Файл: С.Н. Ковальчук Статистический анализ точности операций механической обработки.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.06.2024
Просмотров: 73
Скачиваний: 0
7
Обозначим
|
|
1 |
|
e |
−( x−x )2 |
/ 2σ2 |
= Zt . |
(7) |
||||||
|
|
2π |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Тогда формула (6) будет иметь вид |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
m′ = |
nc |
Zt , |
|
|
|
(8) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
σ |
|
|
|
|
|
|
||
Величина Zt приведена в табл. 2 прил. 2. Расчетное значение кри- |
||||||||||||||
терия χ2 вычисляют по формуле |
|
|
|
′ )2 |
|
|||||||||
|
|
χ2 |
|
f ( m |
i |
−m |
|
|||||||
|
|
= ∑ |
|
|
|
i |
. |
(9) |
||||||
|
|
|
|
mi′ |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
i=1 |
|
|
|
|
|||||
Расчет удобнее вести во вспомогательной табл. 2 прил. 1. |
||||||||||||||
Далее необходимо вычислить число степеней свободы k : |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
k = f |
−3 . |
(10) |
||||||
Для того чтобы принять или забраковать гипотезу при помощи |
||||||||||||||
критерия |
χ2 , установлен уровень значимости его (или уровень веро- |
|||||||||||||
ятности) P = 0,05. Вероятности P(χ2 ) |
для различных значениях χ2 и |
|||||||||||||
k приведены в табл. 3 прил. 2. Если P(χ2 ) > 0,05, |
то гипотеза прини- |
|||||||||||||
мается. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Можно так же определить величину A : |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
A = |
|
χ2 −k |
(11) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
2k . |
|||||||
Если |
A < 3, то гипотеза о нормальности распределения измерен- |
ных размеров принимается, и данный теоретический закон для анализа точности данной операции механической обработки можно использовать.
3.6. Произвести оценку точности механической обработки по следующим характеристикам теоретического закона распределения:
Коэффициент запаса точности Kϕ характеризует влияние случайных факторов на точность обработки размеров:
Kϕ = |
T |
, |
(12) |
|
ω |
||||
|
|
|
где Т – допуск на обработку размера детали.
8
Если Kϕ >1, то обработка деталей возможна без брака (при усло-
вии правильной настройки станка).
При Kϕ ≥1,2 технологический процесс обеспечивает определен-
ный резерв точности, процесс обработки считается надежным.
При Kϕ ≤1 брак является весьма вероятным, т.к. технологиче-
ский процесс не обеспечивает требуемой точности.
Коэффициент точности настройки станка K H оценивает положе-
ние середины поля рассеяния размеров заготовок относительно середины поля допуска. Он характеризует влияние систематических погрешностей обработки деталей и определяется следующим образом:
K H = |
E |
, |
(13) |
|
T |
||||
|
|
|
где E = X − X доп − величина фактического смещения вершины кривой рассеяния от середины поля допуска X доп , см. рис. 3.
Если коэффициент точности настройки удовлетворяет условию
K H < |
T −ω |
, |
(14) |
|
2T |
||||
|
|
|
то считается, что настройка станка обеспечивает получение годных деталей (при Kϕ >1). В случае невыполнения данного условия настройка
станка вышла за допустимые пределы, что влечет за собой появление бракованных деталей.
Количество вероятного брака заготовок q характеризует возмож-
ный выход за границы поля допуска определенного количества деталей: при Кϕ ≤1 или КН ≥ (Т −ω/ 2Т). При этом количество деталей,
которые могут выйти за пределы допуска, выражается графически заштрихованной площадью, показанной на рис. 3. Площадь, ограниченная кривой распределения и осью абсцисс, равна 1 и выражает собой 100 % деталей выборки (партии), а площадь заштрихованных участков представляет собой вероятное количество деталей, выходящих по своим размерам за пределы поля допуска Т.
Площадь левого и правого заштрихованных участков q1 и q2 определяется путем вычисления интегралов по формулам
9
|
|
|
|
1 |
−x |
|
q1 |
= 0,5 |
− |
σ |
∫ |
1 e−(x−x)2 / 2σ2 dx; |
|
|
|
|
2π |
0 |
|
(15)
|
|
|
|
1 |
x |
2 |
q2 |
= 0,5 |
− |
σ |
∫2 e−(x−x) 2 / 2σ |
dx. |
|
|
|
|
2π |
0 |
|
Эти интервалы обычно представляют в нормированном виде в форме известной функции Лапласа Ф(t). Поэтому на практике вероят-
ности получения брака вычисляют следующим образом:
q1 |
= 0,5 −Ф( t1 ); |
(16) |
|
q2 = 0,5 −Ф( t2 ). |
|||
|
Значения функции Ф(t) приводят в табл. 4 прил. 2. Величина t
представляет собой коэффициент риска, определяемый по формулам t1 = σx1 ;
(17)
t2 = xσ2 ,
где x1 и x2 − расстояние от среднеарифметического размера партии
деталей x до соответственно нижней и верхней границ поля допуска, см. рис. 3.
Технологический допуск Ттехн. характеризует тот допуск, кото-
рый фактически обеспечивается при существующем технологическом процессе. Он определяется следующим образом:
Ттехн. =ω + E. |
(18) |
3.7. По результатам анализа сделать выводы о точности механической обработки деталей на исследуемой операции.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Что понимается под точностью механической обработки?
2.Для решения каких задач в технологии машиностроения используют методы математической статистики?
10
3.Какие теоретические законы распределения используют в технологии машиностроения при анализе точности технологических процессов?
4.Какие существуют виды погрешностей при обработке?
5.Почему распределение размеров деталей, обработанных на настроенных станках, наиболее часто подчиняется нормальному закону распределения?
6.Особенности теоретического закона нормального распределе-
ния.
7.Как влияют различные погрешности обработки размеров на характер кривой нормального распределения?
8.С помощью каких показателей осуществляют анализ точности операций механической обработки и что они характеризуют?
9.Как определить вероятное количество брака?
10.При каких условиях возможна обработка заготовок без брака?
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.Гельфгат Ю.И. Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения. – М., 1975
2.Маталин А.А. Технология машиностроения. – Л., 1985.
3.Солонин И.С. Математическая статистика в технологии машиностроения. – М., 1972.
Приложение 1 Таблица 1
Вспомогательная таблица для вычисления х и σ
№ раз- |
Интервалы |
Кол-во де- |
Средний |
Произведе- |
Отклонение |
Квадрат от- |
Произведе- |
|||||||
мерной |
размеров, |
талей в |
р-р в ин- |
ние |
от среднего |
клонения от |
|
|
ние |
|||||
группы |
Di , мм |
группе, |
тервале, |
mi xi |
арифм., xi − |
x |
средне- |
(x |
i |
− |
x |
)2 m |
||
|
|
mi , шт. |
xi |
|
|
|
арифмет., |
|
|
|
i |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
(xi − |
x |
)2 |
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2
Вспомогательная таблица для вычисления χ2
№ раз- |
Средний |
|
Частота |
|
Значе- |
|
|
Функция |
Теоретиче- |
С округлением |
|
Значение |
|
|||||||
мерной |
р-р в ин- |
|
деталей в |
ние |
|
|
Zt |
ская частота |
mi′ |
|
(mi −mi′)2 |
|
||||||||
группы |
тервале, x |
|
группе, m |
|
|
x |
|
− |
x |
|
|
|
′ |
|
nc |
|
|
|
|
|
i |
i |
t = |
i |
|
|
|
= |
|
|
mi′ |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
mi |
|
Zt |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
σ |
|
|
|
σ |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
2 |
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11