Análise da pilha de tolerância 1D
- Gerenciar todos os requisitos de produtos simultaneamente.
- Usar cotas e tolerâncias comuns para cada peça envolvida em várias pilhas.
- Calcular com precisão os efeitos das tolerâncias geométricas.
- Incluir automaticamente os efeitos das folgas em torno de fixadores e pinos, o que resulta no deslocamento da montagem e na variação da localização de uma peça em relação à outra.
- Calcular precisamente os resultados estatísticos.
O Inventor Tolerance Analysis substitui o método de planilha, automatizando essas e muitas outras etapas de pilha de tolerância comuns.
Conceitos básicos da análise de pilha de tolerância
As informações a seguir explicam por que a análise de tolerância é importante, as diferenças entre problemas de análise 1D, 2D e 3D, e os tipos de análise de tolerância diferentes. Se você já está familiarizado com a execução das pilhas de tolerância, pule esta seção e vá diretamente para Definir e editar pilhas de tolerância.
Quando você projeta uma peça em um sistema de CAD, ela é uma representação perfeita da peça. Na realidade, quando você fabrica uma peça há pequenas diferenças em cada peça. O objetivo do projeto de tolerância é considerar a variação admissível em cada peça para determinar se os requisitos de engenharia são atendidos quando as peças são montadas.
Para determinar como a tolerância é permitida, você deve considerar o acúmulo, ou pilha, da variação em cotas individuais. A variação de cota nas peças se combina para produzir a variação em uma distância crítica, geralmente entre duas peças diferentes em uma montagem. Em cada distância crítica, é necessário determinar o que constitui uma faixa de valores aceitável na qual o sistema ainda funcione conforme desejado.
A análise da pilha da tolerância fornece uma forma para compreender o relacionamento entre a variação de cota e os requisitos funcionais.
O Inventor Tolerance Analysis pode resolver problemas de pilha unidimensional (1D), mas não problemas de pilha 2D ou 3D. Geralmente, ela pode reconhecer influências 2D ou 3D na pilha definida e notificar você. A seção a seguir define a diferença entre pilhas 1D, 2D e 3D para demonstrar por que a mensagem é exibida.
Uma pilha de tolerância 1D significa que a distância que está sendo analisada e todas as cotas que contribuem para a Variação de distância estão agindo na mesma direção linear. A variação linear das superfícies em qualquer lado da direção da pilha é considerada; a variação angular entre as superfícies não é. Às vezes, os efeitos da variação angular não são detectados, e a análise é considerada como 1D. No entanto, quando há diferenças significativas no tamanho das superfícies incluídas na pilha, a variação angular em superfícies menores pode ter um efeito maior nas arestas de superfícies maiores. Se as superfícies maiores seguirem a orientação das superfícies menores, elas se moverão mais de um lado para o outro na direção da análise que a conversão simples das superfícies permitiria. O Tolerance Analysis avisa quando esse cenário, e outros com efeitos semelhantes, é detectado.
Em um problema de 1D, a sensibilidade da distância da pilha geral para cada cota que contribui é geralmente de 1,0 ou -1,0 para cotas padrão. As sensibilidades para cotas de tamanho, por exemplo, diâmetro ou largura, podem ser 0,5 ou -0,5.
Uma pilha de tolerância 2D é aquela na qual a distância esta sendo analisada e todas as cotas que contribuem para a variação dessa distância podem ser representadas em um único plano. A pilha da tolerância 3D pode ter cotas que contribuem em qualquer direção. Ambos normalmente envolvem cálculos trigonométricos complexos para determinar a sensibilidade da medição de cada cota na montagem.
Tipos de análise de tolerância
O Inventor Tolerance Analysis oferece suporte aos métodos de análise Pior caso, Estatística e Soma da raiz quadrada (RSS). O RSS é um caso especial do método de análise Estatística e é descrito após a seção Estatística.
A análise de tolerância Pior caso é o tipo tradicional de cálculo de pilha de tolerância. As variáveis individuais são todas colocados nos limites máximo ou mínimo para fazer a distância de pilha a maior ou a menor possível.
O método Pior caso não considera a distribuição das variáveis individuais. Em vez disso, ele supõe que todas as peças foram produzidas no limite extremo da aceitabilidade quando foram montados. Esse método prevê os limites superior e inferior absolutos da distância da pilha que podem ser alcançados.
O projeto para requisitos de tolerância de Pior caso significa que todas as peças produzidas de acordo com seus limites extremos, mas não superiores, são montadas e funcionam adequadamente. A principal desvantagem com o método de pior caso é que ele costuma exigir tolerâncias de componentes individuais rígidas. O pior caso pode resultar em processos de fabricação e de inspeção caros ou em altas taxas de rejeição.
A atribuição de tolerância que atende aos métodos de análise de pior caso costuma ser usada para interfaces mecânicas importantes e interfaces de substituição de peças sobressalentes. Quando a tolerância de Pior caso não é um requisito do contrato, a tolerância estatística aplicada adequadamente pode garantir produções de montagem aceitáveis com maior tolerância de componente e menor custo de fabricação.
O método de análise Estatística aproveita os princípios da estatística para relaxar as tolerâncias de componente sem sacrificar a qualidade. Presume-se que cada cota que contribui tenha uma distribuição estatística. Estas distribuições são combinadas para prever a distribuição da distância da pilha de montagem. A análise estatística prevê uma distribuição da distância da pilha em vez dos limites extremos determinados pelo método de pior caso. A análise estatística oferece maior flexibilidade de projeto para qualquer nível de qualidade, não apenas os de 100%. A análise estatística difere do método RSS, porque não pressupõe que o nível de qualidade da montagem seja o mesmo que o da peça.
O desvio padrão calculado para a distribuição normal de cada cota é calculado com base na fórmula a seguir para Cp:
Resolução para as produções de desvio padrão:
A suposição mais comuns de Cp=1,0 é derivada da suposição de um processo de fabricação que coloca as tolerâncias definidas em desvios padrões +/- 3 do centro da zona de tolerância, presumida como média, para que a probabilidade que uma peça atenda às tolerâncias exigidas seja 99,7%. Para todas as análises estatísticas, o Tolerance Analysis supõe que a fabricação se concentra na média do intervalo de tolerância; portanto, presume-se que a média seja o ponto médio da faixa de tolerância.
A análise da soma da raiz quadrada, ou RSS, aproveita os princípios do método de análise estatística geral descrito na seção anterior, mas com algumas suposições simplificadas para habilitar o cálculo com tolerâncias em vez de desvios padrão. Uma das principais suposições é que os coeficientes de cada tolerância para seus desvios padrão associados nas cotas e o resultado da pilha são os mesmos. Para uma análise de RSS, o Tolerance Analysis considera um Cp de 1,0 em todas as cotas e nos limites de pilha resultantes.