基于功能导向的公差设计

《基于功能导向的公差设计》工作坊
——设计工程师精益图纸开发流程
前置课程：
《几何公差基础——标准、符号和规则》
《几何公差高级应用——逻辑、经验和技巧》
《尺寸链——整机/部件装配公差叠加》（以上3门课程为“公差地图”的组成部分，本次工作坊默认学员具备此3门课程基础。）
工作坊简介：
本工作坊并不是讲： 公差是什么，如何规范标注，以及公差本身的逻辑和技巧。
而是结合企业实际产品，首先分析产品功能、结构、匹配装配要求、同时考虑制造实现情况；然后准确设定公差值的实战演练。整个工作坊的外在工作流程和内在逻辑见下面两图。
工作坊目标：
从产品实现的宏观过程中看公差的作用和难点
功能导向的产品出图思路
规范化识别机械产品的功能
从装配关系到机械几何结构到产品公差——计算思路与方法
科学计算最大允许制造误差
掌握失传已久的基准草图和设计草图的应用方法
在正确的节点使用恰当的方法融入模块化、实效边界和尺寸链等工具和思路
工作坊开展流程：
电话沟通 ：梳理需求
↓
问题收集： (可选项目，需要到客户现场，所以根据情况而定)
↓
项目可行性评估： (讲师评估：是否可以接项目)
↓
准备和确认大纲（讲师与需求部门）
↓
准备问题资料和教学素材（讲师与需求部门）
↓
课前现场确认（讲师）
↓
工作坊展开（案例剖析形式为主，原理讲解为辅）
参加人员：设计工程师、应用工程师、项目工程师/经理、项目质量工程师、技术部门管理者。
时间： 2~3天

工作坊大纲：
一、公差设计在产品开发中的整体流程
1．总成功能导向的精益研发出图流程
1)识别产品功能并准确编制清单
2)识别相关技术参数并量化
3)为子零件规划边界和技术参数
4)尺寸链校核
2．零件功能导向的精益研发出图流程
传递并识别功能清单
产品结构分析与基准系识别
基于功能的风险分析和计算
产品设计草图
产品公差图
3，公差与产品实现流程
公差缘起缘灭——从系统思维看其应用过程
界定研发与设计的不同
界定公差设计工作阶段
案例展示
二、探寻机械背后的秘密——功能识别
1．机械零件的功能类型
装配实现
制程定位精密定位
密封
传递力、力矩
运动传递
保持几何形状
运输
包装
传递能量
外观造型
可维修性
寿命
2．功能转化为质量特征和技术参数
基准
尺寸公差
几何公差
基本尺寸
几何结构
强度/硬度/刚度
三、装配与结构分析
1．零件结构分析
自由度
主/次/止推基准
2．装配过程分析
3．功能工况分析
4．基准草图
四、基于功能的风险分析与计算（根据实际情况或调研结果，此模块的内容会有所调整）
1．传递力或力矩
装配过盈量与扭矩
过盈装配与压入力
案例
2．运动传递
齿轮传动
连杆机构
几何模型建立
关键因子识别
案例
3．装配实现
孔组概念复合公差的应用
几何模型建立
关键因子识别
产品尺寸链分析
案例
4．制程定位机加工定位
焊接定位
几何模型建立
关键因子识别
工艺尺寸链分析
案例
5．密封
几何模型建立
关键因子识别
厂方推荐应用
6．精密定位
基孔，基轴
轴承装配
研磨滑配
活塞类
毛毛虫图——多个零件间隙配合计算简图
容积式泵/马达
几何模型建立
案例
五、绘制制造工程图样
1．子零件出图
产品草图绘制
基准校对
功能校对
参数选择
2．工程图
六、部件总成验证
1．总成功能技术参数
2．尺寸链校核
理想间隙
最小壁厚
对中精度
有效作用范围
设计边界
3．产品/工艺尺寸链结果的应用
4．统计公差的作用
七、模块化公差设计的应用
1．分析并划分零件的功能/结构
2. 建立技术参数内部逻辑关系
3. 确立技术参数外部有效数据
4. 确认实效边界
5. 模块化公差分配作业指南
已交付成功案例展示：
《基于功能导向的产品公差设计训练营》
——某美资工程机械空调制冷机工厂
客户问题描述1，工程师绘制的子零件图不能匹配总成的装配关系；
2，零件结构复杂，装配基准系与功能基准系有出入；
3，各工程师出图思路不统一，图纸质量也因人而异；
4，无贴切的出图作业标准，设计规范不足或者零散。
工作坊目标和展开大纲1、功能导向的精益研发出图流程
产品功能清单
明确研发与设计的不同
明确公差设计工作阶段
2、基于功能的公差设计与验证
传递力或力矩
运动传递
装配实现
制程定位密封
精密定位
3、 绘制制造工程图样
产品草图绘制
基准校对
功能校对
参数选择
尺寸链校核
（注：以上面内容为主轴，按组分配具体零件，学员一边逐步进行，讲师逐一检查并纠正）
工作坊产出技术资料：各零件的功能清单、设计草图样板、基准系指导书、若干公差分析图表（如：多因子公差推理图）；
经验萃取：公差带分析计算思路，取值路径，评审方法；
3，学员能力：分组作业完成分析和设计具体零件；
在讲师的帮助下，整理出一套模板。
学员评价： 总评分9.39分

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