公差分析和尺寸链方法.pptx
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1、上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 公差分析和车身尺寸链方法公差分析和车身尺寸链方法Tolerance Analysis&Auto-body Dimension Chain Method车身质量控制系列讲座车身质量控制系列讲座上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 1-D Tolerance analysisAuto-body Dimension Chain MethodContentsVariation vs.ToleranceVariation Simulation MethodsAdvantages and Limi
2、tations of Each Method Integration of Key Characteristic of Product&ProcessAssembly Constraints Tolerance and Solving of Dimension Chain上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 Part I1-D Tolerance analysis3/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 Characterizing the performance of a processCentral tendenc
3、y or mean:Spread or variation-4-3-2-101234-4-3-2-101234Deviation4/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 Variation vs.ToleranceVariation:is what the process gives us,may be quite different from the tolerance.Tolerance or Specification is the allowable level of variation,based on functional considera
4、tion,used to establish a parts conformability to design.But the techniques for predicting variation or tolerance for an assembly is the same.5/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 Variation Simulation123x a x bx c123y t123Given individual part dimensions and their distribution,what are the assembl
5、y dimensions?But the method can applied more widely than mechanical assembly.The general form is:given a function Y=f(x1,x2,),and the distributions of xi,What is the distribution of y?6/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 Distribution of ToleranceWorst CaseStatistical:Root sum squares Monte Carlo
6、Assembly ModelExplicit:Linearized SensitivityMechanistic ModelNon-linear ModelImplicit:Variation Simulation MethodsTwo things are essential in order to perform variation analysis.One is an assembly model or input-output model.The other is the distribution of variables.7/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车
7、身技术联合研究中心 Commonly UsedVariation Simulation MethodsWorst Case:(Conway,1948;Chase and Parkinson,1991)Root Sum Squares(RSS):(Spotts,1978,Lee and Woo,1990)Monte Carlo Simulation:(Craig,1989)123x a x bx c123y t1238/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 Simple Variation Simulation ExampleGiven component
8、 tolerances,determine the variation in themeasured dimension(the gap between the blocks and the base).上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 In worst case analysis,it is assumed that the contributing dimensions are always within tolerance.By making this assumption worst case limits can be found within
9、 which the measured dimension must always fall.Worst Case Analysis上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 Root Sum SquaresThe idea behind RSS is to treat a tolerance as a normal distributionwith certain process capability,and use random assembly.上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 Mean and variance of
10、 some linear functions 12/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 Monte Carlo Simulation13/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 14/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 15/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 Linearized Sensitivity ModelA general assembly model will be a function of the form:Whe
11、re xi are the component dimensions,and y is the resultant assembly dimensions.The mean dimension of the assembly will be:(1)16/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 Linearized Sensitivity ModelTo calculate the variance,we apply Taylors series expansion to Eq.(1),which will give:In the special case
12、when the assembly equation is linear,the expression for the assembly mean and variance are exact.However,for nonlinear assembly,the variance estimate may not be correct.17/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 Linearized Sensitivity Analysisxy18/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 Nonlinear Asse
13、mbly ExampleIn the overrunning clutch assembly,we are interested in how variability in the component dimensions will influence the contact angle-the assembly dimension.yx1x4x2x1:hub widthx2&x3:roller diameterx4:cage inside diameter(Greenwood and Chase,1990)19/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 N
14、onlinear Assembly ExampleNominal Dimensions:yx1x4x2x1=55.29 mmx2=x3=22.86 mmx4=101.60 mm20/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 Nonlinear Assembly ExampleVariation:yx1x4x2If,By Root Sum SquaresBy Monte Carlo21/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 Advantages and DisadvantagesWorst Case Analysis:C
15、onservative.Root Sum Squares:Simple,assume normal distribution,works for linear assembly only.Monte Carlo:Most general,works for linear and non-linear,normal and non-normal distributions.22/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 Part IIAuto-body dimension chain method23/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车
16、身技术联合研究中心 基于约束分析的车身尺寸链方法基于约束分析的车身尺寸链方法Constraint-based Auto-body Dimension Chain Method 从装配的角度看,车从装配的角度看,车身是装配尺寸和装配约束身是装配尺寸和装配约束之间链接关系的集合;之间链接关系的集合;尺寸链建立的成功与尺寸链建立的成功与否,决定了装配件质量状否,决定了装配件质量状态。态。车身装配设计的目的,车身装配设计的目的,是是通过建立各级装配的尺寸通过建立各级装配的尺寸和约束关系,进行公差分析和约束关系,进行公差分析和综合,对关键特征进行敏和综合,对关键特征进行敏感性分析和验证感性分析和验证,合
17、理确定,合理确定车身车身DTS规范规范,实现设计意,实现设计意图。图。24/49上汽通用五菱博士后工作站上汽通用五菱上海交通大学现代车身技术联合研究中心 车身尺寸链三要素车身尺寸链三要素Dimension chain elements产品和工艺特征的产品和工艺特征的集成集成 Integration of Key Characteristics of Product&Process 装配约束的装配约束的实现实现 Assembly Constraints Accomplishment公差及尺寸链求解公差及尺寸链求解 Tolerance and Solving of Dimension Chain2
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