尺寸链分析与应用.

《装备维修技术》2021年第14期33基于6西格玛的乘用车尺寸链质量控制方法与应用何剑（恒大新能源汽车全球研究总院，上海201616）摘要：6西格玛理论是一套符合统计学原理且实用的质量控制理论，本文基于该理论，推导了不同尺寸链计算方法并比较其在最终质量控制中的优劣，并选择其中的均方值法作为实际乘用车尺寸链控制的基本算法，并以此指导实际工作。

关键词：六西格玛、尺寸链、极差法、均方值法、质量控制一、6西格玛理论介绍6西格玛：一种衡量质量水平的方法。

如果被评价为6个西格玛，则指3.4ppm 的缺陷率（约6个标准偏差）。

USL (Upper Specification Limit)：公差值上限。

LSL (Lower specification Limit)：公差值下限。

Cp：制造过程精密度，6西格玛质量体系的特定代号，是制造过程变化的范围与设计公差范围差异的情况，代表制作过程一致性能力的水平，其值越大则代表制造结果的落点越集中，而值越小则代表其落点越分散。

Cp 值越高，代表在一定的技术要求条件下，加工过程能力越强，精密度越高越高，如表1所示。

其中σ是标准偏差，标准偏差具体方法可以参考论文《统计公差分析方法概述》。

（公式1）表1等级Cp 值处理原则公差范围A+Cp≥1.67无缺点。

可考虑降低成本。

T=10σA 1.33≤Cp≤1.67制造能力非常棒，需要保持。

T=8~10σB 1.00≤Cp≤1.33制造能力需要提升。

T=6~8σC 0.67≤Cp≤1.00制造能力不足，亟需提升能力。

T=4~6σDCp≤0.67制造能力太差，全部重新设计。

T=2~4σCa：制造过程准确度，6西格玛质量体系的特定代号，是衡量制造过程落点与设计状态的偏差，偏差越明细，产品不良率就越大，如表2所示。

（公式2）表2等级Ca 值处理原则A |Ca|≤12.5%满足设计偏差要求，需要维持此制造水平。

B 12.5%≤|Ca|≤25%水平略有不足，需要改进。

第五章尺寸链原理及应用在机械产品设计过程中，设计人员根据某一部件或总的使用性能，规定了必要的装配精度（技术要求），这些装配精度，在零件制造和装配过程中是如何经济可靠地保证的，装配精度和零件精度有何关系，零件的尺寸公差和形位公差又是怎样制定出来的。

所有这些问题都需要借助于尺寸链原理来解决。

因此对产品设计人员来说尺寸链原理是必须掌握的重要工艺理论之一。

§5-1 概述教学目的：①尺寸链的基本概念，组成、分类；②尺寸链的建立与分析；③尺寸链的计算教学重点：掌握工艺尺寸链的基本概念；尺寸链组成及分类教学难点：尺寸链的作图一、尺寸链的定义及其组成1. 尺寸链的定义由若干相互有联系的尺寸按一定顺序首尾相接形成的尺寸封闭图形定义为尺寸链。

