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摘要：随着产品的可制造性和可装配性需求不断提高，以尺寸链分析为代表的尺寸工程技术在很多行业中都有着广泛应用，本文以机 ■某牵引变流器产品为切入点，通过基于重要器件的装配所对应的关键尺寸链的计算分析，分析尺寸链在设计生产装配环节的 应用，进而对以后产品的设计和生产制造提供更好的指导。
关键词：尺寸链计算;公差分析;生产装配
中图分类号：TH124 文献标识码：A
1引言
以汽车行业为代表的很多行业，都把先进的尺寸工程软件嵌 入到ProE、CATIA等三维设计软件中，在软件中标注尺寸链，通 过设计后的尺寸工程模拟分析进行关键尺寸链的计算，确保产品开发过程中的标准化。大大的提高了产品一致性及零部件互换性，提高了产品装配效率，降低了生产成本。
本文以机车牵引变流器产品为切入点分析，通过结合关键位置尺寸链的分析，来实现对同类结构尺寸的优化设计，进而推广到其他类似结构和其他平台产品。
2尺寸链计算方法
常用的公差分析计算模型有两种：极值法和均方根法。
2.1极值法
极值法是考虑零件尺寸最不利的情况，通过尺寸链中尺寸的 最大值或最小值来计算目标尺寸的值[2]。如果按照极值法目标尺 寸的公差（TasQ为尺寸链上各个尺寸的公差（匚）之和：
目标尺寸的名义值（）为尺寸链上各个尺寸的名义值（匚 ）之和：
如=財
目标尺寸（Asm）为：
考虑到实际加工情况以及产品组装特点，极值法要求高，本 文不再采用极值法对结构进行分析。
2.2均方根法
是一种统计分析法，是把尺寸链中的各个尺寸公差的平方之 和再开根得到目标尺寸的公差[3]。相比极值法，均方根法具有更 接近真实性、成本较低（宽泛零件公差）、产品容易设计等优点。
均方根法目标尺寸的公差（Tm）为尺寸链上各个尺寸的公 差（TQ之平方和开方：
目标尺寸的名义值（Ui ）为尺寸链上各个尺寸的名义值（匚 ）之和：
。如=卒
目标尺寸（Asm）为：
，sm=D"Tg
利用公差分析计算目标尺寸的最大值和最小值后，可以根据 目标尺寸的判断标准来判断产品的设计是否满足设计。此处作为 计算过程数据使用。
现场安装电容（蓝色物料）时曾出现过问题，因此以安装电 容所涉及的尺寸链为例进行分析，具体如下图所示。
序号1、2、3、4、5、6分别对应：支撑电容安装板A、支撑 电容安装板D、电容螺栓距离、支撑电容安装板B、支撑电容安装 板C端面到上螺栓孔、柜体骨架对应安装孔间距。
改进前装配顺序为：支撑电容安装板B、D柜下与电容紧固， 支撑电容安装板C组装，电容上柜，支撑电容安装板A组装。因 此此处定义支撑电容安装板A安装孔与骨架安装处为封闭环，此处安装板为孔，骨架为M8焊接螺母，因此封闭环目标尺寸为±lmnio
对于这种装配结构而言，尺寸链数量多，进而导致引入計算 的公差多，通过计算合格率为80.08%，电容实际装配时也出现了安装困难，需要通过重新调整支撑电容安装板B、D实现安装，而电容重量较大，因此调整时困难也较大，浪费工时且存在安全隐患。
基于上述问题从减少尺寸链的角度考虑，对此处结构做优化：通过设计工装，使电容和两个安装板统一 为一个尺寸链，同时也消除了偏移的影响，同时，支撑电容安装 板C改为焊接结构，焊接时釆用焊接工装保证，消除了原先装 配偏移的影响，同时也降低了焊接变形的影响，尺寸链模型得到优化。
改进后的模型仿真计算合格率达到99. 18%，相比之前的 80. 08%提升了 19. 1%，已经超过±2。对应的合格率水平，优化 效果明显，而且在实际产品装配过程中也未发生装配困难的情况。
通过以上分析案例可见，在柜体集成组装过程中，所用到的螺栓与零件尺寸关系，除非特殊要求，一般都是孔直径大于螺栓直径2mm;在产品设计阶段，要区分并设计定位基准。
本文通过对机车变流器器件组装尺寸链的识别与分析，从分析和解决现场问题出发，到基于产品全生命周期进行尺寸工程管理，来优化产品的设计和生产装配环节。在产品详细化设计阶段进行产品公差分析和仿真，缩短产品的开发周期，在生产装配阶段提升工作效率，降低生产成本，助 力提升产品质量。
参考文献：
[1]李焕庆.面向虚拟装配的公差分析关键技术研究[D].南京： 南京理工大学，2006.
[2]李瑞姣.“解尺寸链”在实际教学中的应用及分析[J].成才 之路，2016 （06）.
[3]曹渡，刘永清.汽车尺寸工程技术 M.机械工业出版社， 2017.
