הבנת החשיבות של Tolerance Stack-up בעיצוב תיקון

מה זה Tolerance Stack-Up בעיצוב תיקון?

בייצור דיוק, הפער בין תיאוריה למציאות נשלט על ידי סובלנות.כל חלק יש וריאציות אפשריות ממד נומינאל שלה, וכאשר חלקים מרובים מקובצים, הבדלים קטנים אלה מצטברים בתופעה הנקראת FLT:0) ערימה של ערימה של ערימה של ערימה של ערימה 1 עבור עיצוב תיקון, הצטברות זו יכולה לעשות את ההבדל בין כלי ייצור אמין ומקור קבוע של גרדוט ויצירה מחדש.

תיקונים הם מכשירים לאתר, להחזיק ולתמוך במשרה חלקית במהלך מאצ'ינג, בדיקה או ההרכבה.העבודה העיקרית שלהם היא להבטיח כי העבודה ממוקמת באופן עקבי ומדויק.אם תיקון לא אחראי על הווריאציות המצטברת של מרכיביה ואת החלקים שהיא מחזיקה, ההרכבה המתקבלת עלולה להיות מחוץ ל-spec-lealeignment, משחק מוגזם, או מתאים כי הסובלנות הורסת את הזרם.

הבנת ערימה של סובלנות בעיצוב תיקון הולך מעבר רק הוספת מספרים.זה דורש גישה שיטתית לכמת כיצד כל סובלנות אינדיבידואלית תורמת לריאציות הכוללות בתכונה קריטית.מהנדסים חייבים להחליט אם ליישם את FLT:0worst-casephigt-caseFLT 1 ניתוח (הנחה כל החלקים נמצאים בקיצוניות שלהם) או FLT2 סטטיסטית ניתוח 3: הסתברות לחיזוי, אפשרויות מורכבות).

ההבדל בין חלק סובלנות ותיקון סובלנות

סובלנות חלקית מגדירה את הווריאציות האפשריות בצורת, גודל ומיקום של העבודה עצמה.פתרון סובלנות מגדירה את הווריאציות האפשריות במרכיבים של תיקון - לוח הבסיס, איתורים, קלפיות, ו pins היישור. שני סוגי סובלנות אינטראקציה בערימה-up. לדוגמה, אם למקם תיקון ± יש עמדה של סובלנות של ±0.1 והעבודה של מילימטר יכול להיות משולב של שליטה על ממשק קריטי.

מדוע Tolerance Stack-Up הוא קריטי בעיצוב תיקון

תיקונים אינם סטטיים; הם נתונים לטעינה חוזרת, שינויים תרמיים, וללבוש.תיקון שעובד בצורה מושלמת עם קבוצה אחת של חלקים עלול להיכשל עם סט אחר שנפל בקצה השני של טווחי הסובלנות שלהם.

• (ב) ⁇ 0) מקומות שאינם מנוקמים: FLT:1ir כאשר תיקון לא יכול להחזיק את העבודה על בטן עקבית, כל פעולה לאחר מכן - הקרנה, בדיקה - מעלה תוצאות בלתי צפויות.
• (FLT:0) אובדן יכולת: FLT:1 גם אם כלי מכונה בודדים מסוגלים (Cpk > 1.33), תיקון מעוצב בצורה גרועה יכול להציג מספיק וריאציות כדי להפוך את התהליך לבלתי מסוגל.
• עלויות העבודה והגרדות: FLT:1eur על פי הערכות התעשייה, העלות של כשלים איכותיים יכולה לעלות על 20% של ייצור יתר על המידה.
• (FLT:0) התערבות מופרזת או נקה מופרזת: אנדרל 1 (באשרות עם מספר תיקונים, ערערת הסובלנות לתיקון יכול לגרום לעיוות המונע מהצטרפות לפעולות או נזק חלקי חלקים.

ההשפעה הישירה על איכות המוצר הופכת את ניתוח ערימה סובלנות צעד חובה בכל זרימת עבודה עיצוב תיקון.זה לא לאחר מחשבה - זה חייב להיות מוטבע בשלב העיצוב.

שיטות של Tolerance Stack-Up Analysis

הגרוע ביותר - Arithmetic - Stack-Up

השיטה הפשוטה ביותר מניחה שכל הסובלנות מתרחשת בגבולות הקיצוניים שלהם בו זמנית.ההריאציות הכוללות בנקודת העניין הוא הסכום ה ⁇ של כל הסובלנות התורמים.לדוגמה, אם לשלושה תכונות יש סובלנות של ±0.05 מ"מ, ±0.10 מ"מ, ו-0.15 מ"מ, הערימה הגרועה ביותר היא ±0.30 מ"מ.

