Анализ конструкции и точности механической обработки



Исследование точности обработки с помощью кривых распределения

 

1. Исходные данные: отверстие с диаметром d = 40H9(+0,062). Таблица результатов замера двух выборок деталей, взятых с одного станка через некоторый промежуток времени:

 

№ п./п.

Выборка №1

Выборка №2

1

40,01

40,015

2

40,02

40,042

3

40,03

40

4

40,04

40,03

5

40,018

40,05

6

40,07

40,01

7

39,99

40,035

8

40,015

40,045

9

40,033

40,01

10

40,042

40,02

11

40,052

40,03

12

40,015

40,046

13

40

40,06

14

40,025

39,99

15

40,03

40,033

16

40,05

40,052

17

40,02

40,025

18

40,037

40,033

19

40,03

40,03

20

40,06

40,02

21

40,01

40,057

22

40,025

40,02

23

40,035

40,037

24

40,057

40,06

25

40,045

40,034


 

2. Обработка результатов измерений.

 

Средние значения размеров:

, где n – объем выборки.

мм

мм

 

Среднеквадратические отклонения:

 

3. Построение гистограммы и полигона распределения.

 

Варьирование размеров:

 

, где и минимальный и максимальный размер в выборке.

мм

мм

 

Принимаем число интервалов .

 

Фактическая величина интервала:

,

(с округлением до сотых долей миллиметра)

 

Разбиваем выборки на интервалы. Распределяем по интервалам размеры.

 

Выборка №1

 

Интервал

Частота
m

Частность
m/n

От

До

39,99

40

1

0,04

40

40,01

1

0,04

40,01

40,02

5

0,2

40,02

40,03

4

0,16

40,03

40,04

6

0,24

40,04

40,05

3

0,12

40,05

40,06

3

0,12

40,06

40,07

2

0,08


 

 

Выборка №2

 

Интервал

Частота
m

Частность
m/n

От

До

39,99

40

1

0,04

40

40,01

1

0,04

40,01

40,02

3

0,12

40,02

40,03

4

0,16

40,03

40,04

8

0,32

40,04

40,05

3

0,12

40,05

40,06

3

0,12

40,06

40,07

2

0,08


 

 

 

Строим гистограммы и полигоны распределения.

 

Выборка №1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выборка №2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Проверяем по критерию Вастергадз гипотезу о нормальном законе распределения погрешностей обработки.

 

Все поле рассеивания разбиваем на интервалы относительно : ; ; ; . Далее подсчитываем количество значений попавших в каждый интервал.

 

Выборка №1

 

Интервал от x.
x = 40,03; S = 0,019

Число размеров
в интервале

Процент от объема
выборки

±0,3S = ±0,006
от 40,024 мм
до 40,036 мм

7

28

±0,7S = ±0,013
от 40,017 мм
до 40,043 мм

13

52

±1,1S = ±0,021
от 40,009 мм
до 40,051 мм

19

76

±3S = ±0,057
от 39,973 мм
до 40,087 мм

25

100


 

 

Выборка №2

 

Интервал от x.
x = 40,03; S = 0,018

Число размеров
в интервале

Процент от объема
выборки

±0,3S = ±0,006
от 40,024 мм
до 40,036 мм

8

32

±0,7S = ±0,013
от 40,017 мм
до 40,043 мм

13

52

±1,1S = ±0,020
от 40,01 мм
до 40,05 мм

19

76

±3S = ±0,054
от 39,976 мм
до 40,084 мм

25

100


 

Делаем вывод о том, что закон распределения погрешностей обработки в 1 и 2 выборках близок к закону нормального распределения.

 

5. Проверяем возможность обработки партии деталей без брака по данным каждой выборки.

 

Для построения теоретической кривой рассеивания размеров рассчитываем значения , ,   по формулам: ,  ,

Выборка №1   

Выборка №2  

 

 

Строим теоретические кривые распределения размеров.

 

 

 

Выборка №1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выборка №2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вероятность брака, как видно из кривых распределения размеров, возможна. Подсчитаем эту вероятность для 1 и 2 выборок.

Эти вероятности будут равны отношению суммы площадей F1 и F2 к общей площади фигуры, ограниченной кривой распределения.

Для определения процента брака найдем параметры t1 и t2:

Выборка №1

Выборка №2

 

Воспользуемся таблицей функции Лапласа.

, - вероятности выхода размера детали за левую и правую границу поля допуска.

 

Выборка №1

Вероятность брака: F = 0,1035

 

Выборка №1

Вероятность брака: F = 0,0832

 

6. Проверяем равенство точности обработки в двух выборках.

 

Для этого воспользуемся Т-критерием Фишера для нормального распределения.

- число степеней свободы первой и второй выборок.

Находим табличное значение нормативного T-критерия Фишера:

Так как точность обработки в обеих выборка отличается незначительно, ее можно принять равной.

 

7. Проверяем неизменность настроечного размера в двух выборках.

 

Проверка производится сравнением двух выборочных средних и по t – критерию Стьюдента:

,

,

 

 

Ищем табличное значение: .

Так как ,  настроечные размеры в выборках отличны незначительно.

 

8. Вывод.

 

По итогам статистического исследования выборки получено, что процент брака равен 8%, что превышает допустимое количество брака. При рассмотрении кривых распределения можно выявить, что центр поля допуска практически совпадает с центром группирования размеров, поэтому брак получается вследствие недостаточной точности станка, переналадка в этом случае не подходит, нужно использовать настройку на размер по более точному приспособлению или заменить станок на более точный.

 

 

 

 



Анализ конструкции и точности механической обработки