tol-analysis-ref(公差分析教程)

ParametricTechnologyCorporationPro/ENGINEER®Wildfire®4.0ToleranceAnalysisExtensionPoweredbyCETOL™Technology参考指南©2007ParametricTechnologyCorporation版权所有。保留所有权利。ParametricTechnologyCorporation及其子公司(通称“PTC”)的用户和培训文档受美国和其它国家/地区版权法的保护，并受许可协议的约束，复制、公开发行和使用此文档受到严格限制。PTC在此同意，依据适用软件的许可协议规定，拥有软件使用权的用户可以以印刷形式复制本文档(如果软件媒介中提供)，仅限内部/个人使用。任何复印件都应包括PTC版权通告和由PTC提供的其它专利通告。未经PTC明确授权许可，不得复制培训材料。未经PTC事先书面许可，本文档不得公开、转让、修改或简化为任何形式(包括电子媒介)，也不允许以任何手段传播、公开发行或出于此目的进行复制。此处所描述的信息仅作为一般信息提供，如有更改恕不另行通知，并且不能将其解释为PTC的担保或承诺。本文档中如有错误或不确切之处，PTC概不负责。本文档中所述软件在有书面许可协议的条件下提供，其中包括重要的商业秘密和专利信息，并受美国和其它国家/地区版权法的保护。未经PTC事先书面许可，本软件不能以任何形式在任何媒介中复制或分发、公开至第三方，或者以任何软件许可证协议所不允许的方式使用。未经授权使用软件或其文档，将会引起民事赔偿和刑事诉讼。若需了解重要的版权、商标、专利和授权信息，针对Windchill产品，请选择产品页面底部的“关于Windchill”。针对InterComm产品，请在Help(帮助)主页上单击2007年版权信息链接。其他产品，则单击产品主菜单上的“帮助”“关于”。美国政府有限权利说明依据FAR12.212(a)-(b)(1995年10月)或DFARS227.7202-1(a)和227.7202-3(a)(1995年6月)，本文档以及其中所述的软件属于商用计算机文档和软件，只在有限商业许可下提供给政府。对于上述条款规定日期之前政府获得的文档资料和软件，其使用、复制或公开受DFARS252.227-7013(1988年10月)中“技术资料和计算机软件条款权利”(RightsinTechnicalDataandComputerSoftwareClause)下的(c)(1)(ii)子条款或FAR52.227-19(c)(1)-(2)(1987年6月)中“商用计算机软件限制权利”(CommercialComputerSoftware-RestrictedRights)所适用限制条件的约束。02202007ParametricTechnologyCorporation,140KendrickStreet,Needham,MA02494USA简介由CETOLTechnology提供支持的Pro/ENGINEERToleranceAnalysisExtension是与Pro/ENGINEERWildfire4.0集成在一起的一款公差分析应用程序。利用ToleranceAnalysisExtension，您可以快速地执行与Pro/ENGINEER零件尺寸相关的1-D公差累积分析。背景公差分析方法执行公差分析时，ToleranceAnalysisExtension提供两种有本质区别的分析工具来预测装配测量偏差：最坏情况分析与统计分析。最坏情况公差分析最坏情况公差分析是传统的公差累积计算类型(图1)。各个尺寸均被设置为其公差极限，以使累积测量结果尽可能最大或最小。最坏情况模型考虑的不是各个尺寸的统计分布图，而是考虑这些尺寸不超过其各自的指定公差极限。从数学角度来说，模型假设所有公差尺寸都将等于它们的其中一个极限值，并进而产生极限累积情况。换言之，此模型可预测最大预期测量偏差。