公差分析技术[精.选]
手机设计中的公差分析
公差隐含的成本要素注射成型制品不可能具有机械加工制品一样的。
虽然大多数人都意识到这一点，但还是常常被指定到无法达到的，或使具成本效益的生产变得不可能。
和它们的成本含意A注射成型一般分为3种质量等级，即一般用途的注射成型、技术注射成型和高精度注射成型。
DIN16901标准指出，它们是根据在容许范围内（范围1和2 ）注射成型制品的和尺寸来划分的。
§ 一般用途的注射成型要求低水平的质量控制，其特点是低的退货率和快的生产周期。
§ 技术注射成型会比较昂贵，因为它对模具和生产过程有更高的要求，要求频繁的质量检查，因而增加了退货率。
§ 第三种，即高精度的注射成型，要求精确的模具、最佳的生产条件和100％连续的生产监控。
这将影响生产周期，增加单位生产成本和质量控制成本。
设计者在决定注射模具制品的成本方面起了关键作用，他们必须确定商业上可行的，选定的虽然不必尽可能的严格，但必须足够严格。
商业上可接受的产品一般是，产品与标准尺寸的偏差不高于0.25-0.3%，但这还需要与应用时的具体要求相结合来判断（图1）。
图1热塑性塑料一般具有高的延展性和弹性，不需要象具有高刚性、低延展性和低弹性的金属一样指定严格的范围。
影响的因素为了不对塑料部件制定过分严格的范围，必须要注意一些影响注射成型制品尺寸准确性的因素（图2）。
图2模具制造的必须相对严格地遵守。
设计者应切记，脱模斜度的重要性在于它能使脱模容易及防翘曲（见图3）。
图3一个与相关的问题是，当成型品是由不同材料或不同壁厚制成。
模后收缩值与方向和厚度相关。
玻璃增强材料的这一性质更明显。
玻璃纤维的取向性可在水平方向和垂直方向产生具有显著性差异的收缩，从而导致尺寸不准确。
塑料制品的几何形状对收缩也有影响，进而影响到（图4）。
如果复杂的成型加工对的要求非常严格，必须要获得模具原型有关收缩值和翘曲行为的准确数据。
生产和使用因为热塑性塑料受使用条件的影响，因而决定它只需要生产还是同时需要使用非常重要。
公差配合与测量技术3篇
公差配合与测量技术第一篇：公差配合的概念和原理公差配合是机械制造中非常重要的概念，它是指两个零件之间的尺寸差距。
在生产制造过程中，零件之间的公差配合关系直接决定了产品的精度和质量。
因此，深入了解公差配合的原理和相关知识对于提高产品质量和制造效率具有重要的意义。
1. 公差的基本概念公差是指一个零件的尺寸与标准尺寸之间的差距，包括正公差、负公差和零公差三种形式。
其中，正公差指零件的尺寸大于标准尺寸，负公差则表示零件的尺寸小于标准尺寸，而零公差则意味着零件的尺寸与标准尺寸完全相同。
为了方便表示不同公差之间的尺寸差距，人们通常采用公差带来表示。
公差带是由基准尺寸、公差上限和公差下限三部分组成的，其中基准尺寸是一定的，而公差上限和公差下限则根据要求进行确定，通常以正负公差的一半作为上下限。
2. 公差配合的分类和标准公差配合是指两个零件之间的公差关系，它由两个基本要素组成：一是公差等级，表示一个零件尺寸偏差的大小；二是配合公差，表示两个零件之间允许的相对尺寸偏差。
根据这两个要素，可以将公差配合分为以下五种类型：（1）游隙配合：零部件之间允许有一定的间隙，可靠地传递力矩和负载。
典型的例子是轴和孔的配合。
（2）中间配合：次高精度，配合间隙小于上一级，用于定位或轴承安装，如机床主轴和轴承座的配合。
（3）紧配合：在十分苛刻的应用环境下使用，如汽车发动机缸套和活塞。
（4）浅圆配合：精度较高，由于其相对简单的制造形式，因此成本较低，因此在工程设备中被广泛使用，如轴承内陆和外陆的浅圆配合。
