车身尺寸分析方法

1,车身尺寸工程技术,上海治信汽车科技有限公司上海交通大学汽车工程研究院车身技术中心,2008.4,2,尺寸公差概述GD&T在车身开发中的应用尺寸链介绍车身公差分析方法公差分析软件AVA介绍,目录,3,一、尺寸公差概述,1.术语、符号和标注2.基准3.公差4.公差原则,4,按存在的状态分：实际要素、理想要素按结构的形式分：轮廓要素、中心（导出）要素按所处的地位分：被测要素、基准要素按结构性能分：单一要素、关联要素,1.术语、符号和标注-要素,任何机械零件都是由点、线、面组合而成的，这些构成零件几何特征的点、线、面称为几何要素。,要素按不同的特征进行分类：,5,要素按存在的状态分：,实际要素是按规定方法,由在实际要素上测量有限个点得到的实际要素的近似替代要素（测得实际要素）来体现的。,理想要素IdealFeature理论正确的要素(无误差)。,在技术制图中我们画出的要素为理想要素。理想轮廓要素用实线(可见)或虚线(不可见)表示；理想中心要素用点划线表示。,每个实际要素由于测量方法不同，可以有若干个替代要素。,测量误差越小，测得实际要素越接近实际要素。,实际要素RealFeature零件加工后实际存在的要素(存在误差)。,1.术语、符号和标注-要素,6,要素按结构特征分：,中心(导出)要素DerivedFeature由一个或几个轮廓(组成)要素得到的中心点(圆心或球心)、中心线(轴线)或中心面。,轮廓(实有)要素IntegralFeature表面上的点、线或面。,1.术语、符号和标注-要素,7,要素按所处的地位分：,被测要素在图样上一般通过带箭头的指引线与形位公差框格相连；基准要素在图样上用基准符号表示。,被测要素Featuresofapart图样上给出了形位公差要求的要素，为测量的对象。基准要素DatumFeature零件上用来建立基准并实际起基准作用的实际要素（如一条边、一个表面或一个孔）。,1.术语、符号和标注-要素,8,单一要素IndividualFeature具有形状公差要求的要素。,功能关系是指要素间某种确定的方向和位置关系，如垂直、平行、同轴、对称等。也即具有位置公差要求的要素。,关联要素RelatedFeature与其它要素具有功能关系的要素。,要素按结构性能分：,1.术语、符号和标注-要素,9,1.术语、符号和标注-符号,10,修正符号ModifierSymbols,M,L,U,P,F,1.术语、符号和标注-符号,11,其它符号OtherSymbols,理论精确值，公差随其它相关尺寸公差变化,没有公差，该值仅供参考,1.术语、符号和标注-符号,12,公差框格FeatureControlFrame,无基准要求的形状公差，公差框格仅有前两项；有基准要求的位置公差，公差框格包含三项，为三格至五格。,形位公差框格在图样上一般为水平放置，必要时也可垂直放置（逆时针转）。,多数公司的图纸上，通常的公差框格为,1.术语、符号和标注-标注,13,小结与练习,0.5,M,P,20,A,B,M,C,形位特征符号（位置度）,直径符号,形位公差值,基准特征符号,实体状态符号（最大实体）,延伸公差带符号,延伸公差带值,第一基准,第二基准,用于基准的实体状态符号（最大实体）,1.术语、符号和标注-标注,14,2.基准Datum,1）基准要素2）基准体系3）基准目标4）基准顺序5）自由状态,15,基准Datum与被测要素有关且用来定义其几何位置关系的一个几何理想要素(如轴线、直线、平面等)，可由零件上的一个或多个要素构成。基准要素DatumFeature在加工和检测过程中用来建立基准，且具有足够精度的实际表面。,基准要素的符号为了致引起误解，E、I、J、M、O、P、L、R、F不用,在建立基准的过程中会排除基准要素本身的形状误差,1）基准要素,16,实际上，是对6个自由度的约束。