尺寸鏈培訓(xùn)課程-33頁P(yáng)PT資料課件

1、1、尺寸鏈的定義2、尺寸鏈分析的作用3、尺寸鏈分析的一般方法4、尺寸鏈分析示例一、尺寸鏈的定義 1、什么是尺寸鏈 尺寸鏈（dimensional chain ），在零件加工或機(jī)器裝配過程中，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組。組成尺寸鏈的各個(gè)尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)。其中，在裝配或加工過程最終被間接保證精度的尺寸稱為封閉環(huán)，其余尺寸稱為組成環(huán)。組成環(huán)可根據(jù)其對封閉環(huán)的影響性質(zhì)分為增環(huán)和減環(huán)。若其他尺寸不變，那些本身增大而封閉環(huán)也增大的尺寸稱為增環(huán)，那些本身增大而封閉環(huán)減小的尺寸則稱為減環(huán)。尺寸鏈的主要特征有兩點(diǎn)，其一為封閉性，由有關(guān)尺寸首尾相接而形成；其二為關(guān)聯(lián)性，有一個(gè)間接保證

2、精度的尺寸，受其他直接保證精度尺寸的支配，彼此間有確定的函數(shù)關(guān)系。 2、尺寸鏈的基本術(shù)語環(huán)列入尺寸鏈中的每一個(gè)尺寸稱為環(huán),圖1中A0、A1、A2、A3、A4都是環(huán)。封閉環(huán)尺寸鏈中在裝配過程或加工過程后自然形成的一環(huán)，稱為封閉環(huán)。封閉環(huán)的下角標(biāo)“0”表示。 組成環(huán)尺寸鏈中對封閉環(huán)有影響的全部環(huán)，稱為組成環(huán)。組成環(huán)的下角標(biāo)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。 增環(huán)尺寸鏈中某一類組成環(huán)，由于該類組成環(huán)的變動(dòng)引起封閉環(huán)同向變動(dòng)，該組成環(huán)為增環(huán)。 減環(huán)尺寸鏈中某一類組成環(huán)，由于該類組成環(huán)的變動(dòng)引起封閉環(huán)的反向變動(dòng)，該類 組成環(huán)為減環(huán)。 補(bǔ)償環(huán)尺寸鏈中預(yù)先選定某一組成環(huán)，可以通過改變其大小或位置，使封閉環(huán)達(dá)到規(guī)定的要求，該

3、組成環(huán)為補(bǔ)償環(huán)。如圖2中的L2 圖1圖2尺寸鏈計(jì)算可以解決以下三方面問題：(1)解正計(jì)算問題 已知組成環(huán)的基本尺寸和極限偏差，求封閉環(huán)的基本尺寸和極限偏差，解正計(jì)算的目的是，審核圖紙上標(biāo)注的各組成環(huán)的基本尺寸和上下偏差，在加工后是否能滿足總的技術(shù)要求，即驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。(2)解反計(jì)算問題 已知封閉環(huán)的基本尺寸和極限偏差及各組成環(huán)的基本尺寸求各組成環(huán)的公差和極限偏差，解這方面問題的目的是，根據(jù)總的技術(shù)要求各組成環(huán)的上下偏差，即屬于設(shè)計(jì)工作方面的問題，也可理解為解決公差的分配問題。(3)解中間計(jì)算問題 已知封閉環(huán)及某些組成環(huán)的基本尺寸和極限偏差，求某一組成環(huán)的基本尺寸和極限偏差，此類問題多屬于工

