01、creo公差設(shè)計的重要性

CAD 模型是產(chǎn)品的理想理論表示。按照相同規(guī)范制造零件時，每個零件與其他所有零件均稍有不同。盡管零件之間存在差異，但是公差設(shè)計可以確保產(chǎn)品滿足工程要求。

要確定所允許的公差，必須考慮各個尺寸中變化的累積或疊加。尺寸變化組合會在最終產(chǎn)品中 (通常在裝配中的兩個不同零件之間) 產(chǎn)生關(guān)鍵距離變化。對于每個關(guān)鍵距離，必須確定一個可接受的值范圍，在該范圍內(nèi)，裝配將按照要求進(jìn)行工作。

公差疊加分析可幫助您了解尺寸變化與功能要求之間的關(guān)系。

02、最壞情況公差分析

最壞情況公差分析是傳統(tǒng)類型的公差累積計算 (圖 1)。各個尺寸均被設(shè)置為其公差極限，以使累積測量結(jié)果盡可能最大或最小。

最壞情況模型考慮的不是各個尺寸的統(tǒng)計分布圖，而是考慮這些尺寸不超過其各自的指定公差極限。從數(shù)學(xué)角度來說，模型假設(shè)所有公差尺寸都將等于它們的其中一個極限值，并進(jìn)而產(chǎn)生極限累積情況。

換言之，此模型可預(yù)測最大預(yù)期測量偏差。

設(shè)計最壞情況公差要求可保證所有零件在組裝和運(yùn)轉(zhuǎn)時均正常無誤，而與實際的元件尺寸偏差和累積組合無關(guān)。最壞情況模型的主要缺點是它通常要求各個元件的公差配合非常緊密。這容易造成制造和檢測過程費(fèi)用昂貴和/或報廢率居高不下。

最壞情況公差分析通常用于重要的機(jī)械接口及備件更換接口。如果最壞情況公差分析不是合同規(guī)定的方法，則正確應(yīng)用統(tǒng)計公差分析可以既保證裝配結(jié)果可以接受，同時又可以增加元件公差、降低制備成本。

03、統(tǒng)計偏差分析

統(tǒng)計偏差分析模型充分利用了統(tǒng)計學(xué)的原理，可以在兼顧質(zhì)量的情況下放寬元件公差限制。

以統(tǒng)計分布 (圖 2) 形式對每個元件的偏差進(jìn)行建模，并對這些分布求和來預(yù)測裝配測量的分布。

因此，統(tǒng)計偏差分析可預(yù)測分布情況，它可以描述裝配測量偏差，但不能描述該偏差的極限值。

利用此分析模型，設(shè)計人員可以設(shè)計出任何質(zhì)量級別 (不只是 100%) 的產(chǎn)品，從而提高設(shè)計彈性。

04、1D 與 2D、3D 問題

EZ Tolerance Analysis 可用于求解單維度 (1D) 疊加問題，但不能求解二維或三維 (2D 或 3D) 疊加問題。但是，在大多數(shù)情況下，如果定義的不是單維度疊加，則會出現(xiàn)警告。

單維度問題

??在單維度公差疊加問題中，所分析的臨界距離以及可對該距離變化造成影響的所有尺寸都作用在相同方向上。

??將考慮曲面在疊加方向上往復(fù)運(yùn)動的線性變化。

??不考慮曲面彼此之間的相對角度變化，且通常會忽略此類變化的作用；從而保持分析結(jié)果為單維度。但是，如果疊加中涉及的曲面的大小存在顯著差異，某些較小曲面中的角度變化可能會對較大曲面的邊產(chǎn)生更大的影響。

??如果較大曲面跟隨較小曲面的方向，則它們會在分析方向上來回移動，而不只是通過表面所允許的簡單平移來移動。在這些情況下會出現(xiàn)一條警告消息。

??在單維度問題中，整體疊加距離對每個參與的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的敏感度通常為 1.0 或 -1.0。而對定形尺寸 (例如直徑或?qū)挾? 的敏感度可以為 0.5 或 -0.5。

在 2D 公差疊加問題中，所分析的距離以及對該距離的變化造成影響的所有尺寸均表示在一個平面內(nèi)。在 3D 公差疊加問題中，尺寸可以對任何方向上的變化造成影響。兩者通常都涉及復(fù)雜的三角函數(shù)計算，以確定裝配中每個尺寸的測量敏感度。

05、單維度分析的缺點

當(dāng)使用 2D 或 3D 公差疊加方法對已定義的單維度疊加問題進(jìn)行計算更有利時，EZ Tolerance Analysis 會提出警告。

EZ Tolerance Analysis 強(qiáng)調(diào)了單維度方法中未包括旋轉(zhuǎn)變化的情況，這種情況下可能會比通過允許的公差極限對相同曲面進(jìn)行對應(yīng)的平移變化產(chǎn)生更顯著的影響。盡管計算中不包括此類效果，但您會收到此類情況的通知。

然后，您可以評估要求的嚴(yán)重性，并確定是否需要使用 3D 公差工具 (例如 CETOL 6σ) 進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)查。

雖然未檢測到所有此類情況，但以下情況會顯示通知：

??當(dāng)定義臨界疊加距離的曲面未重疊時。

??當(dāng)零件之間的某些裝配約束超出針對臨界疊加距離選擇的曲面的覆蓋范圍時。

??當(dāng)用于約束零件的曲面的大小明顯小于疊加距離定義中涉及的曲面大小時。

??當(dāng)一個零件與一個由兩個或多個緊固件構(gòu)成的陣列相連接，且測量方向位于陣列外曲面的配對面所在平面中時。

EZ Tolerance Analysis 可以標(biāo)記出真正可使用 1D 方法進(jìn)行建模的疊加。

最常見的情況是當(dāng)裝配中的零件之間存在多個對等裝配約束時。例如，將軸安裝進(jìn)軸承或襯套的每一端，或電路板使用多個緊固件安裝在幾個支架上。這些疊加已標(biāo)記，因為 1D 疊加定義包括通過零件創(chuàng)建單個尺寸環(huán)，而在裝配中有助于使零件保持穩(wěn)定的其他約束不包括在疊加定義中。

該標(biāo)志是一個警告消息，主要是關(guān)于考慮零件之間的關(guān)系以及評估是否需要對更高級的工具 (例如 CETOL 6σ) 進(jìn)行建模。