在零件加工过程中，由同一零件有关工序尺寸所形成的尺寸链，称为工艺尺寸链，如图5-1所示。

在机器设计和装配过程中，由有关零件设计尺寸形成的尺寸链，称为装配尺寸链，如图5-2所示。

图5-1 工艺尺寸链示例图5-1是工艺尺寸链的一个示例。

工件上尺寸A1已加工好，现以底面A定位，用调整法加工台阶面B，直接保证尺寸A2。

显然，尺寸A1和A2确定以后，在加工中未予直接保证的尺寸A0也就随之确定。

尺寸A0、A1和A2构成了一个尺寸封闭图形，即工艺尺寸链，如图5-1b所示。

图5-2 装配尺寸链图由上述可知，尺寸链具有以下三个特征1）具有尺寸封闭性，尺寸链必是一组有关尺寸首尾相接所形成的尺寸封闭图。

其中应包含一个间接保证的尺寸和若干个对此有影响的直接获得的尺寸。

2）尺寸关联性，尺寸链中间接保证的尺寸受精度直接保证的尺寸精度支配，且间接保证的尺寸精度必然低于直接获得的尺寸精度。

3）尺寸链至少是由三个尺寸（或角度量）构成的。

在分析和计算尺寸链时，为简便起见，可以不画零件或装配单元的具体结构。

知依次绘出各个尺寸，即将在装配单元或零件上确定的尺寸链独立出来，如图5-1b），这就是尺寸链图。

尺寸链图中，各个尺寸不必严格按比例绘制，但应保持各尺寸原有的连接关系。

尺寸链计算及公差分析一、尺寸链计算1.确定基准尺寸：首先需要确定产品的基准尺寸，这是其他尺寸的参考值。

2.确定功能尺寸：根据产品的功能要求，确定与之相关的尺寸。

例如，一个机械零件的功能要求是与其他组件配合，那么相关的尺寸即为功能尺寸。

3.确定辅助尺寸：辅助尺寸是与功能尺寸无关的尺寸，通常用于产品的加工和装配。

例如，孔的直径和深度就是辅助尺寸。

4.确定公差：在确定各个尺寸之后，需要为它们设置公差。

公差是指允许的尺寸变化范围，它的大小取决于产品的制造工艺和功能要求。

5.进行尺寸链计算：根据产品的功能和制造要求，依次计算各个尺寸的数值。

计算时需要考虑公差的影响，确保产品在允许的范围内可以正常工作。

二、公差分析公差分析是确定产品尺寸的变化范围，即各个尺寸的上下限。

公差分析可以帮助工程师评估产品的质量，确定工艺参数，并优化产品设计。

1.确定公差类型：公差分为基本公差和几何公差两种类型。

基本公差是根据工艺要求和产品功能确定的，例如直径公差、平行度公差等；几何公差是根据产品的形状和配合要求确定的，例如圆度公差、轴线位置公差等。

2.进行公差叠加：公差叠加是将各个尺寸的公差叠加在一起，得到产品整体的公差。

这可以通过数学模型或专业软件进行计算。

3.进行公差分析：在确定产品整体的公差后，可以进行公差分析。

公差分析可以通过模拟或实验的方式进行，用于评估产品在实际使用中尺寸变化的影响。

4.优化设计：通过公差分析可以了解产品尺寸变化的情况，如果发现一些尺寸变化太大，可能会导致产品的功能受到影响，需要对设计进行优化。

优化设计可以包括调整公差、改变加工工艺等。

总结起来，尺寸链计算及公差分析是确定产品尺寸和形状的重要方法，它可以帮助工程师评估产品的质量和性能，指导产品的制造和装配。

在实际应用中，需要充分考虑产品的功能要求、制造工艺和使用环境等因素，合理确定尺寸链和公差，以确保产品的质量和性能达到要求。

