DFMEA-前轮毂轴承设计失效模式
设计失效模式分析（DFMEA）
设计失效模式分析（DFMEA）预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制1. 目的确定与产品相关的设计过程潜在的失效模式，确定设计过程中失效的起因，确定减少失效发生或找出失效条件的过程控制变量并编制潜在失效模式分级表，为采取预防措施提供对策。
2. 适用范围本程序适用于新产品设计、产品设计变更时的样品试验阶段的FMEA 分析。
3. 职责3.1 项目组：负责设计潜在失效模式和后果分析的工作主导，DFMEA 的制定；3.2 APQP跨功能小组：负责设计失效模式和后果分析（DFMEA ）结果的评估；3.3 各职能部门：负责各失效模式和后果分析相关工作配合和对策的实施；3.4管理者代表：负责设计失效模式和后果分析（DFMEA ）结果的批准。
4. 定义4.1 DFMEA :设计潜在失效模式和后果分析（Design Failure Mode and Effecting Analysis ）是指设计人员采用的一门分析技术，在最大范围内保证充分考虑失效模式及其后果、起因和机理，DFMEA 以最严密的形式总结了设计技术人员进行产品设计时的指导思想。
4.2 APQP小组：由总经理指定的公司内部从事新产品设计和更改的跨功能组织。
4.3严重度（S）：是潜在失效模式对下序组件、子系统、系统或顾客影响后果的严重程度的评价指标。
4.4频度（0）:是指某一特定的具体的失效起因/机理发生的可能性/频率。
4.5探测度（D）：DFMEA是指在零部件、子系统或系统投产之前，现行过程控制方法找出失效起因/机理（设计薄弱部份）的能力的评价指标，PFMEA是指在零部件离开制造工序或装配工位之前，现行过程方法找出失效起因/机理（过程薄弱部份）的可能性的评价指标。
5. 流程图：设计失效模式和后果分析（DFMEA ）流程图参见（附件一）6. 作业程序和内容6.1实施DFMEA的时机6.1.1在设计阶段图面设计之前项目组负责主导DFMEA小组实施DFMEA，并且在产品图样完成之前全部完成。
DFMEA-设计潜在的失效模式及后果分析
9) 项目/功能
填入被分析项目的名称和其他相关信息（如编号、零件级别等） 用尽可能简明的文字来说明被分析项目满足设计意图的功能， 包括该系统运行环境（规定温度、压力、湿度范围、设计寿命） 相关的信息 如果该项目有多种功能，且有不同的失效模式，应把所有的功 能单独列出
2 3
10) 潜在失效模式
机理
防测 D
R 建议 责任及
P 措施 目标完 成日期
N
措施结果
采取 的措 施
S ODR P N
功能、特 性或要求 是什么？
后果是
有多 糟糕
什么？ ？
会是什么问题？ -无功能 -部分功能/功能 过强/功能降级 -功能间歇 -非预期功能
起因是 什么？
发生的频 率如何？
能做些什么？ -设计更改 -过程更改 -特殊控制 -标准、程序或 指南的更改
装配和外观/尖响声和卡嗒响声等项目不符合要求，大多数顾客发现有缺陷 （多于75%）。
装配和外观/尖响声和卡嗒响声等项目不符合要求，有50％的顾客发现有缺 陷。 装配和外观/尖响声和卡嗒响声等项目不符合要求，有辨识能力的顾客发现 有缺陷（少于25％）
没有可识别的影响
4
3
2
1
2 9
13) 分級
产品特殊特性的分级
是一项设计风险指针, RPN取值在1至1000之间。 当RPN较高时, 设计小组应提出纠正措施来降
低RPN值。
4 2
19)建议措施
