3DCS软件公差分析培训资料
3DCS公差分析工作规范
3DCS公差分析工作规范1范围本标准规定了基于CATIA V5软件（以下简称CATIA）进行乘用车整车3DCS公差分析（以下简称公差分析）时的一般性规范，给出了公差分析的方法及流程。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
《3DCS Analyst 培训教程中文版》3术语和定义3.13DCS3DCS即3维尺寸控制系统(3-Dimensional Control Systems)的简称。
3.23DCS公差分析3DCS公差分析简单的说就是使用3维尺寸控制软件，通过对数模添加公差从而将数模模拟为真实状态下的工装件，进行公差分析时对软件模拟出的工装件（含公差）进行随机抽样并进行装配，最终分析出零部件中哪些公差设置得不合理的一种方法。
目前我们只对刚性零部件（钣金件或不易变形的硬塑料件等）进行分析。
在公差分析时我们一般假定零部件无焊接变形、冲压变形、加工变形和装配变形，将它们均考虑为刚性体。
并按各自图纸中的要求对相关零件的固定点、固定面添加尺寸公差和形位公差后进行分析。
3.33DCS装配在公差分析时需要使用3DCS装配将零部件装配到一起，进行公差分析。
我们常用的3DCS装配均按照3-2-1定位方法进行装配，下面简要介绍一下3-2-1定位方法，以图1中的白色方块为例，若想将它定位至少需要6个定位销(图1中黑色的圆柱)，实际上在软件中可以将这6个定位销抽象为6个点(下图中的绿色圆点)，即至少需要6个点才能将白色方块定位。
我们将这6个点分为三组，第一组是指底面的三个点，限制上下方向的移动，三个点可不在一个平面中但其方向向量需要平行。
第二组是指后侧面的两个点，限制前后方向的移动。
第三组是指左侧面的一个点，限制左右方向的移动。
且这三组点所在的平面方向（圆柱轴线方向)要相互垂直，这种定位方法就叫做3-2-1定位方法。
公差基础知识培训教材(PPT169页)
一、公差与测量概述
3.互换性的作用
使用过程： 方便替换
缩短维修时间和节约费用
生产制造： 专业化协调生产 提高产品质量和生产效率
装配过程： 缩短装配时间 提高效率
产品设计： 简化绘图、计算 加速产品更新换代
问题：如何使工件具有互换性？ 若制成的一批零件实际尺寸数
值等于理论值，即这些零件完全相同，这当然能够互换。但在生产上 不可能，且没有必要。因而实际生产只要求制成零件的实际参数值在 一定范围内变动，保证零件充分近似即可。
（2）遵守工艺等价原则。 未注公差——也叫自由公差。 而公差是允许尺寸的变动范围，是没有正负号的绝对值，也不能为零（零值意味着加工误差不存在，是不可能的）。
标准按不同的级别颁发。
公差基础知识培训
一、公差与测量概述
二、尺寸公差基础知识
目
三、形位公差基础知识
录
四、表面粗糙度基础知识
五、测量技术基础知识
标准的含义：为在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或结果规定的 共同的和重复使用的规则、导则或特性文件。它是实现互换性的基础。
2 . 标准化：现代化生产的特点是品种多、 规模大、 分工细、 协作多 ， 为使社会生产有序地进行，必须通过标准化使产品规格简化，使分散的
、局部的生产环节相互协调和统一。
标准化的含义：制定、颁布、实施标准的全部活动过程。
公差与偏差是两个不同的概念。 公差表示制造精度的要求，反映加工的难易程度。 偏差表示与基本尺寸远离程度，它表示公差带的位置，影 响配合的松紧程度。
二、尺寸公差基础知识
公差与极限偏差的比较
•两者区别： •从数值上看：极限偏差是代数值，正、负或零值是有意义的； 而公差是允许尺寸的变动范围，是没有正负号的绝对值，也不能 为零（零值意味着加工误差不存在，是不可能的）。实际计算时 由于最大极限尺寸大于最小极限尺寸，故可省略绝对值符号。 •从作用上看：极限偏差用于控制实际偏差，是判断完工零件是 否合格的根据，而公差则控制一批零件实际尺寸的差异程度。 •从工艺上看：对某一具体零件，公差大小反映加工的难易程度 ，即加工精度的高低，它是制定加工工艺的主要依据，而极限偏 差则是调整机床决定切削工具与工件相对位置的依据。 •两者联系：公差是上、下偏差之代数差的绝对值，所以确定了 两极限偏差也就确定了公差。
3DCS软件操作书
欢迎使用3DCS Analyst CAA V53DCS软件使用说明书基于CATIA V5的图形公差分析3DCS Analyst, CAA V5 Based 软件由Dimensional Control Systems, Inc.(Dassault Systems公司合作伙伴) 出品。
©1994-2012 Dimensional Control Systems, Inc.版权所有©中文版有ETA编译（2.0版）如有任何建议请联系技术支持目录目录 (2)第一课：3DCS模型概述 (5)1.1启动3DCS Analyst, CAA V5 (9)1.2网格显示菜单(Display Mesh) (10)1.3参数(Preferences) (13)1.4图形分析菜单(Graphical Analysis Menu) (18)1.5统计分析菜单（Statistical Analysis Menu） (20)1.6模型创建菜单（Model Creation Menu ） (25)1.7特征创建浏览（Feature Creation Review） (30)第二课：开始建立新的模型 (34)2.1插入零件 (35)2.2更改零件参数 (36)第三课：测量 (43)3.1 创建上部间隙测量 (43)3.2 创建下部间隙测量值 (51)3.3创建特征之间的间距测量 (52)3.4平移Headlamp和Turnlamp使之与Bracket分离。
(55)第四课创建装配 (58)4.1 特征创建（Feature Creation） (60)4.2创建Slot（槽）功能（Slot Function） (65)4.3创建Turnlamp装配 (67)4.4创建Headlamp装配 (73)第五课：创建公差 (80)5.1 为零件Bracket添加公差 (81)5.2 为Headlamp和Turnlamp添加公差 (85)第六课：模型分析 (89)6.1运行分析 (90)6.2运行GeoFactor (92)第七课：创建夹具 (95)7.1更新模型。
3DCS三维偏差分析软件分析汽车柔性零件的应用
3DCS三维偏差分析软件分析汽车柔性零件的应用【摘要】本文介绍了3DCS三维偏差分析软件在汽车柔性零件设计中的应用。
首先介绍了软件的基本情况和汽车柔性零件的重要性。
然后详细探讨了软件在零件装配、材料选取和优化中的作用，以及对汽车柔性零件可靠性的影响。
通过汽车座椅配件的柔性件设计案例分析，展示了软件在实际项目中的应用效果。
结论指出，3DCS软件对汽车柔性零件设计起着重要作用，应用能提高零件的精准度和品质。
最后展望了软件在未来在汽车行业中的发展前景，强调了其在提高汽车制造质量和效率方面的潜力。
【关键词】3DCS三维偏差分析软件、汽车、柔性零件、设计、应用、偏差分析、装配、材料选取、优化、可靠性、案例分析、座椅配件、精准度、品质、发展前景。
1. 引言1.1 介绍3DCS三维偏差分析软件3DCS（Dimensional Control Systems）三维偏差分析软件是一种专业的工程软件，用于准确测量和分析三维模型中的几何偏差。
通过对产品设计和制造过程中的偏差进行分析，可以帮助制造商在最早的阶段解决问题，提高产品的质量和一致性。
3DCS软件结合了CAD技术和统计分析方法，能够为用户提供全面的模拟和分析功能。
用户可以通过软件模拟实际制造过程中可能出现的偏差，预测产品在实际生产中的品质水平，并采取相应措施来进行优化。
软件的直观界面和强大的功能使其成为制造业中不可或缺的工具之一。
在汽车行业中，3DCS软件被广泛应用于汽车柔性零件的设计和制造过程中。
通过模拟零件在装配过程中的偏差，可以帮助设计师更好地理解和优化柔性零件的设计，提高产品的品质和可靠性。
通过使用3DCS软件，汽车制造商可以更快速、更准确地设计和制造柔性零件，降低成本，提高竞争力。
1.2 介绍汽车柔性零件的重要性汽车柔性零件在汽车设计中起着至关重要的作用。
这些零件通常包括软管、密封件、橡胶零件等，其设计和制造对汽车的性能和品质有着直接影响。
汽车柔性零件可以起到缓冲和减震的作用，有效降低车辆在行驶过程中的震动和噪音。
3dcs教程
3dcs教程3DCS是一款先进的三维尺寸控制软件，用于优化产品设计和制造的过程。
它基于公差分析原理，能够帮助用户预测和解决产品装配和制造过程中的问题，从而提高产品质量并减少成本。
