公差设计方法

1、公差设计方法公差设计概要 早期的概念以支援设计者的功能需求为主，公差用以满足客户所需的功能。 随着生产技术的改善以及生活水平的提高，产品讲究更高的质量，同时因为大量生产模式的普遍化，公差设计的重点则在于支援大量生产零部件的互换性，公差用以管理产品质量与零部件之间的互换性。公差概念 由零件互换性的概念衍生，规范零件制造的尺寸变异范围为公差。 组装后的成品也必须满足共能上的需求，也就是零件的功能配合应该在制造组装过程中列入考量，因此在工作图上标示公差后才具有意义。 使用公差除了能保证装配可以确实进行之外，尚有下列优点： 确保零部件的互换性，维持技术水平 缩短加工时间，简化检验工程 易于分工合作，提

2、高产品的质量与寿命，降低产品成本。公差设计影响的区域产品设计质量控制制造工程的公差工程的公差公差与制造过程 右图为钢材加工的公差与制造成本的关系图。 更严的公差意味着增加更多的成本。公差与产品的设计与制造公差设计的方法 实验公差设计法：透过实验方法找出设计参数的变动对于产品功能的影响，进而决定最佳的公差设计，常用的是田口损失函数分析以及回归分析法。 数学模型的公差设计法：透过系统化的方法，以数学模型分析设计参数的变动对于产品功能的影响，再透过敏感度分析决定最佳的公差设定。公差种类公差种类名词定义与说明名词定义与说明名词定义与说明名词定义与说明名词定义与说明名词定义与说明名词定义与说明公差与进度

3、等级标准公差等级数值表公差设计方法区间公差区间公差设计法统计公差统计公差的图示法统计公差的概率统计数据分布特征统计数据分布特征统计数据分布特征案例正态分布概率调整Z参数统计公差计算法过程能力指标过程能力指标与良率平均值偏移的过程能力指标过程能力指标与良率尺寸链与线性公差分析尺寸链公差分析案例尺寸链公差分析案例尺寸链公差分析案例尺寸链公差分析案例最恶状况公差分析案例统计公差分析案例多重尺寸链案例统计公差配置案例品质损失函数品质损失函数FormulaSolution-2.1Solution-2.1设置合理(可行)公差SPC 和 SPM 控制与监控 控制的优势 显示出对过程流程的高度理解: y=f(

4、x) 可以扩展到其它相似的过程流程 通过控制输入来防止缺陷的发生 注意事项 必须知道过程流程的 y=f(x) 必须知道因果关系, 不只是知道关联和相关性 对所有输入进行控制也许是昂贵的 长期过程能力未能证实之前, 也许仍然需要监控输出什么是合理公差? 也称之为可行公差 定义: 用图表方法确立输入指标的规格上下限以确保输出指标的规格上下限要求得到满足. 设置合理公差的方法利用回归分析和置信区间来设定输入的上下限.设置合理公差的方法1.选择输出 (y), 目标值和规格上下限2.选定要控制的输入(x). 确定其数值变化范围能保证输出的变化范围包括及超出其规格限.3.在 x 的给定变化范围内采集30

5、个样本并且记录得到的数值.4.用 Minitab 作回归分析: Stat Regression Fitted Line Plot在 OPTIONS 按钮中的选择包括预测区间5.确定 x 的目标值和公差用一条水平线将输出规格上限与预测带的上线相交.用另一条水平线将输出规格下限与预测带的下线相交.从这些交叉点往下画垂直线至输入轴. 这就是输入的上下合理公差限, 可以确保输出在其规格限以内.PressureReactivity161514131211104035302520S1.25248R-Sq94.8%R-Sq(adj)94.6%Regression95% PIFitted Line PlotR

6、eactivity = - 9.464 + 2.886 Pressure合理公差 演示1.输出: 反应活性,规格: 30 5.2.输入: 压力,操作范围10 到 163.采集30 个样本4.在 Minitab 中绘制有预测区间的回归图演示 (续)5.从反应活性的上下规格线分别画一条水平线至上下预测区间. 从交叉点往下分别画一条垂直线至压力轴.下限 12.9上限14.6PressureReactivity161514131211104035302520S1.25248R-Sq94.8%R-Sq(adj)94.6%Regression95% PIFitted Line PlotReactivity = - 9.464 + 2.886 Pressure课堂实习 设置合理公差 一家香水公司在其香水中用一种添加剂帮助减少酒精载体的气味. 输出是 5 分钟后仍留下的残留酒精气味 (以 ppm 为单位)