设计尺寸链与公差分析

车身GD&T设计尺寸链与公差分析标准TOC\o"1-5"\h\zGD&T车身尺寸链与公差定义2功能分析5定位基准54.尺寸链55、公差示意图76、制造工程77、尺寸链的计算8、设计值9、补偿偏差10、极限总偏差11、封闭环总公差TOL12、装配调整量计算GD&T车身尺寸链与公差定义利用总成装配间隙、外观间隙、面差分析示意图将造型的要求和零部件与总成的设计转化为具体的尺寸要求，这些尺寸具体可表现为以下的几种：1.1间隙：1.2、面差/段差：1.2、面差/段差：1.3、水平对齐（本例为上下对齐）：标称尺寸00标称尺寸00公差+/-0.5+1/0间隙与面差的公差补充在零部件的图纸上.增加的小标记就是为了保证外观质量。间隙与面差分析应该符合造型的要求。1.5、各个总成间及总成内部零部件在焊接装配处间隙的设计值和公差标称尺寸0公差+/-0.5

aaoadaC926GI9标称尺寸0公差+/-0.5间隙与面差分析使用的截面将会用做尺寸链计算的基础以及整车检测参考标准。正确的尺寸链的计算及其在产品和工艺改进方面尽可能的应用，都是为了保证最终能满足设计上对表面质量的要求。这一点也需要在模夹具的开发与制造过程中加以确认。功能分析所有安装在白车身上的配件都要遵守相应的功能条件，以保证它们在白车身上的正确安装及其正常工作。为了在白车身研发的过程中始终都考虑到这些条件，我们将这些信息应该集中反映到图纸上来，这些图纸被称为“车身件功能分析图纸”，必须包含以下信息：-明确各小总成的基准，尽可能的限制其6个自由度—确定白车身与各个配件之间的搭接及间隙（接触面，定位基准和固定方式）-各配件正常工作所需要满足的条件（位置，形状，平行度）以及公差。我们用ISO标准来规范的表示这些条件：寺0、2A作为设计过程中应该遵守的一个规范性文件，其集中体现了为确保配件正确安装和运行所需遵循的所有几何尺寸方面的限制条件。此文件中涉及到的所有功能条件都需要与尺寸链的结果进行对比。所有的白车身上通过尺寸链分析得出的限定条件，都应该补充到车身功能分析图纸中，而且必须保证各个配件（风窗，座椅的滑动槽，车顶的滑动槽等）的正常工作。配件供应商应该对相关的功能条件与设计人员交流、沟通，缺少供应商的相关信息，功能分析图是不会完整的。定位基准定位基准是为了保证在装配阶段，各零部件和分总成不会移动。也就是说通过定位销和支持件来锁死六个自由度，同时也满足各零部件的灵活性。基准的建立应该在工艺方法图纸中有所描述，图纸上也必须反映出在X，Y，Z（车身坐标）三轴上的主次定位。同样有可能需要用到各零部件和分总成的功能区域（见功能分析图纸）。我们利用基准面可以用来协助几何尺寸人员以及工艺人员的工作，比如设备供应商、工装夹具供应商的工作。图纸一定要通俗易懂。尺寸链尺寸链是在功能分析（功能条件图）或间隙与面差分析的基础上用来制定条件公差的。公差的计算以工艺（总装，焊接）本身和产品（零部件）本身为基础，得出的结果在零部件和分总成的图纸上做出标注，并且应该和功能分析图纸对照（装配可行性和部件能否正常工作）。一旦遇到不协调的地方应该进行相应的优化方案，比如安装顺序，定位基准，零部件或配件的重新设计等等。

尺寸链是由一个个有代表性的“环”组成的。不同的“环”对应的公差，由工艺（冲压工艺，焊接工艺）标准来确定。为了正确开始尺寸链的计算，必需了解工艺（安装顺序，定位基准……）和设计（典型截面，3D数模文件）的要求。J=功能J=功能el,a2,a3,e4=环节工艺对尺寸链计算的影响示例：-装配顺序的改动「A+BA+B+C-定位基准的改动「公差示意图公差图纸是对正确建立零部件数模的必要补充。按照工艺方法图纸中的基准来制定的公差，应该是通过尺寸链核对过的，满足其需求的。