三个相互垂直的理想(基准)平面构成的空间直角坐标系，想象6个自由度,2）基准体系,17,板类零件基准体系,用三个基准框格标注,2）基准体系,18,点基准目标,线基准目标,面基准目标,基准目标的位置必须用理论正确尺寸表示。面目标还应标注其表面的大小尺寸。,某些公司图纸上，通常给出了车身坐标xyz,3）基准目标,当需要在基准要素上指定某些点、线或面来体现个基准平面时，应标注基准目标。,用”X”表示,用双点划线表示，并在棱边上加“X”,用双点划线给出图形，并打剖面线,19,基准体系中基准的顺序前后表示不同的设计要求,4）基准顺序,20,该符号用于表示几何公差或参考基准在自由状态或不约束状态下。,5）自由状态,F,当用于基准时，图纸上经常用“freestate”,“Rest”,“Assist”标明，表示在不约束情况下的公差。,标注非刚性零件的状态。,21,5）自由状态,这符号放置于形位公差框格中公差值的后面。描述零件在制造中造成的力释放后的变形。所以，只有非刚性零件才应用此符号。,当零件处于约束状态时（注），右侧圆柱面的径向圆跳动不得大于2mm,零件处于自由状态时，左侧圆柱面的圆度误差不得大于2.5mm,NOTE1(约束条件)：基准平面A是固定面(用64个M6X1的螺栓以9-15Nm的扭矩固定)，基准B由其相应规定的尺寸边界约束,22,3.公差,1）形状公差（a.直线度、b.平面度、c.圆度、d.圆柱度）2）轮廓公差（a.线轮廓度、b.面轮廓度）3）定向公差（a.垂直度、b.倾斜度、c.平行度)4）定位公差（a.位置度、b.同轴度、c.对称度）5）跳动公差（a.圆跳动、b.全跳动）,23,a.直线度Straightness,若系给定平面上线的直线度（如刻度线），则公差带为两平行直线。,1）形状公差Form,24,b.平面度Flatness,公差带形状为两个平行平面,1）形状公差Form,25,c.圆度Roundness,公差带形状为两个同心圆,1）形状公差Form,用以限制回转表面（圆柱面、圆锥面、球面等）的径向截面轮廓的形状公差,26,d.圆柱度Cylindricity,公差带形状为两个同轴圆柱,从理论上分析，圆柱度即控制了正截面方向的形状误差，又控制了纵截面方向的形状误差。,1）形状公差Form,27,a.线轮廓度LineProfile,公差带形状为两个等距曲线,采用线轮廓度首先必须将其理想轮廓线标注出来，因为公差带形状与之有关。,当线轮廓度带基准成为位置公差时，则公差带将与基准有方向或/和位置要求。,2）轮廓公差,28,b.面轮廓度SurfaceProfile,公差带形状为两个等距曲面,GM标准对周边要求的两种标注形式。,采用面轮廓度首先必须将其理想轮廓面标注出来，因为公差带形状与之有关。,2）轮廓公差,29,我国GB标准面轮廓公差带为对称于理想轮廓面一种(图a)。,GM-04标准用符号U表示公差带不对称于理想轮廓的分布。,0.6U0.6,GM标准面轮廓度的标注,0.6U0,0.6U0.2,2）轮廓公差,b.面轮廓度SurfaceProfile,30,a.垂直度Perpendicularity,公差带形状为两个平行平面,定向公差其被测要素为关联要素。,面对面垂直度,面对线垂直度,3）定向公差Orientation,31,a.垂直度Perpendicularity,公差带形状为两个平行平面,3）定向公差Orientation,线对线垂直度,线对面垂直度,32,公差带形状为一个圆柱,轴线对面垂直度,3）定向公差Orientation,a.垂直度Perpendicularity,33,b.