面向制造和装配的产品设计之公差分析(可编辑).pdf

面向制造和装配的产品设计之公差分析DFMADFMA第第44部分部分：公差分析公差分析ToleranceAnalysisToleranceAnalysis钟元钟元7>2013/03/302013/03/30DFMADFMA内容：一．常见的公差分析做法二．公差分析三．公差分析的公差分析的计算步骤算步骤四四．公差分析的计算方法公差分析的计算方法五．公差分析的三大原则六．产品开发中的公差分析2DFMADFMA一.常见的公差分析做法1.产品详细设计完成后，在designreview时，针对O-ring的压缩量进行公差分析；分析如下：3DFMADFMA一.常见的公差分析做法2.当发现公差分析的结果不满足要求时，修改尺寸链中的尺寸公差，从±0.15mm修改到±0.10mm，发现依然不能满足，继续修改到±0.05mm，直到满足O-ring的15%压缩量要求；成功完成公差分析。4DFMADFMA一.常见的公差分析做法存在的问题：公差的设定没有考虑到制程能力公差的设定没有考虑到制程能力?公差的设定没有考虑到成本没有缩短尺寸链的长度没有缩短尺寸链的长度?当公差分析结果不满足要求时，没有通过优化设计的方法，而是通过严格要求零零件尺尺寸公差的方法；?对尺寸公差没有进行二维图标注对尺寸公差没有进行制程管控对尺寸公差没有进行制程管控?产品制造后，没有利用真实的零件制程能力来验证设计阶段的公差分析在产品详细设计完成后才开始进行公差分析在产品详细设计完成后才开始进行公差分析5DFMADFMA一.常见的公差分析做法后果：产品不良率高产品不良率高?要求严格的公差，产品制造成本高，但依然会出现不良品实实际产品公差分析验证6DFMADFMA二.公差分析1.公差的概念：为什为什么为产生为产生公差差？?加工制程的变异：?组装制程的变异：?材料特性的不同?组装设备的精度?设备或模具的精度?工装夹具装夹具的错误错误?加工条件的不同?操作员的不熟练?模具磨损7DFMADFMA二.公差分析1.公差的概念：公差是零件尺寸所允许的偏差值公差是零件尺寸所允许的偏差值，设定零件的公差即是设定零件制造时设定零件的公差即是设定零件制造时尺寸允许的偏差范围100.0799.759999..8888100.03100±0.20100.05100100.000099.9999.92100100.1515100.308DFMADFMA二.公差分析1.公差的概念：正态分布正态分布下偏差下偏差上偏差上偏差9DFMADFMA二.公差分析2.公差的本质：公差是产品设计和产品制造的桥梁和纽带公差是产品设计和产品制造的桥梁和纽带，是保证产品以优异的质量是保证产品以优异的质量、优良的性能和较低的成本进行制造的关键。设计公差公差制造制造功能功能制造费用制造费用性能装配费用外观外观制造方法选择制造方法选择可装配性精密宽松机器设计限制夹具稳健性设计检验设计意图不良率产品质量产品质量返工率返工率客户满意10DFMADFMA二.公差分析2.公差的本质：公差与成本的关系公差与成本的关系：：零件公零件公差越严格，零件制造成本就越高严格的零件公差要求意味着严格的零件公差要求意味着：?更高的模具费用；?更精密的设备和仪器；额外的加额外的加工程序程序；?更长的生产周期；?更高的不良率和返工率；?要求更熟练的操作员和对操作员更多的培训；?更高的原材料质量要求及其更高的原材料质量要求及其产生的费用。11DFMADFMA二.公差分析3.宽松的零件公差要求A.设计合合理的的间隙?设计合理的间隙，防止零件过约束，避免对零件尺寸的不必要的公差要求，不合理的零件间隙设计会带来对零件不合理的公差要求合合理间隙间隙零件A零件B零件C12DFMADFMA二.公差分析B.简化产品装配关系，缩短装配尺寸链?对于重要的装配尺寸对于重要的装配尺寸，在产品最初设计阶段就要重点加以关注在产品最初设计阶段就要重点加以关注，简化产简化产品的装配关系，避免重要装配尺寸涉及更多的零件，从而减少尺寸链中尺寸的数目，达到减少累积公差的目的，产品设计于是能够允许零件宽松的公差要求松的公差要求减少尺寸链的长度，尺寸允许较大的公差13DFMADFMA二.公差分析C.使用定位特征?在零件的装配关系中增加可以定位的特征在零件的装配关系中增加可以定位的特征，例如定位柱等例如定位柱等，定位特征能定位特征能够使得零件准确的装配在产品之中，产品设计只需要对定位特征相关的尺寸公差进行制程管控，对其他尺寸就可以允许宽松的公差要求D.使用点或线或小平面与平面配合代替平面与平面配合?使用点或线与平面配合的方式代替平面与平面的配合方式，避免平面的变形或者平面较高的粗糙度阻碍零件的顺利运动，从而可以对零件的平面度和粗糙度允许宽松的公差原始的设计优化的设计14DFMADFMA二.公差分析4.公差分析的概念：