公差分析培训教程

Copyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATION三维公差分析培训CYBERNETSYSTEMCHINAPIDO秦家爱Copyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATION©2011CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD.AllRightsReserved.2培训日程时间内容10：00～10：10入职教育(Orientation)简要说明10：10～11：00何为公差分析？确认问题公差分析基础说明公差分析的目的、必要性。根据手工计算来确认问题。学习公差分析计算方法的基础。11：00～12：00CETOL6σ、TAE概要、演示说明CETOL6σ、TAE（一维分析）的概要、使用方法。以简单的例题为例演示公差分析。12：00～13：00休息13：00～15：15演示装配状态変化的考虑浮动、几何公差的考虑上午进行演示。・装配状态变化的场合・介绍在考虑到浮动、几何公差情况下，使用工具的优势。15：15～15：30休息15：30～16：30实践演示模拟实践进行公差分析的演示。16：30～17：00总结记录调差问卷Copyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATION©2011CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD.AllRightsReserved.3开始Copyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATION©2011CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD.AllRightsReserved.4本培训的背景及目的近年来，随着制造业相关环境的変化，在设计和制造的过程中产生了各种问题。三维CAD和CAE等增加了设计工程师的业务负担，没有实践研究公差由于设计业务的进一步细化，很难把握产品整体情况由于设计要优先考虑机能，加工和装配的难度增高设计者与生产者之间无法共享产品重要的检查要素三维公差分析是解决以上问题的方法之一，越来越多的技术者在学习此法的同时也在学习国外标准设计法的几何公差设计法。本会议中、再次认识公差分析的基础知识理解手工计算中公差的累积、简易公差分析工具（TAE）、三维公差分析工具（CETOL6σ）的顺序与特征应对复杂结构的方法三维公差分析的重要性与优势通过以上项目介绍、演示和学习，达到可以使大家重新确认公差研究过程中的问题点，以及利用公差分析工具进行公差研究的目的。Copyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATION©2011CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD.AllRightsReserved.5公差分析概要Copyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATION©2011CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD.AllRightsReserved.6近年来，在设计中为了提高效率和设计质量，引入了CAD和CAE等工具。为了满足各种要求，设计出更理想的产品，需要在有限的时间内进行各种研究。设计现场的现状供给多样化缩短时间提高品质降低成本多机能化小型化装配简易机能性能外观要求价格下调品质竞争功能多样化技术革新Copyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATION©2011CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD.AllRightsReserved.7偏差与公差为了达到目的,制定出一个合适的公差值，就有必要了解由于加工方法的不同而导致的单品质量误差或在装配过程中产生的误差累积。误差材料零件加工误差材料零件加工误差材料零件加工装配误差装配误差装配误差成品要设置出很严格的公差的话、就会导致高成本和高装配精度成本高Copyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATION©2011CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD.AllRightsReserved.8公差分析目的公差分析是设计时所设置的尺寸公差和几何公差。计算零件在加工、装配过程中在重要尺寸处产生的误差。通过手工计算公差累积也是公差分析的一部分。公差分析的主要目的是在试制和批量生产前预测装配品质的误差根据预测结果，改善设计、优化品质、成本。在试制和批量生产过程中发现异常情况，找出问题的原因根据原因，做出设计改善的方案Copyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATION©2011CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD.AllRightsReserved.9公差分析工具公差分析大致分为一维和三维，根据使用的计算和工具的不同，可进一步分为不同的分析。使用工具，并加上高精度的公差累积计算就可以得到重要的信息。例如，决定如下设计意图：哪个是关键尺寸哪个是关键公差为何要得到某个尺寸的公差值活用这些信息，在初期阶段就可以实现“可控制品质与成本的设计”，“有明确依据的设计”。