公差匹配
關注創建者：笑酒仙 創建時間：2021-07-09
公差匹配的實例教程
對于戰略性儲備技術批量化戰略思維尤為重要，因為隨著外部環境的變化，儲備技術可能隨時需要進入戰備生產，如果沒有提前以批量化的要求進行產品的匹配性設計工作，一旦產品需要批量化生產，“上批量”就會成為企業面臨的巨大挑戰。
實踐證明，批量化戰略思維可以有效的提升產品質量的可靠性和穩定性，縮短批量化周期，有效降低生產成本。在制造業規模化生產時代，批量化思維很重要，因為設計者需要充分考慮產品大規模生產時的質量穩定性和合格率水平。在小批量生產場景中，批量化思維同樣很重要，因為基于“批量化戰略”思維的設計可以實現產品質量的可預測性，而且小批量定制化生產由于統計樣本限制，對匹配性提出了更高的要求。
批量化戰略思維的技術手段
批量化戰略思維最早可以追溯到二戰時期，從1940年至1945年，美國北美航空在5年時間內，以月均產680余架飛機的高產量，為美國前線輸送了總計41188架各類轟炸機和戰斗機，這些飛機均已優異的性能為反法西斯戰爭做出了卓越的貢獻。北美航空之所以能以如此高效的速度產出性能優良的飛機，正是因為其在設計過程中運用了“批量化”技術手段，通過公差匹配性技術，確保飛機各結構尺寸公差較為合理，避免了裝配中的零件修配或返修，才能讓飛機順利裝配，達到月均680余架的高產量，同時由于良好的公差匹配性保證了飛機在飛行過程中的優良性能。這次軍備生產競賽中，北美航空發揮得淋漓盡致的公差匹配性技術就是批量化戰略思維的雛形。
據大數據統計，機械制造領域85%的質量性能問題是由于尺寸問題引發的，而尺寸問題的核心是公差匹配性。如果公差匹配性不好就會導致產品外觀（間隙、面差）、裝配干涉、產品互換性差、制造周期長、上批量困難、維護成本高等問題。因此在產品設計時除了要考慮結構、強度等因素外，必須要考慮“公差匹配”的問題，也就是進行精度設計。
展開 作為完全自主可控的國產工業軟件，近20年來誠智鵬科技專注于公差匹配性領域。未來我們將繼續專注”公差匹配系統工程“，為中國制造業產品研發和制造效率提升提供技術型解決方案，為中國制造的發展和強大貢獻自己的一份力量。
圖3
計算結果如圖4
圖4
此案例中輪廓度滿足獨立原則，主要影響鋼球的直徑尺寸公差，作為一個獨立的公差參與計算，數值范圍為0±0.05。
從計算參數中可以看出3DCC軟件進行公差仿真時對三維數模中標注的“輪廓度”進行了自動處理，并且分析得到了輪廓度的傳遞系數及貢獻率，自動判斷出輪廓度的增減性，綜合分析了輪廓度對閉環結果的影響。
那么無基準輪廓度與帶公差的尺寸組合時如何進行尺寸鏈計算呢？靜待下篇分解......
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展開 圖3 大孔公差帶示意圖
理解了組合公差標注的含義，尺寸鏈的計算是相對比較簡單的，下面我們用重慶誠智鵬的DCC尺寸鏈計算及公差分析軟件來計算X1和X2的范圍。
X1計算大孔與小孔之間的壁厚，需要計算的是兩組組合公差之間的位置關系，他們的位置關系是通過A、B、C三個基準聯系起來的，所以應分別選取兩組組合公差的第一行來進行計算，極值法計算結果如圖4。
圖4
X2計算兩個小孔之間的壁厚，需要計算的是同一組組合公差內部的位置度，他們的位置度關系是組合公差第二行確定的，所以應同時選取組合公差的第二行來進行計算，極值法計算結果如圖5。
圖5
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洞察一：
Cp/Cpk指標的用途
質量參數可通過關鍵指標Cp/Cpk進行量化評估，這些指標精準反映了生產過程的能力，以及實際測量值與公差范圍的匹配程度，據此可判定生產工藝是否符合既定規范。
2、形位公差匹配困難?
對接面不僅要滿足特定的平行度，還需保證同軸度等多項嚴苛要求。然而，傳統測量工具功能單一，難以在同一時間對多個參數進行同步檢測，致使裝配精度難以保證。
3、運動部件姿態監測難?
裝配過程中，吊機臂、機器人末端等運動部件的位置不斷變化，需要對其進行實時跟蹤。
在汽車主機廠帶領團隊開展公差仿真、試制匹配和實車精度調試等工作，擁有豐富的尺寸偏差管理經驗。現在致力于通過AI技術，實現尺寸工程業務自動化，為企業積累知識，為尺寸工程師提供方便快捷的工具。
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