工艺实验指导书
化学工艺专业实验指导书
化学工艺专业实验指导书目录实验一纯碱法制备轻质碳酸镁（4学时） (3)实验二碳酸氢铵和氯化钠制备碳酸钠（4学时） (8)实验三原子吸收法测定轻质碳酸镁和纯碱的纯度（4学时） (14)实验四原子吸收法测定人发中锌钙铁元素含量（8学时） (17)实验五雪花膏的制备（4学时） (21)实验六硼砂制硼酸（8学时） (24)实验七固体酒精的制备（4学时） (32)实验八洗洁精、无磷洗衣粉的配制（4学时） (34)实验九通用液体洗衣剂（洗涤剂）的制备（4学时） (38)实验十银杏叶（或槐花米）总黄酮的提取（4学时） (45)实验十一原子荧光法测定中药材中砷含量的测定（4学时） (47)实验十二原子荧光光谱法测定食品中砷（8学时） (50)实验一纯碱法制备轻质碳酸镁（4学时）一、实验目的1、了解纯碱法制碳酸镁的工艺方法和操作过程。
2、初步学会利用沉淀反应来制取盐的一种方法。
二、实验原理轻质碳酸镁即为最轻的最松散的镁白，是一种碱式碳酸镁。
由于它具有不燃烧和质地轻松的特点，常用作橡胶制品的填充剂和增强剂，绝热、耐高温的防火保温材料，还用于制造高级玻璃制品、镁盐、颜料、油漆和日用化学品等。
生产其主要来源于白云石（MgCO3·CaCO3）、菱镁矿（MgCO3）、苦卤（MgCl2、MgSO4）、海水等，工业上依生产原料不同而主要有纯碱法，白云石碳化法，海水、石灰石碳化法等。
工业上的纯碱法是将纯碱加入苦卤中是碳酸镁或氢氧化镁沉淀出来而制得的反应方程式5MgCl2+5Na2CO3+5H2O →4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O+CO2+10NaCl 5MgSO4+5Na2CO3+7H2O →4MgCO3·Mg(OH)2·6H2O+CO2+5Na2SO4 从反应式看出，纯碱和苦卤的反应实质上是一种沉淀反应，因此，本实验可直接用Na2CO3与镁盐溶液来制取碱式碳酸镁。
三、工艺流程苦卤反应过滤洗涤破碎纯碱风选破碎干燥轻质碳酸镁四、实验材料及设备（一）原料1、苦卤2、纯碱（二）设备1、反应器（大烧杯）2、电动搅拌器3、抽滤装置（布氏漏斗、抽滤瓶）4、电烘箱五、实验步骤（一）沉淀取150ml已经过滤除机械杂质的苦卤于烧杯中，在充分搅拌下，徐徐加入25%的碱液300ml；由于流动性教差，变为豆腐般粘滞，等再恢复流动性，停止搅拌。
陶瓷材料烧结工艺和性能测试实验指导书
陶瓷材料烧结工艺和性能测试实验指导书1 实验目的和意义1）了解陶瓷材料的烧结和性能检测的工艺流程，掌握吸水率，表面气孔率，实际密度，线收缩率的测定方法。
2）利用实验找出材料的最优烧结工艺，包括烧结温度和烧结时间。
2 实验背景知识2.1 烧结实验在粉体变成的型坯中，颗粒之间结合主要靠机械咬合或塑化剂的粘合，型坯的强度不高。
将型坯在一定的温度下进行加热，使颗粒间的机械咬合转变成直接依靠离子键，共价键结合，极大的提高材料的强度，这个过程就是烧结。
陶瓷材料的烧结分为三个阶段，升温阶段，保温阶段和降温阶段。
在升温阶段，坯体中往往出现挥发分排出、有机粘合剂等分解氧化、液相产生、晶粒重排与长大等微观现象。
在操作上，考虑到烧结时挥发分的排除和烧结炉的寿命，需要在不同阶段有不同的升温速率。
保温阶段指型坯在升到的最高温度（通常也叫烧结温度）下保持的过程。
粉体烧结涉及组成原子、离子或分子的扩散传质过程，是一个热激活过程，温度越高，烧结越快。
在工程上为了保证效率和质量，保温阶段的最高温度很有讲究。
烧结温度与物料的结晶化学特性有关，晶格能大，高温下质点移动困难，不利于烧结。
烧结温度与材料的熔点有关系，对陶瓷而言是其熔点的0.7—0.9 倍，对金属而言是其熔点的0.4-0.7 倍。
冷却阶段是陶瓷材料从最高温度到室温的过程，冷却过程中伴随有液相凝固、析晶、相变等物理化学变化。