[4]曹丽芳.焊接工装夹具在生产中的应用与设计实践[J].装饰 装修天地，2019（12）.
[5]杨斌.发射架焊接变形研究及工艺优化[D].廊坊：北华航 天工业学院，2016.
关键词：尺寸链计算;公差分析;生产装配
中图分类号：TH124 文献标识码：A
1引言
以汽车行业为代表的很多行业，都把先进的尺寸工程软件嵌 入到ProE、CATIA等三维设计软件中，在软件中标注尺寸链，通 过设计后的尺寸工程模拟分析进行关键尺寸链的计算，确保产品开发过程中的标准化。大大的提高了产品一致性及零部件互换性，提高了产品装配效率，降低了生产成本。
本文以机车牵引变流器产品为切入点分析，通过结合关键位置尺寸链的分析，来实现对同类结构尺寸的优化设计，进而推广到其他类似结构和其他平台产品。
2尺寸链计算方法
常用的公差分析计算模型有两种：极值法和均方根法。
2.1极值法
极值法是考虑零件尺寸最不利的情况，通过尺寸链中尺寸的 最大值或最小值来计算目标尺寸的值[2]。如果按照极值法目标尺 寸的公差（TasQ为尺寸链上各个尺寸的公差（匚）之和：
目标尺寸的名义值（）为尺寸链上各个尺寸的名义值（匚 ）之和：
如=財
目标尺寸（Asm）为：
考虑到实际加工情况以及产品组装特点，极值法要求高，本 文不再采用极值法对结构进行分析。
2.2均方根法
是一种统计分析法，是把尺寸链中的各个尺寸公差的平方之 和再开根得到目标尺寸的公差[3]。相比极值法，均方根法具有更 接近真实性、成本较低（宽泛零件公差）、产品容易设计等优点。
均方根法目标尺寸的公差（Tm）为尺寸链上各个尺寸的公 差（TQ之平方和开方：
目标尺寸的名义值（Ui ）为尺寸链上各个尺寸的名义值（匚 ）之和：
。如=卒
目标尺寸（Asm）为：
，sm=D"Tg
利用公差分析计算目标尺寸的最大值和最小值后，可以根据 目标尺寸的判断标准来判断产品的设计是否满足设计。此处作为 计算过程数据使用。
现场安装电容（蓝色物料）时曾出现过问题，因此以安装电 容所涉及的尺寸链为例进行分析，具体如下图所示。
序号1、2、3、4、5、6分别对应：支撑电容安装板A、支撑 电容安装板D、电容螺栓距离、支撑电容安装板B、支撑电容安装 板C端面到上螺栓孔、柜体骨架对应安装孔间距。
改进前装配顺序为：支撑电容安装板B、D柜下与电容紧固， 支撑电容安装板C组装，电容上柜，支撑电容安装板A组装。因 此此处定义支撑电容安装板A安装孔与骨架安装处为封闭环，此处安装板为孔，骨架为M8焊接螺母，因此封闭环目标尺寸为±lmnio
对于这种装配结构而言，尺寸链数量多，进而导致引入計算 的公差多，通过计算合格率为80.08%，电容实际装配时也出现了安装困难，需要通过重新调整支撑电容安装板B、D实现安装，而电容重量较大，因此调整时困难也较大，浪费工时且存在安全隐患。
基于上述问题从减少尺寸链的角度考虑，对此处结构做优化：通过设计工装，使电容和两个安装板统一 为一个尺寸链，同时也消除了偏移的影响，同时，支撑电容安装 板C改为焊接结构，焊接时釆用焊接工装保证，消除了原先装 配偏移的影响，同时也降低了焊接变形的影响，尺寸链模型得到优化。
改进后的模型仿真计算合格率达到99. 18%，相比之前的 80. 08%提升了 19. 1%，已经超过±2。对应的合格率水平，优化 效果明显，而且在实际产品装配过程中也未发生装配困难的情况。
通过以上分析案例可见，在柜体集成组装过程中，所用到的螺栓与零件尺寸关系，除非特殊要求，一般都是孔直径大于螺栓直径2mm;在产品设计阶段，要区分并设计定位基准。
本文通过对机车变流器器件组装尺寸链的识别与分析，从分析和解决现场问题出发，到基于产品全生命周期进行尺寸工程管理，来优化产品的设计和生产装配环节。在产品详细化设计阶段进行产品公差分析和仿真，缩短产品的开发周期，在生产装配阶段提升工作效率，降低生产成本，助 力提升产品质量。
参考文献：
[1]李焕庆.面向虚拟装配的公差分析关键技术研究[D].南京： 南京理工大学，2006.
[2]李瑞姣.“解尺寸链”在实际教学中的应用及分析[J].成才 之路，2016 （06）.
[3]曹渡，刘永清.汽车尺寸工程技术 M.机械工业出版社， 2017.
[4]曹丽芳.焊接工装夹具在生产中的应用与设计实践[J].装饰 装修天地，2019（12）.
[5]杨斌.发射架焊接变形研究及工艺优化[D].廊坊：北华航 天工业学院，2016.