实验设计和分析.docx

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实验设计和分析

实验设计与分析

学生姓名：

王青松

指导教师：

梅卫江

学院：

机械电气工程学院

专业：

机械设计制造及其自动化

班级：

11级

（1）班

学号：

2011509265

机械切削加工工艺中实验设计应用论文解析

—基于正交试验法的切削参数优化研究

摘要：

本文主要通过对原论文《》的学习和解析，分析验证原论文中使用正交实验设计并结合极差分析和方差分析相结合的分析方法，并对相应的过程进行手算和软件计算，得出相应的数据，验证检验原文。

关键词：

切削加工、正交试验、MINITAB

一、实验设计

1）因素设计

要提高加工件的精度，使其达到应用要求，就要选择合适的机床和刀具材料，使用合适的工艺、正确的刀具几何形状和切削参数。

但是，在机械切削加工过程中，影响加工质量的因素很多，而且因素之间也是相互影响、相互制约的。

特别是切削三要素，其对零件表而质量、加工效率的影响很大。

因此选用切削深度走、刀量、主轴转速作为实验优化的因素。

2）因素水平设计

确定因素水平范围就是通过做单因素初步试验或行业经验设计所研究的因素水平范围。

确定合适的因素水平范围对获得理想的优化结果非常重要，如果水平范围太窄得不到优化结果，太宽也会使结果精确度降低。

原文选用推荐的加工参数及工厂实际加工确定的试验因素均为三水平：

进给量、背吃刀量、主轴转速。

二、实验实施分析

1）由于本实验确定为三因素三水平的实验，具体见下表：

在选择正交表时，原论文选用了L9（34）的正交表，其中设置第4列为实验对比误差列

2）极差软件分析：

（1）创建田口正交表

（2）选择4因子数3水平L9（34）的正交表

（3）将实验数据输入列表中

（4）进行极差分析

（5）选择相应响应数据

（6）在“图表”选项中选择”均值”

（7）在“分析”选项中选择“均值”

（8）极差分析结果

论文分析结果如下，对比结果相同：

2）方差分析

方差分析结果，和手工计算结果相同，原论文中考虑到因素C的均方与误差的结果相差不多，两者相比结果为1.24，小于2.因而为了增大dfe，提高F检验的灵敏度，在进行显著性检验之前，先将各因素和交互作用的方差与误差方差比较，若MS因<2MSe，可将这些因素或交互作用的偏差平方和、自由度并入误差的偏差平方和、自由度，这样使误差的偏差平方和和自由度增大，提高了F检验的灵敏度。

现将因素C并入误差方差，运行软件。

将以上软件结果与原论文的结果进行比较，结果相同。

三、试验结果分析

由极差分析结果可知，试验因素Rj为2.13>1.2>0.47,极差值越大，相应因素对yi影响越大，

因素的主次关系为背吃刀量>进给量>主轴转速。

确定优化方案为A1B3C2，虽然；在正交试

验没有对该方案进行验证，因C因素为相对不显著因素，A1B3C3的粗糙度为3.3为试验中的最小值，可以证明A1B3C2为最优。

方差分析结果得到各个因素的F检验量，因C因素的效应较小，归入误差中，提高检验的灵敏度。

其中A（进给量）的F值为6.7>F0.1，影响显著，B（背吃刀量）为18.78>F0.01，影响极为显著。

综合以上两种分析，在实际生产中，在保证加工质量的前提下，提高效率，可参考上述结论，同时应结合加工的实际条件，选择具体的主轴转速、进给量和背吃刀量。

四、参考文献

【1】李学光，王慧伟，张树仁，等.基于正交试验法的切削参数优化研究[J].机床与液压，2011（8）:

17-19

【2】陈魁.试验设计与分析[M].第2版.北京：

清华大学出版社.2011