Tolerance Stack up é a permutação da inadequação (ou, falhas) de um desenho de peça de montagem que afecta directamente a manufacturabilidade de uma peça. Conhecendo as complicações envolvidas na montagem de uma peça, a análise de tolerância do empilhamento antecipa o impacto na tolerância total de uma peça com base nos desafios de montagem e na tolerância (preliminar) flutuante do componente.

É o ajuste perfeito, suficientemente perfeito? A Análise de Tolerância de Empilhamento responde a esta questão de fabrico integral e antecipa a execução do projecto com muita antecedência. Amplamente praticada em todo o domínio mecânico, a análise do empilhamento de tolerância quantifica o impacto das variações reunidas qualificadas por requisitos (tolerâncias e dimensões) designadas por montagem.

Muitas vezes definida em desenhos de engenharia, tolerâncias e dimensões de uma peça de montagem requer frequentemente empilhamentos de tolerância precisos. A Análise do Pior Caso e a Análise Estatística (Root Sum Square/Root Mean Square) são metodologias amplamente utilizadas para a Análise de Empilhamento de Tolerância que recorre à validação em sentido único ou duplo. Enquanto a primeira calcula a distância máxima e mínima entre duas partes ou atributos (com base nos piores casos), a segunda intercepta metodologias aritméticas e estatísticas para atingir objectivo semelhante.

Tolerance Stack up Methodology

Para realizar análises de empilhamento de tolerância, existem dois métodos que são muito comuns na indústria:

Worst Case, e

Root Sum Square (RSS)

Worst Case Method

Worst Case Method calcula o impacto do empilhamento de tolerância em caso único (ou, múltiplo) sobre todo o conjunto. Popular pela sua natureza simplista, este método baseia-se no pressuposto de que cada dimensão na cadeia de montagem seria fabricada no seu valor máximo e mínimo permitido. Além disso, pressupõe-se que cada desvio tem uma combinação adversa, independentemente da sua incerteza. É tão simples como somar as tolerâncias de toda a cadeia de montagem, que é denominada como soma linear.

p>Seguindo são sinais comummente utilizados no pior dos casos método-

Tolerância acumulada = (ΔY)

n = Número de dimensões constituintes na cadeia de dimensões

d i = Tolerância associada à i-ésima dimensão.

p> enquanto dá ao utilizador a facilidade de calcular a análise do empilhamento de tolerância, esta abordagem só é aplicável quando-

(a) O volume de produção é muito pequeno

(b) É necessária a aceitação a 100%

(c) O número de dimensões constituintes na montagem é muito pequeno

Cálculo

Um método de análise de tolerância no pior dos casos é a aritmética simples (isso mesmo… apenas adição e subtracção), por isso vamos começar por aí.

P>Dizemos, temos um conjunto de quatro placas espessas como abaixo:

que é o empilhamento de tolerância para cima

O diagrama acima mostra a tolerância e espessura das placas quádruplas. Aqui, é necessário encontrar a dimensão e o valor de tolerância. Para o conseguir, é necessário seguir os seguintes passos-

Calcular o tamanho do limite inferior de especificação (LSL) para cada uma das placas como abaixo:

Para a placa 1:

LSL= 27-0,4 = 26,6

Para a placa 2:

LSL= 15-0.3 = 14,7

Para a placa 3:

LSL= 15-0,3 = 14,7

Para a placa 4:

LSL= 15-0,5 = 14,5

Ao somar os valores da espessura LSL de todas as placas, obter-se-ia a espessura LSL de todo o conjunto como se mostra abaixo:

TL = 26.6 +14,7 + 14,7 + 14,5 = 70,5

(TL = valores totais da espessura LSL)

Calcular o tamanho do limite superior de especificação (USL) para cada placa da seguinte forma:

Para a placa 1:

USL= 27+0.4 = 27,4

Para Chapa 2:

USL= 15+0,3 = 15,3

Para Chapa 3:

USL= 15+0,3 = 15,3

Para Chapa 4:

