公差分析

西门子的数字化公差仿真软件 VSA 是一个覆盖产品设计、零件制造和装配全过程的概念,包括配合间隙目标值的定义、零件定位方式和形位公差定义、制造装配阶 段的装配偏差分析等,并且进一步延伸并影响到零件的模具设计、检具设计、夹具设计和测量设计等。用于预测装配过程的尺寸偏差,在制造物理零件或实际加工之前, 识别造成尺寸问题的根本原因,系统性地监控和改善产品制造质量。

VSA 通过仿真产品的制造和装配过程来预测产品的尺寸偏差和偏差源贡献因子, 从而判断某一阶段的设计是否能够满足尺寸设计要求并给出可能的整改方案。VSA 可以用来建立产品和装配方法的 3D 虚拟装配接触链模型来自动确立产品的尺寸链装配函数(即产品关键特征和其关联各因素之间的函数关系),并进行数理统计计算来 仿真分析和优化产品尺寸链里的公差分配和定位安装方案。通过给出对产品尺寸有重 要影响( Critical to Quality,简称 CTQ)的产品特征(如孔、面、线等)或又称为偏 差源贡献因子,来评估在设计和制造过程中零部件的制造偏差和装配工艺偏差是如何 影响各种“关键产品特征(Key Product Characteristics, 简称 KPC)”。VSA 的 3D 虚拟装配接触链模型里综合包含了产品的设计数模,公差分配,装配方法(装配顺序、 安装和定位方式、工装等),以及测量计划。VSA 模型可以在零部件和工装制造之 前就预测出在后续的制造和装配阶段是否会出现尺寸问题。设计人员可以通过 VSA 仿真结果和贡献因子排列在设计阶段就对产品的设计、公差、工艺、和测量计划进行优化,帮助减少制造和装配偏差对产品质量的负面影响。

数据组织—由 VisMockup 或 VisProfessional 完成,实现带有 PMI 信息的 NX 或 JT 模型的导入,或在可视化软件中进行重新规划尺寸公差或形位公差,定义产品装 配的顺序和定位基准,确定测量计划。

数据仿真及报告—由容差分析主模块完成,使用蒙特卡洛法进行零件尺寸公差的 实例生成,并通过虚拟装配实现测量尺寸的精确计算,最后通过数据拟合形成测量尺 寸的尺寸分布。

柔性件仿真—由容差分析的附加模块完成,在容差分析的基础上叠加有限元仿真结果,使仿真结果更加逼近于现实工况,特别对于薄壁、易变形零件的装配更有效果。