尺寸链及公差叠加分析一、尺寸链分析1.尺寸链的定义尺寸链是指从设计图纸上的一个尺寸到最终产品尺寸之间的所有加工步骤和测量环节所涉及到的线性关系。

2.尺寸链分析的目的尺寸链分析的目的是通过对产品加工和测量过程中的尺寸关系进行分析，确定各个环节对最终产品尺寸的影响程度，从而指导产品设计和制造。

3.尺寸链分析的方法尺寸链分析的方法可以分为数学模型与仿真模型两种。

数学模型是通过建立各个环节的几何学关系和物理学模型，对尺寸链进行数学求解和计算。

仿真模型则是通过计算机软件模拟各个环节的尺寸变化和公差叠加，预测最终产品尺寸的变化情况。

4.尺寸链分析的应用尺寸链分析可以应用于各行业的产品设计和制造过程中，特别适用于高精度和高要求的产品。

通过尺寸链分析，可以找出制约产品尺寸稳定性和精度的关键环节，优化设计和加工工艺，提高产品质量和性能。

1.公差的定义公差是指设计标准中规定的准确尺寸值和允许偏差之间的差值。

在产品设计和制造过程中，由于各种因素的存在，产品的实际尺寸可能会有一定的偏差。

公差的作用就是规定产品的尺寸变化范围，确保产品在设计要求范围内。

2.公差叠加的定义公差叠加是指产品加工和装配过程中的各个部件的公差在装配后的累积效应。

当多个零件装配在一起时，每个零件的公差都会对最终产品尺寸产生影响，这些影响会叠加在一起，导致最终产品的尺寸变化。

3.公差叠加分析的方法公差叠加分析的方法可以分为几何方法和统计方法两种。

几何方法是基于几何学原理，通过计算公差区间的重叠情况，确定最终产品尺寸的变化范围。

统计方法则是通过数学统计的方法，分析各个公差的概率分布和随机变化规律，预测最终产品的尺寸分布情况。

4.公差叠加分析的应用公差叠加分析可以应用于各个行业的产品装配和检测过程中，特别适用于复杂零部件的装配和高精度产品的制造。

通过公差叠加分析，可以评估产品的装配质量和稳定性，优化装配工艺，降低不良品率和维修成本。

三、尺寸链与公差叠加的结合尺寸链分析和公差叠加分析是两个相互关联的工程实践。

尺寸链的分析计算尺寸链分析是一种用于确定企业提高竞争力的方法，通过与供应链合作伙伴共享信息、资源和能力，以减少成本、提高效率和优化客户满意度。

在尺寸链中，产品的规模、品种和市场需求等因素被称为尺寸。

1.收集数据：收集有关尺寸链中每个组成部分的数据，包括供应商、制造商、分销商和零售商的数量、位置、能力和资源等信息。

2.评估效率：评估尺寸链中每个组成部分的效率，包括生产效率、交付效率和响应效率。

通过分析数据，确定每个组成部分的瓶颈和短板，找出导致效率低下的原因。

3.计算成本：计算尺寸链中每个组成部分的成本，包括采购成本、生产成本、运输成本和库存成本等。

通过分析数据，确定尺寸链中成本较高的环节，找出成本降低的潜在机会。

4.分析风险：分析尺寸链中存在的风险和不确定性，包括供应风险、质量风险和市场风险等。

通过分析数据，确定风险较高的环节，制定相应的风险管理措施。

5.优化尺寸链：根据分析的结果，制定相应的战略和计划，优化尺寸链的运作。

包括优化供应商选择和合作、优化流程和操作、优化库存管理和物流等。

通过尺寸链的分析计算，企业可以获得以下几点优势：1.降低成本：通过识别和解决尺寸链中的问题，可以降低采购成本、生产成本、运输成本和库存成本等，提高企业的盈利能力。