平行度Parallelism,公差带形状为两个平行平面,公差带形状为一个圆柱,任意方向,3）定向公差Orientation,面对面面对线线对面线对线：公差带为两个平行平面或一个圆柱,公差带为两个平行平面,34,c.倾斜度Angularity,公差带形状为两个平行平面,采用倾斜度首先必须将其理想角度标注出来，因为公差带方向与之有关。,3）定向公差Orientation,用于限制被测要素对基准要素有夹角的误差。,面对面；面对线：线对面：线对线,线对面：被测要素为轴线时，公差带为圆柱体,35,位置度公差描述的是被测要素实际位置对理想位置允许的变动区域。位置度有点的位置度、线的位置度、面的位置度。描述位置度的方法：坐标法、几何法,4）定位公差Position,36,点的位置度,公差带为：一个球,S0.6,4）定位公差Position,37,公差带为：一个圆柱,0.4,轴线的位置度(任意方向),4）定位公差Position,38,面的位置度,公差带为：两平行平面,4）定位公差Position,39,孔(要素)组的位置度,公差带为：一组圆柱,当两种位置相同时。合一个框格标注；当两种位置不相同时，分上下两格分别标注。称为复合位置度。,盘类件,孔组的位置度由两种位置要求组成。一个是各孔(要素)之间的位置要求；一个是孔组(整组要素)的定位要求。,4）定位公差Position,40,公差带为：一组圆柱,复合位置度,位置度PositionTolerance,41,延伸公差带ProjectedToleranceZone1,图例中的左图所示的螺纹连接，按常规方法标注，将出现干涉现象。延伸公差带就是为了解决此问题而产生的一种特殊标注方法。它的原理是把螺纹部分的公差带延伸至实体外（右图）。,P,4）定位公差Position,是将被测要素的公差带延伸到工件实体之外，控制工件外部的公差带，以保证相配零件与该零件配合时能顺利装入。,42,圆跳动是一种测量方法，本无公差带而言。为了标准内容的一致性人为的定义了公差带。径向圆跳动为两同心圆、端面圆跳动为两个圆（测量圆柱面上）。GB标准还有斜向圆跳动为两同个圆（测量圆锥面上）。,a.圆跳动CircularRunout,5）跳动公差,指被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动回转一周时，由固定的指示表在给定方向上测得的最大与最小读数之差，是测量所允许的最大跳动量。,43,b.全跳动TotalRunout,全跳动是一种测量方法，无公差带而言。为了标准内容的一致性人为的定义了公差带。端面全跳动为两平行平面、径向全跳动为两同轴圆柱、斜向全跳动（GB标准无）为两同轴圆锥。,5）跳动公差,是指被测要素绕基准轴线作无轴向移动连续多周旋转，同时指示表作平行或垂直于基准轴线的直线移动时，在整个表面上所允许的最大跳动量。,44,4.公差原则Rules,1）概述2）最大实体MMC和最小实体LMC3）独立原则,45,公差原则Rules,(处理尺寸公差与形位公差之间关系),问题的提出,20h6,0-0.013,+0.0210,20H7,要求这一对零件的最小间隙为0、最大间隙为0.034。,但当孔和轴尺寸处处都加工到20时，由于存在形状误差，则装配时的最小间隙将不可能为0。这就产生了线性尺寸公差与形位公差之间的关系问题。,定义孔、轴配合的目的是:,1）概述,46,最大实体状态(MMC)实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内，并具有实体最大(即材料最多)时的状态。最大实体尺寸(MMS)实际要素在最大实体状态下的极限尺寸。内表面(孔)DMM=最小极限尺寸Dmin孔最小外表面(轴)dMM=最大极限尺寸dmax轴最大,孔:15+/-0.5,MMC=LMC轴:15+/-0.5,MMC=LMC,14.5,15.5,最小实体状态(LMC)实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内，并具有实体最小(即材料最少)时的状态。