应首先针对高严重度，高RPN值和小组指定的其它项目进行预防/纠正措施 的工程评价。任何建议措施的意图都是要依以下顺序降低其风险级别：严重 度、频度和探测度。
如：-修改设计几何尺寸和/或公差； -修改材料规范； -试验设计（尤其是存在多重或相互作用的起因时或其它解决问题的 技术）；和 -修改试验计划 只有设计更改才能导致严重度的降低。只有通过设计更改或者设计过程 更改消除或控制失效模式的起因/机理才能有效地降低频度。增加设计确 认/验证措施将仅能导致探测度值的降低。由于增加设计确认/验证不是 针对失效模式的严重度和频度的，所以该种工程措施是不太期望采用的
(DFMEA)汽车行业设计失效模式分析
性能下降
随着使用时间的增加，发动机性能可能会逐渐下 降，导致汽车动力不足、加速缓慢等问题。这可 能是由于发动机内部零件磨损、燃油系统堵塞或 点火系统故障等原因引起的。
振动过大
发动机振动过大可能会对车辆的舒适性和稳定性 产生不良影响，同时也会增加零部件的磨损和疲 劳破坏。振动过大的原因可能包括发动机平衡性 差、零部件松动或损坏等。
不断更新表格，以反 映产品设计的更改和 改进。
确保表格内容完整、 准确，为后续分析提 供基础数据。
绘制设计流程图
01 详细绘制产品设计的流程图，包括各个组件的相 互关系和作用。
02 明确各个设计阶段的输入和输出，以便更好地理 解设计的整体流程。
03 分析流程图，找出可能存在的设计缺陷和失效模 式。
优化方法
采用先进的优化算法和仿真技术，对设计方案进行多目标优化。
优化过程
充分考虑制造工艺、材料特性等因素，确保优化方案的可行性。
提高制造质量
制造工艺
采用先进的制造工艺，提高零部件和整车的制造 精度和质量。
质量控制
建立严格的质量控制体系，确保每个环节的制造 质量符合要求。
质量检测
采用多种质量检测手段，如无损检测、功能检测 等，确保产品合格率。
03
基于影响评估，为每个故障模式制定相应的改进措施
和优先级。
03 汽车行业中的设计失效模 式
发动机系统
总结词
发动机系统是汽车的核心部分，其设计失效模式 主要表现在性能下降、过热、振动过大等方面。
过热
发动机过热是常见的失效模式之一，可能导致拉 缸、润滑油变质等严重后果。过热的原因可能包 括冷却系统故障、发动机负荷过大、散热器堵塞 等。
传动系统
DFMEA - 产品设计失效模式及后果分析
文件编号作成部门文件作成批核序号No.项目/功能/要求Item/Functions/Requirements潜在的失效模式PotentialFailure Mode潜在的失效后果Potential Effectsof Failure Modeon End Product*严重度数SEV级别Class潜在失效原因/机理PotentialCause/Mechanism ofFailure频度O潜在失效控制/预防Precaution ofPotential Failure控测度数D风险顺序指数RPN建议的措施Rec.负责部门Dep.与其它部件无法组装9产品过长，整体较为单薄，受外力易变形2CAE分析，结构合理化236建议机壳厚度≥2mm研发部供应商与主体内部机身无法组装使用10产品过长，整体较为单薄，受外力易变形2CAE分析，结构合理化240建议设计机壳厚度均匀.增加加强筋.研发部供应商与手柄组立松手柄使用手感差2与后柄配合圆柱及槽位过松1CAE分析，结构合理化24与内部机身无法组立生产作业困难8壳体变形2CAE分析，结构合理化464建议设计考虑内部空间足够位,组装不被干涉研发部生产部本体外观不良（夹线，气纹等）影响外观4模具进料口设计不良4改良模具进料口及MF模流分析232螺丝柱裂使用寿命短6螺丝柱过细及成型不良4优化结构及控制成型条件,进料监控248建议螺丝柱厚度足够,螺丝与孔配合适当研发部供应商本体变形xxxxxx科技有限公司产品名称/型号编制日期最新修订日期版本本体(设计)DFMEA 设计失效模式及后果分析1*严重度数SEV高于或等于5的需要填写后面的建议措施。
