本申请是申请日为1996年6月21日、申请號为、题为“统计尺寸公差带确定方法”的专利申请的分案申请
本发明涉及使大尺寸柔性部件满足最终装配件尺寸公差带要求的方法，確定自最终装配件特征部位起历经所有途径零部件的尺寸公差带路线的方法以及在尺寸公差带路线中选择零部件定位特征的尺寸公差带嘚方法。本发明还考虑了零部件尺寸公差带和工具尺寸公差带的关系以及修正系数地应用该修正系数影响零部件工序均值偏移。
在传统嘚算术尺寸公差带确定方法中只是将尺寸公差带组中的所有尺寸公差带按图纸尺寸公差带的极限偏差累加起来，从而对“最坏事件”时嘚装配偏差作出预测需要指出的是，如果制造的零部件落在尺寸公差带范围内且对装配的分析是正确的，利用“最坏事件”方法可确保装配件的合格率为100％
统计尺寸公差带确定方法利用了装配件几乎不或根本不以“最坏事件”方式综合这一事实，并接受少量的装配件鈳能会不满足尺寸公差带要求根据这一方法，零部件尺寸公差带会放大因为可以证明尺寸公差带以“最坏事件”方式综合的统计概率佷小。分析表明利用统计尺寸公差带确定方法，采用其可以允许的较大的零部件尺寸公差带所获得的经济效益比对不满足尺寸公差带偠求的极少数装配件进行二次加工甚至淘汰所付出的代价要高。利用统计尺寸公差带确定方法设计图纸要求时更多地涉及到设计方案计算和零部件检验方案，所以通常只对一些关键尺寸才用统计方法加以确定
在生产大尺寸柔性部件和装配件，比如飞机时采用一种称作“确定性装配”的装配方法，它避免了使用传统的“刚性工装”Micale和Strand于1992年10月13日提交的题为“壁板和机体装配(Panel and FuselageAssembly)”的美国专利申请No.07/964,533公开了一种鼡于制造飞机机体壁板和机体的“确定性装配”的实例。Munk和Strand于1996年3月22日提交的题为“确定性机翼装配(Determinant Wing Assembly)”美国临时专利申请60/013986公开了飞机制造业Φ用来制造机翼的“确定性装配”的另一个实例为确保用确定性装配方法设计的装配件的装配是合格的，应对尺寸公差带进行分析以保证图纸上所标注的尺寸公差带是可以实现的，且对优选制造方案/装配工序是支持的为了对由其尺寸公差带可实现的零部件组成装配件嘚接受概率进行预估，必须对飞机装配件的典型尺寸公差带组合用统计方法进行尺寸公差带分析
制造的零部件的“总体”一词在这里用來描述数字或数值的集合，“总体”由零部件的测量值或观测值所构成此处，零部件的总体及其测量值由这些数值的分布来描述此分咘通常由频率分布、概率分布或密度函数f(x)给出。描述总体的两个参数是均值μ和标准偏差σ，σ2则称作总体方差这两个参数表示了总体的Φ心位置以及中心周围的偏差特性。更具体地说用f(x)来表示这两个参数就是：
对于离散量情形，总体由许多个有限的数值构成而对连续量情形，总体容量极大用连续数值来表示更加方便，数值的分布用密度函数f(x)描述如果总体按正态分布，则零部件的测量值将按图1所示汾布和大体成比例分割
总体容量十分大时，对它进行全部观测常常是不现实的或者是不经济的。相反人们却是抽取随机样本，在对抽样进行检验的基础上推测出关于总体的所感兴趣的特征大多数统计抽检的目的是利用自总体中抽取的随机样本所包含的信息总结出总體的特征。例如根据样本X1，......Xn推断总体参数μ和σ2时，计算相应的样本估计量，即样本均值：
此处，在S2的定义中考虑到估计量S2的无偏性，除数采用n-1对于大样本来说，除数是n还是n-1无关紧要
这里所探讨的统计尺寸公差带分析方法的一个基本假设是，所制造的零部件的特征尺寸可以用正态分布来描述正态分布的概率密度函数是：
X从-∞至+∞变化时正态曲线下所覆盖的整个面积等于1。在任意两点a和b(a≤b)之间f(x)下覆盖的面积等于位于a和b之间的零部件特征尺寸的比例
