尺寸鏈入門篇-概率法概述

在成熟工藝的大批量生產實踐中,多數零件的尺寸分布于公差帶中心附近,越靠近極限尺寸的零件數目越少,實際加工的零件尺寸分布狀態通常呈現正態分布,概率法是將組成環的實際尺寸當做符合正態分布的一個隨機變量來計算分析封閉環的分布狀態(公差帶),所以計算結果更接近真實生產。

概率法就是以一定置信概率,根據各組成環尺寸分布情況,按統計公差公式進行計算的方法,又可稱之為大數互換法。

概率法采用統計公差公式進行計算,計算公式如下:

尺寸鏈入門篇-概率法概述的圖1

一般情況下:閉環概論公差小于極值公差,表中Δ為中間偏差,k為相對分布系數,e為相對不對稱系數(參見:GB-T 5847-2004尺寸鏈計算方法)。

中間偏差Δ表征尺寸上偏差與下偏差的平均值。

相對分布系數k表征尺寸分布分散性的系數,正態分布時k=1。

相對不對稱系數e表征分布曲線不對稱程度的系數,對稱分布時e=0。

下面是e、k值與零件分布狀態(企業制造能力)的關系:

尺寸鏈入門篇-概率法概述的圖2

企業的加工能力、工藝水平等不同導致了零件實際分布狀態各有差異,零件的分布狀態代表了企業制造能力。這里建議有能力的單位,對零件加工出的實際尺寸進行統計,如果沒有統計數據的,可以參考國家標準。

概率法以一定置信水平為依據。通常,封閉環趨近正態分布,當置信水平P=99.73%時,相對分布系數k0=1;在某些生產條件下,要求適當放大組成環公差時,可取較低的P值,P與K0相應數值如下表(參見:GB-T 5847-2004尺寸鏈計算方法):

尺寸鏈入門篇-概率法概述的圖3

下面我們為了對比,這里采用上一篇文章(尺寸鏈入門篇-極值法概述)中的案例用概率法進行計算。

例:將A右側緊靠B左側面,B緊靠C槽右內側面裝入C槽中后計算A零件和C槽內左側之間的間隙值X,其中A寬度10(+0.1 -0.05)mm,B寬度20(-0.1 -0.2)mm,C槽寬度30(+0.2 +0.1)mm。

尺寸鏈入門篇-概率法概述的圖4

繪制尺寸鏈圖如下:

尺寸鏈入門篇-概率法概述的圖5

按照概率法公式計算(默認各個零件分布狀態為正態3σ分布,取置信水平P=99.73%):

尺寸鏈方程:X=C-A-B(通過人工獲得組成環的增減性和傳遞系數,列出方程組)

A的中間偏差為:Δ1=(0.1-0.05)/2=0.025mm;

B的中間偏差為:Δ2=(-0.1-0.2)/2=-0.15mm;

C的中間偏差為:Δ3=(0.2+0.1)/2=0.15mm;

計算封閉環參數:

尺寸鏈入門篇-概率法概述的圖6

在DCC軟件里可通過選擇“概率法”計算方法快速計算結果:

尺寸鏈入門篇-概率法概述的圖7

通過軟件可以自動生成方程組,自動計算傳遞系數,自動判斷各組成環增減性。

尺寸鏈入門篇-概率法概述的圖8

概率法計算得到的間隙值為:0.172-0.378mm;

從上篇中可以看到該案例極值法的計算間隙為: 0.1-0.45mm,通過對比可以發現用概率法計算的間隙要小一些。反之,在滿足相同的功能要求的情況下(一定間隙值),通過概率計算獲得的組成環公差值的范圍要比極值法獲得的公差要大一些,降低了零件加工成本,但需要注意的是企業應具有適當的措施排除個別產品超出公差范圍或極限偏差的情況。

根據數理統計學的論證,許多非正態分布綜合后更接近于正態分布,而且是組成因素愈多,愈接近于正態分布,所以概率法更適用于組成環數量多或企業生產工藝成熟、大批量生產以及小批量多批次等場合。

尺寸鏈入門篇-概率法概述的圖9

尺寸鏈入門篇-概率法概述的圖10

登錄后免費查看全文
立即登錄
App下載
技術鄰APP
工程師必備
  • 項目客服
  • 培訓客服
  • 平臺客服

TOP

6
3