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在生產(chǎn)過程中，受限于加工方法、機(jī)床設(shè)備精度、環(huán)境因素、人為因素等多種因素的綜合影響，零件的實(shí)際尺寸和形狀總是會(huì)偏離理論值，會(huì)存在一定的誤差，當(dāng)多個(gè)零件裝配在一起形成產(chǎn)品時(shí)，各零件誤差會(huì)產(chǎn)生累積，最終影響裝配質(zhì)量和產(chǎn)品性能。

因此，工程師在做產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)除了要設(shè)定理論尺寸，還需要設(shè)計(jì)合理的偏差允許范圍來指導(dǎo)生產(chǎn)裝配，零件尺寸的偏差允許范圍一般稱之為“公差”，產(chǎn)品的可裝配性、互換性、裝配精度、運(yùn)行穩(wěn)定性、工作壽命等重要技術(shù)性能都和零件公差息息相關(guān)。

目前國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)的工程師設(shè)計(jì)公差主要是依靠個(gè)人設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、查標(biāo)準(zhǔn)、參考老產(chǎn)品、根據(jù)企業(yè)最精密加工精度等手段，并沒有對(duì)公差進(jìn)行系統(tǒng)性分析，大多數(shù)工程師設(shè)計(jì)的公差會(huì)出現(xiàn)兩種情況：

1.公差設(shè)計(jì)的很嚴(yán)格，零件加工難度大、成本高，經(jīng)濟(jì)性不好；

2.公差設(shè)計(jì)的很寬松，產(chǎn)品無法保證質(zhì)量及性能要求。

由此可見，公差是設(shè)計(jì)和制造之間的橋梁和紐帶，是保證產(chǎn)品以優(yōu)異的質(zhì)量、優(yōu)良的性能和較低的成本進(jìn)行制造的關(guān)鍵，公差設(shè)計(jì)需要兼顧產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本。

通過尺寸鏈計(jì)算進(jìn)行公差分析來驗(yàn)證公差的合理性，讓公差既能滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)性能要求，同時(shí)能以最小的成本和最高的效率制造產(chǎn)品，徹底解決制造裝配困難、零件干涉異響、互換性差等問題。

某企業(yè)微型電機(jī)產(chǎn)品如下圖所示，機(jī)架和軸承之間需要安裝一個(gè)波形墊圈以保證電機(jī)在工作過程中電機(jī)軸在軸向無竄動(dòng)，且具有較小的摩擦力，減小磨損。

實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)了波形墊圈裝配困難的問題，同一型號(hào)波形墊圈會(huì)出現(xiàn)太厚導(dǎo)致裝配干涉（零件磨損嚴(yán)重，壽命降低）或太薄導(dǎo)致電機(jī)軸有竄動(dòng)，裝配現(xiàn)場需要配備多個(gè)型號(hào)的波形墊圈，通過試裝配來確定使用型號(hào)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率，導(dǎo)致產(chǎn)品一直無法大批量投產(chǎn)。

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)此問題的主要原因就是該企業(yè)公差設(shè)計(jì)是憑經(jīng)驗(yàn)給定零件公差，沒有做尺寸鏈計(jì)算及公差分析工作，導(dǎo)致機(jī)架和軸承之間間隙不合理，產(chǎn)品互換性差。

要解決該問題，只需要通過尺寸鏈計(jì)算優(yōu)化零件公差得出機(jī)架和軸承之間的合理間隙范圍：

根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇一次裝配合格率最高的波形墊圈型號(hào)：波形墊片在自由狀態(tài)下的尺寸要大于間隙范圍的最大值，保證電機(jī)軸在軸向上無竄動(dòng)；波形墊片在極限壓縮狀態(tài)下的尺寸要小于間隙范圍的最小值，保證裝配不會(huì)出現(xiàn)干涉。B型號(hào)波形墊圈與間隙計(jì)算結(jié)果重合度最高，選擇B型波形墊圈。

確定波形墊圈型號(hào)后，將波形墊圈厚度變化范圍作為尺寸鏈的封閉環(huán)技術(shù)要求，再進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整零件公差，提高裝配合格率，最終優(yōu)化結(jié)果如下圖所示，一次裝配合格率可以達(dá)到99.98%。

通過此案例我們發(fā)現(xiàn)，在產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)通過公差分析可以提升產(chǎn)品研發(fā)效率，減少設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)、降低產(chǎn)品制造成本，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)上批量、提質(zhì)量、縮周期、降成本的目標(biāo)。