最小实体尺寸(LMS)实际要素在最小实体状态下的极限尺寸。内表面(孔)DLM=最大极限尺寸Dmax；外表面(轴)dLM=最小极限尺寸dmin。,15.5,14.5,练习,2）最大实体MMC和最小实体LMC,47,独立原则与要素尺寸无关，RegardlessofFeatureSize即图纸给定的尺寸要求与形状、位置要求相互独立，应分别满足要求，两者无关。独立原则在图样的形位公差框格中没有任何关于公差原则的附加符号。,采用独立原则要素的形位误差值，测量时需用通用量仪测出具体数值，以判断其合格与否。,3）独立原则,48,二、GD&T在车身开发中的应用,1.概述2.GD&T在车身开发中的应用3.车身产品的基准设计,49,制造部门,设计部门,GD&T系统,质保部门,规范,前提,依据,GD&T系统是整个产品质量体系的核心。,供应商,标准,GD&T在整个质量系统的地位,1.概述,50,2.GD&T在车身开发中的作用,1）第一阶段：项目立项（确立纲领）2）第二阶段：工程设计阶段（GD&T设计）3）第三阶段：生产准备阶段（功能评估）4）第四阶段：生产阶段（生产状态的监控）,51,1）第一阶段：项目立项（确立纲领）,此阶段的主要目的是根据市场调研的结果以及假想竞争对手的车型的情况明确车型定位。针对尺寸方面在这个阶段需要确定一个有竞争力的尺寸技术规范。包括整车所有外饰，车身覆盖件等之间的间隙，面差的标准(高档车与低档车会有所不同)；,车身开发可分为主要四个阶段：项目立项；设计阶段；生产准备阶段；生产阶段。,52,2）第二阶段：工程设计阶段（GD&T设计）,自顶向下的功能分解过程,此阶段的主要目的是根据车型的定位确定工艺方案，根据最初的尺寸技术规范进行工艺及制造可行性的分析。设计阶段尺寸工程的主要工作为：根据整车配合规范，1）基准的设计；2）公差设计：将对整车的公差要求从整车逐级分配到总成、分总成、最后到零件上，形成整套GD&T设计图纸。,53,一份GD&T图纸，通常由六部分组成：1.零件外观图，图纸索引2.零件版本信息3.装配关系、未注公差说明4.基准点描述5.截面图、重要部分的公差说明,2）第二阶段：工程设计阶段（GD&T设计）,54,GD&T设计图纸范例,2）第二阶段：工程设计阶段（GD&T设计）,图纸索引说明,借用图纸图号,参考数模信息,图纸说明,55,2）第二阶段：工程设计阶段（GD&T设计）,图纸更改说明,56,2）第二阶段：工程设计阶段（GD&T设计）,总成装配树,总成组成图示,57,2）第二阶段：工程设计阶段（GD&T设计）,未注公差说明,材料等信息,58,2）第二阶段：工程设计阶段（GD&T设计）,定位基准信息,59,2）第二阶段：工程设计阶段（GD&T设计）,孔控制要求,60,2）第二阶段：工程设计阶段（GD&T设计）,孔控制要求,61,2）第二阶段：工程设计阶段（GD&T设计）,孔控制要求,62,2）第二阶段：工程设计阶段（GD&T设计）,面控制要求,63,2）第二阶段：工程设计阶段（GD&T设计）,面控制要求,64,2）第二阶段：工程设计阶段（GD&T设计）,65,3）第三阶段：生产准备阶段（功能评估）,生产准备阶段尺寸工程的主要工作为：以GD&T图纸作为依据，对整车进行尺寸功能评估，逐级验证零件-分总成-总成-白车身尺寸质量是否能够满足设计要求。,自底向上的功能评估过程,FE1阶段:初始试模合格的零件/总成在检具和/或夹具上拼装成分总成并逐步进行认证的过程。FE2阶段:初始试模合格的零件/总成在检具和/或夹具上拼装成主要分总成、总成、白车身及整车，并逐步进行认证的过程。