2.提高效率：通过优化尺寸链的运作，可以提高生产效率、交付效率和响应效率，提高企业的竞争力和市场占有率。

3.增加灵活性：通过与供应链合作伙伴共享信息、资源和能力，可以提高企业的灵活性，适应市场变化和客户需求的快速变化。

4.提高客户满意度：通过优化尺寸链的运作，可以提高产品的质量和交付的及时性，提高客户满意度，增加客户忠诚度。

尺寸链的分析计算是一个复杂的过程，需要收集大量的数据和进行详细的分析。

同时，也需要考虑尺寸链中的各种因素和相互关系。

因此，企业在进行尺寸链的分析计算时，需要充分考虑自身的实际情况和目标，制定相应的策略和计划，以实现持续的改进和优化。

机械设计基础中的尺寸链与公差分析尺寸链与公差分析在机械设计基础中，尺寸链和公差分析是两个重要的概念，它们对于确保产品的质量和性能起着关键作用。

本文将从尺寸链的概念、尺寸链分析的方法以及公差分析的意义等方面进行阐述。

1. 尺寸链的概念尺寸链是指在机械装配过程中，各个关键部件的尺寸之间的相互关系。

在一个机械系统中，各个部件的尺寸必须满足一定的要求，以确保装配的正确性和工作的稳定性。

尺寸链的建立需要考虑到装配的顺序、尺寸的限制以及功能与效能等因素。

2. 尺寸链分析方法尺寸链分析是为了确定装配过程中各个部件尺寸的控制范围，以保证装配的质量和可靠性。

常用的尺寸链分析方法有以下几种：(1) 结构法：通过建立各部件之间的结构关系，确定各个部件之间的尺寸要求和公差范围。

(2) 功能法：根据产品的功能要求，确定各个部件的尺寸限值，使其满足产品的使用要求。

(3) 统计法：通过对一组相同部件的尺寸进行统计分析，确定其尺寸的均值、极限和公差。

(4) 经验法：根据设计师的实际经验和相关标准规范，确定各个部件的尺寸链。

通过以上方法的综合运用，可以建立合理的尺寸链分析模型，从而确保产品的尺寸控制和装配质量。

3. 公差分析的意义公差分析是为了确定机械系统各个部件的公差，以确保装配的精度和性能。

公差是指在设计和制造过程中，由于种种原因所引起的尺寸和形状上的误差。

公差分析的主要目的是通过确定合适的公差限制，控制装配过程中的误差，从而提高产品的精度和性能。

公差分析的意义主要表现在以下几个方面：(1) 可靠性：通过合理的公差分析，可以减少装配过程中的配合和间隙问题，提高产品的可靠性和稳定性。

(2) 成本控制：合理的公差分析可以避免不必要的尺寸测量和调整，减少生产成本。

(3) 产品质量：公差分析有助于控制产品的尺寸精度，实现产品的一致性和稳定性，提高产品的质量。

(4) 工艺优化：公差分析可以为工艺优化提供依据，有助于改进制造工艺，提高生产效率。

尺寸链概念及尺寸链计算方法尺寸链（Size Chain）是指通过一系列尺码的组合来满足不同体型的消费者需求的一种市场营销策略。

它可以帮助企业更好地满足消费者的尺码需求，提高销售额和客户满意度。

尺寸链的核心是根据不同人群的身体尺寸特征，将不同的尺码进行组合，以满足消费者的需求。

例如，在服装行业，尺码链通过提供不同的尺寸选项，如XS、S、M、L、XL等，可以满足不同体型的消费者需求。

在汽车行业，尺码链可以提供不同的座位高度和宽度选项，以适应不同身高和体型的人。

尺寸链的计算方法一般分为以下几个步骤：1.收集数据：收集消费者的身体尺寸数据，可以通过调查问卷、实地测量等方式进行。

这些数据需要包括不同群体的体型特征，如身高、胸围、腰围、臀围等。

2.分析数据：对收集到的数据进行分析，以了解不同消费者群体的尺寸需求。

可以使用统计学方法，如平均值、标准差等，来衡量和比较不同群体的尺寸特征。

3.设计尺寸链：根据分析结果，设计尺寸链，确定不同尺码的组合方式。

要考虑到不同尺码之间的尺寸差异，尽量提供多样化的选择，以满足消费者的需求。

4.验证尺寸链：将设计好的尺寸链进行实际验证。

可以选择一些具有代表性的消费者进行试穿或试用，收集他们的反馈意见和体验。

根据反馈结果，对尺码进行调整和优化。

5.更新尺寸链：尺寸链需要不断更新和调整，以适应市场需求的变化和消费者的尺码需求变化。

通过定期进行数据收集和分析，可以检查并更新尺寸链。

