Теоретические предпосылки работы.

Томск 2011

Цель работы:

Познакомить студентов с одним из методов анализа точности технологической операции – методом взятия выборок малого объёма обработанных заготовок (метод малых выборок) на примере обработки корпусных колец подшипника на бесцентрово-шлифовальном станке модели САСЛ5АД.

Содержание работы:

1. Изучить возможности станка САСЛ5АД и схему процесса шлифования, реализуемую на нём (базирование, закрепление заготовки, средства обеспечения и контроля точности обработки).

2. Измерить наружный диаметр партии колец прошлифованных на станке, определить величину отклонения действительных размеров от номинала.

3. Рассчитать статические параметры технологической системы и построить точечную и точностные диаграммы.

4. Оценить точность, стабильность, устойчивость технологической операции и установить время цикла (авто) подналадки станка.

Общие сведения.

Метод малых выборок, связанный с построением точечных и точностных диаграмм, используется в автоматизированном производстве для исследования точности, стабильности процесса обработки заготовки.

Точечной диаграммой называется график, на котором по оси абсцисс откладываются порядковые номера обрабатываемых заготовок в той последовательности, как они сходят со станка, а по оси ординат – отклонения измеряемого размера от номинального значения. При большом количестве деталей в партии – по оси абсцисс откладывают номера последовательно взятых после обработки групп (4…6 шт.) заготовок, а по оси ординат – значения размера каждой заготовки выборки, среднее арифметическое значение измеряемого размера (см. рис. 1).

Прослеживая по этим графикам характер изменения размеров обработанных заготовок, делается вывод о тенденциях изменения точности обработки.

Кроме того, указывая на оси абсцисс не только номера групп заготовок, но и промежутки времени, через которые они снимаются со станка (рис.1) в автоматизированном производстве, определяют цикл подналадки станка, или смены инструмента, или проверки положения упоров.

Рис.1. Точечная диаграмма.

Рис.2. Точностная диаграмма (а), характерные кривые устойчивости (б) и стабильности (в) технологических процессов.

Рис.3. Схема бесцентрового шлифования.

1 – шлифовальный круг; 2 – ведущий круг; 3 – заготовка; 4 – опорный нож.

Рис.4. Наружное кольцо подшипника.

За счёт своевременной автоматической подналадки станка процесс обработки заготовок делают максимально непрерывным с предупреждением появления брака на технологической операции.

Точечные диаграммы могут быть преобразованы в точностные.

Точностной диаграммой называется график, на котором по оси абсцисс откладываются номера последовательно взятых групп обработанных деталей, а по оси ординат – вычисленные значения, либо среднее арифметическое X­_ср, либо среднее квадратичное σ отклонение, либо поле рассеивания W для каждой группы (выборки) деталей [2].

Точностные диаграммы позволяют оценить технологические процессы во время их протекания по устойчивости и стабильности признаков качества производимой продукции. Устойчивость характеризует во времени постоянство величины X­_ср, а стабильность – постоянство поля рассеивания.

Типичные случаи изменения во времени величин X­_ср и W показаны на рис.2 б) и в). Сочетание кривых 1 и 3 представляет собой устойчивый и стабильный технологический процесс, а сочетание кривых 1 и 4 – устойчивый, но не стабильный процесс с большим полем рассеивания W; сочетание кривых 2 и 3 – неустойчивый, но стабильный процесс, а сочетание кривых 2 и 4 – неустойчивый и нестабильный процесс. Кривые 5 и 6 соответственно представляют собой циклически устойчивый и циклически стабильный процессы; в обоих случаях величины X­_ср и W изменяются периодически по определённому закону. Объективную оценку устойчивости и стабильности производят, сопоставляя амплитуды изменения величин X­_ср и W с полем допуска δ. Устойчивость и стабильность технологического процесса считают достаточной, если амплитуда изменения указанных величин меньше (0,4…0,5)δ. В отдельных случаях требования к устойчивости и стабильности могут быть выше.

Теоретические предпосылки работы.

При исследовании точности технологической операции методом малых выборок значение среднего квадратичного отклонения S размера в каждой выборке определяется по формуле:

Где n – число произведённых измерений; x_i – значение текущего измерения; X­_ср – среднее арифметическое из произведённых измерений;

Среднее квадратичное отклонение всей совокупности размеров в партии деталей определяется как

где – количество выборок в партии заготовок; – поправочный коэффициент, зависящий от количества заготовок в отдельной выборке. Для n=5 - [1].

Допускается, когда объём выборок n≤10, вместо среднего квадратичного отклонения каждой выборки вычислить поле рассеивания размера в ней:

где и соответственно максимальное и минимальное значение размера в каждой выборке.

В этом случае

где - поправочный коэффициент. Для n=5 - [1].