公差分析指南

1、技術(shù)標準公差分析指南2014 5 -20發(fā)布2014 -5- 20實施目次前言II1范圍32公差分析目的33術(shù)語34公差分析步驟及示例44.1公差分析步驟4確定分析對象及判定標準4建立封閉尺寸鏈4尺寸轉(zhuǎn)換4公差分析的計算4判斷和優(yōu)化54.2公差分析示例5確立分析對象和判定標準5建立封閉尺寸鏈5尺寸轉(zhuǎn)換6公差分析的計算6裝配判定65公差分析軟件介紹75.1軟件概述75.2界面介紹7界面介紹7分析目標定義介紹8快捷命令介紹8測量表8尺寸環(huán)圖9分析結(jié)果95.3公差分析步驟及實例11確定目標尺寸11添加關(guān)聯(lián)尺寸12調(diào)整組成環(huán)尺寸13查看分析結(jié)果13基本尺寸及公差優(yōu)化13生成分析報告14前言通過公差分析

2、，驗證及優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計，降低加工制造成本，提升產(chǎn)品品質(zhì)，特制訂本標準。本標準由標準化管理委員會提出并負責解釋。本標準由結(jié)構(gòu)部歸口。本標準主要起草人： 本標準審核人： 本標準批準人： 本標準為2014年首次發(fā)布。公差分析指南1 范圍本標準介紹了公差分析的原理及方法，并提供案例，指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計人員進行設(shè)計參考。本標準適用于優(yōu)特公司含結(jié)構(gòu)設(shè)計的產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有相互關(guān)聯(lián)的配合尺寸、公差等技術(shù)要求。2 公差分析目的2.1 通過公差分析合理設(shè)定零件的公差以減少零件的制造成本。2.2 通過公差分析判斷零件的可裝配性，判斷零件是否在裝配過程中發(fā)生干涉。2.3 通過公差分析判斷零件裝配后產(chǎn)品關(guān)鍵尺寸是否滿足外觀

3、、質(zhì)量以及功能等要求。2.4 通過公差分析優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計。3 術(shù)語公差分析是對累積公差進行計算以優(yōu)化制造能力與產(chǎn)品功能要求的平衡關(guān)系。尺寸鏈在在機器裝配或零件加工過程中，由相互連接的尺寸形成封閉的尺寸組長度環(huán)，見圖一。尺寸環(huán)列入尺寸鏈中的每一個尺寸，如Error! Reference source not found.圖中A0、A1、A2、A3、A4、A5。封閉環(huán)尺寸鏈中，裝配過程或加工過程最后自然形成的一環(huán)，如Error! Reference source not found.圖中A0。組成環(huán)尺寸鏈中，除封閉環(huán)以外的其他環(huán)均被稱為組成環(huán)，如Error! Reference source no

4、t found.圖中A1、A2、A3、A4、A5。增環(huán)尺寸鏈中的組成環(huán)，由于該環(huán)的變動引起封閉環(huán)同向變動。同向變動指該環(huán)增大時封閉環(huán)也增大，該環(huán)減小時封閉環(huán)也減小，如Error! Reference source not found.圖中A3。減環(huán)尺寸鏈中的組成環(huán)，由于該環(huán)的變動引起封閉環(huán)反向變動。反向變動指該環(huán)增大時封閉環(huán)也減小，該環(huán)減小時封閉環(huán)也增大，如Error! Reference source not found.圖中A1、A2、A3、A4、A5。極值法是公差分析中最基本的方法之一，它從尺寸鏈各環(huán)的極限尺寸出法進行尺寸鏈的計算，不考慮各環(huán)實際尺寸的分布情況。概率法是公差分析中另一種最