本教程将介绍3DCS软件的基本功能和使用方法。
首先，3DCS具有直观的图形用户界面，使用户能够轻松地导入和编辑三维模型。
用户可以通过拖放操作将模型导入到软件中，并使用工具栏上的各种功能进行编辑，例如旋转、平移和缩放。
此外，用户还可以根据需要添加属性和约束，以便更好地控制模型的尺寸和位置。
其次，3DCS提供了强大的公差分析功能，能够帮助用户分析和评估产品的尺寸和位置变化。
用户可以使用软件中提供的各种工具进行公差分析，如公差树、观察点和敏感度分析。
通过这些工具，用户可以确定关键部件的公差范围，并对设计进行优化，以确保产品装配和制造过程的稳定性和可靠性。
此外，3DCS还提供了模拟功能，帮助用户预测产品装配和制造过程中可能出现的问题。
用户可以模拟不同的装配和制造场景，并观察模型的变化和位移。
这有助于用户找出潜在的问题，并采取措施进行改进。
模拟功能还可以帮助用户评估不同的设计方案，并选择最佳的方案。
最后，3DCS还提供了一系列的报告和可视化工具，帮助用户展示分析结果和与团队共享。
用户可以生成详细的报告，包括图表、表格和图像，以便更好地传达分析结果。
此外，用户还可以使用软件中的可视化工具创建演示和动画，使团队成员更好地理解产品的装配和制造过程。
综上所述，3DCS是一款功能强大的三维尺寸控制软件，可用于优化产品设计和制造过程。
它提供了直观的界面、强大的公差分析功能、模拟功能和报告工具，帮助用户预测和解决产品装配和制造过程中的问题。
通过学习和使用3DCS，用户能够提高产品质量并降低成本，实现更好的设计和制造结果。
3DCS公差分析操作步骤
定义焊点位置零件的Tolerance Creating Part Tolerance at Weld Point Position
定义Measurement Creating Measurement
分析 Analysis
编制报告 Reporting
3DCS公差分析流程 3DCS Tolerance Analysis Workflow
数据准备 Data Preparation
定义零件到工装的Move Creating Part-to-Fixture Move
定义工装定位块和定位销的Tolerance Creating Fixture Pad/Pin Tolerance
3DCS公差分析流程 3DCS Tolerance Analysis Workflow
数据准备 Data Preparation
定义零件到工装的Move Creating Part-to-Fixture Move
定义工装定位块和定位销的Tolerance Creating Fixture Pad/Pin Tolerance
定义Measurement Creating Measurement
分析 Analysis
编制报告 Reporting
Update Model Update Model
Nominal Build Nominal Build
分析 Analysis
3DCS公差分析流程 3DCS Tolerance Analysis Workflow
定义焊装过程的Move Creating Weld Move
定义焊点位置零件的Tolerance Creating Part Tolerance at Weld Point Position
3DCS软件公差分析培训资料
3DCS软件公差分析培训资料3DCS公差分析培训资料2008年11月28日报告题名前排座椅安装孔区域公差计算分析报告车型/机种报告版本适应标准报告分类分析类型01 3维仿真分析验证分析软件版本3DCS总页数模型文件相关零件XXX前一版本号协作单位/人员报告完成人员报告完成日期DCS公差分析假设条件1、零件公差的设定应遵循如下的流程：1.1 装配顺序(流程)严格服从于产品及工艺设计；1.2 定位系统严格服从于定位设计及工装设计；1.3 各种公差设定严格服从于现有制造水平2、除非特别指出，零件的公差均服从正态分布；3、所有的零部件均被认为是刚体，不存在变形(特殊零件除外)；4、除非特别指出，中立的影响不考虑在内；5、单件在总成装配中的磨损不考虑在内；6、装配夹具和检具的变形不考虑在内；7、夹具和检具的热变形记热膨胀不考虑在内；8、CAD模型的尺寸是名义尺寸。
9、仿真计算的次数（样本数）为5000（虚拟制造的台数）。
分析项目：按照产品数模、工艺设计(焊接工艺流程)等输入，根据现有制造能力，分析计算前排座椅A、B、C、D四个安装孔位置度公差、安装面轮廓度公差及各个安装孔间的距离公差。
?公差设定：车身冲压件基准孔尺寸公差：R0-10mm: 0 to +0.1mmR10-20mm: 0 to +0.15mmR20-40mm: 0 to +0.2mm基准孔位置度公差：-0.1 to +0.1mm重要孔位置度公差: -0.5 to +0.5mm(看起来有点大,暂设定) 重要面轮廓度公差: -0.7 to +0.7mm焊接夹具定位销尺寸公差：-0.1 to -0.15mm定位销位置度公差：-0.1 to +0.1mm定位块轮廓度公差：-0.2 to +0.2mm焊接工艺流程(装配关系及装配顺序):制定初步公差目标:前地板焊接总成定位基准：定位面：A1,A2,A3主定位孔：B次定位孔：C目标公差(相对于前地板焊接总成定位基准):前排座椅安装孔A/B位置度公差是φ1.5(±0.75),对应安装面轮廓公差是2(±1);前排座椅安装孔C/D位置度公差是φ1.5(±0.75),对应安装面轮廓公差是2(±1);前排座椅安装孔A与D的距离公差是±1.0(未在左边GD&T图中表示出);前排座椅安装孔B与C的距离公差是±1.0(未在左边GD&T图中表示出);前排座椅安装孔C与D的距离公差是±1.0(未在左边GD&T图中表示出).B11-5101583定位方案(GD&T图纸):夹具定位夹持点布置(MCP)B11-5101583GD&T(几何尺寸公差图),A1,A2,A3,E1,B是实际的定位面和定位孔B11-5101585定位方案(GD&T图纸):夹具定位夹持点布置(MCP)B11-5101585GD&T(几何尺寸公差图),A1,A2,A3,E1,B是实际的定位面和定位孔B11-5101581定位方案(GD&T图纸):夹具定位夹持点布置(MCP)B11-5101581GD&T(几何尺寸公差图),A1,A2,A3,B,C是实际的定位面和定位孔。
基于3dcs的大型结构件尺寸公差分析与优化
㊀新技术新工艺㊀２０２０年㊀第１期㊀２４㊀«新技术新工艺»设计与计算基于３D C S 的大型结构件尺寸公差分析与优化∗高㊀瑞１,赵文军１,马㊀涛１,班永华１,张㊀磊１,郭俊康２,赵鼎堂２(１．特种车辆及其传动系统智能制造国家重点实验室,内蒙古包头０１４０３２;２．西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室,陕西西安７１００４９)㊀㊀摘㊀要:针对特种车辆大型结构件装焊过程中存在干涉及间隙过大难题,开展全尺寸链计算及公差分析研究.以传统公差设计为基础,建立了公差分析的数学模型,运用尺寸链方法进行理论分析;同时,基于３D C S 软件构建了公差分析的仿真模型,并对大型结构件进行了公差仿真分析.既能满足大型结构件设计性能需求,也提出经济较好的符合现场装配的公差优化改进方案,在满足整体装配质量的前提下,利用中间计算法优化零件尺寸公差,从而提高了零件合格率,达到了预期效果,验证了改进方案较原有公差分配方法具有较大的优越性,能够解决工程实践中企业所面临的实际问题.关键词:特种车辆大型结构件;全尺寸链;装配定位;３D C S ;公差分析;中间计算法中图分类号:T P３９１．９㊀㊀文献标志码:AD i m e n s i o n a l T o l e r a n c eA n a l y s i s a n dO p t i m i z a t i o no fL a r ge S t r u c t u r a l P a r t s b a s e do n ３D C S G A O R u i １,Z HA O W e n j u n １,MA T a o １,B A N Y o n g h u a １,Z HA N GL e i １,G U OJ u n k a n g ２,Z HA O D i n g t a n g２(１．S t a t eK e y L a b o r a t o r y o f S m a r tM a n u f a c t u r i n g f o r S p e c i a lV e h i c l e s a n dT r a n s m i s s i o nS y s t e m ,B a o t o u０１４０３２,C h i n a ;２．