公差图是对设计阶段几何尺寸工作的小结，同时也给接下来的工业及生产阶段（零部件的生产加工）提供了参考材料。制造工程制造：———二二二零件Sub成白车身成品ished在工业化过程中，几何尺寸分析包括公差图上指明的条件和整车的尺寸链的要求。为此，如下工作是必要的：-零件的鉴定:对零件进行测量，来检查其是否满足图纸中规定的尺寸条件。-工具清洁度的鉴定:通过工具的尺寸检查及其制造标准使用情况的检查来保证所用工具符合设计要求。-工艺的鉴定:通过小总成的3D测量，以检查各小总成的差尺寸与公差图上规定的是否相符。-整车的分析:通过对整车的缺陷评价来明确不同的问题。通过这些分析，采取对应的更正和/或优化方案，最终满足重复性（即总是出现相同的缺陷）的目的，然后再满足工具的性能要求（缺陷消除）。这些工作是按照下面的循环来实现的，并且必须尽量满足项目开始时车辆预定的质量要求。

7、有关计算1、6(DETA)为设计面差或段差或间隙值，61(DETA1)为补偿面差或段差或间隙值，［SUP］为公差的设计许用上偏差，［INF］为公差的设计目标的许用下偏差。SUP为第［•项公差项的上偏差,/*为第［•项公差项的下偏差，TOL为第［•项公差项的公差值,TOL为第［•项iii6Ci公差项的正态分布公差值,为统计总公差值，/T为统计正负偏差值，Q/SP为统计公差平方和的平方根，RISK,RISK,RISK：RISK,夫/5«分别为不同意义的风险系数。n为与面差等计算公差的1增环的公差项目数，N为与面差等计算公差的减环的公差项目数。总项目数为n+N7.2、toli=SUP-INF,i=1,,n+N7.3、TOLg=TOL/1.37.4、DISP=TnTOL26Cii=17.5、IT[=1.3-DISP,IT=±IT[/27.6、设计目标公差值为ITobject=[IT]=|[SUP]-[INF]|,应设计使IT<=[IT]/2=ITobject/27.7、风险系数RISKRISK1=(IT—DISP)/2utlizRISKE1RISKE2=|(RISK1-(-[IT]/2))-(6/DISP)=|(RISK1-([IT]/2))-(6/DISP)1-f^^]RISK=^=e[2JP1侦2兀1-f^^JRISK=^=e[2JP2U2兀RISK=1(2—(RISKpi+RISKp2))-100】%8、补偿偏差511、如果\jNF]<0,且I^-1[INF]>0,冏—|[SUP]|<0令5=|I^-1[INF]；如果"J。,5=|I^+\INF]|;RISKE1RISKE2'a、5在尺寸链增环方向组成环上n个项中每个项目中通常考虑制造的能力的易于计算和统计的公差的正负偏差各加上5/(n+N)，作为设计的正尺寸链坐标方向的目标各项目的公差。B、5在尺寸链减环方向组成环上N个项中每个项目中通常考虑制造的能力的易于计算和统计的公差的正负偏差各减去5/(n+N)，作为设计的负尺寸链坐标方向的目标各项目的公差。12、如果[SUP]>=0,且|/可-1[INF]<0,|I可—|[SUP]|>0令5=|/可-1[SUP]；如果[SUP]<0,5=|I”+1[SUP]|A、15的1/2在尺寸链增环方向组成环上n个项中每个项目中通常考虑制造的能力的易于计算和统计的公差的正负偏差各减去5/(n+N)，作为设计的正尺寸链坐标方向的目标各项目的公、.1差。B、5的1/2在尺寸链减环方向组成环上N个项中每个项目中通常考虑制造的能力的易于计算和统计的公差的正负偏差各加上5/(n+N)，作为设计的负尺寸链坐标方向的目标各项目的公、，1差。这样一来，就可以用正负相等的考虑制造的能力的易于计算和统计的公差先进行公差合理分布和尺寸链优化，然后将补偿偏差按照如上方法计算出实际产品设计的每个件或总成的公差及公差方向，原则上箭头为公差尺寸链的坐标增环方向，减环为上下偏差对调。9、设计值5当5大于等于2mm，可以考虑将面差/段差，间隙等设计数值可以加一个数值根据8.1条件得5=5+《，或根据8.2情况得5=5-5「这种情况下，公差都可取正负相等的值，制造和设计管理都十分容易。10、极限总偏差1、不补偿的极限偏差-最大总偏差上下偏差分别为：SUPA广无SUP-陛INF

