• 进阶篇:5.1.1)确认公差分析的目标尺寸和判断标准


    本章目的:找到一个产品所有的公差分析目标,并定下判断基准。

    1.前言

    有需求才有公差分析,我的需求就是:整个产品的公差分析一个都不能少--作者。

    这一章就是给出一个产品所有公差分析的目标值的方法。

    2.定义公差分析的目标尺寸和判断标准

    公差分析的第一步是定义公差分析的目标尺寸及其判断标准(即公差),明确公差分析的目的以及如何判断产品设计是否满足要求。

    对于完整的公差分析,这是最难和最容易忽略的一步;绝不可以看一个公差分析就做一个,这样是绝对做不完整的。

    公差分析的目标尺寸可以包括零件之间的装配间隙、外观零件之间的配合间隙以及零件之间的功能装配尺寸等。

    2.1 零件之间的装配间隙

    当检验两个或多个零件之间的可装配性时,即零件之间装配过程中不发生干涉,公差分析的目标尺寸为零件之间的间隙,如图6-3所示。判断标准是:间隙>0。当公差分析计算出的装配尺寸间隙>0时,说明产品设计合理,零件装配时不会发生干涉;当间隙≤0时,说明产品设计存在问题,在装配过程中零件很可能会发生干涉。

    2.2 外观零件之间的配合间隙

    消费者对产品第一印象来自于产品外观,因此产品外观是吸引消费者的首要因素。产品外观零件除了使用先进的表面处理技术外,外观零件之间配合的美观度也是需要考虑的因素之一。例如,如果外观零件之间的间隙过大或过小,或者零件之间的间隙不均匀,这会破坏产品的美观,给消费者带来不好的印象。在这种情况下,公差分析的目标尺寸是:外观零件之间的配合间隙。判断标准:0.30mm≤间隙≤0.60mm(具体公差大小视产品尺寸而定),如图6-4所示。

    2.3 零件之间的功能装配尺寸

    产品中包括重要的功能零件,只有当重要零件之间的装配尺寸达到要求时,产品功能才得以顺利实现。例如,某电源插头的金属引脚和对应插座只有当重叠到定位置时,二者才能顺利导通,如图6-5所示。


    此时,公差分析的目标尺寸是:零件之间的重叠尺寸。判断标准:重叠尺寸≥3.0mm(具体公差大小视不同情况而定)。

    2.4 归纳分类

    从上述例子可以看出,目标尺寸的来源分为3类;

    ①可装配性要求(DFA);

    ②可靠性要求(DFMEA);

    ③混合要求(DFA与DFMEA);

    所以,寻找目标尺寸并确立判断标准是有方法的,只有完整的方法才有完整的公差分析。步骤如下:

    1)做完整的DFA;

    2)明确每一个装配步骤和公差要求;

    3)寻找本次装配步骤其零件的所有装配间隙(即目标尺寸);

    4)明确装配面和需要计算的间隙(即目标尺寸);

    5)将目标尺寸和判断标准填入公差分析目标汇总表;

    6)做完整的DFMEA;

    7)明确可靠性对公差提出的要求;

    8)将目标尺寸和判断标准填入公差分析目标汇总表;

    9)逐步按个计算;

     3.步骤详解

    3.1 做完整的DFA

    面向装配的设计检查表的对象是整个产品的每一个装配工序!

    所以其包含了一个产品所有零件的装配要求,及装配间隙要求/公差分析目标;

     当然,前提是你做完了一整个产品的DFA检查表,这是非常难和累的。

    可以学习参考:

    基础篇:9)装配流程图

    进阶篇:4)面向装配的设计DFA总章 及其下所有的章节。

    3.2 明确每一个装配步骤和公差要求

    参见章节:

    进阶篇:4.3)DFA设计指南:宽松公差及人性装配及其他

    每一个装配步骤都有着四条要求:

    1)设计合理的间隙;
    2)简化产品装配关系,缩短装配尺寸链;
    3)使用定位特征;
    4)使用点或线或小平面与平面配合代替平面与平面配合;

    3.3 寻找本次装配步骤其零件的所有装配间隙(即目标尺寸)

    如这次的装配步骤中为:零件A垂直下降,装配插入零件B中。

    寻找零件A的面与零件B的面的间隙(不要管间隙有多大),可知A零件的装配间隙有6个;

    3.4 明确装配面和需要计算的间隙(即目标尺寸)

    如上图,2,3是装配基准面,需要计算的间隙是1,4,5,6四个。

    3.5 将目标尺寸和判断标准填入公差分析目标汇总表

    如图所示,间隙1、4、5、6均已经填入,但是这一步的难点在于:为每一个间隙制定判断标准

    这就有需要设计积累的,有些间隙>0就行,有些却需要最小的间隙尺寸。

    到这里仅仅是DFA的要求。但判断标准中不包含了可靠性的要求,如间隙5很可能有些可靠性的要求,不是光光装入就可以的。

    这时候有些可靠性要求可以依据自己的经验,直接叠加在DFA的要求上。那么,基本上9成的公差分析目标就寻找完毕了。

    当然最好还有专属DFMEA的要求的追加。如下。

    3.6 做完整的DFMEA

    这个真心比较难和慢,可以参见作者的可靠性设计章节,QFD和DFMEA。

    所以可以落后一点做。

    3.7 明确可靠性对公差提出的要求

    可靠性要求分为:

    1)与可装配性重复的要求:如转动副的轴孔装配间隙,这一种反而比较多。

    2)不与可装配性重复的要求:与定转子的中心间距。

    前一种在DFA的要求已经填写完毕。

    后一种追加即可。

    3.8 将目标尺寸和判断标准填入公差分析目标汇总表

    3.9 逐步按个计算

     这是学习了总流程后做的事情,有了公差分析表格的辅助,反而很快。

     4.耐心的去试试吧

    纸上得来终觉浅,觉知此事要躬行。

    都自己去试着做做看。你就会发现,

    真tm烦。

     

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