Creo操作教学:creo​公差分析EZ Tolerance Analysis的使用技巧
来源: | 作者:安亚信科技 | 发布时间: 2024-01-24 | 20 次浏览 | 分享到:

01、creo公差设计的重要性

CAD 模型是产品的理想理论表示。按照相同规范制造零件时,每个零件与其他所有零件均稍有不同。尽管零件之间存在差异,但是公差设计可以确保产品满足工程要求。


要确定所允许的公差,必须考虑各个尺寸中变化的累积或叠加。尺寸变化组合会在最终产品中 (通常在装配中的两个不同零件之间) 产生关键距离变化。对于每个关键距离,必须确定一个可接受的值范围,在该范围内,装配将按照要求进行工作。


公差叠加分析可帮助您了解尺寸变化与功能要求之间的关系。



02、最坏情况公差分析

最坏情况公差分析是传统类型的公差累积计算 (图 1)。各个尺寸均被设置为其公差极限,以使累积测量结果尽可能最大或最小。


最坏情况模型考虑的不是各个尺寸的统计分布图,而是考虑这些尺寸不超过其各自的指定公差极限。从数学角度来说,模型假设所有公差尺寸都将等于它们的其中一个极限值,并进而产生极限累积情况。


换言之,此模型可预测最大预期测量偏差。

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设计最坏情况公差要求可保证所有零件在组装和运转时均正常无误,而与实际的元件尺寸偏差和累积组合无关。最坏情况模型的主要缺点是它通常要求各个元件的公差配合非常紧密。这容易造成制造和检测过程费用昂贵和/或报废率居高不下。


最坏情况公差分析通常用于重要的机械接口及备件更换接口。如果最坏情况公差分析不是合同规定的方法,则正确应用统计公差分析可以既保证装配结果可以接受,同时又可以增加元件公差、降低制备成本。



03、统计偏差分析

统计偏差分析模型充分利用了统计学的原理,可以在兼顾质量的情况下放宽元件公差限制。


以统计分布 (图 2) 形式对每个元件的偏差进行建模,并对这些分布求和来预测装配测量的分布。


因此,统计偏差分析可预测分布情况,它可以描述装配测量偏差,但不能描述该偏差的极限值。


利用此分析模型,设计人员可以设计出任何质量级别 (不只是 100%) 的产品,从而提高设计弹性。

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04、1D 与 2D、3D 问题

EZ Tolerance Analysis 可用于求解单维度 (1D) 叠加问题,但不能求解二维或三维 (2D 或 3D) 叠加问题。但是,在大多数情况下,如果定义的不是单维度叠加,则会出现警告。



单维度问题


• 在单维度公差叠加问题中,所分析的临界距离以及可对该距离变化造成影响的所有尺寸都作用在相同方向上。

• 将考虑曲面在叠加方向上往复运动的线性变化。

• 不考虑曲面彼此之间的相对角度变化,且通常会忽略此类变化的作用;从而保持分析结果为单维度。但是,如果叠加中涉及的曲面的大小存在显著差异,某些较小曲面中的角度变化可能会对较大曲面的边产生更大的影响。

• 如果较大曲面跟随较小曲面的方向,则它们会在分析方向上来回移动,而不只是通过表面所允许的简单平移来移动。在这些情况下会出现一条警告消息。

• 在单维度问题中,整体叠加距离对每个参与的标准尺寸的敏感度通常为 1.0 或 -1.0。而对定形尺寸 (例如直径或宽度) 的敏感度可以为 0.5 或 -0.5。

在 2D 公差叠加问题中,所分析的距离以及对该距离的变化造成影响的所有尺寸均表示在一个平面内。在 3D 公差叠加问题中,尺寸可以对任何方向上的变化造成影响。两者通常都涉及复杂的三角函数计算,以确定装配中每个尺寸的测量敏感度。



05、单维度分析的缺点

当使用 2D 或 3D 公差叠加方法对已定义的单维度叠加问题进行计算更有利时,EZ Tolerance Analysis 会提出警告。


EZ Tolerance Analysis 强调了单维度方法中未包括旋转变化的情况,这种情况下可能会比通过允许的公差极限对相同曲面进行对应的平移变化产生更显著的影响。尽管计算中不包括此类效果,但您会收到此类情况的通知。


然后,您可以评估要求的严重性,并确定是否需要使用 3D 公差工具 (例如 CETOL 6σ) 进行进一步调查。


虽然未检测到所有此类情况,但以下情况会显示通知:

• 当定义临界叠加距离的曲面未重叠时。

• 当零件之间的某些装配约束超出针对临界叠加距离选择的曲面的覆盖范围时。

• 当用于约束零件的曲面的大小明显小于叠加距离定义中涉及的曲面大小时。

• 当一个零件与一个由两个或多个紧固件构成的阵列相连接,且测量方向位于阵列外曲面的配对面所在平面中时。

EZ Tolerance Analysis 可以标记出真正可使用 1D 方法进行建模的叠加。

最常见的情况是当装配中的零件之间存在多个对等装配约束时。例如,将轴安装进轴承或衬套的每一端,或电路板使用多个紧固件安装在几个支架上。这些叠加已标记,因为 1D 叠加定义包括通过零件创建单个尺寸环,而在装配中有助于使零件保持稳定的其他约束不包括在叠加定义中。


该标志是一个警告消息,主要是关于考虑零件之间的关系以及评估是否需要对更高级的工具 (例如 CETOL 6σ) 进行建模。