Pro-E中CETOL模块在产品设计中应用

1、    pro/e中cetol模块在产品设计中应用    陆松元摘 要：随着我国经济的快速发展，小家电产品越来越广泛的使用。缩短产品周期，提高竞争力，显得尤为重要。产品在设计时，充分考量设计的健壮性与制造稳定性。可通过pro/e中的cttol模块对尺寸链公差的进行分析，保证产品设计、制造公差的最优化。本文就以利用cetol模块做进一步论述，阐述了如何运用cetol模块对小家电产品的关键尺寸公差进行分析、优化，找出关键因素并加以控制。关键词：cetol；公差分析；小家电产品；电磁炉；极值分析；统计分析本文讲述cetol模块在小家电产品结构设计时，先对各零件

2、的公差尺寸链进行分析，快速找出关键尺寸，以寻找低成本与稳定制造的平衡点。达到产品的健壮设计目的。一、公差分析及cetol模块介绍（一）公差概念公差是指实际参数值允许的变动量。制定公差的目的是为满足实际生产需要，使其变动量在一定的范围之内，以便达到互换或配合的要求。（二）公差分析方法采用公差优化设计，常见公差分析常见有两种方法：1、极值分析法（worst case）又称为最坏分析法极值分析法意味着所有尺寸在最大偏差情况下都可满足要求。是最简单最保守的方法，只适用于少量零件生产，并不适合大批量生产。2、统计分析（statistics）不同于极值分析方法，统计分析根据各零件符合正态分布的特性，所有尺

3、寸偏差均按正态分布进行计算。利用统计学知识对零件的可靠性进行预测及计算。适合于大批量生产的产品。（三）cetol分析模块介绍proe中集成了cetol公差分析系统。它提供精确的敏感度和贡献度分析以及统计和极值分析，很直观地得到结果并可实时调整优化。二、分析模块的使用（一）模块的启用在pro/e菜单中，选择【分析】单击【公差研究】，即进入公差分析管理器。（二）组成尺寸环选取需要分析的零件尺寸组成封闭的尺寸环，当所有的增环尺寸与减环尺寸封闭后才能计算。1、首先确定需要测试的目标尺寸或间隙，2、然后再依次选取相关的零件中的尺寸，系统将自动显示与尺寸链平行的尺寸，3、待定尺寸组成封闭的尺寸链环后，系统

4、将自动完成尺寸环路图。三、实例建模与分析（一）实例分析1、建模以小家电产品中的电磁炉为例进行介绍。在电磁炉结构设计中，线盘上表面到微晶面板上表面的距离定义为电磁炉的工作距离。此距离关系到电磁炉的能效与温升等重要性能，工作距离的稳定与否直接决定电磁炉的性能的好坏，因此为是最为重要的参数。要求线盘表面到微晶面板的距离为9.4±0.5mm，具体如下：（1）首先，确定电磁炉整体高度，假如整机高度为43mm。（2）其次，分析尺寸链环，由电磁炉的高度由于微晶板、上盖、下盖尺寸等增环尺寸组成，其中整机高度h=43mm由微晶板的厚度为d1=4mm，上盖尺寸为d2=18mm，下盖尺寸d3=21mm组成

5、，即h=d1+d2+d3，（3）最后分析在电磁炉内部尺寸链由下盖的壁厚d6=2.3mm，线盘安装柱高度d7=24.1 mm，线盘的厚度d8=7.2mm，再加上间隙组成。通过经验分析，为保证电磁炉能满足相关性能，工作距离最佳尺寸为9.4±0.5mm，即电磁线盘上表面到微晶面板的上表面的距离，保证热效率为最佳状态。通过在cetol模块中选取相关尺寸组成尺寸环，在cetol公差分析系统中，每一个尺寸环都由一个不同颜色的矩形组成，如图1所示。2、调整公差根据经验与测试结果修改公差值，微晶面板的公称值为4±0.2mm，而下盖的线盘安装柱的高度值公差为24.1±0.1mm，根

6、据实际生产经验，全部公差值调整完后，并修改cp值均为1.3，为保证生产的需要，cp值至少得大于1.0。以cp=1.3为例，以充分保证生产的过程能力指数。公差的设定必须按以下要求：（1）满足产品的制造能力，如果产品的制造能力达不到公差设定的要求，公差设定得再高也是毫无意义的；（2）通过公差分析，设定的公差应当满足产品的装配、功能、外观和质量等要求；（3）公差与成本相关，公差越严格，产品成本就越大，在满足要求的前提下，公差越大越好；合理设计产品参数，即保证产品稳定性，又能降低成本。3、查看并分析（二）生成报告分析完成后，可以按需要生成报告，在刚才新建立的cetol_4，选中并单击创建报告，ceto

7、l模块将自动创建报告。（三）对比分析及优化1、对比分析从下图可以看出，按极值分析方式，最大的极限值为10.55，最小极限值为8.25，平均中值为9.4，标准方差为0.1522。以得出，按wc方式進行，计算出线盘尺寸对目标值影响最大达43.48%，通过统计分析方法，系统计算出线盘对目标值的贡献度达70.92%，因此线盘的尺寸公差在整个公差尺寸环路中影响大，需要对该尺寸进行优化调整。以保证工作距离满足要求。2、优化分析通过分析发现，线盘的公差值影响最大。如果通过改善电磁线盘工艺后，将线盘尺寸可由原来的7.2±0.5mm改善到7.2±0.2mm。按上述方法系统重新计算后，从下图可

8、以看出，按最坏方式分析，最大的极限值为10.25，最小极限值为8.55，平均中值为9.4，标准方差为0.0968。按wc公差方式进行分析，线盘尺寸对目标的影响值由原来的70.92%减小到23.53%，如下图所示：按统计分析方式，线盘尺寸对目标影响值由原来的43.48%减小到28.07%，因此确定线盘尺寸公差为整机中主要因素，优化后结果如图所示：四、结论由此可得出线盘的尺寸公差关键因素，需要调整并严格控制该尺寸。线盘尺寸公差为关键尺寸公差。因此需要提高线盘的过程能力控制指数来保证整个产品的设计。cetol公差分析系统主要作用：在复杂产品设计时，可分析得出最主要的因素，为生产提供理论依据；产品设计可以适当放大非关键尺寸的公差，以降低生产制造成本，减少浪费。能快速完成产品图纸的统计分析与计算，对比分析缩短产品的设计周期，快速投放市场，以提升产品在市场上的竞争力。参考文献：1张峰.基于pro/e二次开发的机械产品的三维参数化设计j