Spiętrzenie Tolerancji jest permutacją nieadekwatności (lub, wad) projektu części montażowej, która bezpośrednio wpływa na możliwość produkcji części. Znając komplikacje związane z montażem części, analiza spiętrzenia tolerancji przewiduje wpływ na całkowitą tolerancję części w oparciu o wyzwania montażowe i (wstępną) zmienną tolerancję komponentu.
Czy idealne dopasowanie jest wystarczająco idealne? Analiza rozpiętości tolerancji odpowiada na to integralne pytanie dotyczące produkcji i przewiduje zapotrzebowanie na wykonanie projektu z dużym wyprzedzeniem. Powszechnie stosowana w branży mechanicznej, analiza stosu tolerancji określa ilościowo wpływ zgromadzonych wariacji kwalifikowanych przez wymagania (tolerancje i wymiary) wyznaczone przez zespół.
Często zdefiniowane na rysunkach inżynierskich, tolerancje i wymiary części zespołu często wymagają precyzyjnych stosów tolerancji. Analiza najgorszego przypadku i analiza statystyczna (Root Sum Square/Root Mean Square) to szeroko stosowane metodologie analizy spiętrzenia tolerancji, które uciekają się do walidacji w jednym lub dwóch kierunkach. Podczas gdy pierwsza z nich oblicza maksymalną i minimalną odległość pomiędzy dwoma częściami lub atrybutami (w oparciu o najgorsze przypadki), druga przecina arytmetyczne i statystyczne metodologie, aby osiągnąć podobny cel.
Metodologia spiętrzenia tolerancji
Aby przeprowadzić analizę spiętrzenia tolerancji, istnieją dwie metody, które są bardzo powszechne w przemyśle:
Porstszy przypadek i
Root Sum Square (RSS)
Metoda najgorszego przypadku
Metoda najgorszego przypadku oblicza wpływ przesunięcia w pojedynczej (lub, wielu) tolerancji na cały zespół. Popularna ze względu na swój uproszczony charakter, metoda ta opiera się na założeniu, że każdy wymiar w łańcuchu montażowym będzie produkowany z maksymalną i minimalną dopuszczalną wartością. Ponadto zakłada się, że każde odchylenie ma niekorzystną kombinację niezależnie od jego niepewności. Jest to tak proste, jak zsumowanie tolerancji całego łańcucha montażowego, co jest określane jako suma liniowa.
Następujące są powszechnie używane znaki w metodzie najgorszego przypadku-
Accumulated Tolerance = (ΔY)
n = Liczba wymiarów składowych w łańcuchu wymiarowym
d i = Tolerancja związana z i-tym wymiarem.
Pomimo, że daje to użytkownikowi łatwość obliczania analizy spiętrzenia tolerancji, to podejście ma zastosowanie tylko wtedy, gdy-
(a) Wielkość produkcji jest bardzo mała
(b) Wymagana jest 100-procentowa akceptacja
(c) Liczba wymiarów składowych w montażu jest bardzo mała
Obliczenia
Metoda analizy najgorszego przypadku tolerancji jest prostą arytmetyką (to prawda… tylko dodawanie i odejmowanie), więc od tego zacznijmy.
Powiedzmy, że mamy zespół czterech grubych płyt jak poniżej:
Powyższy diagram przedstawia tolerancję i grubość poczwórnych płyt. W tym miejscu należy znaleźć wymiar i wartość tolerancji. Aby to osiągnąć, należy wykonać następujące czynności-
Obliczyć dolną granicę specyfikacji (LSL) dla każdej z płyt, jak poniżej:
Dla płyty 1:
LSL= 27-0.4 = 26.6
Dla płyty 2:
LSL= 15-0.3 = 14,7
Dla płyty 3:
LSL= 15-0,3 = 14,7
Dla płyty 4:
LSL= 15-0,5 = 14,5
Po zsumowaniu wartości grubości LSL wszystkich płyt otrzymamy grubość LSL całego zespołu, jak pokazano poniżej:
TL = 26.6 +14,7 + 14,7 + 14,5 = 70,5
(TL = całkowite wartości grubości LSL)
Obliczyć górną granicę specyfikacji (USL) dla każdej z płyt w następujący sposób:
Dla płyty 1:
USL= 27+0.4 = 27,4
Dla płytki 2:
USL= 15+0,3 = 15,3
Dla płytki 3:
USL= 15+0,3 = 15,3
Dla płytki 4:
USL= 15+0.5 = 15.5
Po zsumowaniu wartości grubości USL wszystkich płyt, otrzymamy USL całego zespołu, jak pokazano poniżej:
TU = 27.4 + 15.3 + 15.3 + 15.5 = 73.5
(TU = całkowita wartość grubości USL)
Tolerancja całego zespołu uzyskana=
(TU – TL) / 2 = (73.5-70.5)/2 = 1.5
Po zsumowaniu wymiarów grubości nominalnej wszystkich blach, otrzymamy wartość grubości nominalnej całego zespołu, jak pokazano poniżej:
TN = 27 + 15 + 15 + 15 = 72
(TN = Total Nominal)
Więc metodą najgorszego przypadku otrzymamy wymiar całkowity (X) zespołu jako:
X = 72 ± 1.5
Assembly tolerance stack-up analysis is used for calculating the tolerance value of the overall assembly (or a gap in the assembly) from the tolerance values of the individual components. Metoda najgorszego przypadku analizy stosu jest najprostsza.
