1 前言
作为零部件装配质量评价的一个重要方面,零件装配尺寸偏差直接影响产品多方面使用性能,如密封性、噪声及外观等。典型机械产品一般由多个零部件通过多个装配工序分级装配而成,每一个工序的装配偏差都会随着装配流程向下游的装配工序传递,最终对总装配体的装配质量产生影响。因此控制整个装配过程的尺寸工程是最终产品装配质量的重要保证。
本文以某车型在前期小批量试制阶段出现的制动踏板安装孔与车身安装过孔干涉为例,利用尺寸工程仿真软件3DCS进行公差分析,找出了影响制动踏板安装的影响因素并对贡献因子的灵敏度进行了排序,为解决此类问题提供了方向和思路。
2 问题现状
某SUV车型在试制阶段时,试制人员向车身钣金上安装制动踏板总成时发现主副定位孔固定后,制动踏板总成安装孔l,向出现遮孔现象,且遮孔方向不固定,试制人员需对车身安装孔进行返修后才能进行装配,降低了生产效率及整车质量,不满足量产车生产条件,影响项目节点及销售计划。对制动踏板总成、真空助力泵及车身相关安装孔通过检具进行抽样检测,相关位置度、面轮廓度及孔径均在给定公差范围内。
3 仿真分析
由于干涉位置波动,初步怀疑是由于公差不合理或公差累计导致,若是简单提高尺寸链中每个链环公差要求会增加生产成本。因此希望通过优化定位、采用简易工装或先进制造工艺等方法缩短尺寸链环、减少公差累积。上述方法对最终结果的影响需要进行一系列验证后才能确定。所以对此位置使用3DCS软件进行分析。
3DCS软件是一款基于蒙特卡罗法采样的三维尺寸公差分析软件,主要用于解决汽车工业、航空航天等制造领域的尺寸质量问题。3DCS具有三大模块,Analyst模块可对三维零件进行模拟装配,并定义零件的尺寸公差信息,主要用于刚体装配公差分析;Geofactor模块通过分析不同公差因素对装配质量的影响,用于评估各偏差因素对零件装配偏差的贡献度;FEA模块以有限元理论为基础,用于分析柔性零件装配过程中的弹塑性变形。3DCS一般分析流程如图1所示。
图1 3DCS软件分析流程
本文采用3DCS中的Analyst模块进行分析,对于每一次试验,采用蒙特卡罗法对偏差源进行采样,通过建立误差概率模型来模拟产品装配过程,实现灵活、精准的公差分析。
3.1 相关数据输入
零件及产品尺寸和公差如表1所列