公差分析
双透镜的公差分析
载入Samples\Tutorial folder 中的「Tutorial tolerance.zmx」文件。这是一个近轴的双透镜设计。我们将建立本系统的公差分析。
6-7 制造与组装公差
在开始本设计的公差分析之前，我们需要定义所有可能的误差来源。首先从ZEMAX 主选单上点击Editors->Tolerance Data，即可开启Tolerance Data Editor（TDE）。然后在TDE 视窗中的主选单中，点击Tools->Default Tolerance 开启Default Tolerance 对话框。直接点击「OK」产生默认的公差操作数。如此即是同意默认的公差容忍度。此外后截距的距离是默认的补偿部份。
6-8 误差描述
Tolerance Data Editor现在包括有41个项目。第一个操作数「COMP」定义表面4的厚度做补偿部份。而「TW A V」这个操作数，系指针对任何条纹误差的测试波长。其它的操作数分别用于定义下列误差：
●四个面的曲率半径
●四个面的面不平整度
●两个组件和一个间隙的厚度误差
●两个玻璃的折射率或阿贝数的误差
●四个面皆有两个方向的离轴和倾斜。针对球面，公差分析仅有楔形或离轴
●两个组件皆有两个方向的离轴和倾斜
如此便包括所有设计上可能的制造和组装的公差
统计公差分析方法概述
统计公差分析方法概述(2012-10-23 19:45:32) 分类：公差设计统计六标准差 统计公差分析方法概述 一.引言 公差设计问题可以分为两类：一类是公差分析(Tolerance Analysis ,又称正计算) ,即已知组成环的尺寸和公差,确定装配后需要保证的封闭环公差；另一类是公差分配(Tolerance Allocation ,又称反计算) ,即已知装配尺寸和公差,求解组成环的经济合理公差。 公差分析的方法有极值法和统计公差方法两类,根据分布特性进行封闭环和组成环公差的分析方法称为统计公差法.本文主要探讨统计公差法在单轴向(One Dimension)尺寸堆叠中的应用。 二.Worst Case Analysis 极值法(Worst Case ,WC)，也叫最差分析法，即合成后的公差范围会包括到每个零件的最极端尺寸,无论每个零件的尺寸在其公差范围内如何变化,都会100% 落入合成后的公差范围内。 <例>Vector loop：E=A+B+C,根据worst case analysis可得 D（Max.）=(20+0.3)+(15+0.25)+(10+0.15)=45.7,出现在A、B、C偏上限之状况 D（Min.）=(20-0.3)+(15-0.25)+(10-0.2)=44.3,出现在A,B、C偏下限之状况 45±0.7适合拿来作设计吗? Worst Case Analysis缺陷： ?设计Gap往往要留很大,根本没有足够的设计空间,同时也可能造成组装困难； ?公差分配时,使组成环公差减小,零件加工精度要求提高,制造成本增加。
以上例Part A +Part B+ Part C，假设A、B、C三个部材,相对于公差规格都有3σ的制程能力水平，则每个部材的不良机率为1-0.9973=0.0027；在组装完毕后所有零件都有缺陷的机率为：0.0027^3=0.000000019683。这表明几个或者多个零件在装配时,同一部件的各组成环,恰好都是接近极限尺寸的情况非常罕见。 三.统计公差分析法 ?由制造观点来看,零件尺寸之误差来自于制程之变异,此变异往往呈现统计分布的型态,因此设计的公差规格常被视为统计型态。 ?统计公差方法的思想是考虑零件在机械加工过程中尺寸误差的实际分布,运用概率统计理论进行公差分析和计算,不要求装配过程中100 %的成功率(零件的100 %互换) ,要求在保证一定装配成功率的前提下,适当放大组成环的公差,降低零件(组成环) 加工精度,从而减小制造和生产成本。 ?在多群数据的线性叠加运算中,可以进行叠加的是『变异』值。 四.方和根法 计算公式（平方相加开根号） 假设每个尺寸的Ppk 指标是1.33并且制程是在中心
公差分析
例子1公差(Tolerancing) 1-1概论 公差分析将有系统地分析些微扰动或色差对光学设计性能的影响。公差分析的目的在于定义误差的类型及大小，并将之引入光学系统中，分析系统性能是否符合需求。Zemax内建功能强大的公差分析工具，可帮助在光学设计中建立公差值。公差分析可透过简易的设罝分析公差范围内，参数影响系统性能的严重性。进而在合理的费用下进行最容易的组装，并获得最佳的性能。 1-2公差 公差值是一个将系统性能量化的估算。公差分析可让使用者预测其设计在组装后的性能极限。设罝公差分析的设罝值时，设计者必须熟悉下述要点： ●选取合适的性能规格 ●定义最低的性能容忍极限 ●计算所有可能的误差来源(如：单独的组件、组件群、机械组装等等…) ●指定每一个制造和组装可允许的公差极限 1-3误差来源 误差有好几个类型须要被估算 制造公差 ●不正确的曲率半径 ●组件过厚或过薄 ●镜片外型不正确 ●曲率中心偏离机构中心
●不正确的Conic值或其它非球面参数 材料误差 ●折射率准确性 ●折射率同质性 ●折射率分布 ●阿贝数(色散) 组装公差 ●组件偏离机构中心(X,Y) ●组件在Z.轴上的位置错误 ●组件与光轴有倾斜 ●组件定位错误 ●上述系指整群的组件 周围所引起的公差 ●材料的冷缩热胀(光学或机构) ●温度对折射率的影响。压力和湿度同样也会影响。 ●系统遭冲击或振动锁引起的对位问题 ●机械应力 剩下的设计误差 1-4设罝公差 公差分析有几个步骤须设罝： ●定义使用在公差标准的」绩效函数」：如RMS光斑大小，RMS波前误差，MTF需求， 使用者自定的绩效函数，瞄准…等 ●定义允许的系统性能偏离值 ●规定公差起始值让制造可轻易达到要求。ZEMAX默认的公差通常是不错的起始点。 ●补偿群常被使用在减低公差上。通常最少会有一组补偿群，而这一般都是在背焦。 ●公差设罝可用来预测性能的影响 ●公差分析有三种分析方法: ?灵敏度法 ?反灵敏度法
