PROE中公差分析参考指南

Parametric Technology Corporation

Pro/ENGINEER® Wildfire® 4.0

Tolerance Analysis Extension

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参考指南

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美国政府有限权利说明

依据FAR 12.212(a)-(b) (1995年10月) 或 DFARS 227.7202-1(a) 和227.7202-3(a)(1995年6月)，本文档以及其中所述的软件属于商用计算机文档和软件，只在有限商业许可下提供给政府。对于上述条款规定日期之前政府获得的文档资料和软件，其使用、复制或公开受 DFARS 252.227-7013(1988 年 10 月)中“技术资料和计算机软件条款权利”(Rights in Technical Data and Computer Software Clause) 下的 (c)(1)(ii) 子条款或 FAR 52.227-19(c)(1)-(2)(1987 年 6 月) 中“商用计算机软件限制权

利”(Commercial Computer Software-Restricted Rights) 所适用限制条件的约束。 01012008

Parametric Technology Corporation, 140 Kendrick Street, Needham, MA 02494 USA

简介

由 CETOL Technology 提供支持的 Pro/ENGINEER Tolerance Analysis Extension 是与 Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 集成在一起的一款公差分析应用程序。利用 Tolerance Analysis Extension，您可以快速地执行与 Pro/ENGINEER 零件尺寸相关的 1-D 公差累积分析。

背景

公差分析方法

执行公差分析时，Tolerance Analysis Extension 提供两种有本质区别的分析工具来预测装配测量偏差：最坏情况分析与统计分析。

最坏情况公差分析

最坏情况公差分析是传统的公差累积计算类型 (图 1)。各个尺寸均被设置为其公差极限，以使累积测量结果尽可能最大或最小。

最坏情况模型考虑的不是各个尺寸的统计分布图，而是考虑这些尺寸不超过其各自的指定公差极限。从数学角度来说，模型假设所有公差尺寸都将等于它们的其中一个极限值，并进而产生极限累积情况。换言之，此模型可预测最大预期测量偏差。

图 1：最坏情况累积偏差

设计最坏情况公差要求可保证所有零件在装配和运转时均正常无误，而与实际的元件尺寸偏差和累积组合无关。最坏情况模型的主要缺点是它通常要求各个元件的公差配合非常紧密。这容易造成制造和检测过程费用昂贵和/或报废率居高不下。

最坏情况公差分析通常用于重要的机械接口及备件更换接口。如果最坏情况公差分析不是合同规定的方法，则正确应用统计公差分析可以既保证装配结果可以接受，同时又可以增加元件公差、降低生产成本。

统计偏差分析

统计偏差分析模型充分利用了统计学的原理，可以在兼顾质量的情况下放宽元件公差限制。每个元件的偏差均被建模为统计分布图 (图 2)，这些分布加总后可预测装配测量的分布情况。因此，统计偏差分析可预测分布情况，它可以描述装配测量偏差，但不能描述该偏差的极限值。利用此分析模型，设计人员可以设计出任何质量级别 (不只是 100%) 的产品，从而提高设计弹性。

图 2：统计累积偏差

统计分布

由 CETOL Technology 提供支持的 Pro/ENGINEER Tolerance Analysis Extension 可根据尺度矩量来表示所有分布。所使用的矩量包括平均数、标准差、偏态和峰态。尺度矩量通过统计分布的中心矩量 (平均数的矩量) 计算得出。如需有关中心矩量和尺度矩量的其它信息，请参阅附录。

平均数

分布平均数代表母体的平均值 (或预期值)。

μ = 分布平均数

标准差

标准差 (σ) 是指分布图的分散程度。它是第二阶中心矩量 (变异数) 的平方根：

()21

2μσ=

其中： μ2 = 第二阶中心矩量，变异数