冷却方式、冷却速度快慢对陶瓷材料最终相的组成、结构和性能等都有很大的影响，所以所有的烧结实验需要精心设计冷却工艺。
由于烧结的温度如果过高，则可能出现材料颗粒尺寸大，相变完全等严重影响材料性能的问题，晶粒尺寸越大，材料的韧性和强度就越差，而这正是陶瓷材料的最大问题，所以要提高陶瓷的韧性，就必须降低晶粒的尺寸，降低烧结温度和时间。
但是在烧结时，如果烧结温度太低，没有充分烧结，材料颗粒间的结合不紧密，颗粒间仍然是靠机械力结合，没有发生颗粒的重排，原子的传递等过程，那么材料就是不可用的。
人造板工艺实验指导书
实验一人造板性能测试与分析实验
（一）实验类型：综合性实验。
（二）实验类别：专业实验。
（三）实验学时数：5学时。
（四）实验目的：
1、掌握人造板物理力学性能测试方法；
2、学会分析影响人造板物理力学性能的因素。
（五）实验内容
1、测定人造板密度、含水率、吸水厚度膨胀率、静曲强度、静曲弹性模量、胶合强度、内结合强度、握螺钉力等性质；
2、分析影响人造板物理力学性质的因素。
（六）实验要求
1、学生在实验操作过程中自己动手独立完成，10人为1组；
2、完成实验报告：写出实验步骤和结果。
（七）实验具体项目
1、人造板含水率的测定
（1）实验目的
熟悉人造板含水率的测定方法，掌握基本操作技能。
（2）实验仪器
天平，感量为0.01g。
空气对流干燥箱。
（3）实验原理
通过称量，确定试件在干燥状态前与其干燥至恒重状态之间减轻的重量及这一减轻的重量与试件干燥且重量之比。
（4）实验步骤与方法
1）切割试件
刨花板，硬质纤维板，中密度纤维板的尺寸为100×100mm2, 胶合板含水率试件的形态和尺寸不限，试件的最小面积为25cm2。
2）称初重
1。
工程材料及成型工艺实验指导书
《工程材料及成型工艺》实验指导书二零一零年九月实验须知1. 实验前应仔细阅读实验指导书和有关教材，认真做好预习。
教师发现无充分准备者，可停止其进行实验。
2. 学生应准时进入实验室，在教师讲解实验内容之前不得擅自操作实验仪器等。
各项实验内容应有始有终独立完成。
3. 实验过程保持严肃、安静、整洁、遵守操作规程、注意安全、例行节约。
若发现故障，应立即报告教师酌情处理，不要擅自拆修。
4. 实验用的一切物品（如试样、图片、试剂和工具等）不准带出实验室。
5. 实验完毕将仪器物品收拾整齐，恢复原状并作好室内外卫生工作。
6. 每次实验后须完成书面实验报告，于下次实验前交给老师，实验报告成绩作为课程考核总评成绩的一部分。
7. 实验报告统一用报告纸撰写，字迹清楚。
8. 进入实验室应遵守实验室的一切规章制度。
实验一 硬度计的结构原理及使用方法一、实验目的1、了解布氏硬度计、洛氏硬度计及维氏硬度计的基本原理及其结构；2、熟悉并掌握洛氏硬度计的使用方法； 二、实验原理概述金属材料的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。
硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。
由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同；因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性，微量塑变抗力，形变强化能力以及大量形变抗力。
由于硬度试验简单易行，又无损于零件，而且可以近似的推算出材料的其它机械性能，因此在生产和科研中应用广泛。
硬度试验方法很多，机械工业普遍采用压入法来测定硬度，压入法又分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。
(一)、布氏硬度1、基本原理及结构根据 GB231-84规定，布氏硬度试验法是用直径为D 的淬火钢球（或硬质合金球），以相应的试验力F 压入被测材料的表面，保持规定的时间后，卸掉试验力，用读数显微镜测出材料表面的压痕直径d 。
