設(shè)計(jì)尺寸鏈與公差分析

車身GD&T設(shè)計(jì)尺寸鏈與公差分析標(biāo)準(zhǔn)TOC\o"1-5"\h\zGD&T車身尺寸鏈與公差定義2功能分析5定位基準(zhǔn)54.尺寸鏈55、公差示意圖76、制造工程77、尺寸鏈的計(jì)算8、設(shè)計(jì)值9、補(bǔ)償偏差10、極限總偏差11、封閉環(huán)總公差TOL12、裝配調(diào)整量計(jì)算GD&T車身尺寸鏈與公差定義利用總成裝配間隙、外觀間隙、面差分析示意圖將造型的要求和零部件與總成的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為具體的尺寸要求，這些尺寸具體可表現(xiàn)為以下的幾種：1.1間隙：1.2、面差/段差：1.2、面差/段差：1.3、水平對(duì)齊（本例為上下對(duì)齊）：標(biāo)稱尺寸00標(biāo)稱尺寸00公差+/-0.5+1/0間隙與面差的公差補(bǔ)充在零部件的圖紙上.增加的小標(biāo)記就是為了保證外觀質(zhì)量。間隙與面差分析應(yīng)該符合造型的要求。1.5、各個(gè)總成間及總成內(nèi)部零部件在焊接裝配處間隙的設(shè)計(jì)值和公差標(biāo)稱尺寸0公差+/-0.5

aaoadaC926GI9標(biāo)稱尺寸0公差+/-0.5間隙與面差分析使用的截面將會(huì)用做尺寸鏈計(jì)算的基礎(chǔ)以及整車檢測(cè)參考標(biāo)準(zhǔn)。正確的尺寸鏈的計(jì)算及其在產(chǎn)品和工藝改進(jìn)方面盡可能的應(yīng)用，都是為了保證最終能滿足設(shè)計(jì)上對(duì)表面質(zhì)量的要求。這一點(diǎn)也需要在模夾具的開發(fā)與制造過程中加以確認(rèn)。功能分析所有安裝在白車身上的配件都要遵守相應(yīng)的功能條件，以保證它們?cè)诎总嚿砩系恼_安裝及其正常工作。為了在白車身研發(fā)的過程中始終都考慮到這些條件，我們將這些信息應(yīng)該集中反映到圖紙上來，這些圖紙被稱為“車身件功能分析圖紙”，必須包含以下信息：-明確各小總成的基準(zhǔn)，盡可能的限制其6個(gè)自由度—確定白車身與各個(gè)配件之間的搭接及間隙（接觸面，定位基準(zhǔn)和固定方式）-各配件正常工作所需要滿足的條件（位置，形狀，平行度）以及公差。我們用ISO標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范的表示這些條件：寺0、2A作為設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該遵守的一個(gè)規(guī)范性文件，其集中體現(xiàn)了為確保配件正確安裝和運(yùn)行所需遵循的所有幾何尺寸方面的限制條件。此文件中涉及到的所有功能條件都需要與尺寸鏈的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。所有的白車身上通過尺寸鏈分析得出的限定條件，都應(yīng)該補(bǔ)充到車身功能分析圖紙中，而且必須保證各個(gè)配件（風(fēng)窗，座椅的滑動(dòng)槽，車頂?shù)幕瑒?dòng)槽等）的正常工作。配件供應(yīng)商應(yīng)該對(duì)相關(guān)的功能條件與設(shè)計(jì)人員交流、溝通，缺少供應(yīng)商的相關(guān)信息，功能分析圖是不會(huì)完整的。定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)是為了保證在裝配階段，各零部件和分總成不會(huì)移動(dòng)。也就是說通過定位銷和支持件來鎖死六個(gè)自由度，同時(shí)也滿足各零部件的靈活性。基準(zhǔn)的建立應(yīng)該在工藝方法圖紙中有所描述，圖紙上也必須反映出在X，Y，Z（車身坐標(biāo)）三軸上的主次定位。同樣有可能需要用到各零部件和分總成的功能區(qū)域（見功能分析圖紙）。