USL= 15+0.5 = 15,5

Ao somar os valores da espessura USL de todas as placas, obter-se-ia a USL de todo o conjunto como mostra abaixo:

TU = 27,4 + 15.3 + 15,3 + 15,5 = 73,5

(TU = Valores totais da espessura USL)

Tolerância de todo o conjunto obtido=

(TU – TL) / 2 = (73,5-70,5)/2 = 1.5

Somatizando as dimensões de espessura nominal de todas as placas, obtém-se o valor de espessura nominal de todo o conjunto, como mostrado abaixo:

TN = 27 + 15 + 15 + 15 = 72

(TN = Nominal Total)

P>Então, pelo pior dos casos, obtém-se a dimensão global (X) do conjunto como:

X = 72 ± 1.5

Análise de empilhamento de tolerância do conjunto é utilizada para calcular o valor de tolerância do conjunto global (ou uma lacuna no conjunto) a partir dos valores de tolerância dos componentes individuais. O método mais simples da análise de empilhamento é o mais simples.

Root Sum Square (RSS)

Desse modo como o método anterior, Root Sum Square (RSS) assume a certeza da estimativa da tolerância e a disposição das tolerâncias a considerar. Este método estatístico de cálculo da análise do empilhamento de tolerância denota tolerância total, como mencionado abaixo-

Onde,

n = Número de dimensões constituintes na cadeia de dimensões

d i = Tolerância associada à i-ésima dimensão.

Contrasting the method mentioned mentionede, esta metodologia pode ser utilizada em casos em que…

(a) O volume de produção é muito elevado

(b) A rejeição finita da montagem do produto é aceitável

(c) O número de dimensões constituintes no laço é suficientemente grande

Cálculos

Pilha de tolerância do método RSSp> O método de raiz quadrada de soma (RSS) funciona numa abordagem estatística. Assume que a maioria dos componentes cai para o meio da zona de tolerância e não para os extremos.

tolerance stack up

O objectivo da análise da pilha de tolerância de montagem é descobrir a espessura total (X) da montagem com tolerância. Temos a espessura e os valores de tolerância de todas as placas (placas-1, 2, 3 e 4).

Calcular a espessura nominal de todo o conjunto como abaixo:

X = 15 + 15 + 15 + 27 = 72

P>Cobrir o desvio padrão (σ) da tolerância de cada componente como abaixo:

σplate1 = 0.4/3 = 0,133

σplate-2 = 0,3/3 = 0,1

σplate-3 = 0,3/3 = 0,1

σplate-4 = 0,5/3 = 0,167

P>Encontrar o desvio padrão da zona de tolerância do conjunto como abaixo:

σassembly = √ = 0.256

Encontrar a zona de tolerância do conjunto, como abaixo:

T = σassembly * 3 = 0,256*3 = 0,768

Assim, a dimensão da espessura (X) com a zona de tolerância do conjunto seria:

X = 72 ± 0.768

O método de empilhamento da soma raiz quadrada ou RSS ou de tolerância estatística é útil para análise de empilhamento de tolerância de um conjunto com um grande número de componentes.

Melhor Método de Análise de Empilhamento de Tolerância

O sector de fabrico de ritmo rápido destaca frequentemente o melhor (e, o pior) de ambas as metodologias. Embora o método do pior caso seja sempre considerado simples, o método da soma de raízes quadrada garante muitas vezes resultados extra exactos. No decurso da pesagem do benefício de cada metodologia, o facto permanece inalterado – variação e o seu impacto.

Nessas alturas, a análise de empilhamento de tolerância deve ser capaz de atender à necessidade de alcançar precisão a um custo mínimo. Independentemente do método utilizado, a optimização tanto na concepção existente como na nova concepção deve ser assegurada. Tal deve ser a análise que o utilizador deve ser capaz de resolver problemas logo na fase inicial, ser capaz de contemplar a ideia de desenho alternativo…tudo isto para atingir o objectivo final de produção.

Benefícios da Análise de Empilhamento de Tolerância

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