K e y L a b o r a t o r y o fE d u c a t i o n M i n i s t r y f o rM o d e r nD e s i g n &R o t o r ＧB e a r i n g S y s t e m ,X i a n J i a o t o n g U n i v e r s i t y,X i a n ７１００４９,C h i n a)A b s t r a c t :A i m e d a t t h e p r o b l e mo f i n t e r f e r e n c e a n d t o o l a r g e g a p i n t h e a s s e m b l y a n dw e l d i n g o f l a r g e s t r u c t u r a l pa r t s o f s p e c i a l v e h i c l e s ,r e s e a r c ho n t h e f u l l Ｇs i z ec h a i nc a l c u l a t i o na n dt o l e r a n c ea n a l y s i sw a sc a r r i e do u t ．B a s e do nt h e t r a d i t i o n a l t o l e r a n c e d e s i g n ,t h em a t h e m a t i c a lm o d e l o f t o l e r a n c e a n a l y s i sw a s e s t ab l i s h e d ,a n d i tw a s d o n ew i t h t h e o r e t ic a l a n a l y s i s b yu s i n g s i z e c h a i n ．A t t h e s a m e t i m e ,b a s e d o n ３D C S s o f t w a r e ,t h em o d e l o f t o l e r a n c e a n a l ys i sw a s c o n s t r u c t e d ,a n d t h e t o l e r Ｇa n c e a n a l y s i s o f l a r g e s t r u c t u r e sw a s c a r r i e d o u t ．I t c a nn o t o n l y m e e t t h e d e s i g n p e r f o r m a n c e r e q u i r e m e n t s o f l a r g e s t r u c t u r Ｇa l p a r t s ,b u t a l s o p u t f o r w a r da ne c o n o m i c a l t o l e r a n c e o p t i m i z a t i o na n d i m p r o v e m e n t p l a n t h a tm e t t h e r e q u i r e m e n t so f t h e o n Ｇs i t e a s s e m b l y ．U n d e r t h e p r e m i s e o f s a t i s f y i n g t h e o v e r a l l a s s e m b l y q u a l i t y,a n i n t e r m e d i a t e c a l c u l a t i o nm e t h o dw a s u s e d t o o p t i m i z e t h e t o l e r a n c e o f t h e s i z e o f t h e p a r t s ,t h e r e b y i m p r o v e d t h e p a s s i n g r a t e o f t h e p a r t s a n d a c h i e v e d t h e e x p e c t e d r e Ｇs u l t s ．I tw a s p r o v e d t h a t t h e i m p r o v e d s c h e m ew a s s u p e r i o r t o t h eo r i g i n a l t o l e r a n c e a l l o c a t i o nm e t h o da n d i t c a ns o l v e t h e p r a c t i c a l p r o b l e m s f a c e db y e n t e r p r i s e s i ne n g i n e e r i n gpr a c t i c e ．K e y w o r d s :s p e c i a l v e h i c l e l a r g e s t r u c t u r a l p a r t s ,f u l l s i z e c h a i n ,a s s e m b l yp o s i t i o n i n g ,３D C S ,t o l e r a n c e a n a l y s i s ,i n Ｇt e r m e d i a t em e t h o d㊀㊀特种车辆大型结构件为典型焊接结构件,在空间中呈现为多维度㊁多面体的封闭结构体,其装配过程应用多种工㊁夹㊁量具,特别是存在多处定位焊环节,需要由夹具辅助完成零件定位,且装配过程中普遍存在零件定位不准确㊁间隙大㊁相互干涉㊁配切量大等问题,导致装焊质量差和效率较低.究其原因是缺少快速㊁可靠的装配方式和工具支撑,导致在装焊前对零件的尺寸不了解,只能在装焊过程中发现干涉及间隙过大问题,再采取相应的解决措施,而且对大型结构件的焊接质量也未能进行有效评估,很难通过长时间㊁多台份的数据积累获得焊接质量提升的途径.因此,对其进行尺寸公差分析,目的在于通过分析现有设计方案,得出各公差对最终精度的影响程度即灵敏度大小,并提出结构件零件公差优化方案,有效指导现场装配生产,为提高产品质量和装焊效率提供技术支撑.目前,国内有许多学者已对尺寸公差进行研究,彭和平等[１]对公差表示的数学模型和各种三维公差分析方法的特点进行了综述,并对三维公差分析技术的发展前景进行了展望.高磊等[２]建立了面向装配的并行公差模型,对基于低偏差序列的蒙特卡洛公差分析及成本和模糊质量损失约束下的公差进行优化,从而得到组成环的公差.王晶等[３]分析了基于蒙特卡洛的公差分析方法与基于优化技术的公差优化分配方法在解决公差问题上所具有的优越性,研究了蒙特卡洛在公差分析中的应用模式及流程.但是现有的尺寸公差研究远远不能满足大型结构件设计工作的要求,而且工程实践中关于尺寸公差信㊀设计计算㊀«新技术新工艺»设计与计算２５㊀息模型的建立,仍然主要停留在一维和二维模型的构建上,只有能够建立起更好地表达工程语义信息的三维公差信息模型,才能更好地适应虚拟装配以及装配精度分析的需求,而且零件的公差控制是涉及制造㊁工艺㊁设计甚至物流等多个部门的一项工作,公差分析与优化可以消除零件部分公差累计和合理分配允许公差[４],因此,开展装配偏差的尺寸公差研究具有重要的意义,提升零件尺寸分配合格率.本文以特种车辆大型结构件装配干涉和间隙过大问题为实例,通过分析零部件定位及公差,利用尺寸工程仿真软件３D C S 进行模拟装配及对零部件进行装配验证等方式进行了分析,从尺寸工程角度给出了改善方案,为此类问题的分析提供了方向和思路[５].１㊀特种车辆大型结构件公差理论分析方法１．１㊀尺寸链计算方法对特种车辆大型结构件进行公差分析,可采用装配尺寸链计算方法.首先对大型结构件进行尺寸链分析,进而初步确定封闭环的公差,而后在此基础上进一步对其进行公差分析.尺寸链的分析方法主要有极值法和概率法.极值法公式为:ΔX ＝ðni ＝１k i δi(１)概率法公式为:ΔX ＝ðn i ＝１k ２i δ２i(２)式中,ΔX 为封闭环公差;δi 为组成环公差.１．２㊀特种车辆大型结构件尺寸链构建与计算以某特种车辆大型结构件为例,由侧围及前后围板组成.侧围及前后围板焊接装配过程在底座夹上具体实现,其中,夹具横向对称面和纵向对称面是夹具横向和纵向上的重要定位特征.根据装配顺序,前围板和左侧板１㊁右侧板１之间的配合关系为最终装配形成的配合关系,其装配误差由上游装配工序中的误差传递和累积形成,装配精度通过前序环节的精度控制间接保证.