5、基本的方法，組成環(huán)的實際尺寸均按正態(tài)分布，且分布范圍與公差帶寬度一致，分布中心與公差帶中心重合，則封閉環(huán)的尺寸也按正態(tài)分布。4 公差分析步驟及示例4.1 公差分析步驟 4.2 確定分析對象及判定標準 明確公差分析的目的以及如何判斷產(chǎn)品設(shè)計是否滿足要求?？梢园ǎ毫慵g的裝配間隙、外觀零件之間的配合間隙、零件之間的功能裝配尺寸等。4.2.1 建立封閉尺寸鏈建立封閉尺寸鏈圖，確定封閉環(huán)、組成環(huán)，并識別組成環(huán)的增環(huán)和減環(huán)。4.2.2 尺寸轉(zhuǎn)換將組成環(huán)的非雙向?qū)ΨQ公差轉(zhuǎn)化為雙向?qū)ΨQ公差。4.2.3 公差分析的計算采用極值法和概率法分別對尺寸鏈進行計算。a) 封閉環(huán)的基本尺寸計算公式：第i個尺寸的基本

6、尺寸。注： 增、減環(huán)的需要區(qū)分正負號，增環(huán)為“+”，減環(huán)為“-”。b) 極值法： 封閉環(huán)公差的計算公式： 封閉環(huán)的對稱公差； 組成環(huán)的個數(shù)； 第個尺寸的對稱公差。優(yōu)點1.按尺寸鏈各環(huán)的最大和最小極限值進行計算，保證了裝配的100%安全2.保證了裝配的完全互換性缺點1.未考慮各環(huán)實際分布狀況，人為假定的理想狀態(tài)，缺乏科學(xué)性2.適合于小批量生產(chǎn)和尺寸鏈中環(huán)數(shù)小于4的場合c) 概率法： 封閉環(huán)公差的計算公式：優(yōu)點1.經(jīng)濟性好，科學(xué)合理能滿足大多數(shù)裝配的互換性2.適用于大批量生產(chǎn)和尺寸鏈中環(huán)的個數(shù)比較多的場合3.適用于自動化及半自動化生產(chǎn)缺點裝配后可能有極小數(shù)情況不能滿足裝配要求4.2.4 判斷和優(yōu)化

7、當公差分析計算出封閉環(huán)尺寸的最大值和最小值后，可以根據(jù)封閉環(huán)尺寸的判定標準來判斷產(chǎn)品的設(shè)計是否滿足設(shè)計要求。4.3 公差分析示例4.3.1 確立分析對象和判定標準為避免解鎖頭裝配困難和裝配完成后閉鎖軸轉(zhuǎn)動不順暢，解鎖頭與閉鎖軸之間的間隙大于零（X>0），見下圖。4.3.2 建立封閉尺寸鏈根據(jù)裝配關(guān)系及尺寸標注建立封閉尺寸鏈，見下圖。4.3.3 尺寸轉(zhuǎn)換對尺寸鏈中公差不是對稱分布的組成環(huán)進行尺寸轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化成公差對稱分布的名義尺寸。(1) 解鎖桿尺寸轉(zhuǎn)換(2) 閉鎖軸尺寸轉(zhuǎn)換4.3.4 公差分析的計算(1) 基本尺寸計算：注意：增環(huán)為+，減環(huán)為-。(2) 極值法： 則封閉環(huán)的基本尺寸及公差為

8、：(3) 概率法： 則封閉環(huán)的基本尺寸及公差為：4.3.5 裝配判定(1) 極值法計算的判定: 結(jié)論：最小間隙為-0.05，不滿足裝配需求。 (2) 概率法計算的判定 結(jié)論：最小間隙0.021，滿足裝配需求。 注：公差修正計算見章節(jié)。 5 公差分析軟件介紹5.1 軟件概述Tolerance Analysis Extension 是由CETOL Technology與PTC 合作開發(fā)的一款公差分析應(yīng)用程序。利用Tolerance Analysis Extension可以快速的執(zhí)行與零件尺寸相關(guān)的公差累積分析，提供了兩種最基本且實用的分析方法：極值法和概率法。5.2 界面介紹5.2.1 界面介紹C

