尺寸链公差分析技术重庆应用情况-刘尚成-定稿.ppt
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尺寸链计算/公差分析技术国内应用情况及案例分析刘尚成2013年10月目录内容提要内容提要尺寸链概述尺寸链计算案例分析尺寸链计算技术发展趋势尺寸链概述1、定义u在零件的加工或机器的装配中决定各个几何要素(点、线、面)间相互位置的尺寸通常都是彼此相联系的、按一定顺序排列的、一个封闭的尺寸系统,这个尺寸系统就称为尺寸链。
u尺寸链计算包括:
公差分配和公差分析尺寸链概述2、应用公差分配经验、标准尺寸链计算加工能力公差分析尺寸链计算试装配尺寸链概述3、意义u验证设计是否能达到质量要求u提高产品合格率u预防生产过程中的重复工作和延工现象u降低产品的返修率u实现产品的无修锉、大批量生产降低成本、缩短周期、提高质量尺寸链概述4、成本关系尺寸链概述5、方法1.根据结构图,绘制尺寸链图。
经验2.判断组成环的增减性。
3.计算基本尺寸和上下偏差以及公差分配。
4.编写尺寸链计算报告说明书。
尺寸链概述6、现状l手工计算l估算试生产修正周期长、不合格率高产品成本高效率低、精度不够、甚至无法计算尺寸链概述7、分类线性尺寸链:
尺寸链各环位于同一平面内,且互相平行平面尺寸链:
尺寸链各环位于同一平面内,但其中有些环彼此不平行(存在一定的夹角关系)。
空间尺寸链:
尺寸链各环不在同一平面内,且互不平行。
空间位置:
尺寸链概述7、分类工艺尺寸链:
在零件加工中由相互联系的若干工艺尺寸形成的封闭尺寸系统。
最常用的如基准换算,尺寸链零件加工中定位基准与设计基准不重合时,需要进行尺寸换算,此时有关尺寸以定位面为基准形成尺寸链。
装配尺寸链:
在产品的整体或部件结构中由若干零件的有关尺寸所形成的封闭尺寸系统称为装配尺寸链。
它表示出部件与部件或零件与零件的要素之间的尺寸关系或位置关系。
在产品设计或装配过程中,分析和解算装配尺寸链是保证装配精度,即保证产品有关技术指标的极为重要手段。
应用范围:
案例1、模具设计(结构)来自山西平阳机械厂问题:
根据现有的设计能否保证660.15这个尺寸?
案例1、模具设计(尺寸链图)需要保证X尺寸为:
660.15;效验设计是否满足要求?
案例1、模具设计(计算结果)结论是:
目前的设计不能保证尺寸660.15案例1、模具设计(改进设计)改进后的设计案例2、定位器某定位器组件采用滚珠定位,结构图如下:
滚珠在弹簧力作用下,突出套筒端面的距离X()校核X是否满足设计要求案例2、定位器尺寸链图如下:
分析如下:
uX为闭环u在尺寸链图1中,R很明显是增环(错误判断)u通过专门软件分析,实际R是减环结论:
在尺寸链计算过程中,很多组成环不能单纯的从一个尺寸链图判断其增减性。
案例3、内燃机机构(结构图)计算接触位置偏移气门中心线距离计算接触位置偏移气门中心线距离2?
2?
案例3、计算过程案例3、计算结果案例4、击锤位于待击发位(结构图)案例4、计算过程尺寸链图已知条件计算方程组案例4、计算结果计算结果计算报告案例4、案例总结军工产品在产品定型时需要提供尺寸链计算报告。
参考GJBZ20-1991尺寸链计算书。
以某款枪支为例。
手工方式:
手工方式:
8人工作小人工作小组花时组花时1年年3个月。
个月。
应用工具:
应用工具:
1人花时人花时45天天案例5、发动机变速器装配(结构图)发动机主视图发动机左视图案例5、发动机变速器装配(结构图)变速器问题:
问题:
变速器和发动机装配后,计算传动轴轴心的误差?
