【推荐】电子产品结构设计公差分析教材32
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变形点
平均值, (x orμ) 数据的百分比，在给定的 西格玛 ()范围
-6 -5 -4 -3 -2 -1 +1 +2 +3 +4 +5 +6
68.26 % 95.46 % 99.73 % 99.9937 % 99.999943 % 99.9999998 %
一.统计学用于公差分析的背景
平均值 (x) – 分布的位置
总体参数与样本统计
总体 现有的及将来会出现的所有单元或个 体 我们将永远都不可能知道的真实总体
样本 从总体提取的单元或个体的子集 用样本统计，我们可以尝试评估总体参数
总体参数 m = 总体平均值 s = 总体标准差
样本统计
x= 样本平均值
s
s = 样本标准差
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
二.一般公差分析的理论
公差分析的优点 公差分析: 验证设计是否达到预期的质量水平. 带较少缺点的良率产品. 预防生产重工和延误. 降低产品的返修率(降低成本).
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
45.00 ± ?
零件 4
20.00 ± 0.30
15.00 ± 0.25 10.00 ± 0.15
Hale Waihona Puke Baidu
零件 3
零件 2
零件 1
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
二堆栈.公一差分般析公过程差分析的理论
1. 确定组装要求 2. 建立封闭尺寸链图 3. 转换名义尺寸，将 公差转成对称公差 4. 按要求计算名义尺寸 5. 确定公差分析的方法 6. 按要求计算变异
s mx
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C
一.统计学用于公差分析的背景
制程性能指标 CPK
Sample mean Nominal value
参数 Cpk是制程性能指标 sLT是标准差 LSL是规格的下限 USL是规格的上限 mean 是实际制程的平均值
LSL
USL
Process variation3s
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
二.一般公差分析的理论
什麽地方使用公差分析
• 单个零件或元件出现公差堆积。
• 在公差堆积中，用公差分析可以确定总的变异结果。在机构设计中，它是一个很重要 的挑战。
单个零件和元件的公差堆栈
35.00 ± ? 13.00 ± 0.20 10.00 ± 0.15 12.00 ± 0.10
Process variation3s
mean - LSL
USL-mean
Tolerance range
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
二.一般公差分析的理论
这部分主要是说明怎样应用公差分析这个工具，去确保产品适合最终确定的产品 功能和质量的要求的过程。
5. 确定公差分析的方法
6. 按要求计算变异
一些产品要求的例子:
装配要求 更换部件；无固定的配对组装（多套模具或模穴）
功能要求 电子方面；PWB与弹片的可靠接触 结构方面；良好的滑动结构，翻盖结构，或机构装置
质量要求 外观；外壳与按键之间的间隙 其他; 良好的运动或一些奇怪的杂音，零件松动
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
1. 确定组装要求 2. 建立封闭尺寸链图 3. 转换名义尺寸，将公 差转成对称公差 4. 按要求计算名义尺寸 5. 确定公差分析的方法 6. 按要求计算变异
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
二.一般公差分析的理论
第二步 – 封闭尺寸链图
一.统计学用于公差分析的背景
变异控制 从加工制造
从产品设计
变异控制
解决方案 制程的选择 制程的控制 (SPC) 产品的检查
技术的选择 优化的设计 公差分析
Aim
高质量 高良率 低Low FFR
一.统计学用于公差分析的背景
变异的一般分布图
正态分布 双峰分布（非正态分布） 偏斜分布（非正态分布）
100 50 0 16 18 20 22 24 26 28
电子产品结构设计公差分析
内容 一.统计学用于公差分析的背景 二.一般公差分析的理论
一.统计学用于公差分析的背景
变异
下偏差 上偏差
目标 规格范围 两种主要的变异类型
1. 加工制程的变异 –材料特性的不同 –设备或模具的错误 –工序错误 / 操作员的错误 –模具磨损 –标准错误
2. 组装制程的变异 –工装夹具错误 –组装设备的精度
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
在堆栈公差时，有以下几种方法:
– 手工. – 用电子资料表，比如DELL Excel 模
板.
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
二.一般公差分析的理论
第一步 – 确定组装要求
1. 确定组装要求
2. 建立封闭尺寸链图 3. 转换名义尺寸，将公 差转成对称公差 4. 按要求计算名义尺寸
二.一般公差分析的理论
第三步 – 转换名义尺寸
46.20
+0.20 - 0.60
必要条件 (Gap > 0)
20.00 ± 0.30
15.00 ± 0.25 10.00 ± 0.15
零件 3
零件 2 零件 4
零件 1
IV C(d3)
D(d4)
II
III
必要条件 X(dGap)> 0
B(d2)
A(d1)
+ I
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正态分布的参数
范围 (R) – 最大值与最小值之间的距离
标准差 (s) – 反映样本内各个变量与平均数 差异大小的一个统计参数 – 最常用的量测法，量化可变性
变量 (s2) – 标准差的平方
x x1 x2 ... x N N
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一.统计学用于公差分析的背景
60 50 40 30 20 10 0
4 5 6 7 8 9 10 11
一.统计学用于公差分析的背景
正态分布的特点 依概率理论计算,99.73%的样本将落 在+/3σ的范围内,只有很小的概率 (0.27%)不在+/3σ的范围内, 由于小概率事件一般不会发生, 故可认为不会有尺寸在规格之外
标准差, (s or)
平均值, (x orμ) 数据的百分比，在给定的 西格玛 ()范围
-6 -5 -4 -3 -2 -1 +1 +2 +3 +4 +5 +6
68.26 % 95.46 % 99.73 % 99.9937 % 99.999943 % 99.9999998 %
一.统计学用于公差分析的背景
平均值 (x) – 分布的位置
总体参数与样本统计
总体 现有的及将来会出现的所有单元或个 体 我们将永远都不可能知道的真实总体
样本 从总体提取的单元或个体的子集 用样本统计，我们可以尝试评估总体参数
总体参数 m = 总体平均值 s = 总体标准差
样本统计
x= 样本平均值
s
s = 样本标准差
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【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
二.一般公差分析的理论
公差分析的优点 公差分析: 验证设计是否达到预期的质量水平. 带较少缺点的良率产品. 预防生产重工和延误. 降低产品的返修率(降低成本).
