面向產(chǎn)品制造過(guò)程中的公差分析管理？工藝設(shè)計(jì)對(duì)于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的公差設(shè)計(jì)要求非常重要。低精度的零件無(wú)法裝配出高質(zhì)量的產(chǎn)品，但如果裝配時(shí)采用必要的調(diào)整和補(bǔ)充，也可以裝配出好的產(chǎn)品。那么面向產(chǎn)品制造過(guò)程中的公差分析管理應(yīng)該做呢？接下來(lái)跟著棣拓軟件一塊來(lái)學(xué)習(xí)一下吧!

　　一、 公差分析管理中存在的不足

　　1.制造成本高

　　從事公差設(shè)計(jì)的人員一般是設(shè)計(jì)人員和工藝人員。設(shè)計(jì)人員在圖樣上定義公差，但CAD中的公差僅僅是尺寸形位的要求，不可能提供任何公差波動(dòng)、裝配順序和配合條件的信息。因此，在工程中，傳統(tǒng)的做法是操作人員根據(jù)缺乏信息支持的圖樣和工藝文件來(lái)加工試驗(yàn)件，用實(shí)際的裝配來(lái)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)和工藝是否合理，其成本非常之高。同時(shí)，試驗(yàn)件本身也存在著很多偶然因素，并不能反映真實(shí)的小批量或批量加工的狀態(tài)。

　　2.生產(chǎn)過(guò)程波動(dòng)無(wú)法預(yù)計(jì)

　　生產(chǎn)過(guò)程的主體是操作人員和檢驗(yàn)人員，操作人員按照設(shè)計(jì)文件和工藝文件的要求生產(chǎn)產(chǎn)品，由檢驗(yàn)人員根據(jù)檢驗(yàn)要求來(lái)對(duì)設(shè)置的檢驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，并記錄檢驗(yàn)數(shù)據(jù)。無(wú)論檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是人工采集還是自動(dòng)采集，對(duì)于質(zhì)量控制而言，都要解決這樣的問(wèn)題：①產(chǎn)品實(shí)物是否滿足設(shè)計(jì)的公差要求?②如何獲知生產(chǎn)過(guò)程的波動(dòng)，以及偏離的趨勢(shì)?是否有必要采取措施控制波動(dòng)?

　　傳統(tǒng)的做法是檢驗(yàn)人員來(lái)比對(duì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)和要求數(shù)據(jù)，從而獲知其是否在公差控制的范圍內(nèi)，這種手工做法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且不能了解數(shù)據(jù)波動(dòng)，也就不能及時(shí)采取有效的預(yù)防措施。

　　3.難以支持設(shè)計(jì)的持續(xù)改進(jìn)

　　公差范圍是由設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的，他們最關(guān)心的是自己所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品公差定義是否得以滿足，是否需要改進(jìn)。而設(shè)計(jì)往往與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)剝離，一般設(shè)計(jì)人員在獲取真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境下采集的海量數(shù)據(jù)后，總感覺(jué)到無(wú)從下手。

　　公差控制由工藝人員設(shè)計(jì)，同時(shí)工藝人員也需要了解現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)之間的偏離是否能夠通過(guò)工藝來(lái)校正。但在現(xiàn)實(shí)工作中，由于專業(yè)的限制、任務(wù)的不同往往會(huì)造成信息共享和處理的不及時(shí)，從而延誤改進(jìn)的時(shí)機(jī)。

　　二、 產(chǎn)品研制全過(guò)程的公差分析管理

　　1.簡(jiǎn)介

　　要解決以上不足，必須將產(chǎn)品的公差分析管理擴(kuò)展為面向產(chǎn)品研制全過(guò)程的公差分析管理，才能保證設(shè)計(jì)人員、工藝人員和生產(chǎn)操作人員協(xié)同工作，提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量和生產(chǎn)質(zhì)量。

