公差分析基础理论_精品文档PPT文档格式.ppt

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,1%,0.01%,0.1%,差異範圍的大小並沒有絕對的好壞標準,須視實際功能需求而定一般人對百分比高低並沒有客觀感受標準,更沒有與產品功能的變異建立連結關係我們必須藉由公差分析建立製造變異與功能變化之間關係的衡量平台,1.課程目標與前言,變異是工程常態,6s,課程目標2+0/-2min前言5+/-1min公差與分布（統計）的基礎概念15+/-5min機率組合與誤差傳播20+/-7min尺寸鏈與公差模型建置25+10/-5min設計中的公差範圍10+5/-2min輔助計算軟件20+/-5min案例討論15+5/-2min作業5+/-1min,課程目標2min前言5min公差與分布（統計）的基礎概念-15min機率組合與誤差傳播-20min尺寸鏈與公差模型建置-25min設計中的公差範圍10min輔助計算軟件20min案例討論15min作業5min,1.課程目標與前言,公差分析是,設計目標如何組成,各項子目標的公稱值是多少,各項子目標的誤差範圍有多大,求解疊加結果,116+38/-29min,課程目標前言公差與分布（統計）的基礎概念機率組合與誤差傳播尺寸鏈與公差模型建置設計中的公差範圍輔助計算軟件案例討論作業,如果計算結果顯示有風險或不能滿足設計目標,怎麼辦?

如何決定設計目標的組成成分?

如何合理決定設計目標的公稱值與變異範圍?

如何疊加公差?

Sourcesofvariation:

尺寸變異Dimensionalvariations（length,width）幾何變異Geometricformandfeaturevariations（position,roundness,flatness.）運動連結關係變異Kinematicvariations（insertiondepth,rotation）,Partlevel,Assemblylevel,L,LDL,公差來源,2.公差與分布的基礎觀念,量測變異Measurementvariations,2.公差與分布的基礎觀念,目前廠內圖面上的公差標註存在於兩種型式:

用於尺寸標註的尺寸公差項,用於形態標註的幾何公差項,我們在基礎教程中僅先考慮尺寸公差的使用!

尺寸管控為顧及製造及量測所可能造成的正常變異，在正負公差的標註上會包括中心值（nominal）與變異範圍（tolerance）兩個部分。

公差分析（toleranceanalysis,TA）目的即在探討尺寸組合後，其結果的中心值位置,變異分布範圍及變異分布形態。

Nominalvalue（nom.）,Tolerance（tol.）,2.公差與分布的基礎觀念,2.公差與分布的基礎觀念,公差分佈,0.700.1代表什麼意義?

代表設計者心中默認/容許的尺寸範圍在0.6和0.8之間,但是在0.6和0.8之間,尺寸的分布機率是呈現什麼樣的分布?

均勻分布?

Uniformdistribution,集中的正態分布?

normaldistribution,寬鬆的正態分布?

2.公差與分布的基礎觀念,均勻分布,均勻分布代表在分布範圍內,每一點出現的機率都一樣大設計者對此分布範圍內的尺寸並無預期的集中位置製程器具,外界干擾因素不會偏好此分布範圍內的特定位置,討論:

以廠內設計而言,圖面尺寸都有標註的nominal值（有設計者的期待）從製程上看,以模具批量生產的零件尺寸,也都受模仁的固定尺寸所控制（有製程的偏好）所以在廠內的零件尺寸水準可能以均勻分布的型態出現嗎?

短期而言可能嗎?

長期而言可能嗎?

2.公差與分布的基礎觀念,正態分布,正態分布描述的是在分布範圍內,數值圍聚一特定點集中的分布趨勢此特定點應該代表設計者對此尺寸的偏好位置製程器具,外界干擾因素不會偏好此分布範圍內的特定位置根據中央極限定理,當獨立變量的個數足夠多時,則其和呈現正態分布而因為真實環境中,觀察對象的量值通常受許多已知/未知的變數所影響所以考慮其綜合影響,我們通常合理假設觀察對象呈現正態分布,討論:

以廠內現狀而言,正態分布真的是足夠合理的假設嗎?

為什麼?

Howtodescribethedistribution:

center,shapeandspread.,2.公差與分布的基礎觀念,正態分布,2.公差與分布的基礎觀念,正態分布,討論:

分布的中心位置與設計值為何會有落差?

在設計時能考慮到嗎?

2.公差與分布的基礎觀念,正態分布,討論:

分布的範圍與設計值為何會有落差?

所謂的製程資料,到底有哪些信息應該被反饋到設計段?