=1i=1+nINFmn=£iNF-勿SUP=1i=1+nTOL=SUP-INF=£sUP-陛INF-ElNF-区SUP=£tOL+国TOLMAXMINiiiiiii=1i=1+ni=1i=1+ni=1i=1+n10.2、补偿后的极限偏差-最大总偏差：考虑到各个组环的公差园整，使实际的偏差补偿量减少或增加WJ,54为实际补偿量，54=5_53。当8.1条件时：TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"SUP5=£sup—区INF+5|

i=1i=1+nINF=£lNF-云SUP+15IMI*、iiI4Ii=1i=1+n当8.2条件时：SUPmax5=£sUP-区INF-|54i=1i=1+nINF=£iNF-云SUP-5IMIN5ii141i=1i=1+nTOL=SUP-INF=Esup-SINF-£lNF-如SUP=£tOL+如tol\o"CurrentDocument"MAXMINiiiiiii=1i=1+ni=1i=1+ni=1i=1+n式中i=1+n,……，N+n项为减环公差。11、封闭环总公差TOL如10所述，总公差实际上是所有增环和减环的公差之和，因此在公差分析时只能合理分布所有的组成环的公差和公差方向，并可以将5J在每个公差环中平均分配，将整个公差合理分布，满足封闭环的总公差情况下，合理的分布下偏差和上偏差值，从而获得了理想的各个公差环的公差及上下偏差。当然，可以参考封闭环计算出总公差后，可以考虑设计成可调方案，来补偿少数达不到要求的汽车。12、装配调整量计算为了更好的提高产品品质，使装配调整后公差更小，令补偿装配调整后产品装配状态的公差的上下偏差分别为[SUPA],[INFA]，得到装配调整量的初值I52°L([SUP]-[INF])-([SUPA]-[INFA]),该值为正负方向相等，考虑到各个组环的公差园整，使实际的偏差补偿量减少或增加5J，54为实际补偿量，54=51-53。因此应将调整量加大到5J=I52J+53L调整后的极限偏差和公差分别为：41,补偿并装配调整后的极限偏差-最大总偏差：当8.1条件时：SUP=Esup-如INF+5I-5MAX5ii142TOC\o"1-5"\h\zi=1i=1+nINF=£lNF-ESUP+151+5\o"CurrentDocument"MIN5ii142i=1i=1+n当8.2条件时：supmax5=Esup-Einf-15J-152|i=1i=1+nINF=£lNF-ESUP-5+5\o"CurrentDocument"MINii42i=1i=1+nTOL=SUP-INF=Esup-陛INF-£lNF-匿SUP=£tOL+国TOL-25MAXMINiiiiii2i=1i=1+ni=1i=1+ni=1i=1+n式中i=1+n,,N+n项为减环组环。13、常用制造公差范围参考表（按照正负对称分布，可作为设计输入初值，补偿后可不对称）根据不同零件不同的设计要求和不同的工艺水平，可根据实际情况调整，本表只供参考之用，本表分为四级水平，工艺水平4为最高水平为高级轿车或合资企业的工装水准。