（5）深压配合：最高精度的公差配合，必须在极其严格的环境中制造，例如涡轮增压器中的轴承或仪器中的精密齿轮。
在公差配合中，各种配合关系的尺寸偏差都有所规定，并有国家标准对其进行了详细规定。
调整合理的配合公差，可以保证装配时的互换性和互换可靠性，从而提高产品的质量和性能。
第二篇：公差配合的影响因素影响公差配合的因素有很多，包括所采用的机器和设备、制造材料、制造工艺和技能、制造环境、使用条件等等。
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②Cpk
公差中心值：T
UTL
公差带
是在Cp中增加了公差中心与实测数据平均之间的偏离的数值。 实测数据
平均：μ
Cpk＝
（UTL－LTL）－2│μ－T│ 6σ
实测数据平均的
μ ： 实测数据的平均值
偏离
Ｔ ： 公差的中心值［ (UTL-LTL)/2 ］
LTL
※Cpk相当于实测数据平均与公差规格(接近上限或者下限的一方)之间的幅度
TRSS ＝ T１2 + T22 + T32 +・・・・+ Tn2
②最坏情况计算 （WC：Worst Case） 将公差幅度作为误差的上下限数值，计算出误差的最差值。 TWC ＝ T1 + T2 + T3 +・・・・+ Tn
利用各个方法的注意点 •有必要理解计算方法的特性。 •有必要针对产品构成和使用环境差 加工 误差 加工 误差
零件 零件 零件
装配 误差 装配 误差 装配 误差
要设置出很严格的公差的话、 就会导致高成本和高装配精度
成品
成本高
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公差分析目的
公差分析是设计时所设置的尺寸公差和几何公差。计算零件在加工、 装配过程中在重要尺寸处产生的误差。通过手工计算公差累积也 是公差分析的一部分。
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①统计计算（方和根）
• 统计计算（方和根）的公差计算中的注意点
– 包含工程能力的公差值计算。
计算的公差值包含工程能力。（例：所有工程能力为Cp=1（3σ））
【精】公差分析简介及实例分析
3σ=3 0.0032+0.02522+0.00172+0.00132+0.005482+0.003852 =0.0756
Z=(0.10-0.0319)/0.0252=2.702
查表得:P1=0.34%
小 结:
1.如果想得到合理的零件工差分布,就必需了解其实际的制程能力.须靠平时对工 艺知识的不断累积
=0.00+0.25/-0.35mm
使用统计分析进行的公差分析
1.以相关各尺寸之设计中心值作为平均值X
2.以相关各尺寸之设计公差范围作为其对应标准偏差6σ 3.依公式进行计算 分别得出配合后共面度中心值及其偏差范围
计算得: X = (0.30+2.625)+(0.45+0.05)-(3.35+0.025)=0.05mm 3σ= 0.102+0.0252+0.052+0.0252+0.052+0.052 =0.136mm
00548 3481
0*0. .3.产品开发设计的需要
用于设计时的公差分配产品设计一般分为 原形设计 和 二次生产设计
国(不际相化關的)那制么造不它业们趨进之勢行间. 相公互迭差加分的结析果意也呈味正着态分将布在制造时冒很大的风险
统计公差分析(大数分析法)
二 公差分析的作用及分类
1设计时利用公差分析可合理分配各零件的公差.达到可制造 性的要求.