由于正态概率密度函数在由对限定值界定的闭区间内是不可积分的，落入限定值之間的零部件特征尺寸的概率或比例通常通过查μ＝0σ＝1的标准正态分布表得出，这是通过下面的标准化进行的
均值为μ；标准偏差为σ的正态分布总体的随机元素用X表示，则落入[a，b]的这些元素的总体比例为：
这里Z＝(X-μ)/σ为服从标准正态分布的一个随机元素Ф(Z)表示位于Z左方的标准正态密度所覆盖的面积，此面积由正态分布表给出即：
在设计中最常见的统计分析事件是，两个以上的总体中的随机元素以某種规定的方式相综合在确定性装配技术，常涉及的是装配零部件的尺寸公差带以线性方式综合即：
一般地，系数ai＝1或ai＝-1这取决于尺団公差带链中第i个元素的作用方向。当两个以上的总体的随机元素以线性方式综合后则得到一个新的总体，其均值和方差为：
对所有的i徝若a2i＝1就得出上面第二个式子的简化式，最后的标准偏差为σ2装配的平方根
统计工序控制(SPC)是对制造过程进行监控，对工序控制和工序能力进行确认的标准化的技术为确定工序是否是“有能力的”，必须研究一些方法以计算偏差是否过大或工序均值是否偏离公称值太遠。
一旦确定了零部件的规格极限和工序的固有偏差可用下式来计算工序能力系数Cp
其中USL和LSL分别为上、下规格极限。在工序能力系数Cp中假设测量值服从正态分布，但未考虑数据相对于目标值的集中它仅仅是尺寸公差带范围和工序能力的比值。
工序能力指数Cpk是在一延续时間段内对具有统计控制特性的工序能力进行度量的标准方法Cpk是工序性能的一个可靠的表征量。考虑到工序变动
为确定某一工序是否为统計控制工序需要进行充分测量，从而对所有可能的原始资料或偏差都能进行表征在任一给定的时间段内，如果所有的点都落在控制限(+/-3σ)内则认为工序具有统计控制特性。
如果工序集中在规格极限内则Cp＝Cpk。下表示出的是对不同的Cp值Cpk有偏移时相应的工序失效百分比(percent process fallout)。該表考虑了工序与规格极限中心的偏移为降低有缺陷的零件的数目，可使工序集中以及/或降低偏差
对每一种方法来说，零部件的数据選择和尺寸公差带综合方法都是一样的不同的是在分析中如何对零部件的偏差进行处理。
最坏事件分析方法是容易理解的它只是对装配尺寸公差带组的各尺寸公差带贡献项的算术和进行计算。这是一种保守方法理论上说，如果能将所有的零部件制造在规格极限内装配件就会落在尺寸公差带范围内，故不需了解有关各零部件偏差分布的情况这种分析方法是最为简单的。从制造角度来考虑这种方法朂为理想，因为它不需了解零部件的偏差如果利用最坏事件方法算出的尺寸公差带是可以实现的并可获得合格的装配件，则这些尺寸公差带是可以采用的
已经有一些尺寸公差带分析软件，它们采用统计模拟技术来预测因设计尺寸公差带工具尺寸公差带和制造/装配偏差洏使装配件产生的偏差量。有些软件可以确定预估偏差的主要贡献因子以及贡献率
首先从装配件的数学模型开始进行模拟，通常是将计算机辅助设计程序的数据作为模型的输入该模型包括零部件几何形状，尺寸公差带变动(设计和工序)和装配顺序利用该模型可对规定数量的装配件进行模拟，模拟时在规定的尺寸公差带范围和统计分布内，随机地改变所装配的零件以及装配夹具的尺寸所关注的输出特性自装配件测得，用统计方法对结果进行分析
通过统计分析可给出超差的装配件的百分比。然后利用模拟方法确定引起这一偏差的主要零部件可以对出现的问题进行校正，并将它引入到模型中并可以采用其它模拟方法来确定解决方案的有效性。
三维模拟程序要由经过專门训练的人员在专用设备上进行操作它主要限于对复杂结构或易变化区域进行分析。而采用其它简单的方法对它们进行分析是困难的
用RSS方法进行尺寸公差带分析是基于以下假设，即尺寸公差带是以线性方式综合传统上将整个尺寸公差带带定为零部件工序能力的6σ倍，因而尺寸公差带带可用标准偏差来表示。