9、REO分析公差分析公差分析管理器，點擊進入公差分析界面，公差分析界面有五個重要的區(qū)域，見下圖。5.2.2 分析目標定義介紹a) 選擇封閉環(huán)尺寸的第一基準面；b) 選擇封閉環(huán)尺寸的第二基準面；c) 顯示封閉環(huán)尺寸實測值；d) 設(shè)置封閉環(huán)公差類型（對稱、正負、限制）；e) 設(shè)置封閉環(huán)尺寸精度（小數(shù)位）；f) 設(shè)置封閉環(huán)尺寸的期望值；g) 設(shè)置封閉環(huán)尺寸的期望公差；5.2.3 快捷命令介紹a) 選擇模型或尺寸；b) 添加虛擬模型；c) 添加注釋尺寸；d) 封閉間隙；e) 刪除模型和尺寸；f) 輸出（生成）分析報告；5.2.4 測量表a) 名稱：各組成環(huán)零件名稱及尺寸信息。b) 公稱：各組成環(huán)零件的公

10、稱尺寸，不可修改。d) 公差：各組成環(huán)的基本尺寸和公差，雙擊可以修改調(diào)整。e) 單位：尺寸和公差的單位，默認為mm。f) ：此值代表公差的分布指數(shù)，雙擊可修改。默認為1（其范圍為：）。g) 分布：此列顯示尺寸的統(tǒng)計分布參數(shù)，所有尺寸為正態(tài)分布。平均數(shù) 標準差 c) 敏感度：是指各組成環(huán)在尺寸鏈中變化的敏感程度。d) 附件：對于銷/孔配合限定中心軸的對齊方式。5.2.5 尺寸環(huán)圖a) 尺寸鏈中關(guān)聯(lián)零件；b) 封閉環(huán)的基準，選擇的第一基準用綠色線顯示，第二個基準用紅色線顯示；c) 組成環(huán)尺寸；d) 尺寸之間的接口；5.2.6 分析結(jié)果分析結(jié)果視圖包含4個重要的窗口：測量變異、統(tǒng)計的貢獻度、最壞情況

11、的貢獻度和敏感度。a) 測量變異1) 測量變異窗口用圖表顯示測量目標在極值分析法和概率分析法狀態(tài)下的分布情況。2) 測量目標值、測量下限和測量上限均由設(shè)計者根據(jù)裝配要求規(guī)定。3) 最壞情況測量的最小值和最大值由軟件通過極值分析法計算后得到。b) 統(tǒng)計的貢獻度 統(tǒng)計貢獻度窗口顯示組成環(huán)尺寸公差在概率分析法中對目標尺寸公差的貢獻率。 ； -第個組成環(huán)尺寸； -目標尺寸； -組成環(huán)尺寸標準差 -目標尺寸標準差c) 最壞情況的貢獻度 最環(huán)情況的貢獻度窗口顯示組成環(huán)尺寸公差在極值分析法中對目標尺寸公差的貢獻率。-第個組成環(huán)尺寸-目標尺寸-的上限規(guī)格-的下限規(guī)格-的上限規(guī)格-的下限規(guī)格d) 敏感度敏感度窗

12、口顯示目標尺寸相對組成環(huán)尺寸的敏感程度。5.3 公差分析步驟及實例5.3.1 確定目標尺寸選擇目標（封閉環(huán)）尺寸的兩個基準，在間隙/堆放定義窗口同時顯示兩個基準的名稱，見下圖。5.3.2 添加關(guān)聯(lián)尺寸目標（封閉環(huán)）尺寸基準選擇完后，系統(tǒng)會自動彈出與封閉環(huán)相關(guān)聯(lián)的組成環(huán)尺寸，并逐個添加其他組成環(huán)尺寸，并組成完整的尺寸鏈圖，如下圖。 (1) 解鎖桿組成環(huán)尺寸(2) 解鎖頭組成環(huán)尺寸(3) 閉鎖軸組成環(huán)尺寸(4) 尺寸鏈圖5.3.3 設(shè)置尺寸和公差尺寸鏈建立完成后，可以對目標尺寸和組成環(huán)的尺寸進行設(shè)置，見下圖。5.3.4 查看分析結(jié)果查看分析結(jié)果窗口，從圖表信息可知，通過極限值方法計算的尺寸范圍尚未