公差分析的公差分析的目的11

公差分析也叫做公差的验证，就是指已知各零件的尺寸和公差，确定最终装配后需保证的封闭环的公差。

在公差分析的过程中，如果最终计算结果达不到设计要求，需调整各零件公差或优化尺寸链环。公差分析的原理是合理地定义和分配零件和产品的公差，优化产品设计，从而以最小的成本和最高的质量制造产品。

计算模型

常用的公差分析的计算模型有两种，一是极值法，二是均方根法。

极值法是考虑零件尺寸最不利的情况，通过尺寸链中尺寸的最大值或最小值来计算目标尺寸的值。

均方根法是统计分析法的一种，顾名思义，均方根法是把尺寸链中的各个尺寸公差的平方之和再开根即得到目标尺寸的公差。

公差分析作为面向制造和装配的产品设计中非常有用的工具，可以帮助机械工程师实现以下目的：
1) 合理设定零件的公差以减少零件的制造成本。
2) 判断零件的可装配性，判断零件是否在装配过程中发生干涉。
3) 判断零件装配后产品关键尺寸是否满足外观、质量以及功能等要求。
4) 优化产品的设计，这是公差分析非常重要的一个目的。当通过公差分析发现产品设计不满足要求时，一般有两种方法来解决问题。其一是通过精密的零件公差来达到要求，但这会增加零件的制造成本；其二是通过优化产品的设计（例如，增加装配定位特征）来满足产品设计要求，这是最好的方法，也是公差分析的意义所在。
5) 公差分析除了用于产品设计中，还可用于产品装配完成后，当产品的装配尺寸不符合要求时，可以通过公差分析来分析制造和装配过程中出现的问题，寻找问题的根本原因。

一、公差分析技术
公差分析也叫做公差的验证，就是指已知各零件的尺寸和公差，确定最终装配后需保证的封闭环的公差。在公差分析的过程中，如果最终计算结果达不到设计要求，需调整各零件公差或优化尺寸链环。现在被广泛运用的公差分析方法可以分为如下三种：极值法(Worst Case，WS)、方和根法(Root Sum Squared，RSS)以及蒙特卡洛模拟法(Monte Carlo Simulation)。
1、极值法
极值法又称为代数和法。极值法的计算方法是：封闭环的最大极限尺寸为当所有增环均为最大极限尺寸且所有减环均为最小极限尺寸时获得；最小极限尺寸为当所有增环均为最小极限尺寸且所有减环均为最大极限尺寸时获得。
极值法是建立在零件100％互换基础上，即：假定各零件的尺寸同时处于极限值。但在实际生产中，如果组成环中涉及二维或三维几何特征装配或由于零件刚度不足导致的变形时，装配函数通常会表现为非线性，影响最终计算结果。
在目前的公差分析理论中，极值法计算量小，理论简单。可用于刚度较好的底盘类总成零部件以及部分发动机零部件的尺寸公差分析。
2、方和根法
方和根法是以一定的置信水平为依据(通常假定各组成环以及封闭环公差服从正态分布，且装配函数为线性关系，取置信水平P=99．73％)，不要求100％互换，只要求大数互换。方和根法由于考虑了零件尺寸的统计分布，建模更接近于实际产品的生产过程。它与极值法相比，可以得到更接近于实际生产的装配公差值，且允许零件有较宽的公差带。因此该方法可用于白车身尺寸公差分析。
由于方和根法是假定制造变量服从正态分布，但未考虑实际生产因素的影响。实际生产中会有许多原因(焊接的方式方法、装配手法以及工装磨损等)都会使零件的均值发生移动。因此，其计算结果在影响因素较多且装配函数为非线性的情况下往往与实际情况不相符。
3、蒙特卡洛模拟法
蒙特卡洛算法的基本思想为：当所求解问题是某种随机事件出现的概率，或者是某个随机变量的期望值时，通过某种“实验”的方法，以这种事件出现的频率估计这一随机事件的概率，或者得到这个随机变量的某些数字特征，并将其作为问题的解。蒙特卡洛模拟法已被广泛应用于商业软件包中。
蒙特卡洛模拟法能够处理复杂的非线性装配函数尺寸公差分析。因此能广泛运用于汽车设计与制造的各部分领域，如整车外观间隙面差尺寸分析、整车四轮定位参数校核以及底盘零件装配等。但该方法也有以下缺陷：(1)为了保证计算的正确性，需要对大量的统计样本(至少2000)进行多次重复运算；(2)尺寸公差分析时，建模复杂且耗费时问；(3)如果装配函数中各分量的均值或方差发生改变，需重新进行运算。
二、公差分析技术的应用意义
在设计阶段进行尺寸公差分析，可以从根本上解决开发设计过程中的尺寸问题，最大程度地优化零部件、工装的公差分配，协调各相关部门和供应商对产品的尺寸质量进行系统科学的管理、优化和改进，及时整改设计和工艺，提高单件或总成的尺寸质量，减少生产线调试阶段的零部件公差匹配时间，减少后期的被动设计变更，降低成本，同时加快产品投向市场的速度。
在工业化以及量产阶段进行的尺寸公差分析，可以节约尺寸问题解析进度；识别各尺寸链环对最后结果的影响权重，为工业化调试以及尺寸整改验证提供理论依据。图1为传统设计制造方式与引入公差分析后的设计制造方式比较示意图。
从图1我们可以看出与传统设计制造方式相比，在前期设计以及后期工业化调试引人公差分析技术后，相当于在解析对策发现的问题时加人了“双保险”。前期设计时的公差分析技术应用，可以将大部分的设计缺陷规避；工业化调试时的公差分析技术应用，可以为问题整改提供理论依据，加快问题的解决速度。
以上是棣拓软件小编为大家整理的公差分析的计算方法和应用意义，希望可以帮助大家更好的了解公差分析软件。

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