codev公差分析
问题背景 对于任何需要制造的系统，公差分析都是一个必需的复杂的互动过程。包括：?确定制造和装配公差目标?确定制造和调校补偿器，以及补偿方案 成功公差分析需要能够精确预测单个公差的灵敏度和整个系统的实际加工性能，包括补偿器的影响。当使用了合适的工具，公差分析能够降低：?非重复成本如设计时间，定义装调过程?重复性成本如系统制造，装配和调校因此公差分析可以帮助降低成本。 显微物镜案例?数值孔径0.65?放大率40倍?筒长180mm?视场直径0.5mm?可见光波长（d，F，C）?目标分辨率450线对每毫米 系统结构图
光扇图和场曲图 轴上视场和全视场点列图 MTF曲线和数值
从上面的图形可以看出，标称系统受限于：?轴向色差?横向色差?色球差?场曲 预期的公差分配目标：?限制450线对多色MTF下降■0.7视场内最大下降0.1■全视场最大下降0.15 公差方案?以默认TOR分析起始，确立基准性能并找出问题所在■默认反灵敏度模式计算引起相同性能下降的每个公差值?根据中间结果，执行额外分析■添加或删除被偿器■调整公差极限■固定单个公差到指定值■修改公差，符合光机模型 操作步骤1)运行默认公差，确定问题所在 轴上视场TOR结果
2)尝试替代偏心补偿偏心由表面8..9构成的透镜， 轴上视场TOR结果 3)确定可以修改的公差极限对于回滚和元件偏心，优质的制造设备可以保证±0.0065mm的总体指示偏差
对于此显微物镜，我们允许元件偏心和胶合元件回滚公差比默认值更严格一些，同样允许0.25环的不规则度。 保持套样板公差，最后一个透镜的厚度和偏心公差。此时，公差设置已经在轴上和全视场达到目标要求，但是在0.7视场依然不达标。
公差模型和公差分析方法的研究
生 产现场 S H O P S O L U T I O N S 金属加工 汽车工艺与材料 A T&M 2009年第7期 50 机械装配过程中，在保证各组成零件适当功能的前提下，各组成零件所定义的、允许的几何和位置上的误差称为公差。公差的大小不仅关系到制造和装配过程，还极大影响着产品的质量、功能、生产效率以及制造成本。公差信息是产品信息库中的重要 内容，公差模型就是为表示公差信息而建立的数学及物理模型，它是进行公差分析的理论基础。 公差分析或称偏差分析，即通过已知零部件的尺寸分布和公差，考虑偏差的累积和传播，以计算装配体的尺寸分布和装配公差的过程。公差分析的目的在于判断零部件的公差分布是否满足装配功能要求，进而评价整个装配的可行性。早期公差分析方法面向的是一维尺寸公差的分析与计算。Bjorke 则将公差分析拓展到三维空间。Wang 、C h a s e 、P a b o n 、H o f f m a n 、Lee 、Turner 、Tsai 、Salomons 、Varghese 、Connor 等许多学者也分别提出了各自的理论和方法开展公差分析的研究。此后，人工智能、专家系统、神经网络、稳健性理论等工具被引入公差分析领域当中，并分别构建了数学模型以解决公差分析问题。 1 公差模型 公差模型可分为零件层面的公差信息模型和装配层面的公差拓扑关系模型。Shan 提出了完整公差模型的建模准则，即兼容性和可计算性准则。兼容性准则是指公差模型满足产品设计过程的要求，符合ISO 和ASME 标准，能够完整表述所有类型的公差。可计算性准则是指公差模型可实现与CAD 系统集成、支持过/欠约束、可提取隐含尺寸信息、可识别公差类型，以检查公差分配方案的可行性等。目前已经提出了很多公差模型表示法，但每一种模型都是基于一些假设，且只部分满足了公差模型的建模准则，至今尚未出现统一的、公认的公差模型。以下将对几种典型的公差模型加以介绍和评价。1.1 尺寸树模型 Requicha 最早研究了零件层面的公差信息表示，并首先提出了应用于一维公差分析的尺寸树模型。该模型中，每一个节点是一个水平特征，节点间连线表示尺寸，公差值附加到尺寸值后。由于一维零件公差不考虑旋转偏差，所有公差都可表示为尺寸值加公差值的形式。该模型对于简单的一维公差分析十 分有效，但却使尺寸和公差的概念模糊不清，而且没有考虑到形状和位置公差的表示。1.2 漂移公差带模型 Requicha 从几何建模的角度，于20世纪80年代提出了漂移公差带模型以定义形状公差。在这个模型中，形状公差域定义为空间域，公差表面特征需位于此空间域中，同时采用边界表示法（Breps ）建立传统的位置和尺寸公差模型。对于表面特征和相关公差信息则运用偏差图（VGraph ）来表示。VGraph 主要是作为一种分解实体表面特征的手段，将实体的边界部分定义为特征，公差信息则封装在特征的属性中。漂移公差带模型很好地表达了轮廓公差，轮廓公差包含了所有实际制造过程中的偏差。该模型提供了公差的通用理论且易于实现，但是不能区分不同类型的形状公差。1.3 矢量空间模型 Hoffmann 提出了矢量空间模型，Turner 扩展了这一模型。矢量空间模型首先需要定义公差变量、设计变量和模型变量。公差变量表示零件名义尺寸的偏差。设计变量由设计者确定，用以表示最终装配体的多目标优化函数。模型变量是控制零件各个公差的独立变量。由 公差模型和公差分析方法的研究 讨论了目前工程设计、制造中具有代表性的公差模型的建模、描述和分析的方法。在此基础上，对于面向刚性件和柔性件装配的公差分析方法的研究现状分别进行了综述和评价，通过对比说明各种分析方法的算法、应用范围及不足。最后，展望了公差模型和公差分析方法的研究方向及其发展动态。 奇瑞汽车股份有限公司 葛宜银 李国波
GBT1804一般公差
