產(chǎn)品設計工程師在進行產(chǎn)品開發(fā)設計時，常常會遇到以下的問題：

1、設計時零件之間沒有干涉，怎么裝配時就干涉了？

2、每個零件的尺寸都在公差范圍內，但零件怎么就是裝配不上？

3、已經(jīng)做了公差分析，但零件無法達到尺寸的精度，裝配問題還是發(fā)生了。

4、每個零件尺寸的精度已經(jīng)達到了制造能力的上限，但公差分析的結果依然不滿足要求，我該怎么辦？

…

以上的問題都是因為在產(chǎn)品設計時公差分析沒有做到導致了，因此為了避免這些問題，精益咨詢過程中的經(jīng)驗告訴我們：在產(chǎn)品開發(fā)設計階段有必要進行公差分析。本文將介紹精益咨詢中公差分析的基本概念和方法。

一、公差及公差分析的基本概念

公差

公差指的是零件尺寸所允許的偏差值，設定零件的公差就是設定零件制造時尺寸允許的偏差范圍。我們進行產(chǎn)品設計時，會按照產(chǎn)品的功能要求定義零件的尺寸大小，如部件的直徑期望是10.00mm，但是現(xiàn)實往往是比較殘酷的，零件不可能完全按照設計的尺寸制造出來，總是存在一定的偏差，這個所允許的偏差范圍就是公差，如部件直徑允許的偏差范圍為9.90mm-10.10mm，這就是公差。

公差的產(chǎn)生來源

產(chǎn)品質量特征如尺寸的偏差是不可避免的，正如哲學所講“世界上沒有兩片樹葉是一樣的”，制程中也沒有兩個部件其質量特征是一樣的。從質量過程原則可以知道，過程決定結果，制程的過程要素人員、機器、物料、方法和環(huán)境在生產(chǎn)過程中也是有波動的，如設備存在振動，這些過程要素的波動就是導致產(chǎn)品質量特征產(chǎn)生偏差的主要來源，如下圖所示。

公差的本質

公差在產(chǎn)品設計中扮演著非常重要角色，公差不僅僅是諸如 這樣的一串數(shù)字，公差更是產(chǎn)品設計工程師和制造工程師溝通的橋梁和紐帶，是保證產(chǎn)品以優(yōu)異的質量、優(yōu)良的性能和較低的成本進行制造的關鍵。

公差同時是產(chǎn)品設計工程師和制造工程師之間的博弈。產(chǎn)品設計工程師總是希望產(chǎn)品公差盡可能的精密以滿足產(chǎn)品的功能、性能、外觀和可裝配性的要求，而制造工程師剛好相反，他們總是希望產(chǎn)品公差盡可能的寬松，這樣可以靈活的選擇產(chǎn)品制造工藝和方法，以較低的制造和裝配費用、以普通的機器和夾具、以較低的不良率和返工率進行制造。因此，在產(chǎn)品開發(fā)過程中，產(chǎn)品設計師和制造工程師常常為一個0.01mm公差爭論不休。

公差分析

精益咨詢中所謂公差分析是指在滿足產(chǎn)品功能、性能、外觀和可裝配性等要求的前提下，合理定義和分配零件和產(chǎn)品的公差，優(yōu)化產(chǎn)品設計，以小的成本和高的質量制造產(chǎn)品。

公差分析作為面向制造和裝配的產(chǎn)品設計非常有用的額工具，可以幫助產(chǎn)品設計工程師實現(xiàn)以下的目的：

1、合理設定零件和產(chǎn)品的公差以降低產(chǎn)品制造和裝配成本。

2、判斷零件的可裝配性，判斷零件是否會在裝配過程中發(fā)生干涉。

3、判斷零件裝配后產(chǎn)品關鍵尺寸是否滿足外觀、質量以及功能等要求。

4、優(yōu)化產(chǎn)品設計，當通過公差分析發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設計不滿足要求是，要么通過嚴格的零件公差設定，要么通過優(yōu)化產(chǎn)品的設計來滿足產(chǎn)品設計要求。

精益咨詢的公差分析除了用于產(chǎn)品設計中，還可用于產(chǎn)品裝配完成后，當產(chǎn)品的裝配尺寸不符合要求時，可以通過公差分析來分析制造和裝配過程中出現(xiàn)的問題，尋找問題的根本原因并解決。

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