　　一套完整的公差分析管理解決方案應(yīng)體現(xiàn)全面質(zhì)量管理的思想——全員參與和全過(guò)程管理，能夠反映PDCA的方法——設(shè)計(jì)人員定義公差，工藝人員定義實(shí)現(xiàn)公差控制的方法(P);生產(chǎn)操作人員加工產(chǎn)品(D);檢驗(yàn)人員對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)檢測(cè)(C);設(shè)計(jì)人員和工藝人員要對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行判讀，采取有效的改進(jìn)措施(A)。

　　2.公差設(shè)計(jì)與分析

　　公差設(shè)計(jì)與分析主要是來(lái)解答以下這些問(wèn)題：①在真實(shí)的加工環(huán)境下，設(shè)計(jì)的公差范圍和裝配順序能不能制造出滿足設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品?②所設(shè)計(jì)的公差是否合理——放寬某些公差范圍降低成本是否可行，或是否需要對(duì)關(guān)鍵尺寸加嚴(yán)要求?③在可以綜合考慮設(shè)計(jì)指標(biāo)和設(shè)計(jì)工藝性的情況下，哪些特性將成為產(chǎn)品的關(guān)鍵特性，需要在工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中特別關(guān)注?

　　公差設(shè)計(jì)一般應(yīng)在完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)和 參數(shù)設(shè)計(jì)后進(jìn)行。公差設(shè)計(jì)的輸出結(jié)果就是在參數(shù)設(shè)計(jì)階段 確定的最佳條件基礎(chǔ)上，確定各個(gè)參數(shù)合適的公差。其指導(dǎo) 思想是：根據(jù)各參數(shù)的波動(dòng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量特性貢獻(xiàn)的大小，從技術(shù)的可實(shí)現(xiàn)性和經(jīng)濟(jì)性角度考慮有無(wú)必要對(duì)影響 大的參數(shù)給予較小的公差。

　　比較常見(jiàn)的公差設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)途徑有三類：極值分析法、統(tǒng)計(jì)平方公差法和蒙特卡洛仿真技術(shù)。

　　(1)極值分析法。極值分析法由于操作簡(jiǎn)單而被設(shè)計(jì)人員廣泛使用。在這種方法中，零部件都設(shè)計(jì)為標(biāo)稱值，然后假定公差完全向一個(gè)或另一個(gè)方向積累。這種方法主要考慮設(shè)計(jì)的線性極值，雖然確保零件的所有組合，但是由于其采用了真實(shí)加工過(guò)程中不可能出現(xiàn)的局面而使得結(jié)果過(guò)于保守，分析精度較差。

　　(2)統(tǒng)計(jì)平方公差法。統(tǒng)計(jì)平方公差法基于零件公差范圍呈正態(tài)概率分布的假設(shè)進(jìn)行公差分析，可以防止過(guò)于保守的設(shè)計(jì)，避免過(guò)于精細(xì)的公差設(shè)計(jì)，適當(dāng)擴(kuò)展了零件的允許公差范圍。但其缺點(diǎn)是：如果正態(tài)分布的假設(shè)不成立，或者裝配與零件公差非線性相關(guān)，統(tǒng)計(jì)平法公差方法所得公差分析與現(xiàn)實(shí)偏離較遠(yuǎn)。

　　(3)蒙特卡洛仿真技術(shù)。蒙特卡洛仿真是一種先進(jìn)的通過(guò)設(shè)定隨機(jī)變量以及相互之間的關(guān)系建立系統(tǒng)模型，并對(duì)模型進(jìn)行試驗(yàn)以獲得對(duì)產(chǎn)品制造公差分布預(yù)先認(rèn)識(shí)的過(guò)程。蒙特卡洛仿真對(duì)零件的公差分布和模型的線性要求較低，仿真精度較高，與現(xiàn)實(shí)情況一致性更好。尤其是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，使得蒙特卡洛仿真算法可以嵌入到CAD模型中，直接讀取CAD的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和裝配順序，仿真時(shí)設(shè)定其假定分布、種子數(shù)和仿真次數(shù)即可擬實(shí)地表現(xiàn)真實(shí)加工環(huán)境中產(chǎn)品的公差分布。

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