GBT1804一般公差 本标准等效采用国际标准ISO 2768-1 ：1989《一般公差——第1 部分：未注出公差的线性和角度尺寸的公差》中未注出公差的线性尺寸的公差部分。 1 范围 本标准规定了线性尺寸的一般公差等级和极限偏差。 本标准适用于金属切削加工的尺寸，也适用于一般的冲压加工的尺寸。非金属材料和其他工艺方法加工的尺寸可参照采用。 本标准规定的极限偏差适用于非配合尺寸。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款，凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 1804-92 一般公差线性尺寸的未注公差 GB6403.4-86 零件倒圆与倒角
3 术语 3.1 一般公差 一般公差系指在车间一般加工条件下可保证的公差。采用一般公差的尺寸，在该尺寸后不注出极限偏差。 4 线性尺寸的一般公差 4.1 线性尺寸的一般公差规定四个公差等级。线性尺寸的极限偏差数值表见表1；倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差数值见表2。 4.2 规定图样上线性尺寸的未注公差，应考虑车间的一般加工精度，选取本标准规定的公差等级，由相应的技术文件或标准作出具体规定。 4.3 本公司图样上线性尺寸的未注公差，选取GB1804-m 。
5 线性尺寸的一般公差的表示方法采用GB/T1804 规定的一般公差，在图样上、技术文件或标准中用国家标准号和公差等级符号表示。例如选用中等级时，表示为：GB/T1804-m 附录A 线性尺寸的一般公差的概念和作用 （参考件） A 1 概述
统计公差分析方法概述
统计公差分析方法概述(总5 页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
统计公差分析方法概述(2012-10-23 19:45:32) 分类：公差设计统计六标准差 统计公差分析方法概述 一.引言 公差设计问题可以分为两类：一类是公差分析(Tolerance Analysis ,又称正计算) ,即已知组成环的尺寸和公差,确定装配后需要保证的封闭环公差；另一类是公差分配(Tolerance Allocation ,又称反计算) ,即已知装配尺寸和公差,求解组成环的经济合理公差。 公差分析的方法有极值法和统计公差方法两类,根据分布特性进行封闭环和组成环公差的分析方法称为统计公差法.本文主要探讨统计公差法在单轴向(One Dimension)尺寸堆叠中的应用。 二.Worst Case Analysis 极值法(Worst Case ,WC)，也叫最差分析法，即合成后的公差范围会包括到每个零件的最极端尺寸,无论每个零件的尺寸在其公差范围内如何变化,都会100% 落入合成后的公差范围内。 <例>Vector loop：E=A+B+C,根据worst case analysis可得 D（Max.）=(20++(15++(10+=,出现在A、B、C偏上限之状况 D（Min.）=++=,出现在A,B、C偏下限之状况 45±适合拿来作设计吗 Worst Case Analysis缺陷： 设计Gap往往要留很大,根本没有足够的设计空间,同时也可能造成组装困难； 公差分配时,使组成环公差减小,零件加工精度要求提高,制造成本增加。
公差等级表
公差与配合1．基本偏差系列及配合种类
自由公差的概念及公差等级表 何谓自由尺寸公差？ 旧国标（HG）159-59中，在基准件公差上，把精度等级分成 12级。取自其中8、9两级精度基准件公差，称为自由尺寸公差。将偏差分为；单向（+）或（-）、双向（±）二种。在自由尺寸公差的注解中提示； ①自由尺寸公差仅适用于机械加工表面。 ②自由尺寸公差在工作图上不标注。 ③单向偏差对于轴用（-）号，对于孔、孔深、槽宽、螬深及槽长用（+）号，其余均用双向正负偏差（±）。④不能纳入上述明确原则的自由尺寸，且有单向偏差要求时，设计者应在工图中注出，否则按双向偏差制造。 修定后国标（GB）1800-79中，标准公差分20级。即；IT01、IT0、IT1至IT18。IT表示标准公差，公差等级的代号用阿拉伯数字表示，从IT01至IT18等级依次降低。并制定（GB）1804-79未注公差尺寸的极限偏差，规定有三条： ①规定的极限偏差适用于金属切削加工的尺寸，也可用于非切削加工的尺寸， ②图样上未注公差尺寸的偏差，按本标准规定的系列，由相应的技术文件作出具体规定。③未注公差尺寸的公差等级规定为IT12至IT18。一般孔用H（+）；轴用h（-）；长度用（±）? IT（即Js或js）。必要时，可不分孔、轴或长度，均采用 ? IT（即Js或js）。 根据国际标准ISO 2768，以下为线性尺寸未注公差的公差表。这个未注公差适用于金属切削加工的尺寸，也适用于一般的冲压加工尺寸。 这些极限偏差适用于： 线性尺寸：例如外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸、直径、半径、距离、倒圆半径和倒角高度； 角度尺寸：包括通常不标出角度值的角度尺寸，例如直角(90°); 机加工组装件的线性和角度尺寸。 这些极限偏差不适用于： ·已有其他一般公差标准规定的线性和角度尺寸； ·括号内的参考尺寸；
统计公差分析方法概述