由于整个大型结构件纵向对称,且对称的两侧装配工艺完全相同,因此仅对左半部分结构进行分析.可以建立２条装配尺寸链:一条在前围板㊁左侧板１㊁左侧板２㊁左侧板３㊁后围板及纵向对称面之间建立;另一条在前述左半部分结构各零件与横向对称面之间建立.前者保证了结构体的横向装配精度,后者保证了纵向装配精度.在定位焊接过程中,配合表面之间的微小间隙也会影响最终的装配精度,但由于其与零件公差㊁夹具定位误差变动范围相比较小,且影响因素复杂,因此在前期尺寸链分析中仅考虑零件尺寸误差与夹具定位误差的影响.尺寸链一:此尺寸链为平面尺寸链.L １㊁L ２㊁L ３㊁L ４㊁L ５㊁L ６㊁L ７㊁L ８为各组成环,L １㊁L ２㊁L ３㊁L ４为减环,L ５㊁L ６㊁L ７㊁L ８为增环.L １与L ２连接处L １２为封闭环.尺寸链示意图如图１所示.该尺寸链保证了Y 方向装配精度.尺寸链方程如下:L １２＝－L １－L ２－L ３s i n α－L ４s i n α＋L ５s i n β＋L ６s i n β＋L ７＋L ８(３)式中,组成环对封闭环的传递系数分别为１㊁１㊁s i n α㊁s i n α㊁s i n β㊁s i n β㊁１㊁１.用极值法或概率法可求得封闭环尺寸偏差.图１㊀尺寸链一尺寸链二:此尺寸链为平面尺寸链.L １０㊁L ３㊁L ４㊁L ５㊁L ６㊁X １１㊁X １２为各组成环,其中X １１和X １２分别是前后围板与夹具横向对称面之间的定位尺寸.L １０与L ３连接处L ０３为封闭环.尺寸链示意图如图２所示.该尺寸链保证了X 方向装配精度.尺寸链方程如下:L ０３＝－L １０－L ３－L ４＋L ５c o s θ＋L ６c o s θ＋X １１＋X １２(４)式中,L １０㊁L ３㊁L ４㊁X １１㊁X １２对封闭环的影响系数为L L 为图２㊀尺寸链二２㊀特种车辆大型结构件公差仿真分析２．１㊀软件环境达索公司３D C S 软件是借助C A T I A V ５的环境直接引入P T C 公司的C r e o ２．０软件建立的三维模型,将公差信息直接添加在零件的三维模型上或㊀新技术新工艺㊀２０２０年㊀第１期㊀２６㊀«新技术新工艺»设计与计算者通过直接读入C A T I A V ５中的公差信息来实现,从而建立起３D C S 的公差信息模型[６Ｇ７].３D C S 软件操作简单易行,装配仿真结果画面清晰简单明了,在工程实践中容易推广[８].因此,本文提出的优化方案能够解决工程实践中所面临的难题,具有一定的实践意义.２．２㊀大型结构件公差分析与优化流程针对特种车辆大型结构件的公差分析与优化过程,需要遵循一定的规则,大型结构件的公差分配流程如图３所示.根据公差分析与优化的流程,在最终装配误差大于指定的经济公差时,综合组成环公差对封闭环的灵敏度㊁公差调整的成本变动大小㊁调整的难易程度,进行公差优化设计.如果仍不符合要求,需要考虑调整尺寸或大型结构件的结构.图３㊀公差分析与优化流程２．３㊀尺寸公差分析与优化基于３D C S 软件对公差分析与优化,分２个阶段开展.第１阶段,对已知装配体进行公差分配时,先根据已有的工艺要求对装配体中各个零件预先给定的公差进行模拟装配,由３D C S 软件的仿真结果可以分析得出不同零件对整个装配过程中的公差灵敏度.第２阶段,利用３D C S 软件的模拟仿真结果,根据 中间计算法 [９],依据组成环公差灵敏度和公差调整难易程度,选择要调整的组成环公差,进行公差缩小,其他组成环公差保持不变;再次利用蒙特卡洛法仿真分析,得到优化后的分析结果,对比改进后与改进前的公差分配结果,分析得出最合理的公差分配方案.这样,既能够有效地利用公差分配传统方法中的经验,又能够对组成环公差影响大的因素进行调整,考虑到关键零件(对封闭环公差影响较大的零件)的公差要求的实际性,减小该关键零件的公差范围,提高了装配精度,对于非关键零件(对封闭环公差影响较小的零件)放宽公差范围,这样就能在不影响整体装配精度的情况下降低生产制造成本[１０].以某型特种车辆大型结构件为例,其仿真分析与优化过程具体如下.２．３．１㊀模型装配(创建M o v e )３D C S 中的装配约束关系通过创建M o v e 来实现.与c r e o 等三维建模软件利用几何特征进行定位的方式不同的是,３D C S 软件将装配约束关系分为不同的类别,在建立某个装配约束关系前,需要先确定该装配约束的类型,由于多个装配环节需要夹具辅助完成装配,装配约束定义复杂,因此采用F e a t u r e 类型的M o v e 完成装配约束建立,关键在于将装配工艺中的关键定位尺寸表达完整㊁清晰㊁合理.装配完得出,零件A 和零件B 的连接处在名义尺寸下,装配位置情况如图４所示.在名义尺寸下,零件A 和零件B 在前后方向的２个平面已经发生干涉,而在左右方向２个平面的间距过大,均不符合工艺要求(贴合间隙ɤ２m m ).因此,定义该两处间距为测量值,分析该两处测量值的大小,并进一步分析公差影响.图４㊀零件A 和零件B 装配位置情况２．３．２㊀公差录入(创建T o l e r a n c e)利用３D C S 软件对装配体进行公差分析,关键是构建空间三维尺寸链,依据概率统计法进行分析计算.由装配环节确定出封闭环位置,并反向追踪,确定全部影响装配精度的组成环公差.根据大型结构件零部件信息表㊁图样以及焊装夹具提供的定位信息,确定实际装配定位点,对参与装配的各个零部㊀设计计算㊀«新技术新工艺»设计与计算２７㊀件添加公差信息,包括基准件定位孔的尺寸公差和几何公差㊁搭接面以及工装夹具制造公差.此外,用于定位零件的工装夹具由于制造误差㊁使用磨损原因,也存在夹具误差,反映在装配工艺文件中,夹具和零件之间的定位尺寸有公差标注,该公差一定影响最终的装配精度,而且在３D C S 软件中不易直接表达,采用的方法是在替代夹具底座圆盘零件上建立固定基准面,在基准面上偏移某个定位尺寸,得到另一零件的某定位特征的名义装配位置.对该定位尺寸施加公差等效于夹具定位公差,使得被装配零件的位置在一个公差带内移动.２．３．３㊀定义测量环节(创建M e a s u r e m e n t)测量环节中必须包含最终的修配环节,若修配环节尺寸设计不合理,则可能导致修配工作量繁重或频繁加垫,严重影响大型结构件的装配一致性.若修配件的公差分配不合理,最终环节公差波动较大,同样会难以保证装配精度,最终形成的焊接表面间隙应当满足焊接工艺要求,间隙过大则需频繁加垫,过盈或过小间隙都是不允许的,如图５定义测量环节M e a s u r e １为零件A 和零件B 间隙过大,M e a s Ｇu r e ２为零件A 和零件B 干涉.图５㊀关键测量位置情况２．３．４㊀基于蒙特卡洛模拟法的公差分析蒙特卡洛(M o n t eC a r l o )法是一种模拟实验法,利用计算机结合概率与数理统计法进行随机模拟实验,求解实际工程问题的近似解[１１].蒙特卡洛模拟法进行公差分析方法,利用随机数发生器得到的随机值更具有统计学意义[１２].与极值法和概率法相比,利用蒙特卡洛法分析所得结果更加符合工程实际,由此得到的封闭环公差更趋近于实际的装配情况.２．４㊀初步分析结果M e a s u r e １处为间隙(分析结果见图６),且名义间隙较大,从图６可得间隙值为１５．６１m m ,远远大于贴合间隙的目标值２m m .对于M e a s u r e １的分布,可以看出,９９％的测量值在１５．６４~１７．１７m m范围内,即M e a s u r e １的公差范围是１．５３m m (＜２m m ),因此公差大小是符合要求的.图６㊀M e a s u r e １分析结果结论:在M e a s u r e １名义装配状态下,间距过大(为１５．６１m m ),远远大于贴合间隙的目标值２m m ;９９％的测量值在１５．６４~１７．１７m m 范围内,即M e a s u r e １的公差范围是１．５３m m (＜２m m ),因此公差分配合理.M e a s u r e ２处为干涉(分析结果见图７),且在名义装配状态下,从图７可得干涉值为６．５０m m ,不满足贴合间隙的目标值２m m .对于M e a s u r e ２的分布,可以看出,９９％的测量值在３．０３~７．１４m m范围内,即M e a s u r e ２的公差范围是４．１１m m (＞２m m ),因此公差值的分布不符合要求.图７㊀M e a s u r e ２分析结果结论:在M e a s u r e ２名义装配状态下干涉值为６ ５０m m ,不满足贴合间隙的目标值２m m ;９９％的测量值在３．０３~７．１４m m 范围内,即M e a s u r e ２的公差范围是４．１１m m (＞２m m ),因此公差分配不合理.２．５㊀公差优化改进经过分析可以看出,对于M e a s u r e １,其名义值的概率分布范围为１．