本章目的:了解均方根法,運用均方根法。
1.定義
均方根法(Root-Sum-Squares,RSS):均方根法是統計分析法的一種,是把尺寸鏈中的各個尺寸公差的平方之和再開根即得到關鍵尺寸的公差。
其計算公式如下:
其假設每個尺寸的 Ppk 指標是統一的( 如均為1,1.33,1.67等),並且制程是在中心。
基礎的均方根法公式/計算模型推演如下:
作者摘錄均方根法的推導公式,是為了更加方便讀者理解其本質。
從公式推導可以看出,目標尺寸和零件的尺寸要求PPK都是1.33,且制程在中心。
也就是說裝配人員在設計情況下就是4σ的良品率。
但實際並非都是如此,所以RSS的變種方法很多,也為其他統計公差法留下優化余地。
2.均方根法計算實例
題目:
A尺寸的值和公差為54.00±0.20,B為12.00±0.10,C為13.00±0.10,D為16.00±0.15,E為12.50±0.10,利用均方根法求關鍵尺寸X的名義值和公差。(這一題目可以與極值法對比)
①計算X的名義值:
DX= DA+ DB+ DC+ DD+ DE
= 54.00 + (-12.00) + (-13.00) + (-16.00) + (-12.50)
= 54.00 -12.00 -13.00 -16.00 -12.50
= 0.50 毫米
②計算X的公差

3.均方根法的要點

3.1 使用 RSS 的假設條件追加注解
①使用 RSS 統計公差分析方法的前提是,制造加工出來的零件尺寸數值是比較集中於中心值,輸出呈正態分布;②如果公差疊加分析里面一個單獨的公差是在±3σ 的過程控制下生產的,那么 RSS 公差疊加分析的結果也是代表了±3σ,也就是說,輸入的過程控制等級也代表了輸出的工程控制等級;

4.運用均方根法公差分析完整流程
4.1 查看公差分析總章流程
1)定義公差分析的目標尺寸和判斷標准(對於完整的公差分析,最難和最容易忽略的一步);
2)建立閉合尺寸鏈;
3)將非對稱公差轉成對稱公差;
4)判斷尺寸鏈中尺寸的正負;
5)計算目標尺寸的名義值;
6)選用公差分析的方法
7)公差分析的計算;
8)判斷和優化;
9)公差分析結果圖紙標注,統計公差法標注對應符號。
4.2 依次按流程設計,流程6公差分析方法選用均方根法
1)定義公差分析的目標尺寸和判斷標准(對於完整的公差分析,最難和最容易忽略的一步)
如下圖,其目標尺寸為裝配間隙Gap,判斷標准為Gap>0。這些在公差分析目標匯總表中必須要有。
2)建立閉合尺寸鏈
3)將非對稱公差轉成對稱公差
4)判斷尺寸鏈中尺寸的正負
D=A+B+C+X,所以目標尺寸X=+D-C-B-A。
5)計算目標尺寸的名義值
名義值間隙:dGap= + 46.00- 10.00 - 15.00 - 20.00 = 1.00
這時候可以用3d軟件檢驗其間隙是否為1,前提是你的3d圖紙都是基於對稱公差繪制的。
6)選用公差分析的方法
選定均方根法。
7)公差分析的計算
名義間隙的公差:
所以目標尺寸為Gap=1±0.58;(極值法計算值為1±1.10)
最大值為1.58,最小值為0.42;
8)判斷和優化
因為目標尺寸的判斷標准為Gap>0,所以就公差分析的結果而言符合要求。
但要注意,均方根法的零件尺寸需要進行制程管控。尤其在就極值法算出來不合格的前提下。
9)公差分析結果圖紙標注,統計公差法標注對應符號
均方根法是統計公差法,對應分配的零件公差需要標注統計公差符號(這里就尤其要注意了,雖然如GM等標准中不要求,但作者建議這里按照國標來比較好),如下圖:
除此之外公差分析表格需要提高給質量管理,正確進行質量管控。
5.均方根法運用的注意點
5.1 公差分析工具
①手工. (實在是不建議了)
②用電子數據表。(作者的網盤的就有,希望大家能多多練習,這方面作者不會吝嗇)
公差分析表格版本一:
公差分析表格版本二:
公差分析表格版本三:
公差分析目標匯總表:
③用公差分析軟件,比如 VisVSA™.
作者倒是希望能用前端做一個公差分析的軟件,人人都能用。(但是失敗了,對於機械工程師而言,前端+后端+數據庫是個花時間也很難搞定的大項目)
5.2 無論你最后采取什么辦法,極值法請優先運用一遍
圖紙上的公差最后采用哪種辦法得到的值,務必慎重。但前提的極值法必須先運用一遍,這是基本的保障!
6.思考題
留給讀者,
如果用了均方根法,采用抽樣檢驗,裝配合格率是多少?
如果用了均方根法,采用全數檢驗,裝配合格率是多少?理論上能100%合格么?
7.本章節對應的公差分析表格匯總