3- DFMEA设计失效模式及影响分析
AIAG&VDA FMEA培训教材之DFMEA设计失效模式及影响分析七步法七步法关系图系统子系统单元子系统单元零件元素零件元素功能功能功能功能功能功能失效失效失效失效失效失效失效后果失效后果失效模式失效原因失效原因严重度（S）发生度（O）探测度（D）现行防范措施现行发现措施较低的O值较低的D值推荐防范措施推荐发现措施AP较低的AP系统系统系统系统分析失效分析和风险降低1.规划和准备3.功能分析4.失效分析5.风险分析6.优化2.结构分析7. 结果文件化风险沟通FMEA结果文件化七步法七步法第一步：规划和准备目的：是根据正在开发的分析类型（即系统）来定义FMEA 中包含和不包含的内容。
例如，系统、子系统或组件。
DFMEA 规划和准备的工具：框（边界）图•需要谁加入团队？FMEA 团队•什么时候？FMEA 时间•我们为什么在这里？FMEA 意图•我们该如何分析？FMEA 工具•需要完成哪些工作？FMEA 任务◆设计FMEA规划和准备的主要目标是：✓新开发的产品和过程；✓定义对设计的哪些方面进行分析；✓形成项目计划；✓确定应用于确定范围的相关经验教训和参考资料；✓定义团队职责。
设计FMEA步骤一：规划和准备▪分析范围应在项目开始时确定，以确保实施的方向和关注点一致；▪FMEA团队应关注导致风险项的根本原因和针对风险项采取措施的有效性；▪聚焦风险越高的问题越应深入讨论，关于低风险问题，最好避免冗长的讨论；▪风险矩阵是一个很好的识别风险高低的有效辅助工具范围定义的辅助方法：▪原理图▪物料清单（BOM ）▪以前类似产品的FMEA▪危害分析与风险评估（HARA ）▪威胁分析与风险评估（TARA ）▪可制造性和装配设计（DFM/A ）▪以往质量问题（场内故障，现场故障，类似产品的保修和保单索赔）▪QFD 质量功能展开▪法规要求▪技术要求▪客户需求/期望（外部和内部客户）▪要求规范▪功能模型▪风险矩阵▪框（边界）图▪参数（P ）图▪接口矩阵▪Focus矩阵FMEA实施之前，必须清晰理解并确定产品需求,通过VOC，QFD，法律法规，行业/企业标准，客户需求清单等整体识别产品需求。
dfmea潜在失效模式及后果分析案例
7
两侧导向筋强度不 足
CAE分析，导向筋 强度合理化 增加加强筋，提 高强度 连接处配合方式 选择合理
8
撞击导致结构破坏
8
连接处密封性差
密封性
手柄密封性 软管与软管连 不满足客户要 接管的密封性 求，影响手柄吸 差 尘效率 9 连接处密封性不足 增加密封件
裸机通过 重要部位断 需通过球 球击测试, 产品无法再使 裂(尤其是机 击测试 功能正常, 用 壳) 无断裂 电池包2000 电池包松脱或 次插拔寿命 电池使用效率 测试后挂靠 低 不牢 通过整机配 电池包撞墙 测试 机壳配合处断 裂
3
105
排除电池包倒扣位， 各暂定一个插拔力范 围。例3-5 kgf 1.参照样机考虑加弹 簧或弹片式减振结构
尺寸链分析计算保证尺 寸精度 尺寸链分析计算保证尺 寸精度 尺寸链分析计算保证尺 寸精度
检测插拔力 1.单边间隙 0.4mm以上 2.参照园林产 品
