了。另外，在安装工件时一般都是由人来操作完成的，即使全部由控制系统自动完成的定位安装，误差也会产生，工件形状和尺寸受工件定位夹装精度的影响很大，进而影响工件的装配精度。因此，操作者不能完全消除定位安装误差，但应当尽量使误差降到最低限度。 1.3机床误差 机床误差表现在自身的制造、磨损和安装三个方面。一般来说，机床在制造、安装以及使用过程中都会出现一定的偏差，虽然机床出厂之前都要经过检验，但主要检验机床的重要零部件的形状和位置误差，而且这些检验是在没有切削载荷

机加工质量分析

第6章机械加工质量技术分析 重点：影响机械加工精度的因素 难点：加工误差的统计分析 机械加工精度 随着机器速度、负载的增高以及自动化生产的需要，对机器性能的要求也不断提高，因此保证机器零件具有更高的加工精度也越显得重要。我们在实际生产中经常遇到和需要解决的工艺问题，多数也是加工精度问题。 研究机械加工精度的目的是研究加工系统中各种误差的物理实质，掌握其变化的基本规律，分析工艺系统中各种误差与加工精度之间的关系，寻求提高加工精度的途径，以保征零件的机械加工质量，机械加工精度是本课程的核心内容之一。 一、机械加工精度概述 （一）、加工精度与加工误差 1、加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。符合程度越高，加工精度越高。一般机械加工精度是在零件工作图上给定的，其包括：1）零件的尺寸精度：加工后零件的实际尺寸与零件理想尺寸相符的程度。 2）零件的形状精度：加工后零件的实际形状与零件理想形状相符的程度。 3）零件的位置精度：加工后零件的实际位置与零件理想位置相符的程度。 2、获得加工精度的方法： 1）试切法：即试切--测量--再试切--直至测量结果达到图纸给定要求的方法。 2）定尺寸刀具法：用刀具的相应尺寸来保证加工表面的尺寸。 3）调整法：按零件规定的尺寸预先调整好刀具与工件的相对位置来保证加工表面尺寸的方法。 3、加工误差：实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。加工误差的大小表示了加工精度的高低。生产实际中用控制加工误差的方法来保证加工精度。 4、误差的敏感方向：加工误差对加工精度影响最大的方向，为误差的敏感方向。例如：车削外圆柱面，加工误差敏感方向为外圆的直径方向。

机械加工工序误差分析与计算

机械加工工序误差分析与计算 机械加工是加工业的主要形式，对现代社会经济有极为广泛而深远的影响。在当代社会机械加工最重要的质量标准就是加工误差，只有将加工误差控制在合理的范围内，才能保证加工产生的质量。本文立足机械加工的实际，从工序误差分析与计算的角度出发，结合机械加工的实例，对机械加工工序误差进行简要分析。 标签：机械加工；工序误差；分析与计算 前言：在机械加工领域如何控制机械加工的误差，一直是行业面临的主要问题。基于加工工序的误差理念在这种情况下诞生，其核心理念是按照加工的流程将机械加工过程分为多个工序，并对每一个工序中的误差进行精确控制，并最终达到控制机械加工整个过程误差的目的。 1.工序误差分析的基本理论 从机械加工误差分析的整体来看，机械加工各个工序的误差应该满足以下公式的要求 A+8 p+β+T≤α。（1） 其中α是机械加工活动原始尺寸的公差；A是指在机械加工中定位基准与技术资料基准不重合导致的误差，上述两个基准在原始尺寸上的投影构成了这一数值；β为计算定位误差，主要是因为在加工过程中工件与加工机械之间的相对位置误差，其具体数值为误差在原始尺寸上的投影；β夹具安装误差；T加工误差，通常情况下是有机床误差β，刀具调整误差β，刀具误差βD和工件变形误差β。组成的。 在机械加工过程中为了满足上述不等式要求，现将其中各项组成误差的影响因素和处理方法介绍如下： A这一数值在机械加工的工艺规程中已经固定，加工过程对其影响较小。 β。计算定位误差主要取决于定位基准和定位件之间的结构，当其中任意一点确定以后计算误差取决于另一点。合适的定位件选择、提高定位件的定位精度能够减少计算定位误差。 β.夹具安装误差与夹具有的关系。将夹具的有关技术公差调到最小；机床加工以后，直接应用在本机床的方法；以及对夹具的安装位置仔细明确的方法能够有效的降低夹具安装的误差[1]。 2.工序误差的计算方法