计算压痕单位面积上所受的力，即为被测金属的布氏硬度值HBS （或HBW ）。
《金属工艺学》实验指导书
《金属工艺学》实验指导书实验一手工造型一、实验目的1、了解型砂、型芯砂等造型材料的组成、性能及其制备；2、了铸造生产的工艺过程及其特点、握简单铸型的造型方法。
二、实验设备、仪器型砂、砂箱、模样等造型用具。
三、安全规程：1、不得在实习场地用砂打闹、嬉戏。
2、不得将造型工具乱扔、乱放，或者用工具敲击砂箱及其它物件。
3、紧砂时不得将手放在砂箱上。
4、在造型场内行走时要注意脚下，以免踩坏砂型或被铸件、砂箱等碰伤。
四、实验步骤1、型砂的组成为满足上述各种性能要求，型砂要用多种原料按一定比例在混砂机器中混制而成。
常用的原料有：（1）原砂：即新砂。
最常用的铸造砂是硅质砂。
主要成分SiO2，铸造用砂SiO2的含量85-97%。
（2）附加物：为改善某些性能而加入的材料。
主要有：煤粉、重油：作用在于提高铸件表面质量。
（3）粘接剂：粘接剂作用是用来粘接砂粒的材料。
主要有：粘土、水玻璃、树脂、合脂、植物油等。
（4）水：加入水的目的是和粘土混合形成粘土浆，包附在单个砂粒的表面，使砂粒之间具有一定粘接力。
粘土与水分的重量比为3：1时型砂强度可达最大值。
2、型（芯）砂的混制混砂的目的是将型砂的各种组成原料混合均匀，进而使粘接剂均匀分布在砂粒表面，形成粘土膜。
首先要根据铸件的金属材料（铸铁、铸钢、有色金属）大小，来确定型砂中SiO2的含量，砂粒的大小，形状，是否增加附加物和选择那种粘接剂。
选择材料后一般在混砂机中混砂，机器混砂的优点是：混拌均匀，混砂质量较好。
型砂的混制过程是：按配方加入新砂、旧砂、粘接剂和附加物，先干混1~2min，再加入水湿混3~4min，性能符合要求后出砂，使用前要过筛并使其松散，可用手感法检验型砂的干湿程度。
对于砂处理机械化生产线，也可用型砂质量控制仪在线自动控制型砂质量。
3、砂型的组成砂型是由上、下型形成的型腔（获得铸件形状的空腔）、砂芯、浇注系统和砂箱等部分组成。
如图所示（1）砂箱：造型时填入型砂的容器，分上、中、下等砂箱。
食品工艺学实验指导书
食品工艺学实验指导书适用于食品科学与工程专业生物与农业工程学院编2012年5月1. 课程简介1.1.课程类型：专业必修课1.2.学时/学分：16/11.3.开课专业：食品科学与工程专业本科生1.4.选用教材：《食品工艺学实验指导书》校编2. 课程任务主要任务是使学生掌握食品工艺与设备的基础知识，熟悉各类食品生产的工艺过程。
学会熟练地使用有关的食品机械设备。
掌握食品加工机械设备的结构与工作原理。
实验课是完成本课程教学的重要环节。
其目的是使学生掌握各类食品生产的工艺与设备。
学生通过实际操作提高动手能力，使理论与实际相结合加深对知识的理解，达到综合训练的目的。
培养学生认识问题和解决问题的能力3. 教学基本要求通过果蔬制品、肉制品、乳制品、饼干、面包和糕点的制作，掌握理论课上所讲授的基础知识及工艺过程，学会使用有关的食品机械设备。
4. 安全注意事项4.1.遵守实验室规章制度4.2.卫生。
地面、桌面干净无水，防止滑倒。
4.3.电源插座周围无水，不能用潮湿的手插电源。
4.4.带帽子，特别是女同学。
4.5.注意运动部件的安全。
4.6.使用刀具注意安全。
4.7.防止烫伤。
4.8.添加剂的使用量要准确，混合方法要正确。
5. 实验内容5.1果蔬制品的加工工艺实验5.2乳制品的加工工艺实验5.3肉制品的加工工艺实验5.4焙烤制品的加工工艺实验果蔬制品的加工工艺实验实验一苹果酱的制作1. 实验目的：通过苹果酱的制作,加深对理论课上所讲授的基础知识和工艺过程理解；了解苹果酱的配方;掌握主料、辅料的作用；理解加工原理和生产工艺；掌握生产设备的工作原理；学会使用生产设备。
2. 实验内容：原理：原果胶在原果胶酶或酸作用下分解成果胶，果胶加适量的糖和酸形成凝胶。
