三维偏差分析中的尺寸公差设计应用

　　国内外先进汽车设计公司设有尺寸工程部门，利用公差分配技术将公差目标分配到各级并进行公差精度优化，保证产品质量。那么三维偏差分析技术中的尺寸公差分析如何设计应用呢？下面就由棣拓软件给大家解答。

　　1 三维偏差分析软件及算法

　　专业公差管理软件主要有3DCS和Vis_VSA，分别由DCS及UG公司开发的一套零件、装配件公差分析与设计软件。目前国内能够独立应用这些软件进行公差设计的整车厂较少，国内开展基于三维偏差分析的公差设计工作更多地是采取与商业咨询公司联合应用这些软件开发尺寸系统。

　　1.1 偏差分析软件算法

　　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。为了便于描述，先定义公差函数。公差函数是尺寸链中欲求解封闭环或组成环与已知组成环和封闭环函数关系的表达式，设公差函数为：

　　y=f(x1, x2, x3, …, xn)

　　式中，y为欲求解的封闭环或组成环的尺寸及偏差；n为已知组成环和封闭环的个数；x1, x2，… ，xn为相互独立的已知的组成环和封闭环的尺寸及偏差。对于线性尺寸链，可以从极值法的公式中推导出公差函数；对于非线性尺寸链，公差函数没有统一的表达式，要根据尺寸链的几何关系确定。

　　DTAS尺寸链计算和公差仿真分析专家系统软件中采用蒙特卡罗模拟法进行公差模拟分析。蒙特卡罗算法的基本思想为当所求解问题是某种随机事件出现的概率，或者是某个随机变量的期望值时，通过某种“实验”的方法，以这种事件出现的频率估计这一随机事件的概率，或者得到这个随机变量的某些数字特征，并将其作为问题的解。用蒙特卡罗算法求解公差问题，其实就是把求封闭环尺寸公差的问题转化为求解一个随机变量的统计问题来处理；封闭环尺寸公差的确定，采用随机模拟和统计实验的方法求解，用这种方法得到的结果比较符合实际情况。

　　用蒙特卡罗模拟法进行公差分析的具体步骤为：

　　2 虚拟样车偏差分析模型同步工程建立

　　尺寸工程开发是一项跨部门(包括供应商和协助开发单位)的系统集成工作，偏差分析工作采用同步工程模式开展

　　2.1 虚拟样车偏差分析模型建立开发流程

　　产品工程师按照整车开发时间节点提供产品数模、零件接口信息；工艺工程师提供生产制造工艺、装配顺序等信息；尺寸工程师提供产品尺寸匹配目标、产品初始公差、基准信息等；偏差分析工程师按照分析时间计划完成整车内外饰偏差分析模型的建立，提供偏差分析报告；建立的虚拟样车偏差分析模型可以虚拟测量各个接口尺寸偏差状态；为达到产品开发前期设定的尺寸匹配目标，偏差分析报告完成后，尺寸项目经理根据分析结果，对未达到尺寸匹配目标的区域召开会议平衡输入输出。在这个过程中，尽力为达到尺寸匹配目标而优化产品设计、工艺设计、公差设计，偏差分析工程师对做出的优化设计更改重新输入虚拟样车偏差分析模型，评估是否能够达到设定的尺寸匹配目标。尺寸工程开发过程中，产品结构设计以及生产制造工艺设计对产品尺寸匹配目标的实现起着至关重要的作用；基于虚拟样车偏差分析模型研究产品及工艺设计优化，节省了多轮物理螺钉车制造过程中产品样件、模具以及生产工装的开发时间及成本。偏差分析模型的建立开发流程。

　　DTAS致力于将专业化的CAT（计算机辅助公差）技术引入到产品开发过程中，凭借强大的技术支持力量和先进的软件技术，为客户提供完美软件产品和技术咨询服务，成就工程领域的全方位CAT技术，引领传统公差计算模式的革命性变革，帮助客户提高产品质量，缩短开发周期，降低开发成本。