我們利用基準(zhǔn)面可以用來協(xié)助幾何尺寸人員以及工藝人員的工作，比如設(shè)備供應(yīng)商、工裝夾具供應(yīng)商的工作。圖紙一定要通俗易懂。尺寸鏈尺寸鏈?zhǔn)窃诠δ芊治觯üδ軛l件圖）或間隙與面差分析的基礎(chǔ)上用來制定條件公差的。公差的計(jì)算以工藝（總裝，焊接）本身和產(chǎn)品（零部件）本身為基礎(chǔ)，得出的結(jié)果在零部件和分總成的圖紙上做出標(biāo)注，并且應(yīng)該和功能分析圖紙對(duì)照（裝配可行性和部件能否正常工作）。一旦遇到不協(xié)調(diào)的地方應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化方案，比如安裝順序，定位基準(zhǔn)，零部件或配件的重新設(shè)計(jì)等等。

尺寸鏈?zhǔn)怯梢粋€(gè)個(gè)有代表性的“環(huán)”組成的。不同的“環(huán)”對(duì)應(yīng)的公差，由工藝（沖壓工藝，焊接工藝）標(biāo)準(zhǔn)來確定。為了正確開始尺寸鏈的計(jì)算，必需了解工藝（安裝順序，定位基準(zhǔn)……）和設(shè)計(jì)（典型截面，3D數(shù)模文件）的要求。J=功能J=功能el,a2,a3,e4=環(huán)節(jié)工藝對(duì)尺寸鏈計(jì)算的影響示例：-裝配順序的改動(dòng)「A+BA+B+C-定位基準(zhǔn)的改動(dòng)「公差示意圖公差圖紙是對(duì)正確建立零部件數(shù)模的必要補(bǔ)充。按照工藝方法圖紙中的基準(zhǔn)來制定的公差，應(yīng)該是通過尺寸鏈核對(duì)過的，滿足其需求的。公差圖是對(duì)設(shè)計(jì)階段幾何尺寸工作的小結(jié)，同時(shí)也給接下來的工業(yè)及生產(chǎn)階段（零部件的生產(chǎn)加工）提供了參考材料。制造工程制造：———二二二零件Sub成白車身成品ished在工業(yè)化過程中，幾何尺寸分析包括公差圖上指明的條件和整車的尺寸鏈的要求。為此，如下工作是必要的：-零件的鑒定:對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量，來檢查其是否滿足圖紙中規(guī)定的尺寸條件。-工具清潔度的鑒定:通過工具的尺寸檢查及其制造標(biāo)準(zhǔn)使用情況的檢查來保證所用工具符合設(shè)計(jì)要求。-工藝的鑒定:通過小總成的3D測(cè)量，以檢查各小總成的差尺寸與公差圖上規(guī)定的是否相符。-整車的分析:通過對(duì)整車的缺陷評(píng)價(jià)來明確不同的問題。通過這些分析，采取對(duì)應(yīng)的更正和/或優(yōu)化方案，最終滿足重復(fù)性（即總是出現(xiàn)相同的缺陷）的目的，然后再滿足工具的性能要求（缺陷消除）。這些工作是按照下面的循環(huán)來實(shí)現(xiàn)的，并且必須盡量滿足項(xiàng)目開始時(shí)車輛預(yù)定的質(zhì)量要求。

7、有關(guān)計(jì)算1、6(DETA)為設(shè)計(jì)面差或段差或間隙值，61(DETA1)為補(bǔ)償面差或段差或間隙值，［SUP］為公差的設(shè)計(jì)許用上偏差，［INF］為公差的設(shè)計(jì)目標(biāo)的許用下偏差。SUP為第［?項(xiàng)公差項(xiàng)的上偏差,/*為第［?項(xiàng)公差項(xiàng)的下偏差，TOL為第［?項(xiàng)公差項(xiàng)的公差值,TOL為第［?項(xiàng)iii6Ci公差項(xiàng)的正態(tài)分布公差值,為統(tǒng)計(jì)總公差值，/T為統(tǒng)計(jì)正負(fù)偏差值，Q/SP為統(tǒng)計(jì)公差平方和的平方根，RISK,RISK,RISK：RISK,夫/5?分別為不同意義的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。n為與面差等計(jì)算公差的1增環(huán)的公差項(xiàng)目數(shù)，N為與面差等計(jì)算公差的減環(huán)的公差項(xiàng)目數(shù)?？