2.631
0.326
0.476 0.014 3.36 0.038
2.619 2.625
0.250 0.298
0.470 0.009 3.34 0.021 0.474 0.012 3.3481 0.029 0.0017 0.0013 0.00548 0.00385
公差配合与测量技术
公差配合与测量技术2篇公差配合（上）公差配合是机械制造中非常重要的概念，它指的是在加工过程中，零件之间的尺寸差异所引起的相对位置关系。
在机械装配中，往往需要将不同的零件组合在一起，而这些零件的尺寸往往存在着一定的误差。
为了保证装配的正确性和可靠性，我们需要对零件的尺寸进行控制，并通过公差配合来确保不同零件之间的配合关系。
公差配合一般包括四个要素：基本尺寸、上限尺寸、下限尺寸和公差。
基本尺寸是指设计要求中的几何形状和尺寸，上限尺寸和下限尺寸是在基本尺寸的基础上，确定了零件的上下限尺寸范围。
公差则是指零件尺寸的允许偏差范围，根据公差的大小和分布，可以确定出不同的公差配合类型。
常见的公差配合类型包括：滑配合、套配合、间隙配合和过盈配合。
滑配合适用于要求零件之间允许有一定的相对运动的情况，如轴承和轴的配合。
套配合适用于要求零件间不允许有相对运动的情况，如轴套和轴的配合。
间隙配合适用于要求零件之间存在一定的间隙的情况，如轴和孔的配合。
过盈配合适用于要求零件之间存在一定的紧固程度的情况，如销和孔的配合。
在实际的机械装配中，公差配合的选择非常重要。
如果选择不当，就会导致装配的困难和不良后果。
一般来说，公差配合的选择应该满足两个基本原则：装配要尽量简单方便，不需要太大的装配力；同时要保证装配之后的工作性能满足要求，如传动精度、工作间隙等。
公差的控制与测量技术（上）公差的控制是保证机械零件质量的重要手段之一。
为了控制好公差，需要使用相应的测量技术来保证零件尺寸的准确度。
常用的测量技术包括：直接测量和间接测量。
直接测量是在测量过程中，直接使用测量工具对被测量的尺寸进行测量。
常见的直接测量工具包括卡尺、游标卡尺、外径量规等。
这些工具能够通过直接接触被测尺寸表面，对其进行测量，简单易行。
然而，直接测量的精度受到测量工具本身的精度限制，且对于复杂的尺寸形状，直接测量往往难以实施。
间接测量是通过测量一些与被测尺寸相关的物理量，从而推导出被测尺寸的值。
公差配合与测量技术
公差配合与测量技术一、公差配合技术1.1 公差概述公差是指零件制造的误差范围，也可以理解为允许的误差范围。
在零件制造和装配过程中，公差的设置非常重要，它直接关系到零件的质量、功能和使用寿命。
1.2 公差配合类型常见的公差配合类型包括过盈配合、过渡配合和间隙配合。
•过盈配合：在零件装配过程中，一个零件要比另一个零件稍大一些，这样在装配后，两个零件之间会产生一定的压力，从而保证装配的紧固性和精度。
•过渡配合：在零件装配过程中，两个零件的尺寸基本相等，可以直接和平滑地装配在一起，不需要施加过大或过小的力。
•间隙配合：在零件装配过程中，一个零件要比另一个零件稍小一些，这样在装配后，两个零件之间会产生一定的间隙，从而允许一定的相对运动。
1.3 公差配合的选择因素在进行公差配合设计时，需要考虑以下因素：•零件的功能和使用要求•制造工艺的可行性•材料的性能和变化情况•环境条件和工作温度•经济性和制造成本1.4 公差配合的标准公差配合的标准是指在设计和制造过程中，根据不同的需求和要求制定的一系列规范和要求。
国际上常用的公差配合标准有ISO标准、GB标准等。
二、测量技术2.1 测量概述测量是指对物体的尺寸、形状和位置等进行定量或定性的评估和判断的过程。
在现代制造过程中，测量技术起着非常重要的作用，可以保证产品质量和工艺精度。
2.2 测量方法常用的测量方法包括直接测量和间接测量。
•直接测量：直接测量是指通过测量工具（如卡尺、游标卡尺）将测量对象的尺寸或位置直接测量出来。
•间接测量：间接测量是指通过测量对象与参照物的相对位置或其他特性来推断出测量值。
2.3 测量仪器与设备现代测量技术已经发展出了各种各样的测量仪器与设备，包括电子测量仪器、光学测量仪器、机械测量仪器等。
这些测量仪器和设备可以提高测量精度和效率，并适用于不同的测量需求。
2.4 测量精度与误差在测量过程中，测量精度和误差是非常重要的概念。
测量精度是指测量结果与测量对象实际值之间的接近程度，而误差是指测量结果与实际值之间的偏差。
公差分析和尺寸链方法
Assembly Model
Distribution of Tolerance
Explicit: Linearized Sensitivity Mechanistic Model Non-linear Model
Implicit:
Worst Case
Statistical: Root sum squares Monte Carlo
(C )
(C -A -B )
C
4 8 5 1 0 0 .1 0 0 .2 6
4 4 4 1 0 0 .0 6 0 .2 6
2 9 4 9 .8 4 3 9 1 4 9 .9 2 1 7 3 4 9 .8 8 2 6 9 4 9 .8 8 4 0 7 4 9 .9 2 2 3 8 4 9 .8 8
5 1 4 9 .8 4 4 9 4 4 9 .9 6 2 3 5 4 9 .8 8 2 5 7 4 9 .8 8