５３m m (＜２m m ),符合要求;对于M e a s u r e ２,其名义值的概率分布范围为４．１１m m (＞２m m ),公差值的分布不符合要求,因此对其进行公差缩小范围.中间计算法也叫相依尺寸公差法,中间计算法是将一些比较难以加工和不宜改变其公差的组成环的公差预先肯定下来,只将少数或一个比较容易加㊀新技术新工艺㊀２０２０年㊀第１期㊀２８㊀«新技术新工艺»设计与计算工或生产上受限制较少的组成环作为试凑对象.这样,试凑工作大为简化,这个环称为 相依尺寸 .根据上述公差灵敏度分析值可以看出,对于M e a s u r e ２,零件０１５(即等效的辅具装配台)的定位尺寸公差１６００＋７－３影响最大,为９１．６６％.零件０１５的另一侧定位尺寸公差为１０３７＋１－１,可以粗略认为,辅具的定位公差可以进一步缩小,且由于其他公差的影响程度较低,调整其他公差带来的成本提升过高,因此建议改进零件０１５的定位尺寸公差１６００＋７－３,缩小公差范围,使得M e a s u r e ２名义值的概率分布范围＜２m m .经过调试,将１６００＋７－３缩小为１６００＋２－２,分析结果符合要求.对公差进行改进后,M e a s u r e １的分析结果如图８所示.从图８可以看出,对于M e a s u r e １的分布,９９％的测量值在１５．７０~１７．２１m m 范围内,即M e a s Ｇu r e １的公差范围是１．５１m m (＜２m m ),因此公差大小是符合要求的.图８㊀改进之后M e a s u r e １分析结果经过多次调整优化,改进之后M e a s u r e ２的分析结果如图９所示.从图９可以看出,对于M e a s Ｇu r e ２的分布,９９％的测量值在４．９０~６．８６m m 范围内,即M e a s u r e ２的公差范围是１．９６m m (＜２m m ),因此公差大小是符合要求的.图９㊀改进之后M e a s u r e ２分析结果３㊀结语通过开展基于３D C S 的尺寸公差技术研究,提出一种特种车辆大型结构件尺寸公差与优化方案,突破大型结构件虚拟装配公差调整分配技术,大幅度提高结构制造精度,消除总装过程中系统干涉问题,降低重复调整次数,通过尺寸公差优化分析,实现大型结构件装配无配切㊁无间隙,从而解决结构件公差合理分配问题,为今后解决类似问题提供分析思路.实践表明,通过分析零件的偏差来指导设计,可减少重复工作,提高设计合理性,尤其在结构方案设计初期更具有指导意义,同时在现役特种车辆生产中推广应用,提升行业制造技术水平.参考文献[１]彭和平,刘晓军．计算机辅助三维公差分析技术的研究进展[J ]．制造技术与机床,２０１２(９):４３Ｇ４７．[２]高磊．基于蒙特卡洛法的公差分析及优化设计方法研究[D ]．哈尔滨:哈尔滨理工大学,２０１５．[３]王晶,石宏,黄笑飞,等．基于蒙特卡罗模拟法的航空发动机装配公差分析[J ]．沈阳航空工业学院学报,２０１０,２７(４):８Ｇ１１．[４]柳存昭．对尺寸公差控制较为有利的设计方法[J ]．汽车科技,２０１５(２):２８Ｇ３２．[５]刘妍,张浩,段宏艳．基于尺寸工程的D 柱饰板与侧围饰板间隙分析[J ]．汽车工程师,２０１６(２):３２Ｇ３４．[６]徐西会．基于３D C S 的公差分析技术研究及应用[D ]．济南:山东大学,２０１２．[７]付红圣．基于３D C S 的白车身子基准的公差设计[J ]．汽车技术,２０１４(７):５９Ｇ６２．[８]张黎,魏小辉,印寅,等．基于３D C S 的大型客机主起落架收放机构公差分析[J ]．机械设计与制造,２０１２(７):７３Ｇ７５．[９]卢秉恒．机械制造技术基础[M ]．４版．北京:机械工业出版社,２０１８．[１０]刘杨,吕卓．基于３D C S 的车身前部偏差仿真分析[J ]．汽车工艺与材料,２０１５(８):６５Ｇ６８．[１１]王晶,石宏,黄笑飞,等．基于蒙特卡罗模拟法的航空发动机装配公差分析[J ]．沈阳航空工业学院学报,２０１０,２７(４):８Ｇ１１．[１２]王辉,黄美发,郑素娟,等．考虑公差原则的零件公差分析方法研究[J ]．机械设计与制造,２０１８(６):８６Ｇ８９．∗内蒙古自治区自然科学基金资助项目(２０１８Z D ０９)作者简介:高瑞(１９８８Ｇ),女,硕士,工程师,主要从事数字化仿真技术等方面的研究.收稿日期:２０１９Ｇ０７Ｇ０５责任编辑㊀郑练。
公差培训资料
公差培训资料公差培训资料（一）公差是工程图纸上标注的尺寸要求，它是指允许的尺寸上下限与实际尺寸之间的差值范围。
公差的存在可以保证零件在正常使用时能够满足设计要求，提高零件的可靠性和互换性。
因此，公差对于机械制造和质量控制来说至关重要。
一、公差的作用和意义1. 提高互换性公差的存在使得同一类型的零件在装配时可以互相替换，提高了生产效率和产品质量。
2. 保证功能要求公差的设定使得零件之间的配合间隙能够满足功能要求，确保产品能够正常工作。
3. 控制制造成本通过合理设定公差，可以减少工艺和生产成本。
例如，对于精度要求较高的零部件，公差可以适当收紧，从而降低生产成本。
4. 促进技术进步公差的合理设定能够推动制造技术的发展和进步，提高产品的质量和性能。
二、公差的标注和表示方法公差的标注通常使用特定的符号和标记。
在工程图纸上，公差一般标注在尺寸的上限和下限之间，用于表示允许的尺寸范围。
常用的公差表示方法有以下几种：1. 基础尺寸加/减公差法这是一种最常见和简便的公差表示方法，其标注形式为“基础尺寸+公差”。
例如，直径为50mm的孔，其公差为±0.05mm，则标注为“φ50+0.05”。
2. 上下公差法这种方法表示尺寸的上下限公差。
例如，直径为50mm的孔，其公差为±0.05mm，则标注为“φ50±0.05”。
3. 单一公差法这种方法表示尺寸的上限或下限公差，适用于特定的工艺和装配要求。
例如，直径为50mm的孔，其公差为+0.05/-0，标注为“φ50+0.05/-0”。
4. 最大最小公差法这种方法表示尺寸的最大公差和最小公差。
例如，直径为50mm 的孔，其最大公差为+0.05，最小公差为-0.02，标注为“φ50+0.05/-0.02”。
通过合理选择和使用公差标注方法，可以清晰准确地表示零件的尺寸要求，方便生产和质量控制。
三、公差的计算和控制公差的计算通常需要根据设计要求和工艺要求进行确定。
3DCS公差分析应用介绍-HSY
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3DCS 公差分析应用指南
底盘悬架案例
+
±0.5度
-注意弄清楚装配基准和检测基准
-最好是GD&T图纸（检测基准和尺寸要素形位公差要求）3、对于图纸不全的或者不明确的，需要明确基础公差或通行公差
PART 文件PART 文件
更新结构数和模型
编辑DCS 点创建DCS 点创建装配MOVE
定义公差3D GD&T 相关定义测量高级功能
DCS点的坐标参数
DCS点的方向矢量参
数
MOVE 的类型
MOVE 的类型有6面、台阶面、3-2-1、Autobend(user-Dll)、两点和三
点）
MOVE 的介绍
两点MOVE:
三点MOVE:
MOVE 的介绍
6面MOVE:
台阶面MOVE: 3-2-1
MOVE 的介绍
Autobend(自动弯曲）:
定义每个定位点的
控制方向
定义需要装配的零
件或总成
最常用的是线性：适用于轮廓度
圆形：使用于位置度、垂直度定义方向
定义类型定义公差带和中值
几何因子排序
尺寸链链环数量:取决于产品结构设计、工艺流程、工
艺方案、定位基准等
END
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3DCS公差分析应用介绍-HSY
调整数模结构
2、明确装配工艺流程
建立DCS点
+ + +
建立MOVE
定义公差 3、明确分析项目和目标公差 分析前轮外倾角和后倾角，目标公差为±0.5度 分析和编制报告
定义测量
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3DCS公差分析流程 3DCS Tolerance Analysis Workflow
数据准备
GD&T准备
调整数模结构
1、按照装配工艺流程调整数模结构数 2、如果有必要，建立虚拟零部件（如虚 拟夹具、虚拟工装、虚拟零部件）
建立DCS点
建立MOVE
定义公差
定义测量
分析和编制报告
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数据准备
GD&T准备
调整数模结构
建立DCS点
1、常用的MOVE有6面、台阶面、3-2-1、 AUTOBEND、2点和3点 2、MOVE是对零部件实现虚拟装配的过程 ，MOVE类型的选择必须基于真实的装 配定位