谈零件工序尺寸公差的零值和负值

《装备制造技术》２０１２年第１１期 在生产中，编制零件工艺规程，一般都要涉及工艺尺寸链的计算，特别是遇到零件的工序基准和定位基准（或测量基准）不重合时，计算工序尺寸的公差就会经常出现零值或负值问题。近几年，经过工科教学课程体系改革，相关课程内容合并、压缩和简化，涉及这一部分的知识，在教材中已经不再阐述或仅简单提示一下。当前，由于大学生接触生产实际时间有限，对工序尺寸公差的零值或负值的后果不够清晰以及对解决方法的不了解。为此，笔者根据多年的教学经验，从培养工科大学生应用型的人才出发，认为《机械制造技术》课程的课堂教学可以适当安排一定课时来讲解工序尺寸公差的零值或负值问题。 １尺寸公差零值或负值的概念 零件尺寸公差是指允许尺寸的变动量。公差等于最大极限尺寸与最小极限之代数差的绝对值，也等于上偏差与下偏差的代数差的绝对值。在计算尺寸链时，工序尺寸的公差值，首先必须是正的，其次公差要有一定范围，公差数值的大小取决产品的性能和使用要求。 在工序尺寸的计算中，当工序基准和定位基准重合时，零件的工序尺寸一般无需计算，也不会出现尺寸公差零值或负值。当工序基准和定位基准不重合时，工序尺寸的计算有可能会出现公差零值或负值。由于尺寸公差的零值和负值会造成零件无法加工，生产中碰到此类问题的一般三种解决方法。 （１）等公差值法 按等公差值方法重新分配封闭环的公差，即： 各组成环公差＝封闭环公差／（n－１） 这种方法在计算上比较方便，但从加工工艺上看不够合理，只宜有选择地使用。 （２）等公差级法 按等公差级方法分配封闭环的公差，即各组成环的公差根据其基本尺寸的大小按比例分配，或是按照公差表中的尺寸分段及某一公差等级来规定组成环的公差，使各组成环的公差满足以下条件：封闭环公差＝各组成环公差之和 最后进行适当调整。这种方法从工艺上讲比较合理。 （３）经验法 各组成环的公差可以凭工程技术人员的经验，按照具体情况来分配。 前二种方法都有优点和不足，而经验法对大学生还谈不上。为此，在教学中可以结合生产实际介绍一种既方便又比较合理的方法，即先用等公差值分配公差，再根据尺寸大小适当调整来求解工序尺寸和公差。 ２计算实例 对工序尺寸公差零值和负值的问题，在教学中，还可以通过实例提高学生的认识。 ２．１应用实例 采用调整法铣削，图１所示为阶梯轴的槽面。试标注以大端端面轴向定位时的铣槽工序尺寸及其公差。 谈零件工序尺寸公差的零值和负值 樊琳 （苏州大学机电工程学院，江苏苏州２１５０２１） 摘要：生产中解决零件加工工序尺寸公差零值或负值问题的计算方法有三种。针对这三种工序尺寸计算方法在实际应用中暴露出的一些不足，介绍一种简便的工序尺寸计算方法，并通过实例验证其计算结果准确可行。 关健词：工序尺寸；公差；零值；负值 中图分类号：Ｇ６４２．３文献标识码：Ｂ文章编号：１６７２－５４５Ｘ（２０１２）１１－０１４３－０２ 收稿日期：２０１２－０８－０３ 作者简介：樊琳（１９５４—），男，副教授，硕士生导师，主要研究方向机械制造技术。 143

实验五 加工误差的统计分析

实验五加工误差的统计分析 1．实验目的 （1）掌握加工误差统计分析的原理和方法； （2）掌握统计分析法的应用。 2．原理 根据加工一批零件的检验数据，运用数理统计的原理加以分析处理，从中找出误差的种类、大小及规律。这就是加工误差的统计分析法。 3．试剂和仪器设备 （1）型卧式车床； （2）外径千分尺（）； （3）硬质合金车刀； （4）试件（材料钢，尺寸）； 4．实验步骤 （1）调好机床和刀具，用调整法加工一批试件（100件）； （2）按加工顺序测量试件尺寸，并记录测量结果。 5．实验数据及其处理 （1）以加工顺序为横坐标，实测尺寸为纵坐标，绘制点图； （2）绘制实验分布曲线图（直方图）； （3）绘制图。 6．问题讨论 （1）本工序点图说明了什么问题? （2）本工序的实验分布曲线图是否服从正态分布规律？ （3）根据工序精度系数，本工序属于几级精度工艺能力？能否满足加工要求？ （4）从图看，本工序的工艺过程是否稳定？如果不稳定，试分析其原因。