已经知道，利用RSS方法进行尺寸公差带分析有利于使零部件的尺寸公差带带放宽，但对装配件變动的估计却偏低因此长期以来需要一种确定有效的零部件尺寸尺寸公差带极限的方法，特别是在造成有限大小的零件均值偏移量这一偅要工序参数的工序中对于由所述零部件组装成的大尺寸柔性装配件，利用此方法可对其不一致性经济上可接受的程度进行精确预估
夲发明的目的之一是提供一种改进的确定有效的零部件尺寸尺寸公差带极限的方法，对于由所述零件制成的大尺寸柔性装配件如飞机结構，利用此方法可对其经济上可接受的尺寸或配合不一致程度进行精确预估本发明的另一个目的是提供一种改进的由许多零部件装配成夶型柔性结构的方法，有些零部件虽然是柔性的但它们仍处于零件既定的预载应力极限内。本发明的再一个目的是提供一种改进的大尺団柔性装配件它具有一组预定的尺寸尺寸公差带，该装配件由许多零部件装配而成每一零部件具有一组零部件尺寸公差带，和用传统嘚“最坏事件方法”确定的尺寸公差带相比所述零部件尺寸公差带明显放宽。本发明还有一个目的是提供一种方法它有利于制造出改進的飞机零部件，这些零部件是预先钻有孔的和修整好的可替换根据本发明制造的飞机零部件，从而无须背钻(back drilling)加垫或修整也可使零部件配合以及使孔对齐。本发明的又一个目的是在不增加装配件的不一致预估量的情况下，建立在零部件制造中均值偏移量的增加和零部件Cpk值增加的得失关系
本发明诸多目的是由下面的方法实现的，即确定一种有效的零部件尺寸尺寸公差带极限利用此方法可对由所述零蔀件制成的大尺寸柔性装配件在经济上可接受的不一致程度进行精确预估，它包括：确定装配件的尺寸尺寸公差带；将装配件的尺寸尺寸公差带分配给其所有的零部件以建立零部件尺寸公差带的一阶估计量选择一种优选的装配顺序，用以将所述零部件组装成装配件包括鈳靠的零部件制造工序，并对其进行有效性确认假定尺寸公差带几乎不以最坏事件方式综合；使装配件具有经济上可接受的不一致率，與由最坏事件方法确定的零部件尺寸公差带所生产零件的经济成本相比前者是有利的，因此与用最坏事件方法得到的尺寸公差带要求相仳本发明的零部件尺寸尺寸公差带极限放宽。
通过参照附图阅读以下对优选实施例的描述将会更好地理解本发明以及其目的、优点。
圖1示出了一正态分布总体内零部件测量值的分布图并示出了偏差为±1σ，±2σ和±3σ时所占总体的比例。
图3为Cpk＝1.0时，工序参数值的两种分咘示出了与由传统的最坏事件方法确定的尺寸公差带极限的关系。
图4示出的是随着加工零件的Cpk增加它和均值偏移量间所允许的得失关系。
图5示出的是对于一组预选的均值偏移曲线随着Cpk的增加，它和附加的均值偏移量间的得失关系
图9中，用统计方法导出的确定性装配件双侧尺寸公差带要求未能在零件图中正确标注
图10A和10B为横截面图，示出的是安装临时性盲铆钉后零件对正和未对正的情况。
图11至13示出嘚是图样和图样标注的实例用于当使用按照本发明的统计尺寸公差带时，标明统计数据要求
图15至17示出的是根据图11至13的图纸要求对零部件特征尺寸测量值进行评估的方法。
在现有技术的未经修正的RSS方法中假定工序集中于公称值，且Cp＝1.0但因难以实现，工序均值并不总是集中于公称值见图2。图3示出了两种可能的零部件分布Cpk＝1.0。对于尺寸公差带相同的七个零部件尺寸公差带链用传统的RSS方法建立了规格極限。可以看出对于Cp＝1.61；Cpk＝1.0的一分布来说，由于均值偏移量很大有一半的零部件超出用最坏事件分析方法得到的极限偏差。分布的Cp值樾大超出用算术最坏事件分析方法得出的极限偏差的零部件越多。由于均值偏移使得正态曲线向着装配件设计尺寸公差带的一端偏移增大了装配件的不一致风险。为有效地解决某一定值的均值偏移可以采用膨胀系数，即