配方：3kg苹果肉； 3kg白砂糖； 1kg水；柠檬酸8g。
3. 实验材料、仪器和设备：3.1.原料（原料）：苹果；(辅料）：白砂糖；柠檬酸；盐3.2.仪器：天平；不锈钢盆；削皮刀；3.3.设备：常压浓缩设备（不锈钢锅；电热炉）；绞碎机；压膜机；4. 工艺流程：原料处理（1-2%盐水护色）--加热软化（100度）--绞碎 --加热，配方，浓缩（100度）--装罐密封（85度）——杀菌和冷却5. 制作过程：挑选优质苹果,洗净，去皮，切半去核,然后放置在1-2%的食盐水中护色；然后连同用纱布包好的果皮一起放入沸水中软化至果肉变软；再用绞碎机把软化后的果肉绞碎；放入锅中同时加入辅料液浓缩至可溶性固形物达65%左右;迅速装罐,在温度降到85度时候密封;杀菌和冷却至38度。
机械制造工艺学实验指导书
《机械制造工艺学》实验指导书学院：机械工程与自动化学院所在系：机械工程系适用专业：机械设计制造及其自动化编写人：中北大学机械工程系2010年11月实验一：刚度实验一．实验目的1.了解机床（包括夹具）—工件—刀具所组成的工艺系统是一弹性系统；2.了解机床刚度对加工精度的影响；3.熟悉机床动刚度的测定方法；4.巩固和验证所学工艺系统刚度和误差复映的概念。
二．实验设备与仪器1.机床：普通车床， C620-1，Φ400⨯1000。
2.刀具：外圆车刀，硬质合金，角度 K r =45°,r 0=10°,λs =0°。
3.千分尺规格：（150～175mm ，175～200mm ）。
4.毛坯材料：45号钢。
5.切削用量：主轴转速600转/分，进给量0.1mm/转，双边余量2.7mm 。
4.三盘刚度测定装置。
三．实验内容用动载荷测定法确定机床部件刚度。
四．实验原理设机床的刚性较差，刀具、工件刚度很大（变形忽略），根据课堂上讲述切削力作用点位置的变化对加工精度的影响所得出的公式，1111k k k k =++22尾系刀架主L-x x （）（）L L得出111x=0k k k =+系1刀架主当时， （1） L 11111x=()24k k k k =++尾系2刀架主当时， （2）111x=L k k k =+尾系3刀架当时， （3） 联立以上三式，得111112(3)2k k k k =-++主系2系1系3 （4） 111112()2k k k k =-+刀架系2系1系3（5）111112(3)2k k k k =-++尾系2系1系3（6） 根据误差复映系数公式y1212k y p p F F a a ε-=-系， （7）根据切削原理 （8）式中：y zF F λ=——比例系数，与刀具几何形状、切削用量、刀具磨损等有关，一般来说0.3~0.5λ=，本实验取0.4λ=Z F C ——切削系数，与刀具几何参数及切削条件有关的系数，陶乾《金属切削原理》介绍214Z F C =8.9⨯。
（工艺技术）染整工艺实验实验指导书
（⼯艺技术）染整⼯艺实验实验指导书《染整⼯艺实验1》实验指导书江南⼤学纺织服装学院轻化⼯程实验室编2011/6/1预习报告和实验报告书写格式（⼀）、预习报告实验名称1、实验⽬的2、实验原理3、实验步骤（1）实验处⽅（2）实验步骤如实验内容太多，在预习报告纸上写不下，实验步骤只需简写（或只写标题），详细的步骤可写在另外的纸上带进实验室。
每位学⽣做实验前必须预习，没有预习报告，不能进⼊实验室。
实验课时，指导教师对学⽣的预习情况进⾏提问，打分，不具体讲解实验，学⽣根据预习报告做实验。
（⼆）、实验报告实验名称，同组⼈姓名，实验⽇期，1、实验⽬的2、实验原理（包括相关概念和原理）3、实验仪器和化学品（染化料）4、实验步骤（详细，包括实验处⽅和具体步骤）5、实验结果和讨论（1）、原始数据的记录和结果计算。
（2）、贴样，阐述实验现象。
（3）、问题讨论，对实验结果的分析，实验体会。