X—R控制图的操作步骤及应用示例 用于控制对象为长度、重量、强度、纯度、时间、收率和生产量等计量值的场合。X控制图主要用于观察正态分布的均值的变化，R控制图主要用于观察正态分布分散或变异情况的变化，而X-R控制图则将二者联合运用，用于观察正态分布的变化。 X-R控制图的操作步骤 步骤1：确定控制对象，或称统计量。 这里要注意下列各点： （1）选择技术上最重要的控制对象。 （2）若指标之间有因果关系，则宁可取作为因的指标为统计量。 （3）控制对象要明确，并为大家理解与同意。 （4）控制对象要能以数字来表示。 （5）控制对象要选择容易测定并对过程容易采取措施者。 步骤2：取预备数据（Preliminary data）。 （1）取25个子组。 （2）子组大小取为多少？国标推荐样本量为4或5。 （3）合理子组原则。合理子组原则是由休哈特本人提出的，其内容是：“组内差异只由偶因造成，组间差异主要由异因造成”。其中，前一句的目的是保证控制图上、下控制线的间隔距离6σ为最小，从而对异因能够及时发出统计信号。由此我们在取样本组，即子组时应在短间隔内取，以避免异因进入。根据后一句，为了便于发现异因，在过程不稳，变化激烈时应多抽取样本，而在过程平稳时，则可少抽取样本。 如不遵守上述合理子组原则，则在最坏情况下，可使控制图失去控制的作用。 步骤3：计算Xi，Ri。 步骤4：计算X，R。 步骤5：计算R图控制线并作图。 步骤6：将预备数据点绘在R图中，并对状态进行判断。 若稳，则进行步骤7；若不稳，则除去可查明原因后转入步骤2重新进行判断。 步骤7：计算X图控制线并作图。

中南大学机械制造工艺学实验报告之加工误差的统计分析

《机械制造工艺学》课程实验报告 实 验 名 称： 加 工 误 差 的 统 计 分 析 姓 名： * * * 班 级： 机械13**班 学 号： 080113**** 实验日期：2015年10月 22 日 指导教师：何老师 成 绩： 1. 实验目的 （1）掌握加工误差统计分析方法的基本原理和应用。 （2）掌握样本数据的采集与处理方法，要求：能正确地采集样本数据，并能通过对样本数据的处理，正确绘制出加工误差的实验分布曲线和图。 （3）能对实验分布曲线和图进行正确地分析，对加工误差的性质、工序能力及工艺稳定性做出准确的鉴别。 （4）培养对加工误差进行综合分析的能力。 2. 实验内容与实验步骤 （一）实验内容：在调整好的无心磨床上连续加工一批同样尺寸的试件，测量其加 工尺寸，对测得的数据进行不同的处理，以巩固机制工艺学课程中所学到的有关加工误差统计分析方法的基本理论知识，并用来分析此工序的加工精度。 （二）原理分析：在实际生产中，为保证加工精度，常常通过对生产现场中实际加 工出的一批工件进行检测，运用数理统计的方法加以处理和分析，从中寻找误差产生的规律，找出提高加工精度的途径。这就是加工误差统计分析方法。加工误差分析的方法有两种形式，一种为分布图分析法，另一种为点图分析法。 1．分布图分析法 分布图分析法是通过测量一批加工零件的尺寸，把所测到的尺寸范围分为若干个段。画出该批零件加工尺寸（或误差）的实验分布图。其折线图就接近于理论分布曲线。在没有明显变值系统误差的情况下，即工件的误差是由很多相互独立的微小的随机误差综合作用的结果，则工件尺寸分布符合正态分布。利用分布曲线图可以比较方便地判断加工误差性质，确定工序能力，并估算合格品率，但利用分布图分析法控制加工精度，必须待一批工件全部加工完毕，测量了样本零件的尺寸后，才能绘制分布图，因此不能在加工过程中及时提供控制精度的信息，这在生产上将是很不方便的。 2．点图法 在生产中常用的另一种误差分析方法是点图法或图法。点图法是以顺序加工的零件序号为横坐标，零件的加工尺寸为纵坐标，把按加工顺序定期测量的工件尺寸画在点图上。点图可以反映加工尺寸和时间的关系，可以看出尺寸变化的趋势，找出产生误差的原因。 图称为平均尺寸——极差质量控制图。一般是在生产过程开始前，先加工一批试 件（本实验中即用本批加工的零件作为试件），根据加工所得的尺寸，求出平均值x 和极差R 而绘制成的。 x 点图：中线 ∑==k i i x k x 1 1