2.公差與分布的基礎觀念,常見的幾種分布曲線,K（分布係數）：

K=6/Ta（分布不對稱係數）：

a=2/T,2.公差與分布的基礎觀念,常見的幾種分布曲線,Wherea&

brepresentLSL&

USLrespectively.,均勻分布,在假設Cpk=1的狀況下,常態分布的標準差s=T/6,討論:

在一般設計條件下,可以將RSS的公差計算結果承上1.73,當作保守的設計值.但這樣做,只會爽了零件單位,卻苦了RD與FEA.,+,=,01,1+1,1+-1,-1+1,-1+-1,機率分布的疊加-丟銅板的例子,1/2,2.公差與分布的基礎觀念,獨立事件機率的疊加=個別機率分布函數的卷積（convolution）假設每個機率分布之間互相獨立,則隨著疊加次數的增加,分布趨勢就越接近正態分布,2.公差與分布的基礎觀念,機率分布的疊加-均勻分布的例子,2.公差與分布的基礎觀念,廠內一些尺寸分布的例子,分布可能呈現什麼型態?

你怎麼解讀這種分布?

分布可能呈現什麼型態?

2.公差與分布的基礎觀念,廠內一些尺寸分布的例子,2.公差與分布的基礎觀念,停下來想一下,所有尺寸在設計時都必須當成是正態分布嗎?

如果當成正態分布的話,你會假設Cpk=?

如果不當正態分布的話,你會怎麼處理?

要做好公差分析,你必須了解所負責產品相關零件的製程能力有現成資料嗎?

從何而來如果沒有的話,怎麼辦?

抽象化表示物件間的組合關係與順序只包含物件與接合關係,沒有幾何與尺寸關聯目標尺寸當成是一虛擬物件,Target,A,B,C,D,G,刪除與目標尺寸無關的連結關係Assemblygraph目的在於澄清設計意念並提醒設計者所有連結關係的變異對設計目標變化的影響途徑,A,B,C,D,G,拓樸組立關係圖（Assemblygraph）,3.尺寸鏈與公差模型建置,Assemblygraph決定參與誤差傳播的物件與物件間的連結關係Errorpropagationpath是依據assemblygraph,找出一或多條能夠連結各元件,而無重複的路徑,傳播路徑愈長,累積誤差愈大設計者面對一個propagationpath,應該要立即問自己:

我能夠讓這條路徑縮短嗎?

可行的傳播路徑愈多,組裝的不確定性愈大當#ofpropagationpath1,designer應該要立即檢討是否有過度限位或限位不足的可能,以及組裝基準的合理與否,誤差傳播路徑,3.尺寸鏈與公差模型建置,依據Errorpropagationpath,可以建立出TAmodel的尺寸鏈,ConstructionSteps:

1.選定一物件當作尺寸鏈出發點,並以該物件之datum當作globaldatum.2.選定累加方向的正負,依據propagationpath,以datumtointerface,interfacetodatum的交錯順序,直到完成沿著目標尺寸自由度方向的閉迴路方程式.,Starthere,尺寸鏈順序:

A_datumA/DinterfaceD_datumD/CinterfaceC_datumC/BinterfaceB_datumB/GinterfaceG_datumG/AinterfaceA_datum（aDa）（dDd）0（cDc）-（cDc）-（bDb）0-（gDg）0-0=0（gDg）=（aDa）（dDd）（cDc）-（bDb）,尺寸鏈中的每一個尺寸都應該被規範在圖面上!

每一個箭頭代表一個尺寸!

誤差傳播路徑,3.尺寸鏈與公差模型建置,GlobalDatum,Dim3,Dim1,Dim2,Dim4,Target=Gapbtw.Upper&

lowerconts,Lowercont,Uppercont,Housing,G,Uppercontact,Lowercontact,Housing,尺寸鏈順序:

Hsg_datumhsg/uppercontinterfaceuppercont_datumuppercont/gapinterfacegapdatumgap/lowercontinterfacelowercont_datumlowercont/hsginterfaceHsg_datumDim1+0+Dim2Dim4-0Dim30-0=0Dim4=Dim1+Dim2Dim3,Starthere,合理嗎?

討論範例1,3.尺寸鏈與公差模型建置,GlobalDatum,Dim3,Dim1,Dim2,Dim4,Target=Gapbtw.Upper&

Hsg_datumhsg/uppercontinterfaceuppercont_datumuppercont/gapinterfacegapdatumgap/lowercontinterfacelowercont_datumlowercont/hsginterfaceHsg_datumDim1+0+Dim2Dim40-Dim30Dim5=0Dim4=Dim1+Dim2Dim3Dim5,Starthere,Dim5,較為合理（Nominal值不變,但累積公差變大）,3.尺寸鏈與公差模型建置,討論範例1,3.尺寸鏈與公差模型建置,討論範例2,Switchcontacts,Contact#4,Contact#5,要4號端子的變形量範圍,你會如何建模?

3.尺寸鏈與公差模型建置,討論範例2