分析:
分析:
需要分析X、Y两个方向的误差案例5、Y方向尺寸链图变速器定位孔1尺寸链图变速器定位孔1装配后尺寸链图变速器定位孔2尺寸链图变速器定位孔2装配后尺寸链图变速器定位孔1、2角度关系尺寸链图变速器定位孔1、2装配后的角度尺寸链图应用案例分析5Y方向尺寸链图发动机上定位孔1、2的Y方向尺寸链图变速器传动轴轴心装配后,对发动机主轴在Y方向的尺寸链图变速器传动轴轴心相对变速器主轴的尺寸链图变速器传动轴轴心装配后相对变速器主轴的尺寸链图变速器传动轴轴心相对支架轴心Y方向的尺寸链图案例5、计算过程已知条件自动生成的方程案例5、计算结果求解结果生成的计算报告案例5、案例总结1、该款发动机在改进前,传动轴经常有异响,达不到使用寿命。
2、通过尺寸链的计算分析,控制几个关键尺寸公差,能有效降低异响,使传动轴达到使用寿命。
3、通过尺寸链的计算,提高了该结构的性能和质量。
案例6、发动机装配(结构图)问题:
问题:
发现进气管、增压器通过连接管安装时非常困难,该怎么改进?
案例6、分析X方向误差Y、Z方向误差导致进气管与增压器中心线垂直方向的偏差案例6、Y-Z方向尺寸链图案例6、计算过程已知条件自动生成的方程案例6、计算结果及建议11、当修改、当修改(传递系数(传递系数-80.6700-80.6700)的公差在)的公差在6060分时,分时,NN的公差为:
的公差为:
2.131082.13108,如果修改,如果修改的公差在的公差在3030分时,分时,NN的公差为:
的公差为:
1.747781.74778。
为了满足装配要。
为了满足装配要求,建议修改求,建议修改的公差。
的公差。
22、当修改、当修改(传递系数(传递系数-3.6900-3.6900)的公差在)的公差在6060分时,分时,NN的公差为:
的公差为:
3.236683.23668,如果修改,如果修改的公差在的公差在3030分时,分时,NN的公差为:
的公差为:
3.23623.2362。
33、当修改、当修改、的公差在的公差在6060分时,分时,NN的公差为:
的公差为:
2.128162.12816,如果修改,如果修改、的公差在的公差在3030分时,分时,NN的公差为:
的公差为:
1.743321.74332。
为了满足装配要求,建议修改。
为了满足装配要求,建议修改的公差。
的公差。
44、最终对比发现主要是、最终对比发现主要是的公差值决定了整个尺寸链的公差。
的公差值决定了整个尺寸链的公差。
公差调整建议:
案例6、案例总结1、该机型经常出现连接管安装困难(需要敲打、调整进气管位置),平均需要5-7天才能正常装配一台(类似大小发动机3-5天装配一台)。
2、通过专用软件计算分析后,主控角度,适当调整的公差,缩短装配时间到4天左右。
3、降低了产品的生产成本。
改进前改进后0123456764装配天数装配天数装配天数尺寸链计算发展趋势11、尺尺寸寸链链计计算算将将成成为为产产品品设设计计流流程程中中的的必必要要节节点点国国外外已已经经实实现现,国国内内大大型型汽汽车车企企业业已已经经部部分分实实现现(包包括括:
长长安安、奇奇瑞瑞、东风等)。
东风等)。
22、尺尺寸寸链链计计算算将将由由专专用用软软件件代代替替传传统统的的手手工工计计算算,实实现现”甩甩计计算算器器”国国外外已已经经实实现现,国国内内少少部部分分企企业业已已经经实实现现(包包括括:
长安、奇瑞、长安、奇瑞、208208所、所、608608所、宗申、潍柴、红宇精工等所、宗申、潍柴、红宇精工等)。
33、尺尺寸寸链链计计算算技技术术的的应应用用将将越越来来越越广广泛泛,将将深深入入到到企企业业的的各各个个部门。
部门。
谢谢!
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