统计公差分析方法概述 一、引言 公差设计问题可以分为两类:一类就是公差分析(Tolerance Analysis ,又称正计算) ,即已知组成环的尺寸与公差,确定装配后需要保证的封闭环公差;另一类就是公差分配(Tolerance Allocation ,又称反计算) ,即已知装配尺寸与公差,求解组成环的经济合理公差。 公差分析的方法有极值法与统计公差方法两类,根据分布特性进行封闭环与组成环公差的分析方法称为统计公差法、本文主要探讨统计公差法在单轴向(One Dimension)尺寸堆叠中的应用。 二、Worst Case Analysis 极值法(Worst Case ,WC),也叫最差分析法,即合成后的公差范围会包括到每个零件的最极端尺寸,无论每个零件的尺寸在其公差范围内如何变化,都会100% 落入合成后的公差范围内。 <例>Vector loop:E=A+B+C,根据worst case analysis可得 D(Max、)=(20+0、3)+(15+0、25)+(10+0、15)=45、7,出现在A、B、C偏上限之状况 D(Min、)=(20-0、3)+(15-0、25)+(10-0、2)=44、3,出现在A,B、C偏下限之状况 45±0、7适合拿来作设计不? Worst Case Analysis缺陷: ?设计Gap往往要留很大,根本没有足够的设计空间,同时也可能造成组装困难; ?公差分配时,使组成环公差减小,零件加工精度要求提高,制造成本增加。 以上例Part A +Part B+ Part C,假设A、B、C三个部材,相对于公差规格都有3σ的制程能力水平,则每个部材的不良机率为1-0、9973=0、0027;在组装完毕后所有零件都有缺陷的机率为:0、0027^3=0、3。这表明几个或者多个零件在装配时,同一部件的各组成环,恰好都就是接近极限尺寸的情况非常罕见。 三、统计公差分析法 ?由制造观点来瞧,零件尺寸之误差来自于制程之变异,此变异往往呈现统计分布的型态,因此设计的公差规格常被视为统计型态。?统计公差方法的思想就是考虑零件在机械加工过程中尺寸误差的实际分布,运用概率统计理论进行公差分析与计算,不要求装配过程中100 %的成功率(零件的100 %互换) ,要求在保证一定装配成功率的前提下,适当放大组成环的公差,降低零件(组成环) 加工精度,从而减小制造与生产成本。 ?在多群数据的线性叠加运算中,可以进行叠加的就是『变异』值。
统计公差分析方法概述
统计公差分析方法概述 一.引言 公差设计问题可以分为两类：一类是公差分析(Tolerance Analysis ,又称正计算) ,即已知组成环的尺寸和公差,确定装配后需要保证的封闭环公差；另一类是公差分配(Tolerance Allocation ,又称反计算) ,即已知装配尺寸和公差,求解组成环的经济合理公差。 公差分析的方法有极值法和统计公差方法两类,根据分布特性进行封闭环和组成环公差的分析方法称为统计公差法.本文主要探讨统计公差法在单轴向(One Dimension)尺寸堆叠中的应用。 二.Worst Case Analysis 极值法(Worst Case ,WC)，也叫最差分析法，即合成后的公差范围会包括到每个零件的最极端尺寸,无论每个零件的尺寸在其公差范围内如何变化,都会100% 落入合成后的公差范围内。 <例>Vector loop：E=A+B+C,根据worst case analysis可得 D（Max.）=(20+0.3)+(15+0.25)+(10+0.15)=45.7,出现在A、B、C偏上限之状况 D（Min.）=(20-0.3)+(15-0.25)+(10-0.2)=44.3,出现在A,B、C偏下限之状况 45±0.7适合拿来作设计吗? Worst Case Analysis缺陷： ?设计Gap往往要留很大,根本没有足够的设计空间,同时也可能造成组装困难； ?公差分配时,使组成环公差减小,零件加工精度要求提高,制造成本增加。 以上例Part A +Part B+ Part C，假设A、B、C三个部材,相对于公差规格都有3σ的制程能力水平，则每个部材的不良机率为1- 0.9973=0.0027；在组装完毕后所有零件都有缺陷的机率为：0.0027^3=0.000000019683。这表明几个或者多个零件在装配时,同一部件的各组成环,恰好都是接近极限尺寸的情况非常罕见。 三.统计公差分析法 ?由制造观点来看,零件尺寸之误差来自于制程之变异,此变异往往呈现统计分布的型态,因此设计的公差规格常被视为统计型态。?统计公差方法的思想是考虑零件在机械加工过程中尺寸误差的实际分布,运用概率统计理论进行公差分析和计算,不要求装配过程中100 %的成功率(零件的100 %互换) ,要求在保证一定装配成功率的前提下,适当放大组成环的公差,降低零件(组成环) 加工精度,从而减小制造和生产成本。 ?在多群数据的线性叠加运算中,可以进行叠加的是『变异』值。
标准公差表经典.doc
标准公差表 线性和角度尺寸未注公差 根据国际标准，以下为线性尺寸未注公差的公差表。 这个未注公差适用于金属切削加工的尺寸，也适用于一般的冲压加工尺寸。这些极限偏差适用于： ?线性尺寸：例如外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸、直径、半径、距离、倒圆半径和倒角高度； ?角度尺寸：包括通常不标出角度值的角度尺寸，例如直角(90°); ?机加工组装件的线性和角度尺寸。 这些极限偏差不适用于：
?已有其他一般公差标准规定的线性和角度尺寸； ?括号内的参考尺寸； ?矩形框格内的理论正确尺寸。 形状位置公差 零件在加工过程中，由于机床－夹具－刀具系统存在几何误差，以及加工中出现受力变形、热变形、振动和磨损等影响，使被加工零件的几何要素不可避免地产生误差。这些误差包括尺寸偏差、形状误差(包括宏观几何误差、波度和表面粗糙度)及位置误差。 形状公差 形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。 形状公差用形状公差带表达。形状公差带包括公差带形状、方向、位置和大小等四要素。 形状公差项目有：直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度等6项。 位置公差