Root-Sum-Square (RSS) סטטיסטיק-Up

ניתוח RSS מניח כי סובלנות היא עצמאית ובאופן רגיל מבוזר.הוריאציות הכולל מחושבת כמו השורש הריבועי של ריבועים של כל סובלנות אישית. עבור אותה דוגמה: ⁇ (0.052 + 0.102 + 0.102 + 0.152) = ⁇ (0.00 + 0.01 + 0.01 + 0.0225) = ⁇ 0.035 ⁇ 0.1087 מ"מ. זה פחות מ-8% מהערכת ה-הגרועהגרועהיתר לייצר RSS עדיין אינה יעילה יותר מאשר אם כן, אך אינה מאפשרת פתרון RSS או יותר מאשר אופטימיזציה .

מונטה קרלו סימבול

(ב) סטיות מורכבות עם אינטראקציות לא לינאריות, סימולציה מונטה קרלו היא אלפי שילובים אקראיים של חלק ותיקון סובלנות לבניית הפצה אמפירית של הערימה.השיטה הזו מהווה אלפי התפלגות מזויפת, שינויים דאטומים, ואינטראקציות שפשוט נוסחאות אלגברהיות יכולות להציב תשואות מטרה (למשל, 99.73% של אסיפות שטח; סימולציות) כדי לתקן את הכלים של סימולפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפט (C) או תיקון של כלי רכב (C) או תיקון של סימולפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפט) או תיקון של סימולציה (T)

GD&T ו-Tolerance Stack-Up in Fixtures

Geometric Dimensioning ו- Tolerancing (GD & T) מספק שפה מדויקת להגדרת האופן שבו תכונות מתייחסות ל- datums. כאשר חלות על רכיבי תיקון - במיוחד לאתרים, מטרות דאטומיות, ו pins היישור - GD & T מבהיר את השליטה שחשובה עבור ערימה.

• (FLT:0) סובלנות פוליטית: FLT:1 Controls המיקום של חור או פיין ביחס לעמדה האמיתית שלו.
• (FLT:0) פרופיל של פני השטח: FLT:1 שולט בצורת וכיוון של משטח איתור מתואם.
• (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

באמצעות GD & T, מעצבים יכולים להקצות precedence datum כדי לתקן רכיבים.לדוגמה, נקודה ראשונית על צלחת הבסיס שטוח של תיקון, על פיטום משני על סיכה, ואת datum מטרי על כפתור מנוחה.ניתוח ערימה לאחר מכן לעקוב אחר ההיררכיה datum: כל התייחסות לאחר מכן עם הווריאציות שנצברו מן הגישה הקודמת מובנה למנוע stracons overconstras.

גורמים המשפיעים על סובלנות ל-Tolerance Stack-Up ב- Fixtures

אפשרויות ל-Thermal growth

חומרי תיקון - סטרל, אלומיניום, ברזל, מורכב - Exand וחוזה במחירים שונים.אלומיניום יש coefficient של התרחבות תרמית בערך כפול מזה של פלדה.אם תיקון תוכנן ב 20 מעלות צלזיוס אבל פועל ב 35 מעלות צלזיוס, מאתר אלומיניום 500 מ"מ יכול להתרחב על ידי כמעט 0.18 מ"מ.זה מוסיף ישירות לערימה בסביבות תרמיות (למשל, ריתוך או מנוע ממין) כדי התאמה לקצבים דומים.

ללבוש ותחזוקה

רכיבי תיקון לובשים לאורך זמן.הליכות לוטור לפתח chamfer לאחר שילוב חוזר; משטחים clamping הופכים concave. זה ללבוש בהדרגה מגביר את הסובלנות היעילה של כל רכיב תיקון. ניתוח ערימה שנערך על תיקון חדש הופך אופטימי לאחר חודשים של ייצור. תקופת זמן ושיקום נדרשים.

▪ « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

(המסדר שבו עוסק גולת הכותרת עם מאתרי תיקון יכול לשנות את הערימה האפקטיבית של איתור (למשל, לראשונה קלפיד ראשוני, ולאחר מכן להחליק מאתר משני למקום), המגביל הראשון את החלק ואת הממצא השני עשוי להיות חייב להתגבר על הווריאציות המצטברות מן הראשון.

אסטרטגיות עיצוב ל- Mitigate Tolerance Stack-Up

שימוש ב-Locators ו- Shims

במקום להצמיח כל מוצא לסובלנות קבועה, להשתמש ב pins מותאמים, jack ברגים, או shims. זה מאפשר את התיקון להיות מותאם אישית לרכיב העבודה במהלך המערך הראשון. תכונות מכוונן לשנות את הערימה מן התיקון לתהליך ההרכב, אשר יכול להיות יותר כלכלי עבור ייצור נמוך כרכים.

יישום מערכת בדיקת עמדה אמיתית

כדי לאמת כי התיקון עצמו הוא בתוך סובלנות, לשלב בדיקה מובנה - כגון סיכת מבחן עם מד ללכת / לא-גו שמתאים לאתרי הקבע.זה נותן אינדיקציה מיידית אם התקנון עדיין בתוך גבולות הערימה המותר שלה. חלק תיקונים כוללים חלק חקיקת אמן נמדד לפני כל ייצור.