Root Sum Square (RSS)
W przeciwieństwie do poprzedniej metody, Root Sum Square (RSS) zakłada pewność oszacowania tolerancji i rozpatrywanego układu tolerancji. Ta statystyczna metoda obliczania analizy spiętrzenia tolerancji określa całkowitą tolerancję w sposób podany poniżej-
Gdzie,
n = Liczba wymiarów składowych w łańcuchu wymiarowym
d i = Tolerancja związana z i-tym wymiarem.
Kontrastując z metodą wspomnianą wcześniej, ta metodologia może być stosowana w przypadkach, gdy-
(a)
(a) Wielkość produkcji jest bardzo wysoka
(b) Dopuszczalny jest skończony odrzut zespołu produktu
(c) Liczba wymiarów składowych w pętli jest wystarczająco duża
Obliczenia
Metoda RSS (ang. root sum square) działa na zasadzie statystycznej. Zakłada ona, że większość komponentów znajduje się w środku strefy tolerancji, a nie na jej skrajnych końcach.
Celem analizy stosu tolerancji zespołu jest znalezienie całkowitej grubości (X) zespołu z tolerancją. Mamy grubość i wartości tolerancji wszystkich płyt (płyta 1, 2, 3 i 4).
Oblicz nominalną grubość całego zespołu jak poniżej:
X = 15 + 15 + 15 + 27 = 72
Znajdź odchylenie standardowe (σ) tolerancji każdego z komponentów jak poniżej:
σ płyta1 = 0.4/3 = 0.133
σp>σpłytka-2 = 0.3/3 = 0.1
σpłytka-3 = 0.3/3 = 0.1
σpłytka-4 = 0.5/3 = 0.167
Oznacz odchylenie standardowe strefy tolerancji zespołu jak poniżej:
σzespół = √ = 0.256
Wyznaczyć strefę tolerancji zespołu jak poniżej:
T = σmontaż * 3 = 0.256*3 = 0.768
Więc wymiar grubości (X) wraz ze strefą tolerancji zespołu wynosiłby:
X = 72 ± 0.768
Metoda sumy pierwiastków kwadratowych lub RSS lub statystyczna metoda analizy stosu tolerancji jest przydatna do analizy stosu tolerancji zespołu o dużej liczbie komponentów.
Najlepsza metoda analizy stosu tolerancji
Szybko rozwijający się sektor produkcyjny często podkreśla najlepsze (i najgorsze) z obu metod. Podczas gdy metoda najgorszego przypadku jest zawsze uważana za prostą, metoda pierwiastka sumy kwadratowej często gwarantuje bardzo dokładne wyniki. W trakcie ważenia korzyści płynących z każdej metodologii, fakt pozostaje niezmienny – zmienność i jej wpływ.
W takich czasach, analiza stackup tolerancji powinna być w stanie zaspokoić potrzebę osiągnięcia dokładności przy minimalnych kosztach. Niezależnie od zastosowanej metody, należy zapewnić optymalizację zarówno w istniejącym, jak i nowym projekcie. Dzięki takiej analizie użytkownik powinien być w stanie rozwiązywać problemy już w początkowej fazie, rozważać alternatywne pomysły projektowe… wszystko po to, aby osiągnąć ostateczny cel produkcyjny.
Korzyści z analizy rozrzutu tolerancji
.