上标Δ表示“均值偏移膨胀”过去，修正系数M(n)仅鼡于调整非正态的中心分布其中M(n)＞1。由于该系数使尺寸公差带变窄因而对均值偏移有补偿作用。但这一模糊推理不仅仅是针对均值偏迻的具体地说，不仅仅是针对允许均值偏移量的如果零部件的工序能力和分布的均值偏移数据是已知的，可以更精确地确定零部件的呎寸公差带要求
下面将对修正系数M(n)进行推导。对由确定性装配工序形成的装配件进行分析时采用修正的RSS方法是合适的。
2.对所有和零部件数据有关的尺寸公差带贡献项都必须将零部件均值偏移量控制在整个尺寸公差带带的预定百分数内。
3.零部件的尺寸公差带是建立在已知能力的优选制造工序的选择之上的该工序的能力用标准SPC能力指数表示。
尽管零部件特征尺寸的测量值不完全服从正态分布但实际上，它们都接近正态分布这对本文的讨论来说足够了。
如上所述在RSS方法中，假设一工序集中于一公称值但零部件特征尺寸会偏离公称徝一小量。应该指出的是对用统计方法控制的尺寸公差带尺寸来说，图纸公称尺寸应出现在尺寸公差带带的中心假定偏移量和工序固囿偏差成正比。目前对工序能力以及有关使工序集中于公称值的能力的了解是不全面的，必须对可得到的制造能力数据作出假设就目湔对工序能力的了解，将确定性装配的配合孔的定位精度的均值偏移量控制在规格尺寸公差带带的10％以内被认为是可以实现的该偏称量鈳作为预选偏移量，用来对所述配合孔造成的装配不一致性进行预估可根据已知的或期望的制造能力对其它的偏移控制量进行选择。
还昰采用RSS方法进行尺寸公差带综合可用两种方法对修正系数M(n)进行推导。在第一种方法中将均值偏移按算术方法或最坏事件方法综合来将其限制在上述的10％以内，并将它和按RSS方法综合的其它偏差综合在一起在第二种方法中，将均值偏移视作随机量用RSS方法，将均值偏移综匼将其限制在10％内，并用算术方法将它和用RSS方法综合的其它偏差加在一起
在第一种方法中，装配件的均值偏移由按最坏事件方法综合嘚零部件尺寸的均值偏移来约束第i个零件的均值和公称值分别由μi和υi确定，Δ＝μi-υi表示相应的均值偏移则装配件的均值偏移由下式约束：
将用RSS方法进行偏差综合得出的该上限和用最坏事件方法得到的均值偏移量综合值η1|a1|t1+...+ηn|an|tn以算术方法或最坏事件方法相加，可以得出
式中RSS偏差综合值取2.782σ装配，而不是3σ装配，这是因为只有正态分布的单侧尾部会造成和装配尺寸公差带±T1装配有不一致风险。传统的中心RSS汾析方法中此风险概率为0.0027。对标准正态分布超过2.782的概率为0.0027。
在均值偏移量综合的第二种方法中假设各均值偏移是随机产生的，因而利用它们进行RSS综合时结果将会消除一些偏差。如果随机均值偏移是一次性的即一随机量在一个零件尺寸工序中只产生一次，则均值偏迻Δi＝μi-υi可视作是自区间[-η0tiη0ti]中随机抽取的。它还可表示为
对决定各零部件均值偏移量的固定值Y＝(Y1...，Yn)可将装配件偏差X装配-υ装配近似看作正态分布，其均值和方差为：
注意到X装配-υ装配的均值和方差通过Y主要和所得到的均值偏移有关。对于固定的Y，可以预期X装配-υ装配中有99.3％的值落入
Y值变化时，该区间将在附近发生变化对每一组送入某一类型的装配的零部件的工序，决定均值偏差的上述值Y只出现┅次对于几乎所有的可得到的Y值，可用一较大的区间[AB]包容上述区间，即具有大概率这里取作0.9973，可得到
A和B的实际值在下面进行计算咜们和[μ装配(Y)-3σ装配(Y)，μ装配(Y)+3σ装配(Y)]的实际值不同由于在设计阶段，可得到的实际均值偏移量和Y1不是已知的先验信息后者是未知的。裝配尺寸公差带区间使用的是区间[AB]，在所有的装配偏差X装配-υ装配中至少有99.73％落入该区间
获得所有的零部件工序均值偏移量之后，要栲虑有多大比例的装配件落在[AB]之外，区间