位置公差是指关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量。 定向公差 定向公差是指关联实际要素对基准在方向上允许的变动全量。这类公差包括平行度、垂直度、倾斜度3项。 定位公差 定位公差是关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量。这类公差包括同轴度、对称度、位置度3项。 跳动公差 跳动公差是以特定的检测方式为依据而给定的公差项目。跳动公差可分为圆跳动与全跳动。零件的形位公差共14项，其中形状公差6个，位置公差8个，列于下表。 分类项 目 符号简要描述 形状公差直 线 度 直线度是表示零件 上的直线要素实际形 状保持理想直线的状 况。也就是通常所说 的平直程度。 直线度公差是实际 线对理想直线所允许 的最大变动量。也就 是在图样上所给定 的，用以限制实际线 加工误差所允许的变 动范围。 平 面 度 平面度是表示零件 的平面要素实际形 状，保持理想平面的 状况。也就是通常所 说的平整程度。 平面度公差是实际 表面对平面所允许的 最大变动量。也就是 在图样上给定的，用 以限制实际表面加工 误差所允许的变动范 围。 圆 度 圆度是表示零件上 圆的要素实际形状， 与其中心保持等距的 情况。即通常所说的 圆整程度。 圆度公差是在同一 截面上，实际圆对理 想圆所允许的最大变 分 类 项 目 符号简要描述 位 置 公 差 定 向 平 行 度 平行度是表示零 件上被测实际要素 相对于基准保持等 距离的状况。也就 是通常所说的保持 平行的程度。 平行度公差是： 被测要素的实际方 向，与基准相平行 的理想方向之间所 允许的最大变动 量。也就是图样上 所给出的，用以限 制被测实际要素偏 离平行方向所允许 的变动范围。 垂 直 度 垂直度是表示零 件上被测要素相对 于基准要素，保持 正确的90°夹角状 况。也就是通常所 说的两要素之间保 持正交的程度。 垂直度公差是： 被测要素的实际方 向，对于基准相垂 直的理想方向之 间，所允许的最大 变动量。也就是图 样上给出的，用以 限制被测实际要素 偏离垂直方向，所
国标自由公差表
自由公差 何谓自由尺寸公差？ 旧国标（HG）159-59中，在基准件公差上，把精度等级分成12级。取自其中8、9两级精度基准件公差，称为自由尺寸公差。将偏差分为；单向（+）或（-）、双向（±）二种。 在自由尺寸公差的注解中提示； ①自由尺寸公差仅适用于机械加工表面。 ②自由尺寸公差在工作图上不标注。 ③单向偏差对于轴用（-）号，对于孔、孔深、槽宽、螬深及槽 长用（+）号，其余均用双向正负偏差（±）。 ④不能纳入上述明确原则的自由尺寸，且有单向偏差要求时，设 计者应在工图中注出，否则按双向偏差制造。 修定后国标（GB）1800-79中，标准公差分20级。 即；IT01、IT0、IT1至IT18。IT表示标准公差，公差等级的代 号用阿拉伯数字表示，从IT01至IT18等级依次降低。 并制定（GB）1804-79未注公差尺寸的极限偏差，规定有三条； ①规定的极限偏差适用于金属切削加工的尺寸，也可用于非切削加 工的尺寸， ②图样上未注公差尺寸的偏差，按本标准规定的系列，由相应的技 术文件作出具体规定。 ③未注公差尺寸的公差等级规定为IT12至IT18。一般孔用H（+）； 轴用h（-）；长度用（±）? IT（即Js或js）。必要时，可不分孔、 轴或长度，均采用? IT（即Js或js）。 线性尺寸的极限偏差数值 公差等级尺寸分段 1.线性尺寸的极限偏差数值（GB/T1804-2000）（mm）
2.倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差（GB/T1804-2000）mm 3.角度尺寸的极限偏差数值（GB/T1804-2000） 4.未注形位公差按GB/T1184-K 4.1直线度和平面度未注公差值（GB/T1184-1996）（mm） 4.2垂直度未注公差值（GB/T1184-1996）（mm） 4.3对称度未注公差值（GB/T1184-1996）（mm）
常用公差表
2.垂直度公差矩形、圆形凹模板的直角面，凸、凹模（或凸凹模）固定板安装孔的轴线与其基准面，模板上模柄（压入式模柄）安装孔的轴线与其基准面，一般均应有垂直度要求，可按下表的垂直度公差选取。而上、下模板的导柱、导套安装孔的轴线与其基准面的垂直度公差，应按如下规定：安装滑动式导柱、导套时取为0.01：100；安装滚动式导柱、导套时取为0.005：100。 注：1.基本尺寸是指被测零件的短边长度。 2.垂直度公差是指以长边为基准，短边对长边垂直度的最大允许值。 3.圆跳动公差各种模柄的圆跳动公差可按下表选取。与模板固定的导套圆柱面的径向圆跳动公差，可根据模具精度要求选取4级或5级，在冷冲
模国家标准中，其圆跳动公差值已直接标注在导套零件图上。 4.同轴度公差阶梯式的圆截面凸模、凹模、凸凹模的工作直径与安装直径（采用过渡配合压入固定板内），阶梯式导柱的工作直径与安装（采用过盈配合压入模板内），均应有同轴度要求，其同轴度公差可按下表选取。 注：基本尺寸是指被测零件的直径。
5.圆柱度公差 导柱与导套配合的圆柱面，其圆柱度公差一般可按6级精度选取。在冷冲模国家标准中，其圆柱度公差值已直接标注在导柱、导套零件图上。 三、模具零件的表面粗糙度要求 模具零件表面质量的高低用表面粗糙度衡量，通常以R a (μm)表示。R a 数值愈小，表示其表面质量愈高。模具零件的工作性能如耐磨性、抗蚀性及强度等，在很大程度上受其表面质量的影响。模具零件的表面质量越高，其寿命也越长。但从另一方面看，对模具零件表面质量要求过高，则增加了模具制造成本。因此，应合理选用模具零件的表面粗糙度。模具零件常用的表面粗糙度要求列于下表，可供模具设计时参考。
公差分析软件CETOL-6-sigma实例