7 4 4 9 .8 4 1 3 8 4 9 .8 8 2 3 7 4 9 .8 8
上汽通用五菱博士后工作站
上汽通用五菱—上海交通大学现代车身技术联合研究中心
2
Part I 1-D Tolerance analysis
上汽通用五菱博士后工作站
上汽通用五菱—上海交通大学现代车身技术联合研究中心
3
Deviation
Characterizing the performance of a process
Root Sum Squares (RSS):
(Spotts, 1978, Lee and Woo, 1990)
Monte Carlo Simulation:
(Craig, 1989)
yx1x2x3
公差分析
思考并回答
公差与偏差有何区别？
23
概念
•
标准公差
1）标准公差： 是指标准极限与配合制中表列的，用于确定公差带的大小的任一公差。 2）标准公差系列：是指由若干标准公差所组成的系列。
它以表格的形式列出时，称为标准公差数值表。 标准公差等级 基本尺寸分段
3）确定标准公差数值的因素
4 ）标准公差等级： 确定尺寸精确程度的等级称为公差等级。
8
绪论
1、 零部件的互换性
对于同一规格零部件，不需挑选和附加修理，就可互相替换，且能保证预定
的使用要求性能，称为零部件的互换性。 例：灯泡、螺栓等
2、 公差
为满足互换性—→加工零件尺寸应丝毫不差，如轴30.000 —→实际上不必 要，也不可能—→加工零件尺寸给出一个变动范围—→即有利于加工又满足互换
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概念
•
未注公差 公差表
线性尺寸的未注公差
这个未注公差适用于金属切削加工的尺寸，也适用于一般的冲压加工尺寸。 线性尺寸：例如外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸、直径、半径、距离、倒圆半径和倒 角高度；
线性尺寸的极限偏差数值 公差等级 f(精密级) m(中等级) c(粗糙级) v(最粗级) 尺寸分段 0.5～3 ±0.05 ±0.1 ±0.2 >3～6 ±0.05 ±0.1 ±0.3 ±0.5 >6～30 >30～120 ±0.1 ±0.2 ±0.5 ±1 ±0.15 ±0.3 ±0.8 ±1.5 >120～ 400 ±0.2 ±0.5 ±1.2 ±2.5 >400～ 1000 ±0.3 ±0.8 ±2 ±4 >1000～ >2000～ 2000 4000 ±0.5 ±1.2 ±3 ±6 ±2 ±4 ±8
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在产品制造的过程中，工序是保证产品质量的最基本环节。
所谓工序能力是指处于稳定状态下的实际加工能力，工序能够稳定地生产出产品的能力，也就是说在操作者、机器设备、原材料、操作方法、测量方法和环境等标准条件下，工序呈稳定状态时所具有的加工精度。
工序能力分析是质量管理的一项重要的技术基础工作。
它有助于掌握各道工序的质量保证能力，为产品设计、工艺、工装设计、设备的维修、调整、更新、改造提供必要的资料和依据。
什么是CPK？
CPK是Complex Process Capability index 的缩写，是现代企业用于表示制程能力的指标。
制程能力强才可能生产出质量、可靠性高的产品。
CPK的意义
制程水平的量化反映;（用一个数值来表达制程的水平）制程力指数：是一种表示制程水平高低的方便方法，其实质作用是反映制程合格率的高低。
CPK等级评定及处理原则
CPK计算公式
Ca（Capability of Accuracy）:制程准确度；
CP（Capability of Precision）:制程精密度；
注意：计算CPK时，取样数据至少应有20组数据，方具有一定代表性。
统计公差分析方法概述
；
公差分析是克服误差传递干扰的一种合适方法，也是试验设计理论研究的有益扩充。
通俗地说，公差分析就是运用统计分析的方法，事先给众多输入X设置合理的公差（而不仅仅是目标值），以保证经过工艺流程之后，产生的输出Y对输入的变异不敏感，依然落在顾客要求或技术规范之内。
这个过程往往要求减小输入的公差，而减小输入的公差往往意味着产品加工成本的提高。
因此，公差分析还强调选择合适的输入变量，减小到合适的公差幅度，以确保工艺优化的成本最小化。
同时，一次成功的公差分析常常不是一蹴而就的，一般需要工艺工程师和统计工程师等多方协作、不断沟通反馈后才能完成。
一套完整的公差管理解决方案应体现全面质量管理的思想——全员参与和全过程管理，能够反映PDCA(Plan、Do、Check和Act)的方法——设计人员定义公差，工艺人员定义实现公差控制的方法(P);生产操作人员加工产品(D);检验人员对产品进行检验检测(C);设计人员和工艺人员要对实测数据进行判读，采取有效的改进措施(A)。
2.公差设计与分析
公差设计与分析主要是来解答以下这些问题：①在真实的加工环境下，设计的公差范围和装配顺序能不能制造出满足设计要求的产品?②所设计的公差是否合理——放宽某些公
差范围降低成本是否可行，或是否需要对关键尺寸加严要求?③在可以综合考虑设计指标和设计工艺性的情况下，哪些特性将成为产品的关键特性，需要在工艺设计和生产过程中特别关注?