捕获了其中心两侧99.73％的正态密度正态密度在该区间[A，B]上左右移动时若该区间I(Y)靠近A或B，则在[AB]之外正态密度所覆盖的面积达到最大值，此时只有正态密度的单侧会对落入[A，B]之外的概率产生影响此概率只有原定概率0.0027的一半，即約为0.00135为对此进行修正，使
其中Wi＝aiti/T*装配由于Y是随机量，上限B(Y)近似量正态分布n≥5时，近似性很好2≤n≤4时，得到的装配尺寸公差带极限昰保守的另外，已经证明当尺寸公差带贡献项相等时，即|a1|t1＝...＝|an|tn或W1=...=Wn=1/n]]>时装配尺寸公差带极限是最保守的。对第二种情况上限B(Y)的正态分咘均值和标准偏差为：
由于-A＝B，闭区间[AB]的中值为零。为强调尺寸公差带的来源以及和T1 装配中均值偏移算术综合方法的性质不同，B和-A均鼡T2装配表示。
因而在考虑到用统计方法综合时的一次性均值偏移的偏差以及零部件特征尺寸的其它偏差和循环偏差后装配尺寸公差带按下式约束
直到此时当获得实际工序数据以确认定位孔均值偏移的统计特性时，假定实际修正系数介于两种方法之间才认为是合理的
在研究零部件分析方法时，发现一典型飞机的机体尺寸公差带组中主要尺寸公差带的数目约为8个。对于有8个主要尺寸公差带贡献项的尺寸公差带组RSS修正系数M(n)＝1.25对于多数分析来说可作为一种简单保守的方法。但如果要对装配顺序/加工方案进行验证可以使用上表和上述公式Φ的系数。
从上面的讨论可以看出在本发明的范围内，为求得其它的RSS修正系数预选均值偏移量可不是10％。在多数场合下20％的预选均徝偏移极限是较实用的极限，因偏移极限越大就越接近于最坏事件尺寸公差带极限，减小了使用统计方法确定尺寸公差带时较宽的零件呎寸公差带的好处
由于可以找到超过预选均值偏移极限的优选的零部件制造工序，人们希望提供一种零部件验收方法对于按照初始均徝偏移极限制造的装配件，利用此方法不会增加装配件的风险概率
均值偏移增加后，会对尺寸公差带综合的最坏事件方面产生不利影响可以证明，在一定程度上当预选零件均值偏移的增加超过10％时，零件偏差的降低(Cpk增加)对均值偏移的补偿是可接受的确立了装配件的規格极限并选择了初始均值偏移极限，以及按上述步骤给各零部件分配尺寸公差带后就得到了Cpk和增加的均值偏移之间的权衡方法。为了使零件之间的得失权衡关系互不相关在所述综合步骤中采用最坏事件方案，即使所有的零部件的均值偏移都增加到相同的百分比(高于10％)，并使Cpk适当地增至某一相同的值Cpk＞1.0从而对均值偏移进行补偿以下将推导此得失关系。
从第i个零部件工序观察到的新的最大均值偏移部汾用η*表示即，|μi-υi|≤η*ti＝(η*/2)2ti相应地，对该均值偏移进行补偿的Cpk用C*pk表示在开始阐述尺寸公差带确定方法时，对所有的零部件工序都假定Cpk＞1.0此处希望远大于1.0的Cpki足以补偿比优选值η0＝0.2(均值偏移10％)增加后的值η*。紧根的是对M(n)的推导仍沿用相同的符号，
研究均值偏移的另┅方法中也是采用统计尺寸公差带方法来确定均值偏移，即将均值偏移Δi视作随机量Δi＝η*tiyi，这里假定随机变Yi在[-11]区间上均匀分布。按照前面的推导但引入更为苛刻的Cpk值，可得出
和前面对两种方法进行的折衷相对应可取两个膨胀系数的平均值，
为使装配件的风险概率和用M(n)T*装配作为装配尺寸公差带综合量所得到的风险概率处于同一水平应使
图4示出了在所述装配中，对于不同的装配件的零部件数量nC*pk囷η*的得失关系。对初值η0得失关系为：
对于不同的预选均值偏移量η0，当n＝8时第二种得失关系由图5示出。
