EXCEL進(jìn)行尺寸鏈計(jì)算可能存在的問(wèn)題分析

1、EXCEL進(jìn)行尺寸鏈計(jì)算可能存在的問(wèn)題分析尺寸鏈計(jì)算是機(jī)械行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，有些企業(yè)為了提高尺寸鏈計(jì)算效率和準(zhǔn)確性，采用EXCEL進(jìn)行尺寸鏈計(jì)算。EXCEL進(jìn)行尺寸鏈計(jì)算在一定程度上提高了計(jì)算效率和準(zhǔn)確性，但也為尺寸鏈計(jì)算埋下了重耍隱患。下面從兒個(gè)例子進(jìn)行分析。1、需求解組成環(huán)基本尺寸和上下偏差時(shí)，EXCEL計(jì)算可能會(huì)引起計(jì)算錯(cuò)誤有一個(gè)箱體結(jié)構(gòu)圖如下：結(jié)構(gòu)向圖為了保證箱體能正常裝配，耍求間隙A0的尺寸在0.11.1之間，在已知零件1零件5的基本尺寸和上下偏差情況下，求墊圈6的厚度應(yīng)該是多少?各零件的尺寸如下：編號(hào)名稱基本尺寸上偏差下偏差A(yù)0間隙01.10.1A1零件120.

2、00.1-0.05A2零件2130.00.20.1A3零件315.00.10.0A4零件440.00.05-0.02A5零件550.00.10.1A6墊圈999按照國(guó)標(biāo)中尺寸鏈計(jì)算方法：1）尋找閉環(huán)。間隙A0是通過(guò)零件1零件5以及墊圈裝配后得到了，因此，A0即為閉環(huán)。2）尋找組成環(huán)、繪制尺寸鏈圖。尺寸鏈圖如下：A2晉皿M/3）判斷增減環(huán)。通過(guò)尺寸鏈圖，可以判斷A1、A3、A4、A5、A6為減環(huán)，A2為增環(huán)。4）計(jì)算墊圈A6的尺寸。根據(jù)國(guó)標(biāo)尺寸鏈計(jì)算公式（極值法）：閉環(huán)的上偏差=增環(huán)的上偏差之和-謝環(huán)的下偏差之和;閉環(huán)的下偏差=增環(huán)的下偏差之和-謝環(huán)的上偏差之和;A0基本尺寸=應(yīng)基本尺寸A1基本

3、尺寸A6基本尺寸A5基本尺寸A4基本尺寸A3基本尺寸。A0上偏差=A2上偏差-A1下偏差A(yù)6卜偏差A(yù)5下偏差A(yù)4F偏差A(yù)3卜偏差。A0卜偏差=A2下偏差A(yù)1上偏差A(yù)6JL偏差A(yù)5上偏差A(yù)4上偏差A(yù)3上偏差。求得：A6的基本尺寸是：5mm,上偏差是：0.55mm,卜偏差是：0.73mm因此A6墊圈厚度是：4.27mm4.45mm。采用EXCEL計(jì)算時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)如下的計(jì)算過(guò)程：A6基本尺寸=A2基本尺寸A1基本尺寸A0基本尺寸A5基本尺寸A4基本尺寸A3基本尺寸。A6上偏差=A2上偏差A(yù)1F偏差A(yù)0卜偏差-A5F偏差A(yù)4卜偏差A(yù)3卜偏差。A6下偏差=A2下偏差A(yù)1上偏差A(yù)0上偏差A(yù)5上偏差A(yù)4上

4、偏差A(yù)3上偏差。求得：A6基本尺寸：5mm,上偏差：0.27mm,下偏差：1.55mm。因此A6墊圈厚度是：3.45nim5.27mm。對(duì)以上求解過(guò)程進(jìn)行分析，采用EXCEL進(jìn)行計(jì)算時(shí)，計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤的根本原因是：錯(cuò)誤的認(rèn)為需要求解環(huán)即是閉環(huán)，歸其原因，主耍是EXCEL計(jì)算，必須寫成表達(dá)式形式，即X=A1+A2*cos(a)-的形式，而設(shè)計(jì)師熟悉的尺寸鏈計(jì)算公式是：閉環(huán)的上偏差=增環(huán)的上偏差之和-謝環(huán)的下偏差之和;閉環(huán)的下偏差=增環(huán)的下偏差之和-減環(huán)的上偏差之和;忽略增環(huán)、減環(huán)、閉環(huán)之間的區(qū)別，誤認(rèn)為需要求解的環(huán)就是閉環(huán)，H然會(huì)出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤。2、當(dāng)某一尺寸環(huán)在尺寸鏈計(jì)算時(shí)多次出現(xiàn)時(shí)，EXCEL計(jì)

