标准化第三章 第四节容差的设计new

标

准

化

授课教师: 授课教师 宋 明 顺 授课单位:经济与管理学院 授课单位 经济与管理学院 中国计量学院

第四节 第四节：容差设计 一、基本概念 1、容差：所谓容差(△),是指容许的偏 、容差： ( 差或判断产品合格与否的界限。 2、容差设计(即公差设计): ):是在确定各 、容差设计(即公差设计): 零部件参数后，经济、合理地安排和决 定系统有关参数的容差(公差)。 3、质量损失函数：是定量表述“经济损失” 、质量损失函数： 与“功能波动”之间相互关系的函数。

《标 准 化

第四节 第四节：容差设计 《标 准 化质量损失； L ( y ) :质量损失； 产品(系统)的输出特性(质量特性); y :产品(系统)的输出特性(质量特性);

二、质量损失函数 1.望目特性的质量损失函数 .

L( y) = k ( y m)2

m

:质量特性目标值

;

比例常数。 比例常数 k :比例常数。

第四节 第四节：容差设计 《标 准 化k = A0 / 2 0

0 :功能界限 ；所谓功能界限 ，是指产品能够正常发挥其功能的界限值。 正常发挥其功能的界限值。 产品将丧失功能， 当 y m > 0时，产品将丧失功能，且造成 的经济损失为 A 0

第四节 第四节：容差设计

《标 准 化

望目特性的质量损失函数曲线

第四节 第四节：容差设计2、望小特性的质量损失函数 、

《标 准 化

L ( y ) = ky 2

设技术文件规定的容差为△,不合格时的损 设技术文件规定的容差为△ 失为A,则比例常数K为 失为 ，则比例常数 为：

A k = 2

第四节 第四节：容差设计

《标 准 化

望小特性损失函数曲线 望小特性损失函数曲线

第四节 第四节：容差设计3.望大特性质量损失函数

《标 准 化

L ( y ) = L (∞ ) +

L '( ∞ ) 1 L ''( ∞ ) 1 1 + + = k 2 1! y 2! y 2 y

k = A

2

第四节 第四节：容差设计

《标 准 化

望大特性损失函数曲线

第四节 第四节：容差设计 《标 准 化三、容差的确定 1.望目特性和望小特性容差的确定 . 为望目特性， 设产品的输出特性 y 为望目特性，容差 为 ,当产品不合格时工厂要进行返修 或作报废处理， 或作报废处理，造成的损失为 A ,产品 的功能界限为 0 ,丧失功能时的损失 为 A0 。

第四节 第四节：容差设计若定义安全系数为：

《标 准 化则：

Φ =

A0 A

0 = Φ

第四节 第四节：容差设计 《标 准 化例：煤气灶用电晶体点火器的主要性能指 标是瞬态电压，其目标值为 13kV ,功能 界限为 0 = 500V,丧失功能带来的损失为 5元。出厂前产品不合格作报废处理的损 失为2.8元，求该产品的出厂容差。

第四节 第四节：容差设计解： 安全系

数为

《标 准 化容差

Φ=

A0 = A

5 = 1.336 2.8

0 500V = = = 374.25V Φ 1.336

即产品的瞬态电压指标为 13000V ± 374V

第四节 第四节：容差设计 例： 某挖煤机产品液压操纵阀的关键特性 之一是清洁度，即每片阀含杂质的毫克 数要求越小越好。当每片含杂质超过 20mg时，产品丧失功能，需花费70元进 行修理，而产品不合格时工厂的返修损 失仅为l0元，求产品的出厂容差。

《标 准 化

第四节 第四节：容差设计解：已知 0 = 20mg, A0 = 70

元， A = 10

元，

《标 准 化

则：Φ= A0 = A 70 = 2.646 10

0 20mg = = = 7.559mg Φ 2.646

所以工厂验收的合格标准为 y ≤ 7.559mg 。

第四节 第四节：容差设计2.望大特性的容差确定

《标 准 化 = A0 0 = Φ 0 A

第四节 第四节：容差设计 《标 准 化例：用硬聚氯乙烯型材加工塑料门窗。当 Pa 塑料的拉伸强度低于 31M 时，门窗就 会断裂，此时造成的损失为200元，而因 材料不合格工厂报废处理的损失为120元， 试求所用聚氯乙烯型材的容差。

第四节 第四节：容差设计 《标 准 化Φ =

A 解：已知 0 = 31MPa , A0 = 200 元， = 120 元，质量特性(拉伸强度)为望大特性， 故：A0 = A 200 = 1 .2 9 120

=Φ 0 =1.29×31MPa ≈ 40MPa所以，所用型材的强度下限为40MPa。

第四节 第四节：容差设计 四、容差设计

《标 准 化

1、容差设计与容差确定的区别 (1) 容差确定是根据功能界限确定系 统或零部件容差； (2)容差设计则是质量和成本之间的平 衡。