保证下盖与进 气口橡胶套翻 边配合无间隙 尘桶和下盖橡 胶密封圈尺寸 保证无间隙 分离管密封圈 翻边与尘桶之 间单边0.2mm过 盈 导流锥与橡胶 圈压装0.3mm过 盈 进气口与风机 橡胶套之间配 合单边过盈 过渡配合，IQC 尺寸全检 气阀密封圈喇 叭口做大，有 段直边配合 进气端两颗螺 丝柱保证高度 方向精度 密封圈与通风 盘内孔有单边 0.2mm过盈，检 测旋转力度 面接触部位开 槽加O型圈
8
A
1.塑件壳体加强筋 1.合理布设筋板 布设不合理 2.连接处强度薄 2.零件连接处强度 弱处加固 过于薄弱 1.机壳未做圆滑过 渡，磨损过大 2.电池包倒扣弹簧 疲劳 1.机壳参照园林 产品做圆滑过渡 2.选用成熟的电 池包 1.参照园林产品 机壳限位筋位强度 设计 2. 不够 配合尺寸计算累 积公差 1.参照园林产品 机壳与电池包卡扣 设计 2. 配合不当有干涉 配合尺寸计算累 积公差 机壳与电池包配合 配合尺寸计算累 间隙不当或无弹性 积公差 减震结构
DFMEA设计失效模式及后果分析
设计评审
3
设计评审
中间开口、 开孔或边沿 无尖角、无
尖边缘
中间开口、开孔 或边沿有尖角、
尖边缘
外观不良，易产生飞边，并导致 后期修整困难
6
圆柱、卡扣 座、安装筋 等结构强度
足够
圆柱、卡扣座、 安装筋等结构强 加强筋少、矮，壁厚太薄 度不够，易断裂
6
安装方便
安装困难 效率低、拆卸不方便
8 SC 材料不合格 2
耐高温性 不耐高温性 性能下降、强度下降发粘异臭味 8 SC 材料不合格 2
耐热循环性 能良好
耐热循环性能差 易变形、早期失效
耐振动性性 能良好
耐振动性性能差
易变形、断裂、脱落
振动性耐久 振动性耐久性能
性能良好
差
易断裂、早期失效
耐气候老化 耐气候老化性能
性能良好
差
变色、早期失效
试验验证
3
将窄、细、薄等部位加强
设计评审
3
将要求明确的告知造粒车间
试验验证
4
增加定位点
设计评审
3
将要求明确的告知造粒车间
试验验证
4
设计定位面、槽、柱等结构
设计评审
5
图样评审、数模验证
2
设计评审
2
设计评审
2
在三维数模进行面分析
设计评审
壁厚不能超过本体壁厚的1/3，最大不 3 能超过1/2。必须超过时，须对根部进
6
产品易于涂 装
产品难涂装 外观不良
6
尽量避免嵌 件结构 嵌件数量多
效率低、不安全、易损伤模具或 产品
6
嵌件不脱落 、不转动
设计失效模式与影响分析(DFMEA)
2
合尺寸合理，对公差
尺寸要求合理
数据校核，对配合
24
尺寸及公差要求进 行审核，试制试装
匹配
XXX/开发部 /XXXX.XX.XX
维修合理性 装配困难
维修困难/装卸 困难
6
装配过程中与其他零 重 件干涉/无操作空间/未 要 考虑产品的重复拆卸
性
2
装配过程模拟校核， 保证无其他零件影响
装配
2
24
数据校核，试制试 装
2
24
数据校核审查
XXX/开发部 /XXXX.XX.XX
/电镀
电镀不良（附 电镀起皮，脱 着力不足） 落，客户抱怨
6
重 要
产品壁厚不均 材料选择不当
参考现有产品，结构
2
优化
2 24
数据校核审查
XXX/开发部 /XXXX.XX.XX
/电镀 /装配 /装配 /装配
电镀起皮，脱 影响外观客户抱
落
怨
8
电镀工艺不合理/铜铬 镍的镀层厚度不合理/ 材料选择与电镀工艺
规的要求，符 合《GB115662009乘用车外 部突出物》5.3
无法通过整车型 式认证，无法上
市
9
中的要求
严 重
产品外凸边缘存在尖 角或R角及间隙宽度
不在法规范围内