5、算會(huì)引起嚴(yán)重錯(cuò)誤某一結(jié)構(gòu)尺寸鏈圖如下：A2kPAl尺寸鏈圖1PA3A1尺寸鏈圖2已知條件：X是需要求的閉環(huán)；Al、A2、A3、A4是已知組成環(huán);P是中間過(guò)度環(huán)；具體尺寸如下:編號(hào)基本尺寸上偏差下偏差備注X999閉環(huán)A1450.1-0.05A21000.05-0.05A3100.02-0.01A4300.03-0.03A550.00.10.1P中間過(guò)度環(huán)國(guó)標(biāo)中尺寸鏈計(jì)算公式(極值法)：閉環(huán)的上偏差=增環(huán)的上偏差-減環(huán)的下偏差;閉環(huán)的下偏差=增環(huán)的下偏差-減環(huán)的上偏差;A.通過(guò)EXCEL計(jì)算，步驟如下：通過(guò)P=A2-A1,計(jì)算出P的值。P的上偏差=A2的上偏差-A1的下偏差=(0.05)-(-0.

6、05)=0.1；P的下偏差=A2的下偏差-A1的上偏差=(-0.05)-(0.1)=-0.15；通過(guò)X=P+A3+A1-A4,計(jì)算出X的值。X的上偏差=P的上偏差+A3的上偏差+A1的上偏差-A4的下偏差=(0.1)+(0.02)+(0.1)-(-0.03)=0.25；X的下偏差=P的下偏差+A3的下偏差+A1的下偏差-A4的上偏差=(-0.15)+(-0.01)+(-0.05)-(0.03)=-0.24；通過(guò)EXCEL求借出來(lái)的X上偏差是：0.25,下偏差是：0.24。B.正確的計(jì)算過(guò)程是：根據(jù)尺寸鏈，列計(jì)算方程：P=A2-A1(1)X=P+A3+A1-A4(2)方程(1)、(2),通過(guò)消元

7、法，得到方程：X=A2+A3-A4因此，X上偏差=A2上偏差+A3上偏差-A4下偏差=(0.05)+(0.02)-(-0.03)=0.1X下偏差=A2下偏差+A3下偏差-A4上偏差=(-0.05)+(-0.01)-(0.03)=-0.09對(duì)以上求解過(guò)程進(jìn)行分析，在以上計(jì)算過(guò)程中存在以下主耍問(wèn)題：在求X的上偏差時(shí)，使用的是A1的上偏差和P的上偏差，計(jì)算P的上偏差時(shí)，采用的是A1的下偏差。這就說(shuō)明，求X的上偏差的時(shí)候，A1這個(gè)尺寸既采用了最大值也同時(shí)使用最小值，這顯然是不合理的(不可能同時(shí)出現(xiàn))，因此，計(jì)算出來(lái)的X的上偏差是錯(cuò)誤的。同理,計(jì)算的X的下偏差也一樣是錯(cuò)誤的。綜上所述，采用EXCEL進(jìn)行尺寸鏈計(jì)算，容易出現(xiàn)以上兩種比較典型的錯(cuò)誤(具有很強(qiáng)的隱蔽性)，需要引起大家注意。當(dāng)然EXCEL進(jìn)行尺寸鏈計(jì)算還有以下兒個(gè)方而的不足：需耍人工判斷增減環(huán)。復(fù)雜的尺寸鏈，人工方式兒乎無(wú)法判斷增減環(huán)。需耍人工列尺寸鏈約束方程組，同時(shí)需要轉(zhuǎn)換成X=A1+A2*cos(a)-的形式，對(duì)于某些復(fù)雜方程，轉(zhuǎn)換過(guò)程非常麻煩。EXCEL僅僅是一個(gè)能進(jìn)行表達(dá)式計(jì)算的計(jì)算器，不能生成相應(yīng)的尺寸鏈