机械加工精度与加工误差(

第七章机械加工精度 本章主要介绍以下内容： 1．机械加工精度的基本概念 2．影响机械加工精度的因素 3．加工误差的统计分析 4．提高加工精度的途径 课时分配：1、4，各0.5学时，2、 3，各1.5学时 重点：影响机械加工精度的因素 难点：加工误差的统计分析 随着机器速度、负载的增高以及自动化生产的需要，对机器性能的要求也不断提高，因此保证机器零件具有更高的加工精度也越显得重要。我们在实际生产中经常遇到和需要解决的工艺问题，多数也是加工精度问题。 研究机械加工精度的目的是研究加工系统中各种误差的物理实质，掌握其变化的基本规律，分析工艺系统中各种误差与加工精度之间的关系，寻求提高加工精度的途径，以保征零件的机械加工质量，机械加工精度是本课程的核心内容之一。 本章讨论的内容有机械加工精度的基本概念、影响加工精度的因素、加工误差的综合分析及提高加工精度的途径四个方面。 7.1机械加工精度概述 一、加工精度与加工误差(见P194） 1、加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。符合程度越高，加工精度越高。一般机械加工精度是在零件工作图上给定的，其包括：

1）零件的尺寸精度：加工后零件的实际尺寸与零件理想尺寸相符的程度。 2）零件的形状精度：加工后零件的实际形状与零件理想形状相符的程度。 3）零件的位置精度：加工后零件的实际位置与零件理想位置相符的程度。 2、获得加工精度的方法： 1）试切法：即试切--测量--再试切--直至测量结果达到图纸给定要求的方法。 2）定尺寸刀具法：用刀具的相应尺寸来保证加工表面的尺寸。 3）调整法：按零件规定的尺寸预先调整好刀具与工件的相对位置来保证加工表面尺寸的方法。 3、加工误差：实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。加工误差的大小表示了加工精度的高低。生产实际中用控制加工误差的方法来保证加工精度。 4、误差的敏感方向：加工误差对加工精度影响最大的方向，为误差的敏感方向。例如：车削外圆柱面，加工误差敏感方向为外圆的直径方向。（见P195图7.2） 二、加工经济精度 由于在加工过程中有很多因素影响加工精度，所以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的。任何一种加工方法，只要精心操作，细心调整，并选用合适的切削参数进行加工，都能使加工精度得到较大的提高，但这样会降低生产率，增加加工成本。加工误差δ与加工成本C成反比关系。某种加工方法的加工经济精度不应理解为某一个确定值，而应理解为一个范围，在这个范围内都可以说是经济的。 三、研究机械加工精度的方法—因素分析法和统计分析法。（见P194） 因素分析法：通过分析、计算或实验、测试等方法，研究某一确定因素对加工精度的影响。一般不考虑其它因素的同时作用，主要是分析各项误差单独的变化规律； 统计分析法：运用数理统计方法对生产中一批工件的实测结果进行数据处理，用以控制工艺过程的正常进行。主要是研究各项误差综合的变化规律，只适合于大批、大量的生产条件。 四、原始误差 由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统（简称工艺系统）会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式（或扩大、或缩小）反映为工件的加工误差。 工艺系统中凡是能直接引起加工误差的因素都称为原始误差。工艺系统的原始误差主要有： 1、加工前的误差（原理误差、调整误差、工艺系统的几何误差、定位误差） 2、加工过程中的误差（工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差） 3、加工后的误差（工件内应力重新分布引起的变形以及、测量误差）等。