对产品A面进行法规 校核，并在图纸中标 3 明符合《GB11566- 1 2009乘用车外部突出
物》5.3中的要求
按《GB11566-2009 27 乘用车外部突出物
不合理
参考现有成熟产品合 2 理选用材料合理安排
电镀工艺
2
32 设计评审,对标设计
XXX/开发部 /XXXX.XX.XX
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7 轴向游隙选择不当
1 寿命计算
耐久性试验
3 21
6 内圈材料不适合
1
6 车辆在要求时间
内不能正常运
1 承载及疲劳寿命
沟道提前剥落,轴 承早期失效
行,甚至引起其 他部件的功能,
6
车辆异响,顾客
不满意
7
外圈及法兰盘材料选 择不当
2
钢球材料选择不当
1
内圈硬度不合理,耐磨性 下降,导致轴承早期疲劳
2
7
外圈及法兰盘沟道区 域硬度不合理
1 优化设计 2
装配验证 转矩试验
耐久性试验 转矩试验
客户装配验证
2 16
2 12 3 12 1 10
措施执行结果
责任和目标完成 日期
采用的措 施
严 重 度
频 度
探 测 度
R P N
底盘 制动
前轮毂轴承
车 核心小组：
系统 子系
统 零部
件
汽车工程研究院
潜在设计失效模式和后果分析（DFMEA）
设计责任人： 关键日期：
密封圈压装位置不正 确,导致密封失效
3
5
外密封圈锈蚀或腐蚀, 造成密封失效
2
密封试验 密封试验
2 24 2 20
底盘 制动
前轮毂轴承
车 核心小组：
系统 子系
统 零部
件
汽车工程研究院
潜在设计失效模式和后果分析（DFMEA）
设计责任人： 关键日期：
FMEA编 第 页号：
共编7制页日 期： 修订日 期：
采用的措 施
严 重 度
频 度
探 测 度
R P N
1
承载及疲劳寿命
沟道提前剥落,轴 承早期失效
底盘 制动
前轮毂轴承
车 核心小组：
系统 子系
统 零部
件
行,甚至引起其 他部件的功能, 车辆异响,顾客
不满意
汽车工程研究院
潜在设计失效模式和后果分析（DFMEA）
设计责任人： 关键日期：
FMEA编 第 页号：
设计项目
序 号
功能要求 4 密封性能
潜在失效模式
进水,导致产品早 期失效
潜在失效后果
严 重级 度别 S
潜在失效起因/机理
频 度 O
漏脂,轴承内部 油脂减少甚至润 4 滑脂干枯,导致 早期失效,顾客
不满意 5
密封唇口同心度不好, 造成唇部过盈不均匀, 过盈量小的地方易漏 1 脂,过盈量大的地方易 温升加剧磨损
2 选用成熟结构
密封试验
3 36
3 密封性能
4 注脂量过多
1
4 注脂部位不正确
2
轴承内部油脂减 漏脂,密封失效导 少甚至润滑脂干 致产品早期失效 枯,导致早期失 5
效,顾客不满意
4
轴承内部油脂减 少甚至润滑脂干 枯,导致早期失 效,顾客不满意 4
密封圈橡胶材料不能 满足要求
1
外圈密封口径形位公 差过大,与密封圈的配 合不均匀,密封口径与 内密封圈过盈量不足, 1 当外圈升温后与内密 封圈分离,导致密封失 效
4
车轮晃动,顾客 不满意
3
密封不好,异物进入轴 承内部
法兰盘面跳动大,使制 动盘跳动大,车轮运转 不平稳形成振动 法兰盘制动盘和轮辋 引导面与内圈内径的 同轴度大 轴承原始游隙大,工作 状态下的轴承游隙大, 引起车轮晃动
法兰盘花键参数不合 理
3 1 1 1 寿命计算 1 图纸确认
内/外圈及法兰盘沟曲 率过大
密封结构不当,导致泥 水从密封唇口进入
2
密封试验
油脂性能不稳定
1 选用成熟结构 密封试验
内圈内径尺寸与后支 架半轴轴颈尺寸不匹 配