图1：最坏情况累积偏差设计最坏情况公差要求可保证所有零件在装配和运转时均正常无误，而与实际的元件尺寸偏差和累积组合无关。最坏情况模型的主要缺点是它通常要求各个元件的公差配合非常紧密。这容易造成制造和检测过程费用昂贵和/或报废率居高不下。最坏情况公差分析通常用于重要的机械接口及备件更换接口。如果最坏情况公差分析不是合同规定的方法，则正确应用统计公差分析可以既保证装配结果可以接受，同时又可以增加元件公差、降低生产成本。统计偏差分析统计偏差分析模型充分利用了统计学的原理，可以在兼顾质量的情况下放宽元件公差限制。每个元件的偏差均被建模为统计分布图(图2)，这些分布加总后可预测装配测量的分布情况。因此，统计偏差分析可预测分布情况，它可以描述装配测量偏差，但不能描述该偏差的极限值。利用此分析模型，设计人员可以设计出任何质量级别(不只是100%)的产品，从而提高设计弹性。图2：统计累积偏差统计分布由CETOLTechnology提供支持的Pro/ENGINEERToleranceAnalysisExtension可根据尺度矩量来表示所有分布。所使用的矩量包括平均数、标准差、偏态和峰态。尺度矩量通过统计分布的中心矩量(平均数的矩量)计算得出。如需有关中心矩量和尺度矩量的其它信息，请参阅附录。平均数分布平均数代表母体的平均值(或预期值)。μ=分布平均数标准差标准差(σ)是指分布图的分散程度。它是第二阶中心矩量(变异数)的平方根：()212μσ=其中：μ2=第二阶中心矩量，变异数偏态偏态是指分布图的对称程度。偏态为0表示分布图完全对称。它与第三阶中心矩量有关。由于我们假定ToleranceAnalysisExtension中的所有分布图都是对称的，因此偏态值始终为零。其中：μ3=第三阶中心矩量峰态峰态是表示分布图峰值的指标，或相反，表示分布图尾部的权重。它与第四阶中心矩量有关。在由CETOLTechnology提供支持的Pro/ENGINEERToleranceAnalysisExtension中，峰态标记为B2(Beta2)。B244=μσ其中：μ4=第四阶中心矩量为方便起见，由CETOLTechnology提供支持的Pro/ENGINEERToleranceAnalysisExtension提供了三种用于分析的分布类型：正态(高斯)分布、均匀分布和Lambda分布。分布类型在由CETOLTechnology提供支持的Pro/ENGINEERToleranceAnalysisExtension中，统计偏差通过下列三种分布类型中的一种来表示。正态(高斯)分布图3：正态分布正态分布(图3)通过下列两个参数就可以完全定义：平均数与标准差。在ToleranceAnalysisExtension中，所有零件尺寸的分布均假定为正态分布。331σμ=B均匀分布图4：均匀分布均匀分布(图4)通过下列两个参数就可以完全定义：最小值与最大值。在ToleranceAnalysisExtension中，浮动接口的间隙分布均假定为均匀分布。Lambda分布图5：Lambda分布lambda分布通过四个lambda参数加以定义的统计分布。标准矩量Lambda(Lambda)分布(图5)是一种非常有弹性的普通分布，它通过四个lambda参数加以定义，但使用平均数、标准差、偏态和峰态来指定。如果在测量定义中有浮动接口，则分析结果可能会变成lambda分布。否则，结果始终是正态分布。创建公差分析测量要开始创建公差分析测量，请选取Pro/ENGINEER菜单中的“分析”(Analysis)“公差研究”(ToleranceStudy)。公差分析管理员选取“分析”(Analysis)菜单中的“公差研究”(ToleranceStudy)后，“公差分析管理员”(ToleranceAnalysisManager)对话框打开，其中将列出模型中定义的所有公差分析测量。利用此对话框，您可添加、编辑或删除公差分析测量。