在指定的实验报告纸上，第⼀项是实验⽬的和要求，请写实验⽬的和原理；第⼆项是实验仪器设备，请写主要仪器和染化料；第三项是实验结果与分析，请写实验步骤和实验结果与讨论。
轻化⼯程实验室染整⼯艺实验1⽤玻璃仪器清单班级姓名钥匙号⽇期实验⼀粘度法测纤维材料分⼦量⼀、实验⽬的1、了解⾼分⼦稀溶液粘度的表⽰⽅法2、了解粘度法测纤维分⼦量的原理和⽅法3、了解乌⽒粘度计的使⽤⽅法⼆、实验原理1、粘度表⽰⽅法①、相对粘度ηr=η溶液/η溶剂②、增⽐粘度ηsp=（η溶液-η溶剂）/η溶剂=ηr-1③、⽐浓粘度ηsp/ C=增⽐粘度/溶液浓度④、特性粘度[η]=lim ηsp/ Cc→02、粘度法测纤维分⼦量：粘度法不是⼀个测定分⼦量的绝对⽅法，它是通过测定⾼分⼦稀溶液的粘度，根据粘度与分⼦量之间的经验公式计算出分⼦量，经验公式必须⽤其他⽅法的测定来校正。
涤纶特性粘度与分⼦量的关系：[η]=KM a式中：[η]—涤纶的特性粘度；M—涤纶分⼦量；a、K—常数，其值随所⽤溶剂和测定温度⽽不同，在以苯酚：四氯⼄烷=1：1（重量⽐）为溶剂，温度为25℃时，K值为2.1×10-4，a值为0.82。
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前言实验是《机械制造工艺学A》课程中重要的实践教学环节，用于巩固和补充课堂讲授的理论知识，培养学生的综合实践能力。
为了搞好实验教学，对学生实验做出如下要求：一、预习实验在上实验课前，必须认真预习实验指导书，了解实验目的、实验用仪器设备的结构及工作原理、实验操作步骤，复习与实验有关的理论知识。
二、上实验课1．按时上、下课，不得迟到、早退或旷课。
2．上课时遵守学生实验守则，按使用方法照章严格操作，严禁违章操作，并注意安全。
3．上课时要注意观察，认真分析，准确地记录实验原始数据。
4．实验结束后要及时关掉电源，并对所用仪器设备进行整理，恢复到原始状态。
5．经指导老师允许后方可离开。
三、撰写实验报告1．实验报告应独立完成，不得抄袭他人成果。
2．实验报告书写要工整。
按照《机械制造工艺学A》课程大纲的要求，编写了此实验指导书，共有“车床静刚度测量”和“加工误差的统计分析”“机床主轴回转精度测试”三个实验。
实验成绩应根据实验预习、实验操作及实验报告综合评定。
完成全部实验方能取得参加期末课程考试的资格。
实验一车床静刚度测量一．实验目的1、了解机床静刚度对加工精度的影响。
2、熟悉机床静刚度的测定方法。
3、巩固所学机床刚度的概念，画出机床静刚度曲线。
二．实验原理及方法机床静刚度Ks是机床在稳态下工作（无振动）的刚度，它衡量机床抵抗静载变形的能力。
静刚度的概念，一般用下式表示：Ks=F/Y式中：Ks---------------静刚度（N/mm）F-----------------切削力（N）Y-----------------在F作用下刀刃与加工面之间的相对位移（mm）。
但是从工艺观点来研究问题时，我们认为在切削分力Fy方向上的变形要比其它切削分力作用方向上的变形大得多，所以Fy对加工精度的影响占主要地位，故又可以用下式表示工艺系统刚度Ks=Fy/Y工艺系统在受力情况下的总位移量Y是各个组成环节的位移量迭加，根据测量数据可得出：刀架刚度Ks D=Fy/Y D前顶尖刚度Ks Q=Fy/2Y Q后顶尖刚度Ks H=Fy/2Y H在根据车床变行Ys为前后顶尖变形位移的平均值和刀架变形位移之和。
Ys=Fy/Ks=1/2（Fy/2Ks Q+Fy/2Ks H）+Fy/Ks D化简后1/Ks=1/4（1/Ks Q+1/Ks H）+1/Ks D这样车床静刚度Ks即可求出。
本实验采用三向刚度仪的静态测定法测定车床静刚度。
车床静刚度测定实验装置，如图1所示。
图中1、前顶尖；2、接长套筒；3、测力环4、加力螺钉；5、弓行加载器；6、模拟车刀图中弓形加载架刚度足够大，其变形略去不计，通过加载器上的加力螺钉5进行加力F。
F经钢球传至测力环3，由测力环的千分表指示出所加F力的数值。