建立MOVE
定义公差
定义测量
基于3DCS的白车身子基准的公差设计
基于3DCS的白车身子基准的公差设计在汽车制造中，白车身子是一个非常关键的部件。
其中，基准及其公差的设计对于整个生产过程和产品品质至关重要。
特别是在三维坐标测量系统（3DCS）的使用下，白车身子基准的公差设计变得更加精准和可控。
下面我们将从3DCS的角度来探讨白车身子基准的公差设计。
首先，在进行基准与公差设计之前，需要了解车辆制造中所涉及到的材料和加工过程。
这包括各个部位的材质、加工工艺、焊接方式、接缝位置等信息。
而这些都会影响到白车身子的尺寸和形态精度，从而影响到整个汽车的性能和品质。
因此，在设计公差时需要充分考虑这些因素。
其次，在3DCS的应用下，设计公差需要遵循以下原则：1. 公差原则。
采用以下几种原则：- 安装公差原则。
根据实际情况，安装拼接件的凸部和凹部应当相互适配，使得安装时方便、准确，同时避免因公差堆叠而造成的安装困难。
- 可制造性原则。
保证合理的公差分配，使得每个零部件的生产过程可以进行，不会因为公差过小而造成生产零件的问题。
- 最小化公差原则。
尽可能地减小公差，使得车身的各个零部件之间的配合精度更高。
- 质量控制原则。
确保公差设定与实际制造过程相符，避免制造过程中的误差。
2. 公差分配。
通过3DCS软件的模拟，在结果可信的范围内，将公差分配到不同零部件上，尽可能降低总体公差值。
同时需要考虑到车身的各个部分的功能，和公差对功能带来的影响。
3. 公差分析。
使用3DCS软件，针对各个零部件的尺寸及位置测量数据进行分析和模拟，确定公差的分配和调整，分析结果是对公差分配的校验和指导。
总之，在白车身子基准的公差设计中，3DCS能够提供精准的测量和模拟分析工具，根据实际情况进行公差设计，并且通过模拟并校验公差设置的准确性，有效地提高了制造质量和效率。
除此之外，3DCS还可以通过对数据的收集、分析和处理来获取更多的信息，例如设计的改良、增加制造过程的控制、验证设计等。
同时，它可以让生产商在成本控制和品质保证之间求得平衡，并可以识别和纠正生产流程中任何不规则或缺陷。
公差计算基础及三维公差分析培训
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三、公差计算基础 关于分散性加法
• 分散性加法的基本规则
– 各变量独立。
Z
X
Y
→各尺寸不影响其他其他尺寸
→
– 各变量总和以线性公式表示。
一分为二
X+Y=Z ⇒ X,Y互相影响
→所求尺寸与线性公式表示
C＝A＋B
– 各变量总和的分散值等于各变量分散的总和。
三维公差分析是解决以上问题的方法之一，越来越多的技术者在学习此法的同时 也在学习国外标准设计法的几何公差设计法。
培训目标： 再次认识公差分析的基础知识 理解手工计算中公差的累积、简易公差分析工具（TAE）、三维公差分析工具 （CETOL6σ）的顺序与特征 应对复杂结构的方法 三维公差分析的重要性与优势
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一、公差分析概要
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一、公差分析概要
近年来，在设计中为了提高效率和设计质量，引入了CAD和 CAE等工具。为了满足各种要求，设计出更理想的产品，需要在 有限的时间内进行各种研究。
功能多样化
多机能化
降低成本
价格下调
小型化
机能 性能 外观
装配简易
提高品质
技术革新
供给多样化
要求
缩短时间
公差计算基础及三维公差 分析培训
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前言
近年来，随着制造业相关环境的変化，在设计和制造的过程中产生了各种问题。 三维CAD和CAE等增加了设计工程师的业务负担，没有实践研究公差 由于设计业务的进一步细化，很难把握产品整体情况 由于设计要优先考虑机能，加工和装配的难度增高 设计者与生产者之间无法共享产品重要的检查要素
– 同统计计算一样，参与计算的尺寸值方向（矢量）要一致。
基于3DCS的发动机前端轮系装配偏差仿真分析
基于3DCS的发动机前端轮系装配偏差仿真分析发动机前端轮系是关键的汽车组成部分之一，对整车的性能和安全性具有重要影响。
然而，在制造过程中，由于工艺、工艺、设备和其他因素的影响，轮系和发动机之间的安装精度会出现一定偏差，影响汽车的运行质量和使用寿命。
因此，通过3DCS（三维变差分析软件）的发动机前端轮系装配偏差仿真分析可以更好地了解装配过程中的偏差问题，并提出优化措施。
3DCS是一款用于进行产品装配偏差分析的软件，可以在3D CAD数据中实现全局部件装配的仿真、分析和优化，从而定位偏差源，预测偏差传递路径和大小，优化装配方案，为制造流程提供技术支持。
对于发动机前端轮系的装配偏差研究，基于3DCS进行仿真分析，可以考虑以下几个关键因素。
首先，我们需要考虑轮系的设计尺寸和公差要求。
这是分析车辆前端轮系装配偏差的关键因素之一，也是制造过程中决定装配偏差程度的重要因素。
在使用3DCS软件进行装配偏差分析时，必须将这些尺寸和公差数据输入仿真模型中，以便在模拟装配过程中准确模拟尺寸偏差的传递。
其次，考虑最初的装配状态。
在进行3DCS仿真分析时，需要输入发动机前端轮系的初始安装状态以及基本信息，例如固体件的形状、装配顺序和安装方式等。
通过这些输入信息，3DCS可以生成仿真模型，在这个基础上对装配的过程和偏差进行分析和预测。
然后，需要考虑装配过程和偏差源情况。
在发动机前端轮系装配过程中，存在着各种因素造成的偏差，例如由定位工具使用不当引起的量具损坏，模具制造和加工误差，拧紧力不均匀引起的螺栓间隙等。
通过将各个偏差源输入到3DCS仿真模型中，可以确定其贡献到装配偏差中的大小和传递路径，有效地分析和优化装配过程。
最后，通过分析装配偏差，确定装配误差冗余量。
基于3DCS仿真分析结果，可以计算出发动机前端轮系的三个方向上的偏差分布，以及总偏差和装配偏差的来源比例等，可以帮助我们找出冗余量，通过调整精度以减少到位防错或重复操作，以降低制造成本和提高汽车的质量和可靠性。
3DCS公差分析操作步骤
定义工装定位块和定位销的Tolerance Creating Fixture Pad/Pin Tolerance 定义焊装过程的Move Creating Weld Move 定义焊点位置零件的Tolerance Creating Part Tolerance at Weld Point Position 定义Measurement Creating Measurement 分析 Analysis 编制报告 Reporting
1. 数据准备 Data Preparation
Step1：根据MLP表，装配流程表等规划 公差分析的Move。
Tips for define Moves The Primary plane is largest plane to create point1, 2, 3 The Secondary plane is second largest plane to create point 4, 5 The Tertiary plane is smallest plane to create point6
定义焊装过程的Move Creating Weld Move 定义焊点位置零件的Tolerance Creating Part Tolerance at Weld Point Position 定义Measurement Creating Measurement 分析 Analysis 编制报告 Reporting
数据准备 Data Preparation 定义零件到工装的Move Creating Part-to-Fixture Move
定义工装定位块和定位销的Tolerance Creating Fixture Pad/Pin Tolerance 定义焊装过程的Move Creating Weld Move 定义焊点位置零件的Tolerance Creating Part Tolerance at Weld Point Positieasurement 分析 Analysis 编制报告 Reporting Update Model Update Model Nominal Build Nominal Build 分析 Analysis
3DCS软件操作书