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
45.00 ± ?
零件 4
20.00 ± 0.30
15.00 ± 0.25 10.00 ± 0.15
Hale Waihona Puke Baidu
零件 3
零件 2
零件 1
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【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
二堆栈.公一差分般析公过程差分析的理论
1. 确定组装要求 2. 建立封闭尺寸链图 3. 转换名义尺寸，将 公差转成对称公差 4. 按要求计算名义尺寸 5. 确定公差分析的方法 6. 按要求计算变异
s mx
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
C
一.统计学用于公差分析的背景
制程性能指标 CPK
Sample mean Nominal value
参数 Cpk是制程性能指标 sLT是标准差 LSL是规格的下限 USL是规格的上限 mean 是实际制程的平均值
LSL
USL
Process variation3s
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
二.一般公差分析的理论
什麽地方使用公差分析
• 单个零件或元件出现公差堆积。
• 在公差堆积中，用公差分析可以确定总的变异结果。在机构设计中，它是一个很重要 的挑战。
单个零件和元件的公差堆栈
35.00 ± ? 13.00 ± 0.20 10.00 ± 0.15 12.00 ± 0.10
Process variation3s
mean - LSL
USL-mean
Tolerance range
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
二.一般公差分析的理论
这部分主要是说明怎样应用公差分析这个工具，去确保产品适合最终确定的产品 功能和质量的要求的过程。
5. 确定公差分析的方法
6. 按要求计算变异
一些产品要求的例子:
装配要求 更换部件；无固定的配对组装（多套模具或模穴）
功能要求 电子方面；PWB与弹片的可靠接触 结构方面；良好的滑动结构，翻盖结构，或机构装置
质量要求 外观；外壳与按键之间的间隙 其他; 良好的运动或一些奇怪的杂音，零件松动
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
1. 确定组装要求 2. 建立封闭尺寸链图 3. 转换名义尺寸，将公 差转成对称公差 4. 按要求计算名义尺寸 5. 确定公差分析的方法 6. 按要求计算变异
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
二.一般公差分析的理论
第二步 – 封闭尺寸链图
一.统计学用于公差分析的背景
变异控制 从加工制造
从产品设计
变异控制
解决方案 制程的选择 制程的控制 (SPC) 产品的检查
技术的选择 优化的设计 公差分析
Aim
高质量 高良率 低Low FFR
一.统计学用于公差分析的背景
变异的一般分布图
正态分布 双峰分布（非正态分布） 偏斜分布（非正态分布）
100 50 0 16 18 20 22 24 26 28
电子产品结构设计公差分析
内容 一.统计学用于公差分析的背景 二.一般公差分析的理论
一.统计学用于公差分析的背景
变异
下偏差 上偏差
目标 规格范围 两种主要的变异类型
1. 加工制程的变异 –材料特性的不同 –设备或模具的错误 –工序错误 / 操作员的错误 –模具磨损 –标准错误
2. 组装制程的变异 –工装夹具错误 –组装设备的精度
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
在堆栈公差时，有以下几种方法:
– 手工. – 用电子资料表，比如DELL Excel 模
板.
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
二.一般公差分析的理论
第一步 – 确定组装要求
1. 确定组装要求
2. 建立封闭尺寸链图 3. 转换名义尺寸，将公 差转成对称公差 4. 按要求计算名义尺寸
二.一般公差分析的理论
第三步 – 转换名义尺寸
46.20
+0.20 - 0.60
必要条件 (Gap > 0)
20.00 ± 0.30
15.00 ± 0.25 10.00 ± 0.15
零件 3
零件 2 零件 4
零件 1
IV C(d3)
D(d4)
II
III
必要条件 X(dGap)> 0
B(d2)
A(d1)
+ I
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
正态分布的参数
范围 (R) – 最大值与最小值之间的距离
标准差 (s) – 反映样本内各个变量与平均数 差异大小的一个统计参数 – 最常用的量测法，量化可变性
变量 (s2) – 标准差的平方
x x1 x2 ... x N N
【推荐】 电子产 品结构 设计公 差分析 教材32
一.统计学用于公差分析的背景
60 50 40 30 20 10 0
4 5 6 7 8 9 10 11
一.统计学用于公差分析的背景
正态分布的特点 依概率理论计算,99.73%的样本将落 在+/3σ的范围内,只有很小的概率 (0.27%)不在+/3σ的范围内, 由于小概率事件一般不会发生, 故可认为不会有尺寸在规格之外
标准差, (s or)