一维公差分析工具ＴＡＥ三维公差分析工具ＣＥＴＯＬ6σCopyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATION©2011CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD.AllRightsReserved.10确定问题Copyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATION©2011CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD.AllRightsReserved.11例题：积木模型20±1.030±2.037.93±1.060±1.5高度尺寸±TBLOCK1BLOCK2BLOCK3BLOCK4BLOCK4（25）（25）•试着计算下图中的高度误差。确认问题计算条件所有尺寸的工程能力假定为Cp=1（3σ）。Copyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATION©2011CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD.AllRightsReserved.1240.5＝2确认问题•函数计算器的启动桌面图标或是开始所有程序附件函数计算器的切换：查看科学型（S）例如：4的开2次方计算或是勾选（倒数）4＝2Copyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATIONPage13©2011CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD.AllRightsReserved.13计算公式•①统计计算(RSS:RootSumSquire)TRSS＝•②最坏情况计算(WC:WorstCase)TWC＝高度尺寸±TCopyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATION©2011CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD.AllRightsReserved.14公差计算基础Copyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATION©2011CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD.AllRightsReserved.15σ（西格玛・标准方差）•σ（西格玛・标准方差）是–表示中心值（平均值）中的误差大小的值。–如何表示中心值中的误差大小。•（xi－μ）→偏差•偏差的总和→0•误差值（＋、－）全部相加→偏差的平方•将偏差的平方平均化→分散•分散的平方根→标准方差标准方差小＝误差小标准方差大＝误差大σ（数值小）μσ（数值大）μn：实测次数xi：第i次的实测数据μ：实测数据的平均值方差：σ2＝Σ（xi－μ）2标准方差：σ＝Σ（xi－μ）2i=1i=1nnn1n1μX1－μ（＋）X2－μ（－）X1X2Copyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATION©2011CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD.AllRightsReserved.16工程能力（Cp、Cpk）•工程能力（Cp、Cpk）是–在一定的规格限度（公差范围）内生产产品的能力。①Cp表示公差带幅度与实际误差幅度（6σ）之间的比值。②Cpk是在Cp中增加了公差中心与实测数据平均之间的偏离的数值。Cp＝UTL－LTL6σCpk＝（UTL－LTL）－2│μ－T│6σ※Cpk相当于实测数据平均与公差规格(接近上限或者下限的一方)之间的幅度（右图）的3σ倍的值※有时现实中，公差中心值与实测数据平均值不一致、要注意判断Cp值代表的工程能力μ：实测数据的平均值Ｔ：公差的中心值［(UTL-LTL)/2］UTL：公差上限值LTL：公差下限值σ：尺寸误差的标准方差LTLUTL实测数据分布公差带实测数据平均：μ公差中心值：Tσ实测数据平均：μ实测数据分布公差带LTLUTL公差中心值：T实测数据平均的偏离σCopyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATION©2011CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD.AllRightsReserved.17Cp=1（3σ）的状态•设置Cp＝１（3σ）是指–公差带（规格幅度）＝6σ–公差带之外的数值产生的概率＝0.3%→在设计时，根据要求品质设置工程能力和废品率2T（公差带）＝6σ→T（单边的公差）＝3σ误差范围内范围外±σ68%32%±2σ95%5%±3σ99.7%0.3%±4σ99.994%0.006%-T公差带μ±2σ±σ±3σ+TLTLUTL实测数据分布公差带实测数据平均：μ公差中心值：TσCp＝UTL－LTL6σCopyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATION©2011CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD.AllRightsReserved.18公差与误差•注意公差与误差的不同–公差•是在做产品之前设置的值•是为了符合产品特性的设计方法•作为设计可允许的尺寸范围–误差•制造的结果•制造出来后，根据实测数据计算出来的值•误差大小不同，废品率会相应变动通过手算进行的公差计算中的注意点•实际产品有时未必与正态分布一致。⇒要注意以公差计算出的结果未必与现实中一致。•公差值计算的前提是分布的平均值要位于公差幅度的中心。⇒实际并非如此。→平均值的偏离会直接影响装配。N(100,0.22)（N：正态分布）根据实际的误差大小，公差范围之外的数值的产生概率也会变化公差和偏差10099.5100.5公差：±0.5偏差：σ＝0.2Copyright©CybernetSystemsChina2014.AllRightsReserved.ENERGYFORYOURINNOVATION©2011CYBERNETSYSTEMSCO.,LTD.AllRightsReserved.19公差分析的计