FE3阶段:按正常生产过程（PPAP状态）制造零件、总成重复FE1、FE2的拼装过程。FEonline1阶段:FEOL1是白车身零件/总成在生产线上按正常生产方式拼装并逐步论证的过程（但不必按正常生产节拍）。FEonline2阶段：FEOL2是评估零件/总成在生产线上按正常生产方式拼装并逐步认证的过程。,66,4）第四阶段：生产阶段（生产状态的监控）,生产阶段尺寸工程的主要工作为检测数据采集、分析和处理，与GD&T设计公差对比，如存在质量问题提出整改方案。,67,3.车身产品的基准设计,1）基准的功能2）3-2-1准则3）网格平行性准则4）一致性准则5）基准设计,68,基准可作为加工、测量的统一支承，它保证了在每个加工工艺的尺寸稳定性：模具、夹具和检具必须使用相同的基准，测量状态与加工状态一致，便于偏差源诊断。,1）基准的功能,69,2）3-2-1准则,3-2-1准则保证零件的空间状态完全确定。,布置的不好布置的好,70,2）3-2-1准则,71,网格平行性准则要求基准尽量布置在平面上。,3）网格平行性准则,72,为什么要采用网格平行性准则？,3）网格平行性准则,73,一致性准则要求基准从零件-分总成-总成-白车身具有延续性。,4）一致性准则,74,5）基准设计-轿车整车定位方式,前后主副定位孔:一般取前纵梁为主定位孔,后纵梁为副定位孔,单侧定位(左或者右侧),也有取对角线.前后Z向支撑面:一般是左右对称布置,取三对或者四对,原则是刚性大,并且便于夹具设计的,75,5)基准设计-大总成定位方式,发动机舱总成定位孔:左/右前纵梁前部为主定位孔,左/右前纵梁后部为副定位孔,采用单侧或者左右布置Z向主定位面左右前纵梁底部四个定位面,76,前地板总成定位孔:左/右为主/副定位孔,采用单侧或者对角线布置Z向主定位面前后左右布置至少四组定位面,也有两组注:由于中央通道的存在,定位销建议设计成圆销,而且设计三/四个销子,甚至四个,5)基准设计-大总成定位方式,77,后地板总成定位孔:左/右后纵梁后部为主定位孔,左/右后纵梁前部为副定位孔,采用单侧或者左右布置Z向主定位面左右前纵梁底部四个定位面,5)基准设计-大总成定位方式,78,侧围总成定位孔:左/右侧围前部A柱中部为主定位孔,后下部为副定位孔Y向主定位面左/右侧框上布置定位面,常见68组,5)基准设计-大总成定位方式,79,5)基准设计定位理论新发展,定位销的发展趋势随着机械制造业制造水平的飞速发展,模具制造水平在过去十年内发生了长足的发展,这也带动了汽车扳金零件制造能力的提高,因此对我们汽车的装配工艺带来了新的要求，零件的主副定位销模式已经从过去的四位销+两位销模式发展为四位销+四位销的定位模式,80,定位面的变革定位面的设计要求夹具和检具的定位基准统一,但是:夹具:是夹持零件在某一状态,要求做到状态唯一稳定,并且能满足零件的装配要求-要求装卡稳定,夹头多多益善(吸收偏差)检具:是为了让相关人员检查出零件的实际真实状态,一方面指导模具进行修模,另一方面指导制造过程中进行质量控制-要求夹头满足基本的定位要求,即3-2-1定位要求就行如何协调夹具-检具的定位要求呢?,5)基准设计定位理论新发展,81,夹具的定位基准和检具的定位基准统一,但是夹具为了稳定夹持的需要可以增加夹头,但是增加的夹头不得引起零件的变形.,5)基准设计定位理论新发展,82,5)基准设计零件基准设计,A基准的设计也就是主安放面的定位,从刚性物体来说至少是三点,扳金零件原则上来说,也应该这样设计.