如图6所示根据本发明，呎寸公差带评定过程的第一步是确定满足功能性装配要求所需的最终装配件尺寸公差带。当用传统的设计方法在稳定聚酯(stablemylar)图纸上显示安裝关系时商用运输机的多数特征尺寸尺寸公差带定义在相互±0.03以内，并利用工装来满足这一要求以往，在制造象飞机之类的柔性机构時这种分配尺寸公差带的方法是完全满足要求的它是通过用刚性工装使零部件彼此定位从而确立装配件的结构。然而采用确定性装配這种制造技术，工装可大大简化甚至可以取消。由于使零部件定位时不再需要工装，所以在对零部件尺寸公差带分配进行评估之前必须确立装配件的配合面处的尺寸公差带尺寸。
利用确定性装配这样的新工艺装配上述结构时不需要工装，只是将零件定位必要时使所安装的零部件在预载荷极限内发生变形，直至使配合尺寸间的关系成立例如两个零件上的配合孔对准。因此为确定装配尺寸公差带的匼格率在尺寸公差带分析中必须考虑因为强行变形(Pull-down)而产生的零件挠曲和残余应力。对于承受大载荷的和易于疲劳的零部件这种强行变形是不允许的。确定合格的装配件的尺寸公差带要求时必须考虑到下面的因素，但又不仅限于这些因素
为精确地预测装配偏差，必须確定各具体零部件的工序优选的零部件制造工序由最为可靠和最为经济的制造工序唯一确定。所选择的工序必须是“有能力的”工序變量对零件成品的影响由制造能力定量描述。工序变量包括：环境和设备温度设备刚性，周期性维修性能材料偏差，进给和切削速度切削液状态，刀具锋利程度等
进行确定性装配尺寸公差带分析之前，必须对零部件数据进行选择要想正确地选择这些数据，必需了解最终装配件的尺寸公差带要求及零部件制造方案在装配分析时，在将装配尺寸公差带预算分配至各零部件之前必须识别出零部件的實际特征尺寸。基于装配分析为了准确地表示零部件的偏差，设计和加工必须和所选数据一致
采用改进的RSS分析方法可对沿坐标系的的烸个坐标X、Y、Z方向的偏差分别进行评价。为确定装配尺寸公差带路线必须清楚地示出装配分析用的X、Y、Z参考坐标系。没有参考系尺寸公差带值将变得毫无意义。
尽管可对配合孔的两个不同方向的尺寸公差带单独进行分析但这两个方向常常必须满足不同的尺寸公差带要求。确定了最大限制性统计尺寸公差带后图纸尺寸公差带要求按图7、8所示标注。
上述方法和几何尺寸标注和尺寸公差带计算(GD&T)中所用的经驗方法不同在GD&T方法中，将总的配合尺寸公差带带乘以1.4就可将正方形的尺寸公差带带转换为圆形实际位置尺寸公差带带。如果在设计中栲虑紧固件的互换性利于GD&T方法可允许定位孔有额外的制造尺寸公差带。在确定性装配方法中通常不考虑紧固件互换性，而是考虑零部件的位置尺寸公差带该位置尺寸公差带由孔与孔之间的销钉连接来控制。例如
如果将各尺寸公差带按矩形尺寸公差带带处理则得到的實际位置尺寸公差带带的直径0.0244。如图9所示的GD&T图纸标注方法是不正确的如果图纸上标注为φ0.0244，则按照零件图的要求全部阴影区域均认为昰合格的。但是落在阴影区之内的所有部件都超出了用统计方法计算出的尺寸公差带范围，因而超差的装配件数目增加了在某些情况丅，沿某一坐标轴方向的制造能力可能会优于沿另一坐标轴方向的制造能力如果尺寸公差带分析结果允许的话，可在图纸上标出矩形尺団公差带带这样可避免因使用标准GD&T术语而可能引起的误解。
因为在确定性装配中紧固件会严重地影响的装配尺寸公差带，因此必须了解方案中装配件的紧固件的类型还要了解紧固件是如何与配合孔的配合的，以标明便在尺寸公差带路线中所包括间隙的大小
Cleco和Wedgelock型临时性紧固件提供很小的配合孔自定心。另外只有沿紧固件的“弓(bow)”的法向会产生径向对正。
在许多确定性装配场合采用带抽心杆的盲铆釘作为临时性紧固件。安装最终紧固件时所述临时性紧固件的中央开孔用于光学校准而将临时性紧固件钻除。
安装盲铆钉时心杆使紧凅件的主体膨胀。对于轻质柔性件来说主体膨胀时和孔对齐，从而在尺寸公差带分析中可不必考虑间隙零件重量增加或刚度增加时，會克服盲铆钉的自定心效应因而不会发生自定心。见图10A、10B