尺寸链的计算方法可以根据不同行业和产品的特点进行调整，但总的原则是根据消费者需求进行设计和优化。

通过科学而合理的尺码设计，企业可以更好地满足消费者需求，提高销售额和市场竞争力。

产品装配的尺寸链公差分析产品装配的尺寸链公差分析是一种应用于工程领域的分析方法，用于确定在产品装配过程中各个零部件之间的公差要求。

通过该分析方法，可以确保产品在装配完成后的尺寸和形状与设计要求一致，从而保证产品的性能和质量。

尺寸链公差分析的基本原理是将产品的尺寸特征按照装配的先后顺序进行排列，并计算每个尺寸特征对最终装配尺寸的贡献，以确定合理的公差要求。

在这个过程中，需要考虑零件的制造公差、装配顺序及装配公差的协同作用，以及零件间的相互影响。

尺寸链公差分析一般可以分为以下几个步骤：1.确定装配顺序：根据产品的装配逻辑和工艺要求，确定零部件的装配顺序。

通常情况下，先装配大尺寸的零部件，再装配小尺寸的零部件。

2.建立尺寸链模型：根据产品的设计图纸，确定装配过程中涉及的尺寸特征，并将它们按照装配顺序进行排列，形成尺寸链模型。

3.计算尺寸链公差：根据每个尺寸特征的公差要求，以及前一步骤确定的装配顺序，计算每个尺寸特征对最终装配尺寸的贡献。

这个过程中，通常采用最小二乘法来进行计算。

4.优化公差要求：根据尺寸链公差的计算结果，评估每个尺寸特征对产品尺寸偏差的敏感性，从而确定合理的公差要求。

一般来说，对于对装配精度要求较高的尺寸特征，公差要求应该相对较小。

5.进行公差分配：根据尺寸链公差的计算结果和公差要求，将总公差按照装配顺序逐步分配给每个尺寸特征，确保每个零部件的尺寸误差都在允许范围内。

尺寸链公差分析不仅可以用于确定产品装配的公差要求，还可以用于优化装配工艺、提高装配效率和降低成本。

通过合理的公差分配和控制，可以避免装配过程中的质量问题和尺寸偏差，提高产品的装配质量和性能。

但是，尺寸链公差分析也存在一些挑战和限制。

首先，尺寸链公差分析需要对产品的装配过程和零部件的相互关系有深入的了解和分析。

其次，分析过程中需要大量的数据和计算，对计算机模拟和软件工具的支持要求较高。

此外，由于涉及到多个装配过程和多个尺寸特征，尺寸链公差分析的计算过程较为复杂，需要相关专业知识和经验。

1. 问题的提出在设计机械零部件各要素的是要使车刀重新对准车出的梯形螺纹槽。

通过改变螺纹车刀车削前的轴向（Z向）起点位置来达到目的，即修改螺纹车削起点位置程序段G00 X40 Z0中的Z0（螺纹精加工最好不用宏程序）。

可以通过肉眼判断需调整的大慨距离，2020年第3期冷加工24工艺方案Technique Solutions所以公差的合理分配显得尤为重要，尤其对内外键槽的线切割加工和磨削具有重要意义。

2. 原因分析尺寸链具有两个特性：封闭性和关联性。

相互关联尺寸相互影响，制约着产品装配精度和尺寸精度，特别是工序安排也影响最终尺寸精度。

几何公差小、精度要求高，必然使加工公差范围缩小，增加加工难度，故公差分配更要精确。

诸如带键槽的内孔、外圆产品结构，若先精磨再安排线切割键槽，必然使线切割对刀及形位精度影响到产品的最终质量，故而半精车后先安排粗磨、线切割，再安排精磨，可更有效地保证质量，且工序比较合理。

要求设计人员准确运用尺寸链的公差设计，合理、经济分配公差，从而满足产品质量要求；要求操作工和检验人员能及时发现不合理的地方进行改善，防止批量问题出现并流转至下一工序，应及时反馈过程问题，加强过程质量成本控制。

诸多质量问题的产生，很大程度上是因为没有掌握尺寸链设计计算知识，操作者或检验人员没有及时发现问题并反馈过程问题以及调整加工公差等。

3. 分析与计算在产品设计时，除了需要进行运动、强度和刚度等计算外，还需进行几何量分析计算（即精度设计），以确定零件的尺寸公差、几何公差等。

其目的在于保证设备能顺利进行装配，并能满足预定的功能要求。

加工过程中，由于有许多工序，一方面由于加工需要，在工序图及工艺卡片上要标注一些专供加工使用的工艺尺寸，工艺尺寸往往不是直接采用零件图上的尺寸，而是需要另行计算；另一方面，当零件加工时，有时需多次转换基准而引起工序基准、定位基准或测量基准与设计基准不重合。