但是当零件在自身重量作用下可能会产生变形的零件,需要在相应位置设立基准定位点.,常见过定位零件:车门内外板,地板,顶盖,侧围,翼子板,发动机内外板,行李箱内外板,83,5)基准设计零件基准设计,A基准的设置必须避免基准出现偏差时零件的状态失真面积尽可能大,但是应该符合理论力学原理,不然中部则会出现重力作用下的变形,几何关系原理决定了定位点相互位置越远，基准偏差的影响越小,84,5)基准设计零件基准设计,零件的基准要设置在平直(不易变形)的焊接面上,并且在夹具设计时严格统一基准坐标,否则会造成焊点干涉,85,5)基准设计零件基准设计,基准设计时,允许零件制造商根据零件的形状调整零件检具的设计基准面(正反面),但是不能调整位置,86,5)基准设计零件基准设计,相邻零件之间的基准尽量位置统一,如果是定位孔,则可以考虑合并在一起目的是方便偏差诊断,分析问题方便夹具的设计制造,降低成本,87,5)基准设计零件基准设计,基准的大小理论上,3-2-1定位模式,只要求六个点就可以定位,但是实际上必然需要一定大小的定位面才能定位。基准面的“比面积”大小直接影响测量和定位精度。比面积:就是基准面的大小和整个零件在该方向的大小的比率。一般来说,零件越大,定位基准面积也越大常见的检/夹具定位基准的大小:88很小零件1010中小零件1616常见零件2020(圆半径20)大总成,3030(圆半径30)整车以及主要大总成,88,三、尺寸链介绍,1.尺寸链概述2.尺寸链定义3.尺寸链分类4.车门装配尺寸链,89,在机械的设计、制造过程中，普遍存在尺寸链问题，它最初是由机器装配过程发展而形成的。由于零件尺寸不能制造得绝对准确，或多或少总会有误差产生，因此在装配的同时，也会有误差的积累，积累后形成的总误差将会影响机器的工作性能和质量。这样就形成了零件的尺寸误差和综合误差之间的相互影响关系，由这种关系形成了尺寸链的基本原理。,1.尺寸链概述,90,线性尺寸链,角度尺寸链,平面尺寸链,1.尺寸链概述,91,2.尺寸链的定义,尺寸链的定义：一组相互联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合。其中各个尺寸的误差相互积累，形成相互制约的尺寸链关系。尺寸链中各有关的组成部分，包括尺寸、角度、过盈量、间隙，或者位移等等，叫做尺寸链的“链环”，或者简称为“环”。,尺寸链的特征：具有封闭性，即必须由一系列相互关联的尺寸连接成为一个封闭回路。具有函数性，即某一个尺寸变化，必将影响其他尺寸的变化，彼此之间具有一定的函数关系。,92,封闭环,在尺寸链中，由于各个链环的性质不同，所以误差的相互影响作用也就各不相同。所以将组成一组尺寸链的所有环分为封闭环和组成环。,封闭环：凡是由其它环尺寸大小而间接形成的最终环叫做封闭环。封闭环可能是一个尺寸或角度，也可能是一个间隙、过盈量或其它数值偏差。在装配中封闭环代表装配技术要求，体现装配质量指标。在加工中封闭环代表间接获得的尺寸。封闭环的特性：其它环的误差必然综合积累在这个环上，因此封闭环误差是所有组成环的误差综合。,封闭环,93,组成环,组成环：封闭多边形的全部链环，除封闭环外其余各环都是组成环。组成环在尺寸链中影响封闭环的误差的增大或减小。组成环本身的误差是由其本身的制造条件独立产生而存在的，不受其它环的影响，因此是由加工设备和加工方法确定的。封闭环与组成环用公式来表示，则封闭环为组成环的函数或因变数，组成环为自变数。如下：,组成环又可以分为增环和减环,94,增环和减环,增环：是指在尺寸链的组成环中，凡组成环实际尺寸增大（或减小），相应的使得封闭环实际尺寸也增大（或减小）的组成环叫做增环。减环：是指在尺寸链组成环中，凡是因组成环实际尺寸增大（或减小），相应的使得封闭环实际尺寸也减小（或增大）的组成环叫做减环。对组成环的增环，通常计算中用“”表示。对组成环的减环，通常计算中用“”表示。,95,增环和减环确定,按箭头方向判断：在封闭环符号A0上面按任意指向画一箭头，在组成环符号上面也各自画一箭头，使所画各箭头依次彼此头尾相连，组成环中箭头与封闭环箭头相同者为减环，相异者为增环。