使用公差分析软件CETOL 6 σ进行公差分析的实例 ----汽车锁具公差分析案例 针对汽车锁具Pro/E模型，采用Pro/E完全集成环境下的公差分析软件CETOL 6 σ，来做公差模型的创建，基于CETOL提供的系统矩（SOTA法）算法，做统计和极限二种情况下的公差分析。 一．锁具质量关心焦点 作为汽车座椅锁具，其质量的好坏，关系到汽车驾乘人员乘坐的舒适性和安全性。锁具在开锁时，希望能够充分打开，不要与其他零部件之间产生干涉，即顺利打开。锁具在闭锁时，能够经受得住外力的冲击，不至于产生突然脱开现象。在锁具的任何状态，都要求锁具动作部件能够与电器设备很好地连接，在电控装配的驱动下，锁具能够准确地运转到指定的位置。根据设计功能要求，把项目细分到具体的状态上，在运动部件的具体指定位置，做功能要求的详细设定。 1）一个关键质量要求就是爪轮在打开时要远离侧板的开口槽，这是为了确保爪轮不会与锺棒产生干涉。如图1所示。 test
2）锁轮上的孔，在完成机械装配后，需要从这个孔里穿电缆线，来接通电源。根据座椅的设计要求，为了保证电缆线能与
机械设备能可靠地连接，电缆线过孔必须在位于基准孔名义值的正负2个mm之间。如果尺寸超过了上极限，锁具就会出现卡死现象，如果超过了下极限，电缆线就不能很好地与电器设置连接，导致零件废弃和成本增加。 图 2 闭锁时的测量尺寸 另外一个关键尺寸就接触力位置，这个接触力与作用方向一致，是在爪轮和中轮之间，接触力矢量的位置决定了是否有足
够的闭锁运动来保持锁具在冲压载荷的情况仍能正常闭锁，加工和装配偏差都有可能这些关键质量要求产生失效，过紧的公差会增加成本也有可能导致产品无法加工。为了生产高质量低成本的产品，有必要在设计阶段就能理解所有这些问题。 二. 创建公差分析目标 公差分析的前提首先要确定装配性能尺寸，对于锁具装配体，需要确定具体的装配状态。实施步骤如下： 1） 启动CETOL软件的分析器。 a．启动Pro/E。 b．启动CETOL,路径：开始/程序/sigmetrix/CETOL 6 sigma v8.2 for Pro ENGINEER/CETOL v8.2 Modeler。 c．打开锁具装配体。 d. 配置CETOL与Pro/E同步 2） 打开CETOL选项菜单。 a．从工具-选项栏目选择，在偏差标签栏设置 ，如图3 b. 在图表和高亮显示设置栏，设置如下：如图4
线性尺寸的公差分析方法概述
Tolerance Analysis of Linear Dimensional Chains
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线性尺寸链公差分析. 性尺寸链公差分析
程序设计用于（1D）线性尺寸链公差分析。程序解决以下问题： 1. 公差分析，使用算术法"WC"（最差条件worst case）综合和最优化尺寸链，也可以使用统计学计算"RSS"(Root Sum Squares)。 2. 温度变化引起的尺寸链变形分析。 3. 使用"6 Sigma"的方法拓展尺寸链统计分析。 4. 选择装配的尺寸链公差分析，包含组装零件数的最优化。 所有完成的任务允许在额定公差值内运行，包括尺寸链的设计和最优化。 计算中包含了ANSI, ISO, DIN以及其他的专业文献的 数据，方法，算法和信息。标准参考表： ANSI B4.1, ISO 286, ISO 2768, DIN 7186
计算的控制，结构及语法。 算的控制，
计算的控制与语法可以在此链接中找到相关信息 "计算的控制，结构与语法".
项目信息。 目信息。
“项目信息”章节的目的，使用和控制可以在"项目信息"文档里找到.
理论－原理。 原理。
一个线性尺寸链是由一组独立平行的尺寸形成的封闭环。他们可以是一个零件的相互位置尺寸(Fig.A)或是组装单元中各 个零件尺寸 (Fig. B).
一个尺寸链由分开的部分零件（输入尺寸）和一个封闭零件（结果尺寸）组成。部分零件（A,B,C...）可以是图面中的直 接尺寸或者是按照先前的加工工艺，组装方式。 所给尺寸中的封闭零件（Z）表现为加工工艺或组装尺寸的结果，结果 综合了部分零件的加工尺寸，组装间隙或零件的干涉。结果尺寸的大小，公差和极限直接取决于部分尺寸的大小和公 差，取决于部分零件的变化对封闭零件变化的作用大小，在尺寸链中分为两类零件： - 增加零件 - 部分零件，该零件的增加导致封闭零件的尺寸增加 - 减少零件 - 部分零件，封闭零件尺寸随着该零件的尺寸增加而减小 在解决尺寸链公差关系的时候，会出现两类问题： 1. 公差分析 - 直接任务，控制 使用所有已知极限偏差的部分零件，封闭零件的极限偏差被设置。直接任务在计算中是明确的同时通常用于在给 定图面下检查零件的组装与加工。 2. 公差合成 - 间接任务，设计 出于功能需要使用封闭零件的极限偏差，来设计部分零件的极限偏差。间接任务用来解决设计功能组及组装。 公差计算方法的选择以及尺寸链零件的极限偏差影响组装精度和零件的组装互换性。因此，产品的经济性和运转性取决 于此。在尺寸链中解决公差关系，工程实践使用三个基本方法： 算数计算法 统计学计算法 成组交替性计算方法 术计算方法 算术计算方法 - WC method (Worst Case). 最常使用的方法，有时叫做最大－最小计算方法。它用于在任何部分零件的实际尺寸的任意组合下保证封闭零件的所需 极限偏差，也就是最大和最小极限尺寸。 这个方法保证了零件的完全装配和工作交替性。但是，由于封闭零件的高精 度要求，导致部分零件的公差值太极限，因此带来高的加工成本。因此WC方法主要适合用于计算小数量零件尺寸链或 结果尺寸的公差是可以接受的 情况。最常用于单间或小批量生产。 WC 方法计算得出的结果尺寸是部分尺寸的算术和。因此封闭零件的尺寸决定于其中心值：
2013/4/7
标准公差表