公差设计(Tolerance Design) 一般应在完成系统设计和参数设计后进行。
公差设计的输出结果就是在参数设计阶段确定的最佳条件基础上，确定各个参数合适的公差。
其指导思想是：根据各参数的波动对产品质量特性贡献(影响) 的大小，从技术的可实现性和经济性角度考虑有无必要对影响大的参数给予较小的公差。
比较常见的公差设计的实现途径有三类：极值分析法、统计平方公差法和蒙特卡洛仿真技术。
(1)极值分析法。
极值分析法由于操作简单而被设计人员广泛使用。
在这种方法中，零部件都设计为标称值，然后假定公差完全向一个或另一个方向积累。
这种方法主要考虑设计的线性极值，虽然确保零件的所有组合，但是由于其采用了真实加工过程中不可能出现的局面而使得结果过于保守，分析精度较差。
(2)统计平方公差法。
统计平方公差法基于零件公差范围呈正态概率分布的假设进行公差分析，可以防止过于保守的设计，避免过于精细的公差设计，适当扩展了零件的允许公差范围。
但其缺点是：如果正态分布的假设不成立，或者装配与零件公差非线性相关，统计平法公差方法所得公差分析与现实偏离较远。
(3)蒙特卡洛仿真技术。
蒙特卡洛仿真是一种先进的通过设定随机变量以及相互之间的关系建立系统模型，并对模型进行试验以获得对产品制造公差分布预先认识的过程。
蒙特卡洛仿真对零件的公差分布和模型的线性要求较低，仿真精度较高，与现实情况一致性更好。
尤其是随着计算机技术的普及，使得蒙特卡洛仿真算法可以嵌入到CAD模型中，直接读取CAD 的设计数据和装配顺序，仿真时设定其假定分布、种子数和仿真次数即可拟实地表现真实加工环境中产品的公差分布。
试验设计DOE常常用在新产品的设计和研发工作中，而产品设计常常可以分为系统设计、参数设计和公差设计（又称容差设计）三个阶段，或称三次设计。
所谓系统设计，是指用专业技术研制产品（即样品）及其生产工艺。
所谓参数设计，是指确定产品零部件的结构参数和生产过程的工艺参数，选择最佳的参数组合。
所谓公差设计，是指对各种参数寻求最佳的容许误差，使得质量和成本综合起来达到最佳经济效益，这是产品设计中不可或缺但又往往被忽略的一个环节容。
公差设计（Tolerance Design）通常是在完成系统设计和参数设计后进行的，此时一般来说，各元件(参数)的质量等级较低，参数波动范围较宽。
公差设计的输出结果就是在参数设计阶段确定的最佳条件的基础上，确定各个参数合适的公差。
按照一般原理，每一层次的产品（系统、子系统、设备、部件、零件），尤其交付顾客的最终产品都应尽可能减少质量波动，缩小公差，以提高产品质量，增强顾客满意；但同时，每一层次产品也应具有很强的承受各种干扰（包括加工误差）影响的能力，即应容许其下属零部件有较大的波动范围。
对于下属零部件通过公差设计确定科学合理的公差，作为生产制造阶段符合性控制的依据。
因此，公差设计的指导思想是：根据各参数的波动对产品质量特性贡献(影响)的大小，从技术的可实现性和经济性角度考虑有无必要对影响大的参数给予较小的公差(例如用较高质量等级的元件替代较低质量等级的元件)。
另外值得注意的是，三次设计的顺序并不是一成不变的。
虽然公差设计的实施一般晚于参数设计，但有时为了获取总体最佳，公差设计也会影响参数设计的再实施。
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方便更改。