欢迎使用3DCS Analyst CAA V53DCS软件使用说明书基于CATIA V5的图形公差分析3DCS Analyst, CAA V5 Based 软件由Dimensional Control Systems, Inc.(Dassault Systems公司合作伙伴) 出品。
©1994-2012 Dimensional Control Systems, Inc.版权所有©中文版有ETA编译（2.0版）如有任何建议请联系技术支持目录目录 (2)第一课：3DCS模型概述 (5)1.1启动3DCS Analyst, CAA V5 (9)1.2网格显示菜单(Display Mesh) (10)1.3参数(Preferences) (13)1.4图形分析菜单(Graphical Analysis Menu) (18)1.5统计分析菜单（Statistical Analysis Menu） (20)1.6模型创建菜单（Model Creation Menu ） (25)1.7特征创建浏览（Feature Creation Review） (30)第二课：开始建立新的模型 (34)2.1插入零件 (35)2.2更改零件参数 (36)第三课：测量 (43)3.1 创建上部间隙测量 (43)3.2 创建下部间隙测量值 (51)3.3创建特征之间的间距测量 (52)3.4平移Headlamp和Turnlamp使之与Bracket分离。
(55)第四课创建装配 (58)4.1 特征创建（Feature Creation） (60)4.2创建Slot（槽）功能（Slot Function） (65)4.3创建Turnlamp装配 (67)4.4创建Headlamp装配 (73)第五课：创建公差 (80)5.1 为零件Bracket添加公差 (81)5.2 为Headlamp和Turnlamp添加公差 (85)第六课：模型分析 (89)6.1运行分析 (90)6.2运行GeoFactor (92)第七课：创建夹具 (95)7.1更新模型。
3dcs公差分析应用介绍 hsy
3DCS公差分析应用介绍什么是3DCS公差分析？3DCS（Dimensional Control Systems）是一种用于模拟和评估产品装配过程中的公差累积和影响的软件工具。
通过3DCS公差分析，可以发现并解决产品装配中可能出现的问题，确保产品的质量和性能。
公差是指由于制造过程中的不精确性而导致的产品尺寸、形状和位置的变化。
在许多行业，如汽车、航空航天和电子设备制造等，产品的尺寸和形状非常重要，公差问题可能导致产品的不合适装配、性能下降甚至不能正常工作。
3DCS公差分析可模拟产品装配过程中的公差累积情况，并预测产品装配后的质量和性能。
这使得制造商能够及早发现并解决潜在的公差问题，使产品达到设计要求。
3DCS公差分析的应用1.公差累积分析：通过对每个零部件的公差进行分析，可以确定整个产品装配过程中的公差累积情况。
这有助于评估产品的装配要求和可能的公差敏感区域。
2.公差优化：通过对不同公差方案的模拟和比较，可以找到最佳的公差方案，以减小公差累积和改善装配质量。
3.工艺改进：公差分析可以帮助制造商了解哪些工艺参数对装配过程的公差累积有重要影响。
这有助于改进生产工艺，减小公差，提高产品的质量和性能。
4.设计验证：在产品设计阶段，通过3DCS公差分析，可以预测产品装配后的质量和性能。
这有助于验证设计的可行性以及改进设计以满足装配要求。
5.故障解决：当产品在装配过程中出现问题时，通过从装配数据和公差分析结果中提取关键信息，可以帮助解决装配问题，找到解决方案。
3DCS公差分析的优势1.全面性：3DCS公差分析可以对产品的每个零部件和装配过程进行细致的模拟和分析，包括各种公差特性如平面度、直线度、圆度、位置偏移等。
2.可视化：通过3DCS公差分析，可以生成3D模型，直观地展示公差累积情况和装配结果。
这有助于更好地理解产品装配过程中的公差问题和潜在风险。
3.高度准确性：3DCS公差分析基于先进的数学模型和统计方法，能够高度准确地预测产品的装配质量和性能。
公差分析与3DCS介绍
• Measures – 定义用户的目标，可以采用固有的测量类型，
用户也可以自定义测量类型
3DCS产品输出-分析类型
•Tolerance Simulation – 公差分析可以计算所关心的区域的统计结果以及超过
规格的比例
•Sensitivity – 敏感度分析是分析与测量相关的每个公差，识别公差对每个测量
0.13%
99.73%
100
0.13%
+0.2 -0.2
Simulation 1
Simulation 2
Simulation 3
Simulation 4
100.05
99.93
100.01
99.79
重复模拟：大批量零件制造
Simulation = 12310000
大批量制造模拟
关键公差特性（CTQ）的计算
SUSPENSION 悬挂系统 Functionality
BODY STRUCTURE (BiW) 车身 Fit / Function
EXTERIOR 外饰 Gap & Flush – Fit and Finish
问题在哪？
零件无法装配
产品没有达到预期目标
产品不能正常使用
尺寸工程过程
建立目标
GD & T 要求
虚拟装配过程，并测量装配后尺寸
CTQ char
测量结果统计，曲线拟合
Average
变化结果
-3
+3
219.85
Nominal =220
Total range = 0.36
220.21
分析结果
Block 3 Block 2 Block 1
3DCS三维偏差分析软件分析汽车柔性零件的应用
3DCS三维偏差分析软件分析汽车柔性零件的应用【摘要】本文主要介绍了3DCS三维偏差分析软件在分析汽车柔性零件中的应用。
首先介绍了汽车柔性零件的特点，然后详细解释了3DCS三维偏差分析软件的原理。
接着通过案例分析展示了该软件在汽车柔性零件分析中的应用效果。
最后分析了该软件的优势和局限性，总结指出在未来汽车制造领域将有更广泛的应用前景。
通过本文的内容可以了解到3DCS三维偏差分析软件在汽车柔性零件分析中的重要性以及其前景。
【关键词】汽车柔性零件、3DCS三维偏差分析软件、应用、案例分析、优势、局限性、总结、展望未来。
1. 引言1.1 背景介绍汽车制造领域一直在追求更高的精度和质量，而汽车柔性零件由于其柔性和复杂性，对于产品的装配精度和质量具有重要影响。
传统的二维偏差分析方法已经不能满足对汽车柔性零件的精准分析需求，因此引入了基于三维模型的偏差分析软件。
3DCS三维偏差分析软件是一种基于CAD模型的专业分析软件，通过精确的几何模型和高级的分析算法，可以准确地模拟汽车柔性零件的装配过程，帮助汽车制造商预测和分析零件装配时可能出现的偏差和误差。
对于保证产品装配质量和工艺的稳定性具有重要意义。
本文将结合汽车柔性零件的特点和3DCS三维偏差分析软件的原理，探讨该软件在分析汽车柔性零件中的应用，并通过案例分析验证其有效性。
分析其优势和局限性，总结分析目前的研究成果，并展望未来在汽车制造领域的发展前景。
1.2 研究意义汽车行业的发展日新月异，市场竞争日益激烈，对汽车柔性零件的质量和性能要求也越来越高。
柔性零件是指那些在使用过程中可能受到力学变形或损伤的零部件，比如密封件、软管、橡胶制品等。
这些柔性零件在汽车整车设计中起着非常重要的作用，直接影响到汽车的安全性、舒适性和可靠性。
在汽车制造领域，如何准确地分析柔性零件在装配过程中可能出现的偏差，以提前发现和解决问题，一直是汽车制造厂商和设计师们所面临的挑战之一。
而3DCS三维偏差分析软件则是一种通过数字化建模和仿真技术来帮助用户快速准确地评估和优化柔性零件在装配过程中可能出现的偏差的工具。
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3DCS公差分析培训资料2008年11月28日报告题名前排座椅安装孔区域公差计算分析报告车型/机种报告版本适应标准报告分类分析类型01 3维仿真分析验证分析软件版本3DCS总页数模型文件相关零件XXX前一版本号协作单位/人员报告完成人员报告完成日期DCS公差分析假设条件1、零件公差的设定应遵循如下的流程：1.1 装配顺序(流程)严格服从于产品及工艺设计；1.2 定位系统严格服从于定位设计及工装设计；1.3 各种公差设定严格服从于现有制造水平2、除非特别指出，零件的公差均服从正态分布；3、所有的零部件均被认为是刚体，不存在变形(特殊零件除外)；4、除非特别指出，中立的影响不考虑在内；5、单件在总成装配中的磨损不考虑在内；6、装配夹具和检具的变形不考虑在内；7、夹具和检具的热变形记热膨胀不考虑在内；8、CAD模型的尺寸是名义尺寸。
9、仿真计算的次数（样本数）为5000（虚拟制造的台数）。
