公差优化设计技术

1．公差优化设计技术
公差是零件尺寸和几何参数的允许变动量。

它是机械精度表达的具体表现，是机械装置的使用要求与制造经济性之间协调的产物、是机械产品设计和制造的重要技术指标。

公差设计（Tolerance Design）包括公差分析和公差分配，公差设计是建立在公差设计函数的基础之上的。

所谓公差设计函数（Tolerance design function）就是指装配技术要求、产品功能要求等与有关尺寸之间的函数关系，如孔轴配合件的配合间隙的数学表达式。

所谓公差分析（Tolerance Analysis），也叫公差验证(Tolerance Verification)，就是已知各组成环的尺寸和公差，确定最终装配后须保证的封闭环的公差。

这时，组成环公差作为输入，封成环公差作为输出。

当最终性能未满足时，重新修改输入公差。

所谓公差分配(Tolerance Distribution)，也叫公差合成(Tolerance Systhesis)，是指在保证产品装配技术要求下规定各组成环尺寸的经济合理的公差。

公差的最优化分配（设计）法是指建立公差模型（加工成本公差模型、装配失效模型）和约束条件（装配功能要求、工序选择条件等），利用各种优化算法进行公差分配。

公差优化设计实质上是一个以尺寸链（或传动链）组成的零部件制造成本最小为目标，以设计技术条件和预期装配成功率为约束的数学规划问题，也是一个多随机变量的优化问题。

公差设计应在使用要求及加工能力的约束下以成
本最低作为目标函数。

此成本应包含产品生命期中多
项成本因素的综合总成本, 其中包括制造成本、质量损
失成本、废次品损失成本、库存成本及机会损失成本
等。

制造成本是指产品在制造过程中发生的各种损耗
的总和, 是各种成本因素中最直接、最必不可少的成本
因素。

因此, 对公差与制造成本进行建模是公差优化
中的基础问题。