產(chǎn)品裝配的尺寸鏈公差分析報告課件

1、Page 1產(chǎn)品裝配的尺寸鏈公差分析 編制日期：2017.10.20Page 2 在生產(chǎn)過程中，由于產(chǎn)品的制程能力和尺寸公差分配不合理，往往使產(chǎn)品在裝配時無法裝配的情況?？赡軙斐闪慵膱髲U或產(chǎn)品不合格，給生產(chǎn)帶來不應有的經(jīng)濟損失。 有鑒于此，現(xiàn)根據(jù)公司多年的生產(chǎn)經(jīng)驗，面對制造和裝配的產(chǎn)品設計的尺寸鏈公差進行分析，探索公差在尺寸鏈中的應用, 以便在滿足產(chǎn)品功能、性能、外觀和可裝配性等要求的前提下，合理定義和分配零件和產(chǎn)品的公差，優(yōu)化產(chǎn)品設計，以最小的成本和最高的質(zhì)量制造產(chǎn)品。Page 3 1. 尺寸鏈的定義： 尺寸鏈，是指在產(chǎn)品的裝配關(guān)系中，由互相聯(lián)系的尺寸按一定順序首尾相接排列而成的封閉尺寸

2、組。 尺寸鏈兩大特點：一是封閉性，尺寸鏈是由多個尺寸首尾相連；二是關(guān)聯(lián)性，組成尺寸鏈的每個尺寸都與關(guān)鍵尺寸有關(guān)聯(lián)性，尺寸鏈中每個尺寸的精度會影響到關(guān)鍵尺寸的精度。 如果公差分析計算出的關(guān)鍵尺寸名義值與設計值不相等，則說明尺寸定義錯誤。Page 4什么地方使用公差分析 ?單個零件或組件出現(xiàn)公差堆積。在公差堆積中，用公差分析可以確定總的變異結(jié)果。Page 52.尺寸鏈公差分析過程： 第一步 確定組裝要求一些產(chǎn)品要求的例子:裝配要求換殼；無固定的配對組裝（多套模具或模穴）功能要求結(jié)構(gòu)方面；良好的滑動結(jié)構(gòu)，翻蓋結(jié)構(gòu)，或機構(gòu)裝置品質(zhì)要求外觀；外殼與按鍵之間的間隙其他; 良好的運動或一些奇怪的雜音，零件松

3、動3. 轉(zhuǎn)換名義尺寸，將公差轉(zhuǎn)成對稱公差2. 建立封閉尺寸鏈圖1. 確定組裝要求6. 按要求計算變異5. 確定公差分析的方法4. 按要求計算名義尺寸Page 6第二步 建立封閉尺寸鏈圖3. 轉(zhuǎn)換名義尺寸，將公差轉(zhuǎn)成對稱公差2. 建立封閉尺寸鏈圖1. 確定組裝要求6. 按要求計算變異5. 確定公差分析的方法4. 按要求計算名義尺寸零件 3零件 2零件 1零件 420.00 0.30必要條件(Gap 0)15.00 0.2510.00 0.1546.20+0.20- 0.60B (d2 )A (d1 )C (d3 )D (d4 )+必要條件X (dGap ) 0Page 7第三步 轉(zhuǎn)換名義尺寸3.

4、 轉(zhuǎn)換名義尺寸，將公差轉(zhuǎn)成對稱公差2. 建立封閉尺寸鏈圖1. 確定組裝要求6. 按要求計算變異5. 確定公差分析的方法4. 按要求計算名義尺寸46.00 0.4046.20+0.20- 0.6045.60+0.80- 0.00零件 4從設計角度看，上圖所有尺寸標注方法，其功能是相同。按規(guī)則，設計者將使用雙邊公差，所以須將非雙向?qū)ΨQ公差轉(zhuǎn)換為雙向?qū)ΨQ公差。Page 8名義值間隙是: dGap = - 10.00 - 15.00 - 20.00 + 46.00 = 1.00B (d2 )A (d1 )C (d3 )D (d4 )+必要條件X (dGap ) 03. 轉(zhuǎn)換名義尺寸，將公差轉(zhuǎn)成對稱公差

5、2. 建立封閉尺寸鏈圖1. 確定組裝要求6. 按要求計算變異5. 確定公差分析的方法4. 按要求計算名義尺寸第四步 計算名義尺寸dGap= 名義值間隙。正值是空隙，負值是干涉n= 堆疊中獨立尺寸的數(shù)量di= 尺寸鏈中第i個尺寸的名義尺寸判斷尺寸鏈中尺寸的正負： 尺寸的正負可以使用“箭頭法”確定。箭頭法是指從關(guān)鍵尺寸的任一端開始起畫單向箭頭，順著整個尺寸鏈一直畫下去，包括關(guān)鍵尺寸，直到最后一個形成閉合回路，然后按照箭頭方向進行判斷，凡是箭頭方向與關(guān)鍵尺寸箭頭同向的尺寸為負（-），反向的為正（+）關(guān)鍵尺寸Page 9第五步 公差分析方法的定義3. 轉(zhuǎn)換名義尺寸，將公差轉(zhuǎn)成對稱公差2. 建立封閉尺寸

