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永贵科技:3DCC赋能精密制造拉近“连接未来”的距离

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四川永贵科技有限公司,是浙江永贵电器股份有限公司(股票代码:300351)的全资子公司。其以“科技连接未来”的使命,通过自主核心技术,为国家重点装备业提供可靠连接器系列产品及技术服务,为世界级互连系统提供整体解决方案。永贵科技占地180余亩,厂房及办公面积18万余平方米,拥有各类研发、生产设备4500余台(套)。


   

永贵科技的公差设计挑

永贵科技的连接器品种齐全,涵盖了轨交类产品、工业类产品、新能源汽车连接器、特种类连接器、通讯连接器等,大量连接器产品的制造工艺不同、尺寸规格不一,这些为每个类型、每款新品的公差设计提出了非常高的要求,传统的经验估算通常会造成很大的成本浪费,以及研发周期的不确定性风险。


连接器产品涉及到了大量的孔轴装配,需要复杂的空间尺寸链计算,传统的手工计算根本无法实现。再加上永贵科技在不断扩张海外市场,存在越来越多的新品需求,以及客户对产品质量高、交付快的要求,也为其构建产品精度体系规划提出了必要性。

永贵科技对具体场景的公差设计诉求

1




对连接器锁杆前端到交流充电插座距离的公差分析,保障产品的装配精度和通/断电性能的可靠性;

2




插座壳体与压圈装配后的间隙,需要进行多目标计算,而且人工优化繁琐、效果不佳;

3




插头壳体与密封垫的压缩量,需要径向孔轴闭环计算,手工计算难以实现;

4




直流充电枪的充电距离、锁扣间隙等技术要求均会对充电枪的充电性能产生影响,需通过专业的公差分析及优化,保证产品的可靠性及稳定性。

3DCC的解决方案

1. 针对连接器锁杆与交流充电插座的距离计算问题,3DCC通过自动约束功能进行计算分析予以解决——如下图三维模型分析,对目标C1的计算结果与目标范围相差较大,经分析主要原因有两个:一是零件图纸的标注基准来回切换造成公差累计较大,二是部分尺寸执行的公差标准是GB/T1804-m级公差,导致尺寸公差值较大。


故此,优化建议为修改图纸标注缩短公差累计,重点控制参与尺寸链计算的尺寸公差。

     
     

(右图为3DCC中建立的尺寸链模型,C1即为计算目标)


2. 针对插座壳体与压圈装配后的间隙计算,3DCC通过多闭环计算分析,综合优化分析尺寸公差——如下图建立尺寸链关系后,通过自动化建模和公差计算,从而解决多目标计算复杂、人工优化繁琐、效果不佳的问题。

   


3. 针对插头壳体与密封垫的压缩量分析,3DCC可对总装产品的装配尺寸链综合分析,对多个分析目标进行计算,保证产品的装配精度以及性能要求。


如下图,按照产品的装配关系进行虚拟装配建模,并标注相应的尺寸公差,直接进行计算分析。经计算,产品合格率较低,3DCC自动给出了优化建议(某零件公差带适当下移后,合格率达标)。

     
     


4. 针对充电枪装配干涉、互换性问题,以及充电距离、锁扣间隙等技术难题,3DCC通过接触约束、多孔轴约束、孔轴径向约束、孔轴浮动约束等,对各部位进行虚拟装配建模,并进行不同位置的间隙或距离计算。


经计算结果分析,有三处的锁扣间隙合格率不达标,经过对关键尺寸进行公差优化后,合格率均达到了100%。

   

永贵科技的价值体现

1. 有效解决了插头与插座接触距离公差计算,以及插头壳体与密封圈间歇或过盈量的计算,以此分析产品的装配干涉、密闭性等影响因素,保障连接器的通/断电性能和安全性。


2.针对性地解决了直流充电枪的充电距离、锁扣间隙等技术难题,避免充装配干涉、互换性问题,在保障充电枪的充电性能的前提下,大幅缩短产品交付/上市周期。


3.该系统工程将充分结合永贵科技长期积累的工程公差经验与知识,为未来构建高精度产品规划系统或打造公差管理标准体系奠定基础。

连接器行业其他案例拓展方案
针对电子连接器PCB板插针与圆孔的公差分析

1. 针对电子连接器的PCB板上存在多个插针与圆孔的装配干涉问题,3DCC通过多样化的孔轴约束关系,实现对两孔两轴类装配仿真模拟。如下图,通过扩展类闭环进行计算目标设置,制定专用计算模板快速进行计算分析。

     


2. 针对电子连接器方针与PCB板上小孔的间隙计算难题,3DCC可以采用孔轴类闭环计算孔轴的最小间隙,分析装配是否存在干涉,并解决不同方向的孔轴装配干涉问题。


如下图,PCB板与连接器通过两组孔销定位,计算目标为方针与PCB板上小孔的间隙范围,根据产品的装配关系进行虚拟装配设置(孔销浮动约束),仿真法计算结果为:间隙最小值存在小于0的情况,有极小的概率会发生装配干涉。

     
  

来源:诚智鹏
汽车电子新能源尺寸链控制装配
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首次发布时间:2024-11-14
最近编辑:3天前
尺寸链计算及公差分析
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