床头、尾座、刀架部件均在F 力作用下发生变形位移，三个部位各安装一个千分表，测其变形位移Ys Q、Ys H、Ys D。
在根据公式计算出床头、刀架、尾座各部件的刚度，然后计算出机床静刚度Ks。
实验时，加载螺钉孔间夹角a=15°，β角选为30°。
根据公式：Fx=F•SinâFy=F•Cosâ•sinβFz=F•cosâ•cosβ注意事项：1．实验前擦净弓形加载器支架中心孔，调好机床可动部件和紧固部件，弓形加载支架与主轴的联接要牢固不得有松动。
2．实验所用千分表，在使用前要检查灵敏度，安装时要调好零点（预压1圈）。
3．每次加载或卸载后，不应立即读数，应停一会再读数。
三．实验仪器及器材1．车床CA6140。
2．弓行加载支架。
3．测力环。
4．模拟刀杆（自制），安装在车床小刀架上。
5．千分表磁力表座。
千分表读数值（0.001mm）。
四．实验步骤1．主轴和尾座各安装顶尖，将弓形加载架用接长套筒开口槽套与支架上的定位杆上，将其固定，将尾座固定螺钉紧固好。
2．分别安装三块表，调整好零位。
3．用弓形加载支架上的加力螺钉上的钢球压紧测力环，事先有一个预紧力。
4．用加力螺钉由小到大依次加载，记录每次加载以后车床床头、刀架、尾座的变形位移。
5．用加力螺钉由大到小依次卸载，记录每次卸载以后车床床头、刀架、尾座的变形位移。
附图外圆车削时力的分解加力仪读数格数与载荷关系表五．分析整理实验数据12、计算车床平均静刚度按公式分别计算刀架刚度Ks D、前顶尖刚度Ks Q、后顶尖刚度Ks H最后计算车床平均静刚度Ks。
3、画出车床各部件（床头、尾座和刀架）的刚度曲线六. 思考题1． 实验中，加载曲线与卸载不重合，为什么？2． 当载荷去除后，变形恢复不到起点，什么因素影响的？实验二 加工误差统计分析一、实验目的1、通过研究一批零件在加工过程中尺寸的变化规律，分析其误差的原因，掌握加工过程误差统计分析的基本原理和方法。
2、熟悉运用计算机辅助误差测控试验平台进行误差数据的采集、运算、结果显示和打印。
2）熟悉直方图的作图法，能根据样本数据确定分组数、组距，由直方图作出实际分布曲线，进而将实际曲线与正态分布曲线相比较，判断加工误差性质，评定工序能力系数C P ，根据给定的精度要求估算合格率。
3）熟悉R x -质量控制图的作图法，能根据R x -图判断工序加工稳定性。
二、实验仪器与设备1、D913型轴承检查仪2、100根外圆为020.0025.030+-Φ粗磨曲柄销3、装有“统计过程控制（SPC ）软件”的计算机一台三、实验原理与方法加工误差可以分为系统误差和随机误差两大类。
系统误差指在顺序加工一批工件中，其加工误差的大小和方向都保持不变或按一定的规律变化，前者称常值系统误差，是由大小和方向都一定的工艺因素造成；后者为变值系统误差，由大小和方向有规律变化的工艺因素造成。
随机误差指在顺序加工一批工件中，其加工误差的大小和方向都是随机的 ，是许多相互独立的工艺因素微量的随机变化和综合作用的结果。
实际加工误差往往是系统误差和随机误差的综合表现，因此，在一定的加工条件下，要判断是某一因素起主导作用，必须先掌握一定的数据资料，再对这些数据资料进行分析研究，判断误差的大小、性质、及其变化规律等。
然后再针对具体情况采取相应的工艺措施。
统计分析方法可用来研究、掌握误差的分布规律和统计特征参数，将系统误差和随机误差区分开来。
1．误差的分布图分析法：根据概率论理论，相互独立的大量微小随机变量，其总和的分布接近正态分布。
这就是说，对于随机误差，应满足正态分布。
根据数理统计的原理，随机变量全体（总体）的算术平均值和标准差可用部分随机变量的算术平均值x 和标准差S 来估算，其值是很接近的。
这样，就可由抽检样本来估算整体。
在机械加工中，用调整法加工一批零件，当不存在明显的变值系统误差因素时，其尺寸分布近似于正态分布。
