6. 按要求计算变异
T T T T
1 2 3
2
2
2
T
i 1
n
2
i
让我们用 WC 和 RSS来计算这些变量，然后做个比较！
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第六步 – 计算变异, WC
极值法 (WC)
1. 确定组装要求
•
间隙变量是个体公差的总和.
n
2. 建立封闭尺寸链图 3. 转换名义尺寸，将公差 转成对称公差 4. 按要求计算名义尺寸
• •
• • • • • •
装配要求 换壳；无固定的配对组装（多套模具或模穴）
功能要求 电子方面；PWB与弹片的可靠接触 结构方面；良好的滑动结构，翻盖结构，或机构装置 品质要求 外观；外壳与按键之间的间隙 其他; 良好的运动或一些奇怪的杂音，零件松动
5. 确定公差分析的方法
6. 按要求计算变异
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第五步 – 公差分析方法的定义
1. 确定组装要求
怎样计算间隙的变异 ?
一般应用比较多的公差分析模式是： 1. 极值法 (Worst Case)，简称WC
– – – – 验证 100 % 性能 简单并且最保守的手法 用于零件数量少的情况 用于产量不大的零件
2. 建立封闭尺寸链图 3. 转换名义尺寸，将公差 转成对称公差 4. 按要求计算名义尺寸
200-204
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205-209
变异的一般分布图
正态分布 normality distribution
100
双峰分布（非正态分布）
50 0 16 18 20 22 24 26 28
7
60 50 40 30 20 10 0
偏斜分布（非正态分布）
第二步 – 封闭尺寸链图
1. 确定组装要求
46.20 +0.20 - 0.60 必要条件 (Gap > 0)
2. 建立封闭尺寸链图
3. 转换名义尺寸，将公差 转成对称公差 4. 按要求计算名义尺寸
20.00 ± 0.30
15.00 ± 0.25
10.00 ± 0.15
零件 3
零件 4
零件 2
零件 1
零件 4
45.00 ± ?
20.00 ± 0.30
15.00 ± 0.25
10.00 ± 0.15
零件 3
零件 2
零件 1
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堆叠公差分析过程
1. 确定组装要求
2. 建立封闭尺寸链图
3. 转换名义尺寸，将公差 转成对称公差
在堆叠公差时，有以下几种方法:
d Gap
d
i 1
n
i
5. 确定公差分析的方法
dGap n di
= 名义值间隙。正值是空隙，负值是干涉 = 堆叠中独立尺寸的数量 = 尺寸链中第i个尺寸的名义尺寸
6. 按要求计算变异
dGap = - 10.00 - 15.00 - 20.00 + 46.00 = 1.00
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12
公差分析使用范畴
• • 单个零件或组件出现公差堆积。 在公差堆积中，用公差分析可以确定总的变异结果。在机构设计中，它是一个很重要的挑战。
单个零件和组件的公差堆叠
13.00 ± 0.20
35.00 ± ? 10.00 ± 0.15 12.00 ± 0.10
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4
5
6
7
8
9
10 11
正态分布的特点
标准差, (s or ) 变形点
平均值, (x or µ)
数据的百分比，在给定的西格玛 ()范围
-6
-5
-4
-3
-2
-1

+1
+2
+3
+4
+5
+6
68.26 % 95.46 % 99.73 % 99.9937 % 99.999943 % 99.9999998 %
第五步 – 方法的定义, 统计手法
统计法 (RSS) – 统计手法
1. 确定组装要求
•
2. 建立封闭尺寸链图 3. 转换名义尺寸，将公差 转成对称公差
正态分布可以求和所有的变量.
stot s1 s2 s3 s4
• 假设每个尺寸的 Ppk 指标是1.33并且制程是在中心.
2
2
2
2
2
4. 按要求计算名义尺寸
柱状图
• 柱状图能提供制程的分布形状，位置及区域的初步评估 • 柱状图也是呈现变异几何的方法 • There may be outliers
某单位男人高度 (假设)
600
400
人数 200 0
6
190-194
160-164
165-169
170-174
175-179
180-184
185-189
195-199
– – – 手工. 用电子数据表 用公差分析软件，比如 VisVSA™.
4. 按要求计算名义尺寸
5. 确定公差分析的方法
6. 按要求计算变异
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第一步 – 确定组装要求
1. 确定组装要求
•
一些产品要求的例子:
2. 建立封闭尺寸链图 3. 转换名义尺寸，将公差 转成对称公差 4. 按要求计算名义尺寸
设计公差分析
2015-07-03
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目录
第一部分：公差分析的目的 第二部分：统计学应用于公差分析的背景 第三部分：一般公差分析的理论
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一. 公差分析的目的
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，对于降低产品成本、提高产品质量具有重大影 响并且可以帮助结构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。 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。
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总体参数与样本统计
总体 • 现有的及将来会出现的所有单元或个 体 • 我们将永远都不可能知道的真实总体 • 比如，所有的我司7C平板电脑生产总 量。 样本 • 从总体提取的单元或个体的子集 • 用样本统计，我们可以尝试评估总体参数 • 比如，7C在2015年23周生产的样本
Ttot Ti
i 1
Ttot n Ti
= 最大的预期间隙变量(对称公差) . = 独立尺寸的堆叠数量. = 第i个尺寸对称公差.
Ttot = 0.15 + 0.25 + 0.30 + 0.40 = 1.10
5. 确定公差分析的方法
最小间隙 Xmin = dGap – Ttot = 1.00 – 1.10 = – 0.10 最大间隙 Xmax = dGap + Ttot = 1.00 + 1.10 = 2.10 增加 0.10 达到最小间隙的要求 (dGap >0).
2.
组装制程的变异
– – 工装夹具错误 组装设备的精度
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变异的控制
变异的控制
从加工制造
解决方案
制成的选择 制程的控制 (SPC) 产品的检查
Aim
高品质 高良率 低Low FFR
5
从产品设计
技术的选择 优化的设计 公差分析
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第四步 – 计算名义尺寸
1. 确定组装要求
D (d4 ) 必要条件 X (dGap ) > 0 C (d3 ) B (d2 ) A (d1 )
+
2. 建立封闭尺寸链图 3. 转换名义尺寸，将公差 转成对称公差 4. 按要求计算名义尺寸
•
名义值间隙是:
T T2 2 P pk 1.33 T 4s s 4 s 16
T
2 tot
5. 确定公差分析的方法
16
T T T T
1 2 3
2
2
2
2 4
16
16
16
16