1.15. Методика анализа точности механической обработки методом точечных диаграмм.

Анализ точности методом кривых распределения позволяет сделать заключение о точности законченного этапа технологического процесса и дать прогноз для следующего этапа. При этом заключение о точности процесса делают на основании измерений сравнительно небольшой партии деталей – выборке, анализ учитывает влияние на точность случайных погрешностей.

При изготовлении деталей в течение длительного времени, когда партии деталей становятся большими, на точность изготовления влияют дополнительно систематические погрешности. Такие, например, как из-за износа инструмента и температурных деформации системы ДИПС. В этом случае центр группирования случайных величин постепенно смещается. Меняется также после рассеяния. Таким образом, параметры кривой распределения х и σ становятся зависимыми от времени. Закон нормального распределения при этом нарушается.

Кроме того, оказывают влияние изменения в настройке режущего инструмента, а также его смена. В результате этих действий происходит резкое смещение центра группирования случайных величин, как это показано на рис.50, а также резкое изменение поля рассеяния. Параметры кривой распределения х и σ после этих действий меняются. Поэтому кривая нормального распределения становится другой. В частности, если смена инструмента была осуществлена во время изготовления партии деталей, которая затем была использована как выборка при статической обработке, то кривая может иметь две вершины (рис.55). Таким образом, при анализе точности методов кривых распределения отсутствует фактор времени. Это является недостатком данного метода.

Метод точечных диаграмм не имеет этого недостатка, т.к. анализ точности ведется постоянно на протяжении изготовления всей партии деталей и не только выборки из нее.

Рис. 55 Кривая распределения с двумя вершинами

Рис. 56 Точечные диаграммы

Суть этого метода заключается в следующем. В процессе обработки деталей через одинаковые промежутки времени ведут отбор деталей небольшими партиями в 5-7 штук. Детали измеряют. Определяют среднее арифметическое значение выборки х_j - выборочной средней, а также размах выборки R_j по формулам:

где m – объем малой выборки, х_j – размер одной детали, х_jmax и x_jmin максимальный и минимальный размеры деталей в выборке.

Выборочной средней определяется расположение центра группирования размеров относительно границ поля допуска, что достигается настройкой станка на заданный размер. Размах характеризует рассеяние размеров в выборке. Большой размах свидетельствует о неполадках в системе ДИПС или необходимости изменения режимов резания.

По результатам расчета строят два графика, которые называются точечными диаграммами. На первой диаграмме по оси ординат откладывают значения х_j

На второй - R_j. По оси абсцисс на обеих диаграммах указывают время отбора деталей или номера выборок. Таким образом, получают последовательность точек, соединение которых прямыми линиями дает точечные диаграммы (рис.56 и рис.57). На диаграммах проводят контрольные линии допустимых колебаний выборочных средних и размахов.

На точечной диаграмме выборочных средних наносят следующие линии. Линии верхнего и нижнего технических пределов с ординатами Вm и Нm, которые соответствуют наибольшему и наименьшему предельным размерам детали по чертежу. Очевидно, что Т= Вm – Нm.

Верхнюю и нижнюю контрольные линии с ординатами Вх и Нх, которые соответствуют допускаемым значениям выборочных средних. Эти ординаты определяют по формулам:

где - среднее арифметическое значение размеров для всей партии деталей, К – число выборок. Выход точек за эти линии свидетельствует о том, что необходимо произнести подналадку станка путем регулирования системы ДИПС или смены инструмента.

На диаграмме размахов наносят три линии. Одну с ординатой допуска Т. Две других – верхнюю и нижнюю контрольные линии с ординатами В_R и Н_R, которые определяются по формулам:

В_R=V₁-T; Н_R=V₂-T, (37,6)

где V₁ и V₂ коэффициенты, определяемые в зависимости от размера выборки.

Значения этих коэффициентов приведены в таблице.

Таблица 8.2. Значения коэффициентов V₁ и V₂.

Выход точек за эти контрольные линии свидетельствуют о неполадках в системе ДИПС или необходимости изменения режимов резания.

Точечные диаграммы представленные на рис.55 позволяют сделать некоторые выводы. Допустим, что эти диаграммы построены по результатам токарной обработки наружной поверхности деталей. На диаграмме выборочных средних точки для выборок под номе-рами 1-3 вышли за нижнюю контрольную линию. Это свидетельствует, что настройка станка была произведена по наименьшему предельному размеру. При этом часть деталей окажется бракованной. По диаграмме видно, что из-за влияния систематической погрешности, по всей вероятности из-за износа резца, имеется тенденция увеличения выборочной средней. Выход последних двух точек за верхнюю контрольную линию является сигналом для подналадки системы ДИПС. Анализ диаграммы размахов показывает, что здесь также имеет место выход последней точки за контрольную линию. Поэтому необходимо прервать производственный процесс, установить причину неполадки и устранить ее.