标 准 公 差 表 根据国际标准，以下为基本尺寸0-500mm, 4-18级精度标准公差表。 注：基本尺寸小于1mm 时，无IT14至IT18。 线性尺寸未注公差的公差表 根据国际标准，以下为线性尺寸未注公差的公差表。 这个未注公差适用于金属切削加工的尺寸，也适用于一般的冲压加工尺寸。这些极限偏差适用于： 线性尺寸：例如外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸、直径、半径、距离、倒圆半径和倒角高度； 角度尺寸：包括通常不标出角度值的角度尺寸，例如直角(90°); 机加工组装件的线性和角度尺寸。 这些极限偏差不适用于： 已有其他一般公差标准规定的线性和角度尺寸； 括号内的参考尺寸； 矩形框格内的理论正确尺寸。 基本尺寸 公差值 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16 IT17 IT18 大于 到 μm mm - 3 3 4 6 10 14 2 5 40 60 0.10 0.14 0.25 0.40 0.60 1.0 1.4 3 6 4 5 8 12 18 30 48 75 0.12 0.18 0.30 0.48 0.75 1.2 1.8 6 10 4 6 9 15 22 36 58 90 0.15 0.22 0.36 0.58 0.90 1.5 2.2 10 18 5 8 11 18 2 7 43 70 110 0.1 8 0.27 0.43 0.70 1.10 1.8 2.7 18 30 6 9 13 21 33 52 84 130 0.21 0.33 0.52 0.84 1.30 2.1 3.3 30 50 7 11 16 25 39 62 100 160 0.25 0.39 0.62 1.00 1.60 2.5 3.9 50 80 8 13 19 30 46 74 120 190 0.30 0.46 0.74 1.20 1.90 3.0 4.6 80 120 10 15 22 35 54 87 140 220 0.35 0.54 0.87 1.40 2.20 3.5 5.4 120 180 12 18 25 40 63 100 160 250 0.40 0.63 1.00 1.60 2.50 4.0 6.3 180 250 14 20 29 46 72 115 185 290 0.46 0.72 1.15 1.85 2.90 4.6 7.2 250 315 16 23 32 52 81 130 210 320 0.52 0.81 1.30 2.10 3.20 5.2 8.1 315 400 18 25 36 57 89 140 230 360 0.57 0.89 1.40 2.30 3.60 5.7 8.9 400 500 20 27 40 63 97 155 250 400 0.63 0.97 1.55 2.50 4.00 6.3 9.7
公差分析技术在特种车设计与制造中的应用
公差分析技术在特种车设计与制造中的应用 发表时间：2019-01-25T14:20:25.223Z 来源：《建筑细部》2018年第14期作者：高一恺 [导读] 随着科技的发展和消费者对产品要求的提高，企业亟需在产品制造、装配、使用等阶段减少成本，减低研发周期以提高自身竞争力。 扬州伏尔坎机械制造有限公司江苏扬州 225000 摘要：随着我国综合实力的不断提升，我国的生产技术水平有了较大的改善，在这样的现实条件之下，特种车设计实现了快速的发展，在制造以及设计特种车的过程之中，大部分的工作人员会采取公差分析技术来积极的缩短开发周期，在保障车辆生产质量的前提之上，更好的实现各类生产资源的优化配置和利用，文章以公差分析技术为切入点，深入分析该技术在特种车设计和制造之中的应用情况。 关键词：公差分析；特种车设计；制造 1 前言 随着科技的发展和消费者对产品要求的提高，企业亟需在产品制造、装配、使用等阶段减少成本，减低研发周期以提高自身竞争力。零件的制造偏差、装配偏差和工况偏差直接影响装配体关键尺寸的分布，从而影响产品使用性能。因此，在产品开发阶段进行公差分析，研究制造、装配和工况偏差对装配体关键尺寸的影响，有助于提高产品质量，降低生产成本。在过去的几十年中有大量的学者投身于公差分析的研究中，且已取得大量成果。提出了一种在CAD支撑环境下的制造误差建模方法，用齐次坐标变换来描述制造偏差的传递；利用小位移旋量的原理，对三维公差建模方法进行了研究；在公差分析时综合考虑了零件的尺寸、形位公差以及零件配合相对位置，研究了零件偏差累积对产品性能的影响。 2 公差分析技术 公差分析技术以不同零部件的尺寸为切入点，通过工差计算的形式来积极的分析各类零部件在装配之后闭环公差验证的不同技术手段，因此相关的技术操作者以及设计工作人员在应用该技术时，直接将其称之为工程的验证技术。在对工程分析结果进行分析时，如果最终所计算出来的结果不符合设计的时间要求和标准，那么就必须要对尺寸链环以及各零部件的工差进行不断的优化和升级。从目前来看，公差分析技术在使用时主要以三种不同的类型为主，具体包括极值法方和根法以及蒙特卡洛模拟法，其中蒙特卡洛模拟法需要以前期的实验方案制定为切入点和核心，通过对随机变量的深入分析和研究来了解最终的期望值，积极地凸显不同变量的数字特征和优势。 相关的操作工作人员在实践时提出，这种方法能够有效的对非线性的装配函数尺寸工差进行后续的分析和处理，另外对于车辆制造以及设计领域来说，大部分主要以整车四轮定位为切入点，积极的对不同的整车外观间隙进行分析和研究，每一个方法都需要耗费大量的时间和精力，技术人员需要以大量系统的样本采集为切入点，通过对前期具体装备的深入分析来了解后期的装配函数情况，最终的函数方程分量会产生一定的变化，因此需要进行重新的运算和分析。 从目前来看，大部分的分析软件都在实践之中获得了广泛的应用，方和根法则需要在保障闭环公差以及各组成环公差服从于正态分布的基础之上，深入的研究项同线性状态函数之间的相关性，该方法能够以更为贴切的计算手段保障实际的分析结果符合生产装配工差。