工艺水平3为国内主流汽车厂水平，工艺水平2为国内次主流汽车厂水平，工艺水平1为最低级一般为低档车或低的制造工艺条件，国内非常差的工艺水平，生产条件和投资规模的汽车厂或虽很好汽车厂但车型档次很低的情况，项目零件类型零件尺寸重要性工艺水平1工艺水平2工艺水平3工艺水平41A类外板件大重要±1.5±1.0±0.6±0.42大一般±2.0±1.5±1.0±0.53中重要±1.2±0.8±0.5±0.34中一般±1.5±1.0±0.6±0.45B类大中结构件大重要±1.5±1.0±0.6±0.46大一般±1.6±1.2±0.8±0.67中重要±1.2±0.8±0.5±0.38中一般±1.5±1.0±0.6±0.49C类小结构件小重要±1.2±0.8±0.5±0.310特小一般±1.5±1.0±0.6±0.411D类小结构件重要±1.0±0.6±0.4±0.212一般±1.2±0.8±0.5±0.313门和盖装配后间隙6±1.05±0.74±0.63.5±0.514门和盖装配后段差门向车内为正。〜1.5。〜1.2。〜1.0。〜0.815定位孔公差重要±0.3±0.2±0.1±0.0516一般±0.4±0.3±0.2±0.117定位孔位置度公差重要0.40.30.20.118一般0.50.40.30.219零部件安装孔（硬点）公差重要±0.4±0.3±0.2±0.120一般±0.5±0.4±0.3±0.221零部件安装孔（硬点）位置度公差重要0.60.50.40.322一般0.70.60.50.423孔距公差0~100±0.4±0.3±0.2±0.124100~200±0.5±0.4±0.3±0.225200〜500±0.6±0.5±0.4±0.326〉500±0.7±0.6±0.5±0.4Page:1227前灯上边与机罩盖的间隙4,0〜+24,0〜+1.54,0〜+1.24,0〜+128前灯与翼子板上面间隙5±1.54±1.23±0.83±0.529前灯后侧与翼子板间隙3±1.52±1.22±0.81±0.530前灯下侧与保险杠间隙4,0〜+1.53,0〜1.32.5,0〜1.22,0〜1.031两个灯间隙2±0.71.5±0.61±0.51±0.432保险杠与翼子板间隙1.50〜0.71.00〜0.60.50〜0.50.50〜0.433后行李箱盖与后保险杠间隙14±1.512±1.010±0.88±0.534发动机盖与前格栅或保险杠间隙8±1.56±1.05±0.84,0〜1.535嵌入式防擦条与保险杠或门板间隙2.0±1.01.5±0.81±0.60.8±0.536发动机盖与翼子板间隙6+1.55±1.23.50〜1.03,0〜1.037玻璃顶间隙5±1.54±1.24±1.04±0.838玻璃与顶段差间隙3-2〜1.53-2〜1.53-1.5〜1.53-1.0〜1.039前玻璃下塑料装饰板与前玻璃距离1.5±1.01±0.80.5-0.2〜0.80.3-0.1〜0.740滚压件车窗与顶间隙5±1.55±1.25±0.84.5±0.541滚压件车窗与侧围开口密封间隙密封条压缩量为1/3~1/2常用密封面间隙11~2214±1.514±1.214±0.814±0.542门缝开口线平行度公差1.5/500mm1.2/500mm1.0/500mm0.7/500mm43门下边间隙8±1.57±1.06±0.85±0.644门前间隙与后立缝间隙差值门下沉原因-1.0〜-0.8-0.8〜-0.6-0.6〜-0.4-0.4〜-0.345门上间隙与下缝之间隙差值门下沉原因-2.5〜-2.0-2.0〜-1.5-1.5〜-1.0-1.0〜-0.846门洞非密封面与门内板空间隙12±1.512±1.212±0.812±0.547后门与后侧围段差门向车内为正从前到后越来越小-1.2〜0-1.0〜0-0.8〜0-0.6〜048前后盖密封条面间隙10±1.510±1.210±0.810±0.649格栅与发动机盖间隙段差±1.2±1.0±0.8±0.650后行李箱盖内板与周边密封止口24±1.524±1.224±1.