这时，需要利用工艺尺寸链原理来进行工序尺寸及其公差的计算。

汽车尺寸工程尺寸链分析方法及流程摘要：汽车车身尺寸工程的目标是实现尺寸链的价值工程，这是保证车辆内外装饰美观和低噪音的基础。

为满足各细分市场客户需求，并兼顾考虑制造、维护成本，实现整车尺寸工程设计及匹配标准，已成为国内许多汽车企业的基本发展能力。

关键词：汽车尺寸工程；尺寸链；分析方法；流程一、尺寸链概述1、形式。

尺寸链包括二维、三维尺寸链。

其中，二维尺寸链：全部组成环位于一个或多个平行平面上的尺寸链。

在二维尺寸链中，若所有组成环与封闭环平行，则称为直线尺寸链(见图1)；若组成环与封闭环不平行，则称为平面尺寸链(见图2)。

三维尺寸链：组成环位于几个不平行平面上的尺寸链，也称为空间尺寸链(见图3)。

图1 直线尺寸链图2 平面尺寸链图3 空间尺寸链2、表达方式。

尺寸链的表达方法约定：封闭环应向右或向上，或靠近该方向的空心箭头表示(当其不平行垂直或水平时)；封闭链环的起始端称为起始面，末端称为到达面；绘制组成环时，从起始面开始，按顺序逐一列出影响因素，并顺序编号，在到达面上形成封闭。

二、尺寸链分析的计算方法1、极值法。

所有组成环公差之和为封闭环的公差。

特点：该方法计算的目标公差考虑了所有组成环的极值状态，简单可靠。

理论上讲，只要每个环的实际偏差在允许范围内，最终封闭环必定超差。

但这种方法也有明显的缺点：即不是所有的组成环都会同时出现极值，计算结果余量太大，也会给后期生产带来麻烦。

2、统计法。

将统计学与组成环的分布形式相结合，计算出封闭环公差。

其优点是根据组成环的实际分布概率进行统计，更接近实际情况。

然而，缺点是概率预测可能不准确，并且在某个封闭环中仍存在超差的可能性。

三、定位分析白车身由许多钣金件焊接、装配而成，每个零件冲压、检验、焊接和装配都需定位基准，以限制其自由度，磨具、检具、夹具各工序零件的基准应尽可能保持一致，以避免基准转换引起的误差。

定位分析应考虑几何角度、功能性和可行性；为保证定位的一致性及继承性，满足3-2-1或N-2-1的定位原则，尽量不要过度约束，所选形状应尽量简单。

尺寸链计算方法及案例详解尺寸链计算方法是指根据产品的尺寸要求和特定的工艺流程，通过一系列的计算和分析来确定产品各个部件的尺寸和配合关系的方法。

尺寸链计算方法主要应用于机械设计、工程制图、零部件加工等领域，是确保产品尺寸精度和装配质量的重要手段。

首先，尺寸链计算方法需要明确产品设计的功能要求和工艺要求，包括产品的使用环境、受力情况、材料特性等。

然后，根据这些要求，确定产品各个部件之间的配合关系和尺寸范围。

接着，通过计算和分析，确定各个部件的尺寸，并建立尺寸链，保证各个部件在装配时能够满足设计要求。

在实际应用中，尺寸链计算方法通常涉及到几个方面的内容，包括尺寸配合计算、公差分配、尺寸链分析等。

在尺寸配合计算中，需要根据配合要求和公差要求，确定配合尺寸的上限和下限。

公差分配则是根据产品功能和装配要求，合理地分配公差，确保产品的性能和装配质量。

尺寸链分析则是通过建立尺寸链图，分析各个部件之间的尺寸关系，找出影响产品尺寸精度的关键因素，从而指导产品设计和加工。

举个简单的案例来说明尺寸链计算方法的应用。

比如，某机械零件的装配要求是要求两个轴承孔的中心距离在一定范围内，并且轴承孔的直径要求在一定的公差范围内。

在这种情况下，就需要通过尺寸链计算方法来确定轴承孔的尺寸和配合关系。

首先根据轴承的尺寸和公差要求，确定轴承孔的上限和下限尺寸。

然后根据轴承孔的位置和受力情况，确定轴承孔中心距离的范围。

最后通过尺寸链计算方法，确定轴承孔的尺寸和配合关系，以保证产品的装配质量和性能。

总之，尺寸链计算方法是一种重要的工程技术方法，通过合理的计算和分析，能够确保产品的尺寸精度和装配质量，对于提高产品的质量和竞争力具有重要意义。