對于零件設計(如下圖),尺寸的産品公差是孔中心間距160±0.3 mm獲得至少加工零件的99.5%。
尺寸鏈圖示說明
我們可以對給定的零件通過下面的公式來計算結果尺寸:
在X, Y方向上的分解:
如果任務通過傳統的"Worst Case"方法來解決,將沒有必要對尺寸B, C, D 和 E設置公差精度等級4目標結果尺寸的公差固定。很明顯這樣精度的産品成本將不成比例的高。因此,使用統計方法來計算將更方便。這些方法將給零件的加工帶來更寬的公差同時出現小批量的不良品。
尺寸鏈設計任務的方法可以被分爲以下步驟:
1)在表[1.1]中,定義所有尺寸鏈的輸入尺寸(局部零件)
2)進一步爲所有尺寸這是産品公差。爲了嚴謹的設置尺寸公差,在輸入表格中設置等級尺寸偏差。
對于保留的尺寸,選擇暫時的對稱公差等級爲12。
3) 在列表框中,在表格的最後一列,爲所有尺寸選擇3б的産品制程能力。
4) 在表格[2.1]中,定義尺寸鏈的結果尺寸(封閉零件)的參數。 爲了推動工作和增加清晰的設置,我們將劃分計算公式爲三個部分。使用前兩行定義輔助尺寸;搜索的結果尺寸參數將放置在行"Z3"中。以上提到的計算公式必須修正到Excel的公式中。因此,在表格的第二列中設置下面的字符到適合的行中。
Line 1 "Z1" ..... "=_B-_D+(_C-_E)*COS(RADIANS(_A))-_G*SIN(RADIANS(_A))"
Line 2 "Z2" ..... "=(_C-_E)*SIN(RADIANS(_A))+_G*COS(RADIANS(_A))-_F"
Line 3 "Z3" ..... "=(_Z1^2+_Z2^2)^0.5"
5) 在行[2.5]中勾選 "Monte Carlo"計算方法。在列表框[2.6]中進一步設置所需的模擬數。爲了加速設計流程,在設計的最初步驟中設置較少的模擬數目。
6) 點擊行[2.7]中的按鍵運行尺寸鏈的計算(公差分析)。結果尺寸參數可以在節[3]中找到。
7) 期望生産良率[3.15],更佳的不良率數[3.16]將是設計質量評估的決定性因數。任務要求規定最大的允許不良率爲百萬分之5000。獲得的結果高于規定的數目,因此設計的公差不適合。
對于不適合的設計,接下來的合理步驟可能就是減小使用加工公差的大小。進一步查看設計,我們發現主要問題不是公差的選擇大小,而是不適當的設計中心。最理想的設計尺寸鏈是中心尺寸[3.13]一定要接近目標尺寸[3.6]。
8)
因此,接下來我們將調整尺寸B, C, D 和 E公差位置,同時保持原來的公差設計值。通過重複地調整各個尺寸偏差的結果,我們漸漸地獲得設計中心的方案。
9)盡管設計已經中心化,可目標生産良率仍未獲得。接下來必須暫時減小步驟2)中的公差。在選擇尺寸B 和 C 的精度等級爲11以及設計中心化之後,我們將獲得符合功能要求的適合方案。