分析项目：¾按照产品数模、工艺设计(焊接工艺流程)等输入，根据现有制造能力，分析计算前排座椅A、B、C、D四个安装孔位置度公差、安装面轮廓度公差及各个安装孔间的距离公差。
¾公差设定：车身冲压件基准孔尺寸公差：R0-10mm: 0 to +0.1mmR10-20mm: 0 to +0.15mmR20-40mm: 0 to +0.2mm基准孔位置度公差：-0.1 to +0.1mm重要孔位置度公差: -0.5 to +0.5mm(看起来有点大,暂设定)重要面轮廓度公差: -0.7 to +0.7mm焊接夹具定位销尺寸公差：-0.1 to -0.15mm定位销位置度公差：-0.1 to +0.1mm定位块轮廓度公差：-0.2 to +0.2mm焊接工艺流程(装配关系及装配顺序):制定初步公差目标:前地板焊接总成定位基准：定位面：A1,A2,A3主定位孔：B次定位孔：C目标公差(相对于前地板焊接总成定位基准):前排座椅安装孔A/B位置度公差是φ1.5(±0.75),对应安装面轮廓公差是2(±1);前排座椅安装孔C/D位置度公差是φ1.5(±0.75),对应安装面轮廓公差是2(±1);前排座椅安装孔A与D的距离公差是±1.0(未在左边GD&T图中表示出);前排座椅安装孔B与C的距离公差是±1.0(未在左边GD&T图中表示出);前排座椅安装孔C与D的距离公差是±1.0(未在左边GD&T图中表示出).B11-5101583定位方案(GD&T图纸):夹具定位夹持点布置(MCP)B11-5101583GD&T(几何尺寸公差图),A1,A2,A3,E1,B是实际的定位面和定位孔B11-5101585定位方案(GD&T图纸):夹具定位夹持点布置(MCP)B11-5101585GD&T(几何尺寸公差图),A1,A2,A3,E1,B是实际的定位面和定位孔B11-5101581定位方案(GD&T图纸):夹具定位夹持点布置(MCP)B11-5101581GD&T(几何尺寸公差图),A1,A2,A3,B,C是实际的定位面和定位孔。
B11-5101580(焊接总成)定位方案(GD&T图纸):夹具定位夹持点布置(MCP)B11-5101580GD&T(几何尺寸公差图),A1,A2,A3,B,C是实际的定位面和定位孔,不包含公差信息,公差需经过仿真计算出.B11-5101591定位方案(GD&T图纸):夹具定位夹持点布置(MCP)B11-5101591GD&T(几何尺寸公差图),A1,A2,A3,B,C是实际的定位面和定位孔B11-5101381定位方案(GD&T图纸):夹具定位夹持点布置(MCP)B11-5101381GD&T(几何尺寸公差图),A1,A2,A3,B,C是实际的定位面和定位孔B11-5101370(焊接总成)定位方案(GD&T图纸):夹具定位夹持点布置(MCP)B11-5101370GD&T(几何尺寸公差图),A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,B,C是实际的定位面和定位孔,不包含公差信息,公差需经过仿真计算出.B11-5101366(焊接总成)定位方案(GD&T图纸):夹具定位夹持点布置(MCP)B11-5101366GD&T(几何尺寸公差图),A1,A2,A3B,C是实际的定位面和定位孔。
建模步骤：¾制定各个零件GD&T(见前面,各个零件的定位方案,设计公差);¾将各个零件(总成)转换成.allcatpart文件；¾创建虚拟夹具;¾创建特征点以及DCS点（定位点、检测点、控制点等）；¾创建MOVE(定位系统，可以理解为装配约束，须严格依据于装配工艺设计）；¾定义公差(各个特征包含有定位点、控制点等的公差）；¾定位尺寸(即定义检测点、控制点尺寸及公差目标）；¾虚拟制造；¾虚拟制造统计分析、评价，找出缺陷部位(SPC)；¾制订优化措施并进行验证。
B11_5101550FIX焊接夹具用于虚拟装配B11_5101366和B11_5101370焊接总成;B11_5101370FIX焊接夹具用于虚拟装配B11_5101381、B11_5101591和B11_5101580焊接总成; B11_5101580FIX焊接夹具用于虚拟装配B11_5101581、B11_5101583和B11_5101585三个零件。
将各相关零件的定位点(定位孔\定位面),控制点(检测点)及焊点等转换成模型分析所需要的DCS 特征点Click to edit Master title style 长安汽车（集团）有限责任公司3DCS 分析模型定义零件到虚拟夹具的MOVE 将各个零件通过工艺设计的定位夹持点信息（MCP）以MOVE形式在虚拟焊接夹具上进行装配后仿真分析。
将A零件焊接在B零件上，可以理解为通过焊点将A零件定位到B零件上。
定义焊点MOVE的目的是对焊接变形进行仿真。
公差类型分为：夹具定位销、定位块、焊点变形、安装孔、安装面等。
其中夹具定位销位置公差±0.1，定位块轮廓公差±0.2，安装孔位置公差±0.5，安装面轮廓公差±0.7，焊接变形公差±0.7。
Click to edit Master title style长安汽车（集团）有限责任公司3DCS分析模型定义测量点及功能尺寸公差定义座椅安装孔位置公差定义座椅安装面轮廓公差定义座椅安装孔距离公差目标公差模拟装配动画虚拟制造5000台数据分析:座椅安装孔A、B、C、D四孔位置目标公差是±0.75（X方向)。
经过仿真得出(理论公差）：A孔位置公差6σ=1.41(±0.7),ppk=1.06B孔位置公差6σ=1.38(±0.7),ppk=1.08C孔位置公差6σ=3.14(±1.6),ppk=0.46D孔位置公差6σ=3.19(±1.6),ppk=0.47结果判定：座椅安装孔A，B理论公差符合设计要求；座椅安装孔C，D理论公差不符合设计要求，须改进。
定义座椅安装孔A、B、C、D的位置公差（X方向）：定义座椅安装孔A、B、C、D的位置公差（Y方向）：数据分析:座椅安装孔A、B、C、D四孔位置目标公差是±0.75（Y方向)。
经过仿真得出(理论公差）：A孔位置公差6σ=1.43(±0.7),ppk=1.05B孔位置公差6σ=1.44(±0.7),ppk=1.04C孔位置公差6σ=2.33(±1.2),ppk=0.64D孔位置公差6σ=2.54(±1.3),ppk=0.58结果判定：座椅安装孔A，B理论公差符合设计要求；座椅安装孔C，D理论公差不符合设计要求，须改进。
定义座椅安装孔A、B、C、D四处安装面的轮廓公差（Z方向）：数据分析:座椅安装孔A、B、C、D四处安装面轮廓目标公差是±1.0（Z方向)。
经过仿真得出(理论公差）：A孔安装面轮廓公差6σ=1.96(±1.0),ppk=1.02B孔安装面轮廓公差6σ=2.19(±1.1),ppk=0.93C孔安装面轮廓公差6σ=3.89(±1.8),ppk=0.50D孔安装面轮廓公差6σ=3.10(±1.6),ppk=0.64结果判定：座椅安装孔A，B安装面理论轮廓公差符合设计要求；座椅安装孔C，D安装面理论轮廓公差不符合设计要求，须改进。
定义座椅安装孔A-D、B-C、C-D的距离公差（真实距离）：数据分析:座椅安装孔A-D、B-C、C-D真实距离目标公差是±1.0。
经过仿真得出(理论公差）：A-D安装孔距离公差6σ=3.36(±1.7),ppk=0.59B-C安装孔距离公差6σ=3.33(±1.7),ppk=0.59C-D安装孔距离公差6σ=3.42(±2.8),ppk=0.58结果判定：座椅安装孔A-D、B-C、C-D真实距离公差都不符合设计要求。
改进(优化)思路（在制造能力允许条件下，遵循成本最低，设计变更最少等原则）对各个缺陷部位：¾从调整相关输入公差入手(如将安装孔的位置公差从±0.5降低到±0.3);¾考虑调整焊接工艺流程;¾考虑调整定位方案;¾考虑优化产品结构设计…座椅安装孔C位置公差缺陷敏感度分析（X方向）：公差敏感度分析:其中座椅安装孔C自身位置度(±0.5)及580_W2焊点焊接变形公差（±0.7）对座椅安装孔C X方向位置公差贡献度最大，累计为51%。
其中焊接变形公差有一定改善空间,C孔自身位置度公差有一定改善空间(提高到±0.3)同时将试图从其他方式进行改进。
座椅安装孔D位置公差缺陷敏感度分析（X方向）：公差敏感度分析:左图中画框三处公差源贡献度最大，累计为76%。
根据冲压能力、焊接工艺情况（焊接夹具制造精度及焊接变形等），581_A1、581_A3两处焊接边轮廓公差无降低空间，后续尝试将安装孔D的位置公差提高到±0.3。
同时将试图从其他方式进行改进。
座椅安装孔C位置公差缺陷敏感度分析（Y方向）：公差敏感度分析:其中座椅安装孔C自身位置公差及580_W2、550_W3两处焊接变形公差（±0.7）对座椅安装孔C Y方向位置公差贡献度最大，为59%。