,增环：A1、A3减环：A2,96,组成环的传递比,组成环的传递比：表示组成环对封闭环影响程度的系数，其值等于组成环在封闭环上引起的变动量对组成环本身变动量之比。数学定义用全微分：,97,例：,封闭环的最大极限尺寸：,封闭环的最小极限尺寸：,98,由于(Nmax-Nmin)为封闭环的公差，可以由上式得到：,上式说明封闭环的公差为各个组成环公差的代数和。这个关系式代表的就是尺寸链的综合关系式。这种关系式说明：一方面当各个组成环公差已经确定时，组成环公差之和即形成了封闭环的公差；另一方面当封闭环公差已经明确时，组成环公差的允许值也就有了一定的限制。,99,3.尺寸链的分类,根据组成环的性质分类为：线性尺寸链角度尺寸链平面尺寸链空间尺寸链,100,线性尺寸链,线性尺寸链：这种情况下，尺寸链的各个组成环均为直线尺寸，尺寸与尺寸之间相互连接，尺寸又分成相互平行的尺寸组合。,101,角度尺寸链,角度尺寸链：尺寸链的组成环由各种不同的角度组成，如图示。,102,平面尺寸链,平面尺寸链：尺寸链中所有组成环与封闭环都处在一个平面内，或者几个相互平行的平面内的角度尺寸组合叫做平面尺寸链。平面尺寸链中既有线性尺寸，又有相互形成的角度。,103,空间尺寸链,空间尺寸链：当各个组成环和封闭环处在不平行的各个平面的尺寸链叫做空间尺寸链。空间尺寸链在空间坐标系中各构件形成一定角度和距离，组成复杂的尺寸链。,104,根据尺寸链在生产中的应用分类为：装配尺寸链零件尺寸链工序尺寸链,105,装配尺寸链,装配尺寸链：在装配过程中，结合各种不同装配方法，应用尺寸链类分析机器的装配精度并采取有效措施，使得机器能够经济合理地达到质量要求，这种装配过程的尺寸链叫做装配尺寸链。全部组成环为不同零件设计尺寸所组成的尺寸链。,106,零件尺寸链,零件尺寸链：在机器零件图上，各个有关尺寸所组成的尺寸链叫做零件尺寸链。全部组成环为同一零件设计尺寸所组成的尺寸链。,107,工序尺寸链,工序尺寸链：在零件加工过程中，各个工序的工序尺寸之间形成的尺寸链关系叫做工序尺寸链。全部组成环为同一零件工序尺寸所形成的尺寸链。由于每道工序的加工都会有工序误差产生，这些工序加工误差的积累将会影响零件原设计尺寸公差的保证，因此要应用工序尺寸链来分析，以合理确定工序尺寸的公差。,108,工序尺寸链,例：加工一个带键槽的内孔，其加工顺序为：镗内孔得尺寸A1,插键槽得尺寸A2，磨内孔得尺寸A3，其工序尺寸链为：,109,根据尺寸链的形式分类为：串联尺寸链并联尺寸链混联尺寸链,110,串联尺寸链,串连尺寸链：各个组成尺寸链之间以一定的基准线相互串连组合成为相互有关的尺寸链组合。在串连尺寸链中，主要的特征是前一组尺寸链中各环的尺寸误差，将引起基准线的位置变化，从而引起后一组尺寸链的起始位置发生根本的变动。因此在串连尺寸链中，公共基准线计算中应当特别注意的关键问题。,111,并联尺寸链,并联尺寸链：在各组尺寸链中一定的公共环相互并联合成的复合尺寸链叫做并联尺寸链。它一般由几个简单的尺寸链组成。并联尺寸链中的关键问题是要由几个尺寸链的误差积累关系来确定公共环的尺寸公差。其特点就是具有公共环。当公共环有一定误差时将同时影响几组尺寸链关系变化。如图中公共环A5尺寸的变化将同时影响上下两组尺寸相应变动,112,混联尺寸链,混联尺寸链：由并联和串连尺寸链混合组成的复合尺寸链叫做混联尺寸链。在混联尺寸链中既有公共的基准线，又有公共环，在分析这一类尺寸链时要注意。,113,4.