要定义新的公差分析测量，请单击“公差分析管理员”(ToleranceAnalysisManager)对话框中的“添加”(Add)。这将启动由CETOLTechnology提供支持的ToleranceAnalysisExtension界面。应用程序会提示您从Pro/ENGINEER模型中选取测量参照。定义测量参照所选的几何形状必须构成有效的1维测量。也就是说，您必须定义会产生明确结果的测量。例如，您不能选取非平行的平面，因为平面之间的距离不确定(该距离取决于您在每个平面上用来测量与其它平面之间距离的点的位置)。表1显示可用于定义1维公差分析测量的有效几何参照组合。第1个特征：第2个特征平曲面或基准平面直边或基准轴顶点或基准点平曲面或基准平面必须平行必须平行可以直边或基准轴必须平行可以可以顶点或基准点可以可以可以表1：有效的几何参照组合选取了测量参照后，应用程序可能会提示您选取测量方向特征。如果选取的是平曲面或基准平面，则测量方向法向于所选平面。如果选取的是直边或基准轴，则测量方向将沿着所选边或轴。如果可以通过测量参照得出测量方向(例如，其中一个或全部两个参照都是平面)，则无需再选取单独的方向特征。选取尺寸选取了测量参照后，必须从Pro/ENGINEER模型中选取尺寸以定义尺寸环。选取的尺寸必须与测量方向平行，并定义一个从第一个测量参照到第二个测量参照的1维尺寸环。为帮助完成选取过程，候选尺寸会自动显示在Pro/ENGINEER中。从第一个测量参照开始，属于该零件(此零件与测量方向平行且其端点与测量参照对齐)的所有尺寸都会显示出来。选取尺寸时，下一组候选尺寸会显示出来(此尺寸与测量方向平行且其端点与前一个所选尺寸的端点对齐)。选取了第一个零件的所有相关尺寸后，单击环中的下一个零件。该零件的候选尺寸会显示出来。继续此过程，直到尺寸环选取完毕。选取了端点与第二个测量参照对齐的尺寸后，尺寸环即选取完毕，选取过程结束。支持的尺寸类型包括：•标准线性尺寸�基本线性尺寸�大小尺寸(如直径或半径)�下列类型的GD&T：o位置o曲面轮廓选取尺寸时，您可选取参数化尺寸、注释尺寸或GD&T。定义尺寸环时，如果需要包括大小特征，则必须确保所选的大小尺寸位于当前尺寸环端点的中心。选取了大小尺寸后，应用程序会提示您指定相关的几何形状是孔还是销钉。由CETOLTechnology提供支持的Pro/ENGINEERToleranceAnalysisExtension界面由CETOLTechnology提供支持的Pro/ENGINEERToleranceAnalysisExtension界面由三个视图组成：“测量表”(MeasurementTable)、“尺寸环布线图”(DimensionLoopDiagram)以及“分析结果”(AnalysisResults)(见图6)。图6：界面中的三个视图您可根据需要重新排列这三个视图。要重新排列界面，可单击其中一个视图的标题栏，然后将视图拖动到界面的新位置处并使其固定。如果将视图放到其它任一个视图的上面，它们将共享相同屏幕空间，并带有命名的选项卡。单击相应的选项卡可切换到所需的视图。如果将视图拖放到界面的外部，它将显示为浮动窗口。双击视图的标题栏会在固定和浮动状态间对其进行切换。您也可以开启或关闭视图。如果在其中一个标题列上右键单击，会出现一个快捷菜单。选取某个视图名称可切换该视图的可见性。“测量表”视图“测量表”(MeasurementTable)视图可提供电子表格形式的公差分析测量结果。表格中的每一行都代表公差分析测量中的一个对象。每列都代表一个对象属性。对象类型公差分析测量包含下列对象类型。•测量(Measurement)–所选特征之间的线性测量。•零件(Part)–测量偏差中所涉及的Pro/ENGINEER模型中的零件。•特征(Feature)–代表尺寸环中尺寸端点处的几何。大小特征(销钉、孔等)包括大小尺寸。•尺寸(Dimension)–Pro/ENGINEER模型中的线性尺寸。对于标准尺寸，尺寸偏差取决