在确定孔的间隙时，必须考虑紧固件与具体的孔的配合能力该间隙将要加叺到尺寸公差带路线中。例如如果向φ0.1406-φ0.1436的孔安装紧固件时，所选的紧固件膨胀的下限为φ0.136则在装配尺寸公差带分析时，作下述考虑昰合理的
如上所述，常常必须依靠临时性紧固件的膨胀而获得所需的装配精度膨胀使得孔相互对齐，不管孔的尺寸有多大在传统的GD&T方法中，通常要用材料状态最大修正量(MMC)来标出孔的图纸尺寸公差带但是，采用膨胀紧固件时MMC修正量会使装配精度下降另外，在零件验收时使用MMC修正量会使统计数据的评估复杂化。因此如下所示，用无关特征尺寸(regardless of feature size(RFS))修正量来标出由统计方法导出的图纸偏差(Callout)
在采用确定性装配方法和工装对零部件装配时，必须在尺寸公差带分析时考虑到工装影响为尽可能地减小工装带来的附加尺寸公差带，必须根据确萣性装配件的特征尺寸来预测工装和零件接合面的偏差由于工装数目一般很少，其尺寸公差带不能按正态分布建模在尺寸公差带分析時，工装的尺寸公差带应按最坏事件分法进行分配如下式所述，以工装尺寸公差带项提至RSS综合项之外
在利用修正的RSS方法对装配尺寸公差带进行评估时，尺寸公差带路线中的一些尺寸公差带贡献项是零部件的特征尺寸确定这些尺寸的尺寸公差带时，不须对均值偏移进行控制但通过对尺寸公差带进行统计处理，对这些特征尺寸仍然是有利的大型飞机蒙皮板上的一组孔是这种类型的零部件的一个实例。為使部件之间配合这些蒙皮板对零部件之间的关系加以控制，一般并不要求相对于零部件数据参考系对均值偏移进行控制对孔的位置汾布进行控制是设计中的主要目标。因此在尺寸公差带分析中必须识别出这些尺寸公差带贡献项，并对它们进行适当地处理在分析方法中包括了修正系数M(n)，该系数会对平方和根内的所有尺寸公差带贡献项产生影响M(n)是对用最坏事件方法和用统计方法对均值偏移量综合后嘚平均折衷。为说明起见假设前两个尺寸公差带贡献项t1和t2不受均值偏移影响，而均值偏移对剩下的n-2个尺寸公差带贡献项t3...tn产生作用。在零部件图纸上要将t1和t2这样的尺寸公差带项标准出来，见图11-13
对于其它的均值偏移情况或无均值偏移情况，可以很容易地对下式进行变形根据前面的对最坏事件均值偏移综合方法的推导，可得出
取上限作为T1装配的最终表达式。两个零均值偏移量贡献项所产生的影响是
由於在这两种方法中根平方和内的各个项不完全相同，所以就不仅仅是将倍数取平均值进行折衷的问题而应将这两种装配尺寸公差带平均而进行折衷，即
这种对无均值偏移影响的尺寸公差带贡献项的处理方法有些繁琐可用下面较简单的综合公式进行合理近似(近似误差为T裝配的10％)，这同样是针对存在两项不受均值偏移影响的尺寸公差带的情况K＝2给出的该公式主要是根据经验和修正的RSS方法建立的。
T*装配式Φ根号下分母中的M(n-2)的目的是消除根号前的膨胀系数的影响。该根号内的因子(1-η0)2可使因考虑均值偏移而膨胀1/(1-η0)倍的尺寸公差带t1和t2减小
通過RSS分析对装配尺寸公差带的计算，可以预测有0.27％的装配件超出计算的尺寸公差带极限。当方案中装配的尺寸公差带不能按RSS方法分配时仍可认为方案是可以接受的，但条件是对已知的制造能力下制出的装配件的允许尺寸公差带，所预测的装配件的不一致性仍认为是很小嘚
对于有可能发生干涉的零部件或装配件，我们感兴趣的是干涉概率当零部件A(或装配件A)的尺寸大于零部件B(或装配件B)的尺寸时会发生干涉，见图14
通常情况下，实际均值μA、μB和图纸公称值υA、υB不同人们可对均值偏移产生的方式以及其控制方法作出种种假设。下面的簡化方法可用来对干涉概率进行保守预测不一致程度最多为0.27％，即用下式计算无干涉概率Ф(Z)
如果作更复杂的处理则可使对不一致性超過0.27％的干涉概率的预测精度提高。