4、藝尺寸計(jì)算方面的問題 總之，正確地運(yùn)用尺寸鏈理論，可以合理地確定零部件相關(guān)尺寸的公差和極限偏差，使之用最經(jīng)濟(jì)的方法達(dá)到一定的技術(shù)要求。二、尺寸鏈分析的作用45 首先找到哪些是增環(huán)哪些是減環(huán)，從圖中可以看出，L1為增環(huán)，L2,L3,L4,L5都是減環(huán)，因此要求L0的最大間隙，L1為最大極限尺寸，其他尺寸為最小極限尺寸，即：43.2-4.95-4.95-29.9-2.95=0.45mm。同理，L0的最小間隙為L1的最小極限尺寸減去其他的最大極限尺寸，即為：43.1-5-5-30-3=0.1mm。因此間隙值在0.1-0.45mm之間，滿足要求形位公差簡介 形位公差：就是形狀公差和位置公差的總稱。 形

5、狀誤差：指零件加工完畢，形狀出現(xiàn)了歪曲，與理想狀態(tài)之間的差異。 位置誤差：指零件加工完畢，組成零件的若干個(gè)幾何形狀，彼此偏離了理論位置。 形位公差的符號很多，但是我們常用到的只有4種，其中形狀公差3種，位置公差1種。u 什么是偏差？實(shí)際制造出的尺寸（形狀）與名義尺寸（形狀）的差異。 尺寸偏差 形狀偏差u 什么是公差？公差限定的是可接受的偏差2AAu 車身制造偏差的來源 在設(shè)計(jì)或制造的每一個(gè)階段都難以避免偏差的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)出來的車身尺寸與設(shè)計(jì)值之間存在一定的偏差，按照車身開發(fā)制造的順序，可將導(dǎo)致車身制造偏差的因素大體分為與設(shè)計(jì)相關(guān)的設(shè)計(jì)偏差、與車身制造零件相關(guān)的零件制造偏差及與車身裝配

6、過程相關(guān)的裝配過程偏差以及質(zhì)量檢查偏差等四大類，如圖所示的魚刺圖 驗(yàn)證和確認(rèn)功能可行性，例如裝配性，密封性（對應(yīng)于功能尺寸等） 確定功能目標(biāo)的可靠性，如間隙面差的目標(biāo)值（對應(yīng)于DTS）車身尺寸鏈分析主要作用有： 驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性 驗(yàn)證焊裝工藝順序的合理性 驗(yàn)證夾具設(shè)計(jì)的合理性 驗(yàn)證附件定位安裝的合理性尺寸鏈分析所需要的輸入條件： 單件或總成供貨件的幾何尺寸條件（GD&T或是相應(yīng)的公差文件） 焊裝工序流程圖 白車身RPS（定位策略） 總裝附件安裝定位策略 工序工藝水平（如焊接工序偏差，工人裝配偏差等）當(dāng)以上條件不滿足時(shí)，可依據(jù)工程師經(jīng)驗(yàn)提出假設(shè)三、尺寸鏈分析的一般方法1D線性分析：基

7、于制造工藝一致性和穩(wěn)定性比較好的前提下常用的一種方法。 它的有效性經(jīng)過了數(shù)理統(tǒng)計(jì)的理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐的驗(yàn)證。通常，有極限法和均方根法兩種分析方式 極限疊加法 T=T1+T2+T3+Tn 優(yōu)點(diǎn)：可以完全互換；計(jì)算簡單。 缺點(diǎn)：不能考慮數(shù)據(jù)的分布情況，當(dāng)組成環(huán)環(huán)數(shù)較多時(shí)，用這種方法就不合適，因這時(shí)各組成環(huán)公差將很小，加工很不經(jīng)濟(jì)，所以極值公差一般用于3環(huán)以下的尺寸鏈；對非線性的裝配計(jì)算結(jié)果不夠精確。100.2100.2100.2100.20.2+0.2+0.2+0.20.8 均方根法：有效性經(jīng)過了數(shù)理統(tǒng)計(jì)的理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐的驗(yàn)證。統(tǒng)計(jì)公差是根據(jù)概率論的基本原理對尺寸鏈進(jìn)行計(jì)算的方法，計(jì)算用的數(shù)學(xué)