车门装配尺寸链,前后车门间隙公差计算,各尺寸：A1:前门后门铰链孔理论距离A2:前门铰链孔位置度公差A3:前门铰链位置度公差A4:前门前部面轮廓度公差A5:前门名义宽度A6:前门后部面轮廓度公差A7:后门铰链孔位置度公差A8:后门前部面轮廓度公差A0:前后门间隙,铰链截面处前后门间隙公差尺寸链：,后门铰链位置,前门铰链位置,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A0,A7,A8,前门位置,后门位置,114,4.车门装配尺寸链,前后车门间隙公差计算,各尺寸：A1:前后门铰链孔理论距离A2:前门铰链孔位置度公差A3:前门断面前部面轮廓度公差A4:前门断面名义宽度A5:前门断面后部面轮廓度公差A6:断面与铰链断面距离A7:后门铰链孔位置度公差A8:后门前部面轮廓度公差A0:断面处前后门间隙,其他截面处前后门间隙公差尺寸链：,A3,A4,A5,A0,A6,A7,A8,前门位置,后门位置,115,4.车门装配尺寸链,前后车门面差公差计算,各尺寸：A1:前门铰链孔面Y向公差A2:前门前部内侧Y向公差A3:前门理论厚度A4:前门前部外侧Y向公差A5:后门铰链孔面Y向公差A6:后门前部内侧Y向公差A7:后门理论厚度A8:后门前部外侧Y向公差A9:前门后部外侧Y向公差A0:前后门断差,前门外侧面,后门外侧面,116,四、车身公差分析方法,1.极值法2.统计公差法3.蒙特卡罗模拟法4.泰勒级数展开法5.田口试验法6.柔性薄板公差分析,117,1.极值法,定义:又称为代数和法,这种方法在计算装配公差时,假定各零件的尺寸同时处于极限值。计算方法为:,式中：TY、Ti分别封闭环（Y）、第i个组成环的公差,它不考虑各变量的分布，实际各组成环同时出现极值情况的概率等于零。,118,1.极值法,基本计算公式各环基本尺寸间的关系式：封闭环的基本尺寸等于所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸之和。其中：,119,1.极值法,各环极限尺寸间的关系式封闭环的最大极限尺寸封闭环的最小极限尺寸各环极限偏差间的关系式封闭环的上偏差为：,120,1.极值法,封闭环的下偏差为：其中：,121,1.极值法,例：加工一轴套如图，已知加工工序：先车外圆A1为，然后镗内孔A2，为，并应保证内外圆的同轴度公差A3为，求壁厚,122,1.极值法,求封闭环的基本尺寸,123,1.极值法,计算封闭环的极限偏差,124,1.极值法,计算公差（封闭环公差等于所有组成环公差之和）验算结果,125,根据误差分布的特征，代表误差的大小，因此如果以1,2,，n来代表各个因素的误差分布范围，这些误差进行综合后应当得到总的误差N，由此可以确定合成误差的分布范围的大小。根据最小二乘法原理，测量值的综合应当取各个数值的标准差来进行计算，因此综合式为：,2.统计公差法,统计法（方和根法）,126,2.统计公差法,当误差分布为正态分布时，6，可以得到以公差表示的关系式：,装配体公差带=,或1500.54,127,3.MonteCarlo模拟法,MonteCarlo模拟法是一种统计试验法，根据每个尺寸的实际分布，利用随机数发生器生成相应的伪随机数，然后计算设计函数的值。当得到一定数量的样本后，根据统计公式计算装配函数的统计特性。缺陷:由于基本蒙特卡罗方法的精度正比于样本量的平方根,因此为保证计算的正确性,需要大量的统计样本进行多次重复运算。如果装配函数中各分量的均值或方差发生改变之后,需要重新进行运算,128,4.泰勒级数展开法,当可以计算出设计函数的各阶偏倒数的情况下，可以采用泰勒级数展开法，将函数Y展开成如下式所示，再计算出Y的各阶中心矩。这种方法需要计算偏导数，计算复杂。,公差设计函数为非线性设计函数,129,5.田口试验法,试验设计中的一种有效方法，将所有对试验结果特征值有影响的一系列原因在试验中特地提出来加以考察、进行比较，然后进行水平组合。试验设计的目的在于寻求试验因素的适宜