计算机辅助公差分析在微型断路器中如何应用

计算机辅助公差分析在微型断路器中如何应用?棣拓软件通过对产品结构进行受力分析,得到了轴孔实际接触的公差模型位置,进而修正尺寸链。那么计算机辅助公差分析在微型断路器中如何应用呢?棣拓软件来告诉你。
一、公差计算理论
1、极值法
极值法是建立在零100%互换的基础上,其核心思想是当所有增环是最大极限尺寸,所有减环是最小极限尺寸,获得封闭环最大极限尺寸;当所有增环是最小极限尺寸,所有减环是最大极限尺寸,获得封闭环最小极限尺寸。按极值法计算的公差过于保守,导致封闭环的精度最低。如果要求封闭环精度高,则尺寸链所有的增环和减环的精度就要求非常高,这样制造成本就大大提高。
引入轴孔配合的计算机辅助公差分析在微型断路器中的应用
2、 蒙特拉罗法
蒙特卡洛模拟也称为随机模拟方法,或随机抽样技术。它是一种以概率论和数理统计为基础,通过对随机变量的统计实验、随机模拟来求解问题近似解的数值方法。它的核心思想是:建立一个概率模型或随机过程,使它的参数等于问题的解;然后通过对模型或过程的观察或抽样来计算所求参数的统计特征(如均值、概率等),作为待解问题的数值解,最后给出所求解的近似值,而解的精度可用估计值的方差来表示。
在目前的主流分析软件中,上述3种方法都有采用。
3、尺寸敏感度
敏感度是描述装配尺寸链中组成环各个尺寸的变化对装配质量的影响程度,其变化大小和变化方向是评价装配体鲁棒性的指标。
二、尺寸链修正
1、轴孔配合间隙与受力分析
在不同受力方向作用下,轴孔间的接触点将发生变化,这导致轴孔间隙的偏移方向不同,由此影响整个尺寸链公差的分析结果。如图1所示,C0、C1和C2表示轴孔配合的最大间隙值,F为轴的受力方向。其中左边的为轴孔理论设计时的配合,轴孔中心线对齐,轴孔间隙最大值为C0,中间图和右图为轴孔真实模型的配合,轴孔中心线不对齐,且轴与孔的一边接触,接触点由零件的受力决定。
根据各零件的接触位置。外力为产品内部的弹簧和零件的重力。根据平衡原理列出方程进行求解,计算接触点的力大小和方向。根据上述计算的接触点的受力方向,对轴孔配合处进行修正。
2、尺寸链修正方法
修正尺寸链需要主要两个方面:(1)轴孔直径,孔取名义值,轴的尺寸取最小值,计算时,修正公差带(2)接触位置是尺寸链传递的关键位置,根据1.2.1的受力分析,得到轴孔接触点的力方向。根据受力方向,得到轴孔接触位置,进而修正尺寸链。
3、公差建模
公差模型的建立依托于产品的理论设计模型。棣拓软件以微型断路器为例,对操作机构的锁扣量进行计算机辅助公差分析。微型断路器由操作机构,灭弧系统,电磁系统,热系统,壳体及接线端子组成,其理论设计模型如图2:
锁扣量是微型断路器产品的一个重要参数,直接决定产品的性能。图3为微型断路器锁扣量简图。产品闭合后,得到影响锁扣量的零件装配状态,对产品的运动和接触关系进行分析,得到影响锁扣量的产品公差仿真模型。图4为锁扣量公差模型。
三、公差分析与优化
1、公差分析及验证
对尺寸链的现有的公差行计算,得到表1影响锁扣量计尺寸公差和敏感度。
查看计算的敏感度:图5中尺寸LO5E对锁扣量的影响是最大的 ,其次是L04E,其他尺寸对锁扣量的影响较小。为检验分析结果,随机取了5个样品进行测量,表2为锁扣量计算结果同测量值的比较。结果表明,考虑轴孔配合的计算结果,更接近于实际。
2、公差优化
锁扣量直接影响微型断路器的机械寿命,在多次断开和闭合过程中,锁扣量的磨损是影响机械寿命的关键因素,因此,适当的增加锁扣量是提高机械寿命的有效手段。
棣拓软件秉承先进的服务理念和深厚的技术背景,DTAS不断发展壮大,公司具备国内经验丰富的公差分析技术支持和咨询服务技术团队,以及专业化水准的技术力量获得了众多客户的一致认可。公司客户目前遍布汽车、新能源电池、发动机、变速箱、军工、家电、电机、航空航天等众多行业和知名高校、研究所。
 

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