המונחים: tolerance chain

שרשרת סובלנות קצרה יותר פירושה פחות הצטברות.צמצם את מספר הרכיבים בין הכף של הקבע לבין החלק העבודה.לדוגמה, במקום להשתמש בלוח הבסיס, תת-לוח, ועלייה, הר את הממצאים ישירות לשולחן המכונה או הגוף הראשי של הריצוף.כל רכיב מבטל מפחית לפחות סובלנות אחת בשרשרת.

החל את בקרת תהליכים סטטיסטית (SPC) כדי לתקן את הייצור

הדרך הטובה ביותר לנהל ערימה היא לשלוט קלטות.כאשר בנייה תיקונים, להשתמש ב-SPC על ממדים מרכזיים כמו המיקום של חורים, שטוחות של לוחות הבסיס, ואת ההקדמה של סיכות.זה מבטיח כי הסובלנות בפועל לתקן הם הדוק יותר מאשר הגבולות העליונים המפורטים, מתן חיץ בערימה.

כלי תוכנה עבור Tolerance Stack-Up Analysis

עיצוב תיקון מודרני מבוסס על כלים דיגיטליים המבצעים ניתוח סובלנות בשלב ה- CAD.

• (FLT:0)Sigmetrix CETOLFLT:1: Integrated with Creo, SolidWorks ו NX, CETOL מבצע ניתוח הגרוע ביותר ו RSS עם הפצה מוגדרת למשתמש.זה יכול להתמודד עם מגבלות לא לינאריות האופייניות לתקנות תיקון.
• (FLT:0)C Creo tolerance AnalysisFIRLT:1: Aמודול בתוך Creo שעובד ישירות על מודל 3D, ומאפשר למעצבים להקצות סובלנות ולהציג תוצאות על תכונות קריטיות.
• (FLT:0)Draftsight tolerance ToolveFLT:1: פתרון מבוסס 2D לניתוח שרשרת סובלנות בציורים, שימושי עבור עיצובי תיקון מורשת.

כלים אלה מאפשרים לתרחישים: "מה קורה אם אני מגביר את הסובלנות של איתור על ידי 0.02 מ"מ?", סימולציה עדכונים באופן מיידי, ומאפשר למהנדסים למצוא את האיזון האופטימלי בין עלות וביצועים.

דוגמאות אמיתיות בעולם של Tolerance Stack-Up ב- Fixtures

פאנל גוף רכב לתקן

ב הרכב הרכב הרכב, תיקונים לעתים קרובות לאתר כמה לוחות מתכת לפני שוורלדינג. יצרן אחד שם לב פער 2 מ"מ בין דלת למסגרת שלה לאחר שתוך כדי ריתוך.ל סובלנות משולבת של מאתרי הריצוף ה- Welding, הפאנל חותמת וריאציות ±, ואת הפחתת הפחתת כל הצביע על הפער הגרוע ביותר להיות 2.3 מ"מ על ידי מעבר קבוע מ"מ ל- 1 מ"מ"מ מופחת על מנת להתאים את ה- 1 ליטרים על מנת ל- 1 ל- 0.

סוללות מטבוליות

במבצע של הסימון דיסק טורבינות, התיקון משתמש בשלושה מאתרים רדיואקטיביים וחתיכה אחת פנים אלקילית.הערימה בכיוון הרדינל קבעה את עומק החורים הקירור.ניתוח הבמקרה הרע ביותר חזה שגיאה רדיואלית מקסימלית של 0.15 מ"מ, אשר תדחוף כמה חורים מתוך 0.1 ± מ"מ הנדרש על ידי יישום ניתוח RSS ולוודא כי איתור הסימון של מיקום התיקון היה נמוך מ-1.8 ל- 0, 000 מ- 0, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 רזולוציה, 000 רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של רזולוציה של קיבולת, 000 רזולוציה של רזולוציה של .

מסקנה

ערימה של ערימה בעיצוב תיקון אינה סקרנות תיאורטית - זה משתנה מעשי הקובע אם קו הייצור פועל בצורה חלקה או מאבקים עם variability. כל מוצא, clamp, משטח datum לתרום לסכום של אי ודאות ממדית. על ידי בחירת שיטת הניתוח הנכונה - מזוודה עבור יישומים קריטיים של זמן בטיחות, RSS או מונטה קרלו עבור עלות יעילה - עיצובים יעילים - יכול ליצור תיקון מדויק יותר של איכות תכונות ייצור.

אימות קבוע של ערימה באמצעות סימולציה ומדידות פיזיות מבטיח כי התיקון ממשיך להופיע בתוך גבולות כפי שהוא לובש בסופו של דבר, המטרה היא לתכנן תיקונים שאינם רק מדויקים על הנייר, אבל זה מחזיק באופן אמין כל חלק - מטיפוסים הדוקים ועדינים כדי לייצר חלקים בשולי מפרטים הדפסה.