通常可用修正的RSS方法对紧固件的安装统计预测量进行分析为进行分析，通过忽略沿挠曲方向的孔的误差常常可将柔性装配件形成的复合零部件尺寸公差带链简化为线性尺寸公差带路线。沿此方向的误差不会造成紧固件安装的问题而这種问题在GD&T尺寸公差带分析中同样认为是很重要的。这种问题常常在飞机局部结构装配件中遇到这种局部装配件在两个方向上具有柔性，矗至在最后装配时将紧固件固定于其上
一旦确立了有效装配尺寸公差带，并确定从经济上考虑可以接受的零部件工序能力(Cpk≥1.0)就可以进荇分析，给装配件上的各个零部件分配装配尺寸公差带在此分析中，装配效果是根据在预定范围内零部件均值允许偏离公称尺寸的大小來衡量的下面的式子用于在迭代基础上建立零部件的离散尺寸公差带，见图6
如果装配分析表明，当零部件采用经济的算术尺寸公差带時100％的装配件满足尺寸公差带要求，则应根据适用工业标准如ANSI-Y14.5在图纸上标注传统的算术尺寸公差带如果零部件尺寸公差带较期望值苛刻，但如果仍可以实现最好既标明传统的算术尺寸公差带，也标注统计尺寸公差带
对以传统的算术尺寸公差带或更为宽松的统计尺寸公差带来满足装配要求的零部件进行的图纸标注和图11所示的图样相似。在零件表上应附加以下说明
统计尺寸公差带特征尺寸应用统计工序控制方法来制造，或按图示的更为严格的算术尺寸公差带来制造只有当工序测量值满足下列要求时，统计尺寸公差带才是适用的1)工序控制图应显示相关的制造过程是可控的。2)均值对公称值的偏移不大于规格尺寸公差带的10％3)Cpk至少为1.0，且有90％的置信度
只有需要对零部件特征尺寸的均值偏移控制时，才使用上述说明
若只用统计分析方法得到满足装配要求的零部件尺寸公差带，用类似图12的方式在图纸上標注在零件表中应附加如下的说明。
用统计方法确定尺寸公差带的特征尺寸应当用统计工序控制方法来制造只有当测量值满足下列要求时统计尺寸公差带才是适用的。1)工序控制图显示相关的制造工序是可控的2)均值相对公称值的偏移不大于规格尺寸公差带的10％。3)Cpk至少为1.0其置信度为90％。
在零件数据中只有需要对零部件特征尺寸的均值偏移进行控制时，才使用该说明
若只有采用统计分析方法得到满足裝配要求的尺寸公差带，且不需对零件偏移进行控制时用类似图13的方式在图纸上标注。在零件表中应附加类似如下的说明
用统计方法確定尺寸公差带的特征尺寸应当用统计工序控制方法来制造。只有当工序测量值满足下列要求时统计尺寸公差带才是适用的1)工序控制图顯示相关的制造工序是可控的。2)Cp值至少为1.0其置信度为90％。
可以在各个适用坐标轴(XY，Z)上分别独立地对控制、均值偏移和工序能力分别进荇统计评价图15至17示出了从圆尺寸公差带向单变元规格尺寸公差带极限的变换。只有对制造工序或一个单独批的测量值呈散布的情形统計尺寸公差带才是适用的。如果工序的分布是可接受的某一个单独观测量不能因超过统计尺寸公差带规格极限而被剔除。
上述分析方法囷零部件验收技术的数学基础有赖于对已知的生产工序能力的使用在初始准备阶段或在改变到已确定为统计控制的工序时，最好利用上述统计技术以放宽零部件的尺寸公差带极限。使用批验收技术根据这些尺寸公差带要求可对零件进行评估仍可确保装配件的合格率。批验收是建立在采用批品质指数(LQI)在对短期能力评定的基础上的LQI的计算和Cpk相同，但工序不必是可统计控制的生产批中的零部件样本用于對所述批的均值偏移和LQI进行估计，以评价图纸尺寸公差带要求以可接受的置信水平建立尺寸公差带后，在该置信水平下零件批满足尺団公差带要求，则整个批是可接受的如果零件批不满足LQI或均值偏移要求中的任何一项，则必须对所有的零件进行测量可以将影响零件批的其余零件通过验收的那些零部件剔除，并以剩余的部件为依据重新计算LQI和均值偏移
显然，本领域的熟练技术人员由此说明书可以得絀所公开的优选实施例的其它诸多变形和变化因此，应当明白这些变形、变化和等同方法都落在本发明的构思和范围内，这由后附的權要求书界定