6、鏈圖1. 確定組裝要求6. 按要求計算變異5. 確定公差分析的方法4. 按要求計算名義尺寸一般應用比較多的公差分析模式是：極值法 (Worst Case)，簡稱WC 極值法是考慮零件尺寸最不利的情況，通過尺寸鏈中 尺寸的最大值或最小值來計算關(guān)鍵尺寸的值。2. 均方根法 均方根法是統(tǒng)計分析法(Root Sum of Squares)的一種，簡稱RSS。是把尺寸鏈中的各個 尺寸公差的平方之和再開根即得到關(guān)鍵尺寸的公差。計算公式：它的假設是每個尺寸的 Ppk 指標是1.33并且制程是在中心。計算公式：Ttot = 最大的預期間隙變量(對稱 公差) .N = 獨立尺寸的堆疊數(shù)量.Ti = 第i個尺寸對

7、稱公差.Ttot = 最大的預期間隙變量(對稱公差) .N = 獨立尺寸的堆疊數(shù)量.Ti = 第i個尺寸對稱公差.Page 10第六步 計算變異3. 轉(zhuǎn)換名義尺寸，將公差轉(zhuǎn)成對稱公差2. 建立封閉尺寸鏈圖1. 確定組裝要求6. 按要求計算變異5. 確定公差分析的方法4. 按要求計算名義尺寸零件 3零件 2零件 1零件 420.00 0.30必要條件(Gap 0)15.00 0.2510.00 0.1546.20+0.20- 0.60實例：計算X名義值: dGap = - 10.00 - 15.00 - 20.00 + 46.00 = 1.00轉(zhuǎn)換成對稱公差后尺寸為46.00 0.40XPage

8、 113. 轉(zhuǎn)換名義尺寸，將公差轉(zhuǎn)成對稱公差2. 建立封閉尺寸鏈圖1. 確定組裝要求6. 按要求計算變異5. 確定公差分析的方法4. 按要求計算名義尺寸 Ttot = 0.15 + 0.25 + 0.30 + 0.40 = 1.10 最小間隙 Xmin = dGap Ttot = 1.00 1.10 = 0.10 最大間隙 Xmax = dGap + Ttot = 1.00 + 1.10 = 2.10 增加 0.10 達到最小間隙的要求 (dGap 0).極值法: 間隙變量是個體公差的總和.均方根法： 最大間隙 Xmin = dGap Ttot = 1.00 0.58 = 0.42 最小間隙

9、Xmax = dGap + Ttot = 1.00 + 0.58 = 1.58 最小間隙的要求 (dGap 0) 完全達到。Page 123. 轉(zhuǎn)換名義尺寸，將公差轉(zhuǎn)成對稱公差2. 建立封閉尺寸鏈圖1. 確定組裝要求6. 按要求計算變異5. 確定公差分析的方法4. 按要求計算名義尺寸第六步 計算變異, WC or RSS ?以上的計算結(jié)果WC: 最小間隙 Xmin = 0.10 mmRSS: 最小間隙 Xmin = 0.42 mm使用哪一個 ?Page 133. 極值法與均方根法的區(qū)別（舊的類似零件）Page 144.真實產(chǎn)品公差分析 （舊的類似零件）根據(jù)實際測量的零件尺寸和公差及制程能力，進

10、行公差分析，與設計階段的公差分析進行對比如果出現(xiàn)結(jié)果不滿足時，一方面考慮是否可以進行設計的優(yōu)化；另外一方面考慮是否可以提高零件制程能力。當公差分析的結(jié)果不滿足要求時：A) 推薦的做法： 1.調(diào)整尺寸鏈中的尺寸大小; 2.縮短關(guān)鍵尺寸的尺寸鏈，避免公差累積； 如果兩個零件之間的關(guān)鍵尺寸很重要，盡量使得尺寸鏈僅涉及到這兩個 零件，避免涉及到第三個、第四個、第N個零件；涉及的零件越多，公 差累積，越不容易滿足設計要求；如果涉及多個零件不可避免，則盡量 減少涉及的零件個數(shù)。 3. 使用定位特征；Page 15使用定位特征的好處：定位特征可以提供較精密的尺寸公差；定位特征的尺寸可以放置于比較容易進行尺寸管控的區(qū)域；使用定位特征時可以減少和避免對其他尺寸的公差要求，只需嚴格管控定 位特征的相關(guān)尺寸，就可以滿足產(chǎn)品設計要求；因為定位特征精度高，使用定位特征有利于減少零件之間的尺寸公差累積。*通過對關(guān)鍵尺寸進行公差分析，可以盡量避免嚴格的尺寸公差要求，公差越嚴格，成本越高。參考文獻: 1 同長虹, 黃建龍, 董世芳， 在尺寸鏈計算中如何考慮形位公差 公差原則在尺寸鏈計算中的應用 .現(xiàn)代制造工程 2008( 1) : 89-91. 2 吳巍, 袁洪印,吳明,潘鳳芝,尺寸鏈在公差原則分析中的應用 . 吉林農(nóng)業(yè)大學學報1999年S1期 3 杜官