根据上述原理，在本实验中，通过检测曲柄销直径，来模拟一批零件的加工误差的数据样本，不同直径，可以看成是该加工工艺系统中众多随机误差因素综合作用的结果。
根据该误差数据样本绘制实验分布图（即直方图）和正态分布曲线。
若该分布图呈正态分布，表明加工过程中是影响不突出的随机性误差起主导作用，而变值系统性误差作用不明显；若分布图的平均偏差与公差带中点坐标不重合，表明存在常值系统误差；若所分析的误差呈非正态分布，则说明变值系统误差作用突出。
实验分布图（即直方图）和正态分布曲线的绘制方法如下：假设有一个误差数据样本，其样本容量为n ，样本数据的最大值为max x ，最小值为min x ，并记极差 min max x x R -= 。
将数据分为K 组，K 的选取与样本容量n 的大小有一定的关系，可参见教材。
确定K 值以后，即可按D=R/K 确定组距。
样本值落在同一误差组的个数即为频数i m ，频数与样本容量n 之比，称为频率i f 。
以组距为横坐标，以频数为纵坐标按一定比例作出各个数据组的长方形，就构成了直方图。
正态分布概率分布密度函数为：其中σ、μ是正态分布曲线的两个特征参数，分别为随机变量总体的标准差和均值。
样本的标准差的估算值为：根据x 和S 即可绘出样本的正态分布曲线。
2．点图法由于分布图法采用随机样本，不考虑加工顺序，因而不能反映误差大小、方向随加工先后顺序的变化，此外，分布图法是在一批工件加工结束以后进行分析的，它不能及时反映加工过程误差的变化，不利于控制加工误差。
因此，如何使工艺过程在给定的运行条件下，在给定的工作时间内，稳定可靠地保证加工质量是一个重要问题。
这就是工艺过程稳定性的问题。
按照概率论中的中心极限定律，无论何种分布的大样本，其中小样本的平均值趋向于服从正态分布，这样，从统计分析的一般角度，认为若某一项质量数据的总体分布的参数（例如σ、μ）保持不变，则这一工艺过程是稳定的。
因此，可通过分析样本统计特征值x 、S 推知工艺过程是否稳定。
总体分布参数μ可用样本平均值x 的平均值x 估算，总体分布参数σ可用样本极差的平均值R 来估算。
通常采用点图（控制图）法来进行工艺过程稳定性的分析。
用点图来分析工艺过程稳定性212x y μσ-⎛⎫- ⎪⎝⎭=S =11nii x x n ==∑首先要采集顺序样本，这样的样本可以得到在时间上与工艺过程运行同步的有关信息，反映出加工误差随时间变化的趋势，以便对加工工艺过程质量的稳定性随时进行监视，防止废品产生。
误差点图有个值点图和样组点图两类，其中样组点图较常用的是R x -点图(即平均值-极差点图)。
R x -图是平均值x 控制图和极差R 控制图联合使用时的统称。
前者控制工艺过程质量指标的分布中心，后者控制工艺过程质量指标的分散程度。
根据数理统计的中心极限定律，即使不知原始数据的分布，但它们的平均值分布近似于正态分布。
总体分布越接近正态分布，样本平均值的分布就更接近正态分布，此时所需样本的容量也可越小。
R x -点图的绘制方法如下：1）数据抽样绘制R x -图是以小样本顺序随机抽样为基础的，通常的要求是在工艺过程进行中，每隔一定时间，如半小时或一小时，从这段时间内加工的工件中，随机抽取几件作为小样本，小样本的容量N=2～10件，求出小样本的统计特征值的平均值和极差R 。
经过若干时间后，取得K 个小样本，通常取K=25，这样，抽取样本的总容量一般不少于100件，以保证有较好的代表性。
在本实验中，采取小样本容量N=5， K=20。
2）绘-X 点图和R 点图以分组序号为横坐标，每组尺寸的平均值-X 为纵坐标绘制-X 点图；以分组序号为横坐标，每组尺寸的最大值与最小值之差R 为纵坐标绘制R 点图。
-X 、R 分别按下式计算：∑==ni i x n x 11 min max x x R -=式中： n ——每组的工件数(即小样本容量)； x i ——第i 个工件的尺寸；max x 、 min x ——每组误差的最大、最小值。