某知名汽车零部件公司(下文简称“M公司”)成立于2000年,现有多个生产基地,涵盖了先进的生产技术和智能化制造设施。公司专注于汽车底盘、动力系统以及内饰配件的研发、生产与销售,是中国西南地区领先的汽车零部件供应商之一。凭借雄厚的研发实力和完善的质量体系,M公司已与多个全球知名汽车品牌建立了长期合作关系。合作客户包括宝马、奔驰、大众、福特、雪佛兰、日产、广汽、比亚迪、蔚来、理想等国内外一线汽车品牌。
M公司的公差设计挑战
在汽车零部件设计中,尤其是像制动盘、控制臂、差速器总成等关键部件,公差设计要求非常严格,这些零部件的精度直接影响到车辆的安全性和性能。M公司的设计师需要确保设计的公差范围既符合性能需求,又能在现有生产能力下实现,挑战性较大。
汽车是由数千个零部件组成的复杂系统,它们之间的公差会相互叠加,形成“公差累积”。这种现象可能导致整体零部件或系统的装配误差,进而影响到汽车的整体性能和安全性。M公司的设计师需要对整个系统的公差堆积进行精确计算,但常遇到角度公差、几何公差等计算难题。
一般情况下,汽车总成图纸都由客户制定,而M公司的零部件尺寸是按照自己规定的设计,基准不在一个维度,大大增加了尺寸链计算难度(需要通过零件的尺寸来计算客户总成的尺寸合理性)。
M公司对具体场景的公差设计诉求
1
差速器锥齿轮侧隙计算,其间隙匹配适合性决定了半轴齿轮、行星齿轮、壳体、垫片的使用寿命,同时也影响着变速器的NVH(噪声、振动和声振粗糙度)性能。
2
水箱进水管结合段的卡箍翻边与短管之间的间隙计算,既要避免墩头与卡箍以及短管的装配干涉,还要精确的公差保障进水管的密闭性。
3
发动机喷油器的高压管螺母与密封圈的中心距偏差计算,需要精准的优化方案来避免因多零件之间的装配误差引起的密封性问题。
4
汽车闭合系统,对耐用性、可靠性等要求较高,需要精确分析在不同锁止位置的时候锁扣的啮合量,并综合考虑在不同锁位时的距离误差。
3DCC的针对性解决方案
1. 针对差速器锥齿轮侧隙计算难题,3DCC软件基于产品3D数模进行公差仿真,对差速器中锥齿轮啮合装配,仿真分析齿轮啮合侧隙。通过传递系数及贡献率,分析影响因子,对零件公差进行优化,提高产品一次性装配合格率。
2. 针对水箱进水管结合段的间隙计算,3DCC为了保证卡箍能够正常包裹翻边避免装配干涉,通过构建尺寸链模型,分析是否存在干涉,以及通过传递系数以及贡献率进行公差优化,从而解决复杂的平面尺寸链计算难题。
3.针对发动机喷油器的密封性问题,3DCC基于零部件的装配工艺虚拟装配仿真,开展空间尺寸链计算,分析密封位置的中心偏差。此方案有效解决了几何尺寸链计算复杂问题,特别是在角度计算和形位公差在三维空间中的转换方面,提供了精准的解决方案。
4.针对门锁或内饰的闭合系统可用性分析,3DCC公差分析软件通过设置综合闭环或特定闭环计算方向,精确模拟闭合系统在不同工况下的啮合量和距离误差。软件支持对多种装配方案进行分析,利用虚拟装配模型反映不同装配工艺和设计容差下的啮合状态,从而评估系统的装配可靠性和使用稳定性。
M公司的价值体现
1. 提高产品质量与安全性:通过对以上及其他关键零部件的公差优化,M公司能够精确控制装配精度,不仅提高了产品的一次性合格率,还降低了因装配误差导致的故障风险,提升了汽车整体的安全性和可靠性。
2. 提升设计效率与生产可行性:传统的公差设计和计算方法往往需要繁琐的手工计算和多次试验,且难以应对复杂的几何公差和尺寸链问题。而3DCC通过自动化的公差仿真与分析,大大缩短了设计周期,提高了设计师的工作效率。
3.优化装配方案与制造工艺:通过多种装配方案的模拟与分析,M公司能够识别潜在的装配干涉和配合问题,并提前制定优化方案,以此帮助公司在实际生产之前解决潜在的装配难题,避免了因装配问题造成的后期返工和质量控制成本。
4. 增强客户满意度与市场竞争力:M公司通过优化产品的公差设计,确保了与全球汽车品牌的配件适配性和质量稳定性,进一步巩固了与知名车企的长期合作关系。随着产品质量的不断提升,M公司在全球汽车零部件市场中的竞争力得到了显著增强,并在激烈的市场竞争中占据了有利位置。