傢?xiàng)目數(shù)為n+N7.2、toli=SUP-INF,i=1,,n+N7.3、TOLg=TOL/1.37.4、DISP=TnTOL26Cii=17.5、IT[=1.3-DISP,IT=±IT[/27.6、設(shè)計(jì)目標(biāo)公差值為ITobject=[IT]=|[SUP]-[INF]|,應(yīng)設(shè)計(jì)使IT<=[IT]/2=ITobject/27.7、風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)RISKRISK1=(IT—DISP)/2utlizRISKE1RISKE2=|(RISK1-(-[IT]/2))-(6/DISP)=|(RISK1-([IT]/2))-(6/DISP)1-f^^]RISK=^=e[2JP1偵2兀1-f^^JRISK=^=e[2JP2U2兀RISK=1(2—(RISKpi+RISKp2))-100】%8、補(bǔ)償偏差511、如果\jNF]<0,且I^-1[INF]>0,冏—|[SUP]|<0令5=|I^-1[INF]；如果"J。,5=|I^+\INF]|;RISKE1RISKE2'a、5在尺寸鏈增環(huán)方向組成環(huán)上n個(gè)項(xiàng)中每個(gè)項(xiàng)目中通?？紤]制造的能力的易于計(jì)算和統(tǒng)計(jì)的公差的正負(fù)偏差各加上5/(n+N)，作為設(shè)計(jì)的正尺寸鏈坐標(biāo)方向的目標(biāo)各項(xiàng)目的公差。B、5在尺寸鏈減環(huán)方向組成環(huán)上N個(gè)項(xiàng)中每個(gè)項(xiàng)目中通?？紤]制造的能力的易于計(jì)算和統(tǒng)計(jì)的公差的正負(fù)偏差各減去5/(n+N)，作為設(shè)計(jì)的負(fù)尺寸鏈坐標(biāo)方向的目標(biāo)各項(xiàng)目的公差。12、如果[SUP]>=0,且|/可-1[INF]<0,|I可—|[SUP]|>0令5=|/可-1[SUP]；如果[SUP]<0,5=|I”+1[SUP]|A、15的1/2在尺寸鏈增環(huán)方向組成環(huán)上n個(gè)項(xiàng)中每個(gè)項(xiàng)目中通?？紤]制造的能力的易于計(jì)算和統(tǒng)計(jì)的公差的正負(fù)偏差各減去5/(n+N)，作為設(shè)計(jì)的正尺寸鏈坐標(biāo)方向的目標(biāo)各項(xiàng)目的公、.1差。B、5的1/2在尺寸鏈減環(huán)方向組成環(huán)上N個(gè)項(xiàng)中每個(gè)項(xiàng)目中通?？紤]制造的能力的易于計(jì)算和統(tǒng)計(jì)的公差的正負(fù)偏差各加上5/(n+N)，作為設(shè)計(jì)的負(fù)尺寸鏈坐標(biāo)方向的目標(biāo)各項(xiàng)目的公、，1差。這樣一來，就可以用正負(fù)相等的考慮制造的能力的易于計(jì)算和統(tǒng)計(jì)的公差先進(jìn)行公差合理分布和尺寸鏈優(yōu)化，然后將補(bǔ)償偏差按照如上方法計(jì)算出實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)的每個(gè)件或總成的公差及公差方向，原則上箭頭為公差尺寸鏈的坐標(biāo)增環(huán)方向，減環(huán)為上下偏差對(duì)調(diào)。9、設(shè)計(jì)值5當(dāng)5大于等于2mm，可以考慮將面差/段差，間隙等設(shè)計(jì)數(shù)值可以加一個(gè)數(shù)值根據(jù)8.1條件得5=5+《，或根據(jù)8.2情況得5=5-5「這種情況下，公差都可取正負(fù)相等的值，制造和設(shè)計(jì)管理都十分容易。10、極限總偏差1、不補(bǔ)償?shù)臉O限偏差-最大總偏差上下偏差分別為：SUPA廣無SUP-陛INF