内圈宽度尺寸与后支 架半轴长轴承档长度 不匹配
1 图纸确认 1 图纸确认
道路试验 装配试验
2 24 2 10 17 17
5 可装配性
内圈与保持架装配时 4 保持架卡爪没有进入 2
底盘 制动
前轮毂轴承
车 核心小组：
系统 子系
统 零部
件
汽车工程研究院
潜在设计失效模式和后果分析（DFMEA）
设计责任人： 关键日期：
FMEA编 第 页号：
共编7制页日 期： 修订日 期：
设计项目
序 号
功能要求
潜在失效模式
潜在失效后果
严 重级 度别 S
潜在失效起因/机理
频 度 O
现行设计控制预 防
探
现行设计控制探测
FMEA编 第 页号：
共编7制页日 期： 修订日 期：
设计项目
序 号
轴潜承在回失转效不模灵式活
功能要求
潜温在升失效 发后热果
严 重级 度别 S
潜在失效起因/机理
频 度 O
现行设计控制预 防Biblioteka 探现行设计控制探测
测 度
D
风险 顺序
数 RPN
4 内/外圈沟曲率过小 1
耐久性试验
28
6
密封结构不当,导致油 脂泄漏
2
密封试验
3 36
客户道路试验
39
客户道路试验
39
刚性试验
3 15
道路试验
4 16
刚性试验
3 18
建议措施
4 保持架球兜直径小
1
刚性试验
3 12
轴承回转不灵活
温升发热
4
法兰盘与内圈配合不 合理，导致内圈打滑
2
按照公差与配合 要求选取
耐久性试验
3
外圈中挡边与保持架 外径间隙过小
2 设计比例图
4 轴向游隙小 旋转精度低
外密封圈与内圈过盈
量不足或形位公差过 大,外密封圈与内圈分
3
离,造成密封失效.
密封试验 密封试验 密封试验
4 16 4 32 5 25
密封试验 转矩试验
6 24
密封试验
2 24
建议措施
措施执行结果
责任和目标完成 日期
采用的措 施
严 重 度
频 度
探 测 度
R P N
4
密封性能
进水,导致产品早 期失效
4
测 度
D
风险 顺序
数 RPN
6
选择钢球直径与数量 不当,与载荷不匹配
1 寿命计算
6
偏距不合理,两列钢球 承载差异大
1 寿命计算
6
轴承设计接触角小,造 成承载跨距过小
2 寿命计算
6
设计参数与车轮轮距 不匹配
1 寿命计算
耐久性试验 耐久性试验 耐久性试验 耐久性试验
2 12 2 12 2 24 2 12
共编7制页日 期： 修订日 期：
设计项目
序 号
功能要求
潜在失效模式
潜在失效后果
严 重级 度别 S
潜在失效起因/机理
频 度 O
现行设计控制预 防
探
现行设计控制探测
测 度
D
风险 顺序
数 RPN
4 油脂选择不当
3
耐久性试验
3 36
2 平稳运转
有噪音,顾客舒 适度下降
4
3 有振动,顾客舒
适度下降 3
5 轴承旋转不平稳
2
7 钢球硬度不合理
3
耐久性试验 耐久性试验 耐久性试验 耐久性试验 耐久性试验 耐久性试验
3 18 2 24 2 12 2 28 2 28 1 21
3 滚动部位粗糙度
2
3 形位公差
2
耐久性试验 耐久性试验
4 24 5 30
建议措施
6 套圈挡边高度不合理 1
耐久性试验
2 12
措施执行结果
责任和目标完成 日期
油脂分油性过高,与密 封结构不匹配
2
现行设计控制预 防
探
现行设计控制探测
测 度
D
风险 顺序
数 RPN
密封试验
6 24
密封试验
2 20
水解油脂导致油 脂变质失效,泥
6
沙进入污染轴承
内部空间,加速 轴承早期失效 5
7 与后支架和制动盘 整车厂装配困
配合尺寸不符合要 难,或无法装配,
求或不适合
客户不满意
7