La pile de tolérances
Qu’est-ce que la pile de tolérances ? Pourquoi est-ce important ?
Les fabricants de produits utilisent un flux d’informations organisé pour traduire les exigences du client en exigences du produit. Ce processus pour les exigences mécaniques est généralisé dans le diagramme de flux ci-dessous.
Les empilements de tolérances sont essentiels pour répondre aux exigences d’ajustement mécanique et de performance mécanique. L’ajustement mécanique consiste simplement à répondre à la question suivante : » Les pièces qui composent l’assemblage vont-elles toujours ensemble ? » Les exigences en matière de performance mécanique comprennent la performance des mécanismes, tels que les interrupteurs, les verrous, les actionneurs, etc. D’autres exigences de performance pourraient inclure les alignements optiques ou l’efficacité des moteurs. Alors qu’est-ce qu’un » empilement » ?
Les calculs d’empilement des tolérances représentent l’effet cumulatif de la tolérance des pièces par rapport à une exigence d’assemblage. L’idée de tolérances » empilées » renverrait à l’addition des tolérances pour trouver la tolérance totale de la pièce, puis à la comparaison avec l’écart disponible ou les limites de performance afin de voir si la conception fonctionnera correctement. Cette simple comparaison est également appelée analyse du pire des cas. L’analyse du pire des cas est appropriée pour certaines exigences où un échec représenterait une catastrophe pour une entreprise. Elle est également utile et appropriée pour les problèmes qui impliquent un faible nombre de pièces. Faible étant défini comme trois ou quatre parties. L’analyse du pire des cas est le plus souvent effectuée dans une seule direction, c’est-à-dire une analyse 1D. Si l’analyse implique des dimensions de pièces qui ne sont pas parallèles à la mesure d’assemblage étudiée, l’approche par empilement doit être modifiée puisque la variation 2D telle que les angles, ou toute variation qui n’est pas parallèle à la direction 1D, n’affecte pas la mesure d’assemblage avec un rapport de 1 à 1.
De nombreuses entreprises utilisent une méthode statistique pour l’analyse de la tolérance. Une approche implique un calcul simple utilisant la méthode RSS, Root-Sum-Squared. Au lieu d’additionner les tolérances, comme dans l’analyse du pire cas, l’analyse statistique additionne les distributions des dimensions. Il est important de comprendre que les valeurs d’entrée pour une analyse du pire des cas sont les tolérances de conception, mais que les entrées pour une analyse statistique sont les moments de la distribution du processus (par exemple, l’écart type). L’analyse du pire des cas (également appelée analyse de l’empilement des tolérances) peut être utilisée pour valider une conception. L’analyse statistique (également appelée analyse de variation) peut être utilisée pour prédire la variation réelle d’un assemblage sur la base de la variation des dimensions de la pièce. La comparaison de l’écart-type de l’assemblage aux limites de l’assemblage permet de calculer des mesures de qualité telles que le sigma, le rendement en %, le DPMU, etc. Cette approche nécessite que les distributions soient normales avec toutes les pièces au même niveau de qualité, c’est-à-dire +/- 3σ.
Vu les limites du RSS, d’autres méthodes de calcul de la variation d’assemblage ont été développées. L’une de ces méthodes, qui est intégrée dans CETOL 6 Sigma, est appelée la méthode des moments du système. Cette méthode élimine les limitations mentionnées ci-dessus. Des analyses de toutes complexités, c’est-à-dire 1D, 2D et 3D, peuvent être créées sans aucune restriction sur le type de distribution ou le niveau de qualité. Les entreprises peuvent désormais effectuer une analyse complète des variations d’assemblage avec un logiciel d’analyse de tolérance.
L’analyse des variations d’assemblage fournit la perspicacité nécessaire pour identifier les caractéristiques clés des pièces, (KPC) qui doivent être contrôlées afin de produire un produit qui répond aux attentes du client. Le processus de développement du produit doit alors se concentrer sur la définition et la validation des processus de fabrication et d’assemblage des pièces qui sont capables d’atteindre des niveaux élevés de productibilité. Des objectifs de Cpk = 1,67 pour les caractéristiques clés et Cp = 1,33 pour les caractéristiques non clés sont couramment cités. L’utilisation de l’analyse des variations permet aux ingénieurs de conception d’allouer les budgets de tolérance de manière stratégique. Les caractéristiques critiques seront soumises à des tolérances plus strictes. Des tolérances plus lâches peuvent être appliquées à des caractéristiques moins importantes. Ces décisions permettent non seulement d’assurer la qualité et les performances du produit, mais aussi de garantir la fabricabilité au juste prix. L’impact sur le processus de développement du produit peut être énorme.
Voyez comment un logiciel d’analyse des tolérances peut facilement remplacer la méthode manuelle de création des empilements
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