公差分析培训

Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential1公差分析Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential2内容公差分析的重要性公差分析的方法–极值法–概率法公差分析表格公差分析过程总结Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential3公差分析的重要性产品制造不可能达到图纸中的理想值，一定会有误差，实际零件的直线总会是曲线，表面也会坑凹不平。所以需要定义误差允许值产品设计人员要确保产品在规定公差内能满足功能要求。然而，产品必须具备可制造性。所以，总会有考虑功能要求的从紧公差与考虑制造性要求的从松公差的平衡。过紧公差使产品制造困难，从而增加成本在标注尺寸的时候就要标公差，但是，在产品正式开模/做工夹具前，公差分析是产品确认的关键一步公差分析会花一些时间，但是能避免许多产品将来可能出现的问题Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential4公差分析的方法两种公差分析的方法–极值法–概率法概率法有多种，主要有三种：–均方根法（RSS法）–经典概率法–蒙特卡洛法Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential5公差分析-极值法极值法考虑尺寸处于公差极值的状况有三种方法做极值法公差分析例1Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential6公差分析-极值法第一种方法：图形法用CAD软件画A，B，C，D四个零件的公差最大值，最小值，然后测量间隙量/干涉量。这种方法比较花时间，尤其在2维分析时不够灵活Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential7公差分析-极值法第二种方法：最大值/最小值分析加/减每个部件的最大值/最小值该方法的缺点是计算间隙的范围需要计算两次Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential8公差分析-极值法第三种方法：制表法推荐的方法。分别使用表将名义尺寸及公差求和上面例题的计算公式如下Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential9公差分析-极值法方向矢量。名义尺寸有加有减。在计算表中使用方向矢量确定名义尺寸的加减方向矢量仅用于名义尺寸，不适用与公差。几何系数。几何系数使用的情况：仅只有一半的尺寸在分析中使用特征尺寸及公差表示为另外一个尺寸的函数Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential10公差分析-极值法考虑方向矢量及几何系数后的计算表如下Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential11公差分析-概率法因为公差处理的是变量，很自然的可以想到使用概率的方法考虑公差分析这里主要考虑三种概率方法：均方根法（RSS法）经典概率法蒙特卡洛法Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential12公差分析-概率法-RSS法RSS法基于统计原理。假定特征的实际值是正态分布，名义值为分布的平均值，公差范围为+/-3倍标准差。即CP/CPK为1.0。RSS法在实际的平均值/标准差还不知道的设计阶段特别有用。Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential13公差分析-概率法-RSS法RSS法使用两个假定：每个特征变化符合正态分布特征变化相互独立那么，总体标准差的计算如下假定公差为3倍标准差，则总体公差Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential14公差分析-概率法-RSS法上页公式简化考虑方向矢量及几何系数，上面例题的计算公式如下：比较这个公式与极值法中制表法的公式，两个公式使用同样的系数。所以可以用一个表做RSS法及极值法的公差分析Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential15公差分析-概率法-RSS法极值法及RSS法统一表示的计算表格如下。详见Excel文件Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential16公差分析-概率法-RSS法RSS法需要注意的问题要分析的特征尺寸符合正态分布要分析的特征尺寸相互独立假定特征尺寸的平均值=规格的名义值举一个例子如下图，五块板叠起来的厚度公差分析，由于每块板都是同一块大板冲切出来，其厚度不是相互独立。Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential17极值法与RSS法的比较极值法是更保守的方法，理论上能够做到零风险。在下面的情况下我们应该采用极值法1.尺寸链中尺寸少于3个2.超出公差失效后果非常严重，零容忍。3.特征尺寸不是正态分布，或不是相互独立在没有非常合理的理由的时候，通常要考虑RSS方法，设计工程师需要确认使用何种方法。Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential18经典概率方法1.基于经验每个特征尺寸的数值及分布已知2.基于经验，中心偏移已知。对于采用了6sigma品质管理的公司，典型的中心偏移假定为1.5sigma3.在采用了6sigma品质/生产过程采用SPC的产品推荐使用该方法Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential19蒙特卡洛方法不在这里阐述Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential20公差分析表格1.项目名称2.公差分析人员及日期3.公差分析对象的草图4.指定分析零件的图纸号及版本号，将尺寸链做好标签5.对应尺寸链标签输入名义尺寸及公差6.显示输出结果，包含极值法结果与RSS法结果7.得出结论8.根据结果需要进一步的工作9.如果是一个复杂分析，有多个分析表，最好编辑一个封面Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential21公差分析过程做一个合适公差分析的6个步骤1.安排时间公差分析不是一个琐碎的工作。要想对一套新图纸做完整的公差分析必须计划好足够的时间。对一个新产品做公差分析一般需要2～7天。缩短工作时间可能导致产品失效或客户的抱怨。2.创造环境做公差分析需要注意力高度集中，如果工作常常被干扰或打断，要想得到好的公差分析结果是很困难的。3.获取相关资料图纸，规格，测量数据等Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential22公差分析过程做一个合适公差分析的6个步骤4.做好分析计划好的计划是最有效率的方法，能大量节省分析时间。5.做分析使用统一的结构化的方法。如前面介绍的表格在做完公差分析后，需要考虑邀请其他人员检查公差分析的过程及结果要清晰，其他人员易懂6.根据分析结果采取行动可能需要更改设计，进一步的分析。也可能无需任何行动。在分析报告中表述清楚Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimitedATLConfidential23总结公差分析是产品设计一个关键部分，在设计阶段好的公差分析能避免一些可能出现的问题及客户的投诉。概率的方法能提供额外的公差给制造，从而降低成本。但是必须小心存在的风险好的分析步骤是成功的重要因素可以使用推荐的分析表格，也可以使用自己制作的格式，但是必须将分析表述清楚，最好包含前面讲述的9个部分。一些商业软件（如蒙特卡洛方法）能有效帮助简化分析。