=1i=1+nINFmn=￡iNF-勿SUP=1i=1+nTOL=SUP-INF=￡sUP-陛INF-ElNF-區(qū)SUP=￡tOL+國TOLMAXMINiiiiiii=1i=1+ni=1i=1+ni=1i=1+n10.2、補(bǔ)償后的極限偏差-最大總偏差：考慮到各個(gè)組環(huán)的公差園整，使實(shí)際的偏差補(bǔ)償量減少或增加WJ,54為實(shí)際補(bǔ)償量，54=5_53。當(dāng)8.1條件時(shí)：TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"SUP5=￡sup—區(qū)INF+5|

i=1i=1+nINF=￡lNF-云SUP+15IMI*、iiI4Ii=1i=1+n當(dāng)8.2條件時(shí)：SUPmax5=￡sUP-區(qū)INF-|54i=1i=1+nINF=￡iNF-云SUP-5IMIN5ii141i=1i=1+nTOL=SUP-INF=Esup-SINF-￡lNF-如SUP=￡tOL+如tol\o"CurrentDocument"MAXMINiiiiiii=1i=1+ni=1i=1+ni=1i=1+n式中i=1+n,……，N+n項(xiàng)為減環(huán)公差。11、封閉環(huán)總公差TOL如10所述，總公差實(shí)際上是所有增環(huán)和減環(huán)的公差之和，因此在公差分析時(shí)只能合理分布所有的組成環(huán)的公差和公差方向，并可以將5J在每個(gè)公差環(huán)中平均分配，將整個(gè)公差合理分布，滿足封閉環(huán)的總公差情況下，合理的分布下偏差和上偏差值，從而獲得了理想的各個(gè)公差環(huán)的公差及上下偏差。當(dāng)然，可以參考封閉環(huán)計(jì)算出總公差后，可以考慮設(shè)計(jì)成可調(diào)方案，來補(bǔ)償少數(shù)達(dá)不到要求的汽車。12、裝配調(diào)整量計(jì)算為了更好的提高產(chǎn)品品質(zhì)，使裝配調(diào)整后公差更小，令補(bǔ)償裝配調(diào)整后產(chǎn)品裝配狀態(tài)的公差的上下偏差分別為[SUPA],[INFA]，得到裝配調(diào)整量的初值I52°L([SUP]-[INF])-([SUPA]-[INFA]),該值為正負(fù)方向相等，考慮到各個(gè)組環(huán)的公差園整，使實(shí)際的偏差補(bǔ)償量減少或增加5J，54為實(shí)際補(bǔ)償量，54=51-53。因此應(yīng)將調(diào)整量加大到5J=I52J+53L調(diào)整后的極限偏差和公差分別為：41,補(bǔ)償并裝配調(diào)整后的極限偏差-最大總偏差：當(dāng)8.1條件時(shí)：SUP=Esup-如INF+5I-5MAX5ii142TOC\o"1-5"\h\zi=1i=1+nINF=￡lNF-ESUP+151+5\o"CurrentDocument"MIN5ii142i=1i=1+n當(dāng)8.2條件時(shí)：supmax5=Esup-Einf-15J-152|i=1i=1+nINF=￡lNF-ESUP-5+5\o"CurrentDocument"MINii42i=1i=1+nTOL=SUP-INF=Esup-陛INF-￡lNF-匿SUP=￡tOL+國TOL-25MAXMINiiiiii2i=1i=1+ni=1i=1+ni=1i=1+n式中i=1+n,,N+n項(xiàng)為減環(huán)組環(huán)。13、常用制造公差范圍參考表（按照正負(fù)對(duì)稱分布，可作為設(shè)計(jì)輸入初值，補(bǔ)償后可不對(duì)稱）根據(jù)不同零件不同的設(shè)計(jì)要求和不同的工藝水平，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，本表只供參考之用，本表分為四級(jí)水平，工藝水平4為最高水平為高級(jí)轎車或合資企業(yè)的工裝水準(zhǔn)。