其中工作人员需要通过对特种车车身公差进行分析，了解不同计算方法的应用要求，保证该方法能够真正的体现一定的可操作性和实用性。 但是在实际生产的过程之中，零件极有可能会受到组装的影响，其中焊接方法和工装磨损以及装配手法会导致实际的数值产生较大的变化，同时最终所获取的计算结果不符合实际的工作要求。如果采取极值法来进行工程分析，那么就需要假设各个零部件的尺寸都为极限值，但是实际上这种现象的产生概率比较低，大部分的装备函数主要以非线性的为主，大部分的操作环节相对比较简单，同时计算量较小，因此可以以现有的汽车零部件计算为切入点，了解各环节之间的相关性，充分的发挥不同尺寸公差分析的作用。 3 公差分析技术在特种车设计与制造中的应用 特种车设计与制造分析： 如果站在宏观的角度对特种车的制造以及设计进行分析，那么不管是重量还是外扩的尺寸都极大的超过了普通车辆的设计极限值，同时该车辆的用途相对比较特殊，设计人员需要充分的考虑各种影响因素，结合制造以及设计的实质要求积极的采取有效的设计手段和技术，不断提高特种车的制动性能和稳定性。设计工作者需要充分的考虑在不同行驶状态之下，车辆的真实表现，保障其能够在坡道行驶时不产生倾翻和滑动，同时还能够及时的制动。为了有效的实现这一目的，工作人员需要保证前期设计的整体性和全面性，结合车辆总体结构设计的实质要求，积极的分析稳定性提升的具体情况。其次，在车辆设计时，工作人员需要做好前期的四轮定位，保证特种车能够在稳定直线行驶的过程之中，尽量的避免转向机件磨损，保证车辆机械的完成特殊的作业任务和运输任务。 另外在质量制造时必须要落实好前期的车辆装配工作，从整体上促进性能作用的发挥，在前期制造以及设计环节，工作人员需要以公差分析技术为切入点，积极的结合开发设计过程之中的各类现实问题继续研究。为了能够保障零部件以及工装工差分配的合理性，实现各类环节的优化升级，管理部门以及供应商需要在保障产品尺寸质量系统管理优化的基础之上，不断的加强不同生产制造环节之间的联系，有效的解决零部件工差匹配的问题，从而更好的将特种车的设计和制造成本控制在最低的范围之内。另外在前期整体设计阶段之中，工作人员需要以公差分析技术为依据，明确前期四轮定位的参数尺寸公差值，并为该环节的工作提供坚实的技术保障和依据，促进整体设计质量和水平的提升，尽量避免后期生产制造所存在的各类缺陷和不足。 4 在特种车制造中的应用 在特种车制造阶段，工作人员可以结合公差分析技术了解装配尺寸公差的数据要求，积极的开展不同环节的分析工作，从整体上促进车辆装配质量的提升。对于不同类型的特种车型装配来说，实际的装配极易出现各类问题，技术操作者在对各类缺陷进行分析以及研究时，首先需要了解不同的状态分布情况，采取方和根法来进行尺寸公差分析，只有这样才能够从整体上促进特种车设计质量和水平的提升。 5 在特种车设计中的应用 在前期车辆整体设计的过程中，工作人员需要结合特种车设计的实质要求，明确和前期四轮定位的实质情况。一般来说，前期的四轮定位会受到车身自身稳定性的影响，同时实际的安装会存在许多的偏差，不管是零部件制造偏差还是后期的装配偏差都会导致最终的参数
统计公差分析方法概述
统计公差分析方法概述 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
统计公差分析方法概述(2012-10-2319:45:32) 分类： 统计公差分析方法概述 一.引言 公差设计问题可以分为两类：一类是公差分析(Tolerance Analysis,又称正计算) ,即已知组成环的尺寸和公差,确定装配后需要保证的封闭环公差；另一类是公差分配(Tolerance Allocation,又称反计算) ,即已知装配尺寸和公差,求解组成环的经济合理公差。 公差分析的方法有极值法和统计公差方法两类,根据分布特性进行封闭环和组成环公差的分析方法称为统计公差法.本文主要探讨统计公差法在单轴向(One Dimension)尺寸堆叠中的应用。 二.Worst Case Analysis 极值法(Worst Case ,WC)，也叫最差分析法，即合成后的公差范围会包括到每个零件的最极端尺寸,无论每个零件的尺寸在其公差范围内如何变化,都会100%落入合成后的公差范围内。 <例>Vector loop：E=A+B+C,根据worst case analysis可得 D（Max.）=(20++(15++(10+=,出现在A、B、C偏上限之状况 D（Min.）=++=,出现在A,B、C偏下限之状况 45±适合拿来作设计吗 Worst Case Analysis缺陷： ?设计Gap往往要留很大,根本没有足够的设计空间,同时也可能造成组装困难； ?公差分配时,使组成环公差减小,零件加工精度要求提高,制造成本增加。 以上例Part A +Part B+ Part C，假设A、B、C三个部材,相对于公差规格都有3σ的制程能力水平，则每个部材的不良机率为=；在组装完毕后所有零件都有缺陷的机率为：^3=。这表明几个或者多个零件在装配时,同一部件的各组成环,恰好都是接近极限尺寸的情况非常罕见。 三.统计公差分析法 ?由制造观点来看,零件尺寸之误差来自于制程之变异,此变异往往呈现统计分布的型态,因此设计的公差规格常被视为统计型态。 ?统计公差方法的思想是考虑零件在机械加工过程中尺寸误差的实际分布,运用概率统计理论进行公差分析和计算,不要求装配过程中100 %的成功率(零件的100 %互换) ,要求在保证一定装配成功率的前提下,适当放大组成环的公差,降低零件(组成环)加工精度,从而减小制造和生产成本。 ?在多群数据的线性叠加运算中,可以进行叠加的是『变异』值。 四.方和根法 计算公式（平方相加开根号） 假设每个尺寸的Ppk指标是并且制程是在中心