4.3 Статистичний аналіз точності механічної обробки за допомогою методу точкових діаграм

Основними задачами статистичного аналізу точності механічної обробки за допомогою методу точкових діаграм є виявлення рівня впливу факторів, які зумовлюють систематичні похибки, що закономірно змінюються, і встановлення рівня стійкості технологічного процесу. Ці дані необхідні для правильного настроювання верстата перед обробкою партії заготовок на отримання певного розміру.

Статистичний аналіз методом точкових діаграм виконують таким чином.

Вибірки об’ємом n = 5 штук беруться безперервно або через певні фіксовані проміжки часу роботи верстата (наприклад через 15...20 хвилин). Верстат має працювати з приблизно однаковими зупинками для встановлення й знімання заготовок, без тривалих перерв і без піднастроювання. У кожної з відібраних заготовок визначають дійсний розмір . Ці розміри визначаються за допомогою універсального вимірювального інструмента, у якого ціна поділки шкали має становити (1/6...1/10) , де — допуск контрольованого розміру.

Для кожної вибірки визначають середній розмір

(69)

і середньоквадратичне відхилення

, (70)

де — кількість деталей у вибірці, — номер вибірки, — номер деталі у вибірці.

За результатами вимірювань і розрахунків будують точкові діаграми. Ці діаграми, залежно від технологічних особливостей операції і стану обладнання, можуть мати різний вигляд. Наприклад, у випадку, якщо різання здійснюється інструментом, доведеним алмазним кругом, і з ефективним охолодженням (тобто, коли початковий знос і видовження інструмента від нагрівання незначні), точкова діаграма матиме вигляд, показаний на рис. 41. У цьому випадку змінення середнього розміру з переходом від попередньої вибірки до наступної пояснюється впливом на точність механічної обробки факторів, що спричиняють появу систематичних похибок, які закономірно змінюються. Таким фактором може бути, наприклад, розмірний знос різального інструмента. На точковій діаграмі показують також дві горизонтальні прямі та , які відповідають найбільшому і найменшому значенням розміру Х і поле допуску цього розміру .

Якщо ж вплив систематичних похибок, що закономірно змінюються, незначний, то точкова діаграма матиме вигляд, показаний на рис. 42.

X, мм

№ вибірки

8

7

6

5

4

3

2

1

Рисунок 42 ― Типова точкова діаграма, що характерна для процесу

механічної обробки із незначним впливом похибок, що закономірно змінюються

Для оцінювання технологічної стійкості переходу будують точкову діаграму середньоквадратичних відхилень вибірок. Типова точкова діаграма стійкого переходу показана на рис. 43.

Рисунок 43 ― Типова точкова діаграма технологічно стійкого переходу

Якщо значення для різних вибірок суттєво відрізняються, то перехід вважається технологічно нестійким. Приклад точкової діаграми такого переходу показаний на рис. 44.

Рисунок 44 ― Типова точкова діаграма технологічно нестійкого переходу

Втрату стійкості можуть спричинити, наприклад, надто великі люфти між рухомими деталями елементів системи ВПІД, значний розкид фізико-механічних властивостей матеріалу заготовок тощо. У такому випадку слід виявити причини нестійкості, усунути їх і лише після цього настроювати верстат. Після забезпечення стійкого стану технологічного процесу, відбирають не менше 16 вибірок об’ємом в 5 шт. або одну велику вибірку об’ємом не менше 100 шт. і визначають статистичні характеристики точності процесу обробки.