工藝水平3為國內(nèi)主流汽車廠水平，工藝水平2為國內(nèi)次主流汽車廠水平，工藝水平1為最低級(jí)一般為低檔車或低的制造工藝條件，國內(nèi)非常差的工藝水平，生產(chǎn)條件和投資規(guī)模的汽車廠或雖很好汽車廠但車型檔次很低的情況，項(xiàng)目零件類型零件尺寸重要性工藝水平1工藝水平2工藝水平3工藝水平41A類外板件大重要±1.5±1.0±0.6±0.42大一般±2.0±1.5±1.0±0.53中重要±1.2±0.8±0.5±0.34中一般±1.5±1.0±0.6±0.45B類大中結(jié)構(gòu)件大重要±1.5±1.0±0.6±0.46大一般±1.6±1.2±0.8±0.67中重要±1.2±0.8±0.5±0.38中一般±1.5±1.0±0.6±0.49C類小結(jié)構(gòu)件小重要±1.2±0.8±0.5±0.310特小一般±1.5±1.0±0.6±0.411D類小結(jié)構(gòu)件重要±1.0±0.6±0.4±0.212一般±1.2±0.8±0.5±0.313門和蓋裝配后間隙6±1.05±0.74±0.63.5±0.514門和蓋裝配后段差門向車內(nèi)為正。?1.5。?1.2。?1.0。?0.815定位孔公差重要±0.3±0.2±0.1±0.0516一般±0.4±0.3±0.2±0.117定位孔位置度公差重要0.40.30.20.118一般0.50.40.30.219零部件安裝孔（硬點(diǎn)）公差重要±0.4±0.3±0.2±0.120一般±0.5±0.4±0.3±0.221零部件安裝孔（硬點(diǎn)）位置度公差重要0.60.50.40.322一般0.70.60.50.423孔距公差0~100±0.4±0.3±0.2±0.124100~200±0.5±0.4±0.3±0.225200?500±0.6±0.5±0.4±0.326〉500±0.7±0.6±0.5±0.4Page:1227前燈上邊與機(jī)罩蓋的間隙4,0?+24,0?+1.54,0?+1.24,0?+128前燈與翼子板上面間隙5±1.54±1.23±0.83±0.529前燈后側(cè)與翼子板間隙3±1.52±1.22±0.81±0.530前燈下側(cè)與保險(xiǎn)杠間隙4,0?+1.53,0?1.32.5,0?1.22,0?1.031兩個(gè)燈間隙2±0.71.5±0.61±0.51±0.432保險(xiǎn)杠與翼子板間隙1.50?0.71.00?0.60.50?0.50.50?0.433后行李箱蓋與后保險(xiǎn)杠間隙14±1.512±1.010±0.88±0.534發(fā)動(dòng)機(jī)蓋與前格柵或保險(xiǎn)杠間隙8±1.56±1.05±0.84,0?1.535嵌入式防擦條與保險(xiǎn)杠或門板間隙2.0±1.01.5±0.81±0.60.8±0.536發(fā)動(dòng)機(jī)蓋與翼子板間隙6+1.55±1.23.50?1.03,0?1.037玻璃頂間隙5±1.54±1.24±1.04±0.838玻璃與頂段差間隙3-2?1.53-2?1.53-1.5?1.53-1.0?1.039前玻璃下塑料裝飾板與前玻璃距離1.5±1.01±0.80.5-0.2?0.80.3-0.1?0.740滾壓件車窗與頂間隙5±1.55±1.25±0.84.5±0.541滾壓件車窗與側(cè)圍開口密封間隙密封條壓縮量為1/3~1/2常用密封面間隙11~2214±1.514±1.214±0.814±0.542門縫開口線平行度公差1.5/500mm1.2/500mm1.0/500mm0.7/500mm43門下邊間隙8±1.57±1.06±0.85±0.644門前間隙與后立縫間隙差值門下沉原因-1.0?-0.8-0.8?-0.6-0.6?-0.4-0.4?-0.345門上間隙與下縫之間隙差值門下沉原因-2.5?-2.0-2.0?-1.5-1.5?-1.0-1.0?-0.846門洞非密封面與門內(nèi)板空間隙12±1.512±1.212±0.812±0.547后門與后側(cè)圍段差門向車內(nèi)為正從前到后越來越小-1.2?0-1.0?0-0.8?0-0.6?048前后蓋密封條面間隙10±1.510±1.210±0.810±0.649格柵與發(fā)動(dòng)機(jī)蓋間隙段差±1.2±1.0±0.8±0.650后行李箱蓋內(nèi)板與周邊密封止口24±1.524±1.224±1.