8、公式，是在概率論基本原理的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來的。優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算簡單；考慮了數(shù)據(jù)分布的情況。缺點(diǎn)：對非線性的裝配計(jì)算結(jié)果不夠精確。100.2100.2100.2100.23D軟件仿真分析：基于蒙特卡羅算法的軟件分析方法，對各組成在樣本中隨機(jī)抽取進(jìn)行裝配，當(dāng)裝配操作次數(shù)越多，結(jié)果越可靠；對線性和非線性，正態(tài)和非正態(tài)分布均可；目前分析軟件有VisVSA及3DCSabcdabcd裝配5000次隨機(jī)抽取隨機(jī)抽取隨機(jī)抽取隨機(jī)抽取100.2100.2100.2100.2紅色 = 8mm安裝孔 藍(lán)色 = 10mm 過孔支撐定位銷定位銷四、尺寸鏈分析示例 1D法驗(yàn)證過孔直徑設(shè)計(jì)合理性支撐說明：紅色零件與藍(lán)色零件同一序焊

9、接，定位方式均為一孔兩面紅色零件的基準(zhǔn)11 紅色零件上安裝孔孔位公差0.3藍(lán)色零件的基準(zhǔn)23 工序公差0.5（同一序定位孔到定位孔，僅考慮定位銷磨損，未考慮焊接應(yīng)力等影響）33 藍(lán)色零件上過孔孔位公差 0,50 孔心偏差尺寸鏈環(huán)圖示意若此處取孔心偏差1.00，則在制造過程中可能有0.01%的件出現(xiàn)雙眼皮；為達(dá)到零風(fēng)險(xiǎn)，建議此處取1.30鏈環(huán)序號公差類型鏈環(huán)因素描述公差若不對稱，則將上下限分別填入對應(yīng)鏈環(huán)產(chǎn)生的偏差偏差的影響大小均方差結(jié)果超差率符合率目標(biāo)公差從圖中可以看出，為避免雙眼皮，過孔直徑應(yīng)比安裝孔孔徑大2.61D法DTS目標(biāo)值校驗(yàn)及優(yōu)化輸入條件：第一步，以側(cè)圍外板后部為基準(zhǔn)，加賽塊裝配后

10、門；第二步，以后門為基準(zhǔn)，加塞塊裝配前門；第三步，以前門為基準(zhǔn)，加塞塊裝配翼子板；前翼子板與側(cè)圍A柱處X間隙DTS要求1.0塞塊1塞塊2塞塊301234567從圖中結(jié)果可以看出，將有5.03%的白車身此處超差；此處需要優(yōu)化翼子板的裝配方案或是提高翼子板，前后門等包邊工藝；但從目前我公司沖壓及包邊工藝水平看，后兩項(xiàng)措施成本要求及實(shí)現(xiàn)難度較大，故建議優(yōu)化翼子板等相關(guān)附件的裝配方案優(yōu)化方案：更改前門裝配策略，使用工裝裝配前門（前門使用內(nèi)板定位孔定位到工裝上，工裝用側(cè)圍定位孔定位），然后以前門為基準(zhǔn)加塞塊裝配翼子板01345塞塊32從結(jié)果中可以看出，優(yōu)化后對于1.00的目標(biāo)值可以達(dá)到98.5%的符合率 3D軟件仿真關(guān)鍵點(diǎn)在于依據(jù)實(shí)際焊接、裝配等過程建立仿真模型，同時(shí)按照GD&T賦予各個(gè)特性公差，最后給出測量要求當(dāng)測量結(jié)果不滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)要求時(shí)，可通過更改安裝方式、公差庫等優(yōu)化模型；若還是達(dá)不到要求，則需更改設(shè)計(jì)目標(biāo)在實(shí)際運(yùn)用過程中，由于焊接應(yīng)力，熱效應(yīng)以及操作工人為等一系列不確定因素的影響，尺寸鏈分析結(jié)果與實(shí)際制造有一定的偏差，故只能作為參考從尺寸鏈分析的角度來看，減少公差積累的方法有以