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装配尺寸链公差堆叠分析器|SPC实战工具

这个工具解决什么问题

把手工反复核对的环节交给脚本,是这类工具最实在的收益:省下的不是时间,是返工。

> 装配超差时,先搞清是哪一环的公差在作祟,再谈收紧。

输入数据格式

数据文件 stack_data.csv,列顺序为:环节、名义值mm、公差±mm、敏感系数。

示例首行:A 底座台阶高度,12.000,0.100,1

示例输出(真实运行结果节选)

==============================================================================
装配尺寸链公差堆叠分析器(极值法 / RSS / 贡献度)
==============================================================================
封闭环规格:3.700 ~ 4.300   目标装配公差:±0.150

【结果】
  封闭环名义值  = 4.000 mm
  极值法公差    = ±0.4100 mm  -> 范围 3.5900 ~ 4.4100
  均方根法公差  = ±0.1707 mm  -> 范围 3.8293 ~ 4.1707
  两种口径差    = 140.1%(极值法保守、RSS 贴近大批量实际)
  目标 ±0.150:极值法 不满足(超 0.2600),RSS 不满足(超 0.0207)

【规格符合性(按 RSS 分布近似)】
  距最近规格限 = 0.3000 mm(5.271 σ)
  单侧余量 0.3000 mm(下限侧 0.3000,上限侧 0.3000)
  预计超限比例 ≈ 0 ppm(约 0.000%)
  判读:能满足一般装配要求(< 100 ppm)

【贡献度排序(对 RSS 方差)】
  环节                 公差±mm      有效公差         方差贡献
  A 底座台阶高度           0.100      0.1000        34.31%  (累计  34.3%)  <= 头号贡献
  E 上盖止口深度           0.090      0.0900        27.79%  (累计  62.1%)
  B 定位销高度            0.080      0.0800        21.96%  (累计  84.0%)
  C 垫片厚度             0.050      0.0500         8.58%  (累计  92.6%)
  D 卡簧厚度             0.030      0.0300         3.09%  (累计  95.7%)
  G 端面平面度            0.025      0.0250         2.14%  (累计  97.9%)
  F 压入弹性补偿           0.020      0.0200         1.37

适用场景

· 装配后尺寸超差,设计、工艺、供应商三方互相推责,需要客观贡献度数据 · 要给出公差收紧方案,但不想把所有环节一起压(成本扛不住) · 安全件需要极值法(最坏情况)校核,大批量件需要 RSS 口径评估 · 形位公差(平面度、同轴度)要不要计入尺寸链,需要量化判断

怎么用

python tolerance_stackup.py

首次运行会自动生成示例数据并输出完整报告。把示例数据换成自己的(保持列名与列顺序一致)后重新运行即可。

输入数据

stack_data.csv:环节名 / 名义值 / 公差 / 敏感系数(自带 8 环示例,封闭环名义 4.000 mm)

输出内容

· 封闭环名义值、极值法公差、均方根(RSS)公差与两种口径的差额 · 规格符合性:距最近规格限的余量、按正态近似的预计超限 ppm · 贡献度排序:各环对 RSS 方差的占比与累计占比,点出少数关键环 · 反算:把 RSS 压到目标公差,头号贡献环需要收紧到多少(含收紧幅度) · 敏感性表:头号环公差按 0.5x~1.2x 调整后的 RSS 与预计超限 · 行动建议:口径选择、工艺能力确认、形位公差折算

口径与注意事项

· 本工具处理确定性尺寸链(线性叠加、敏感系数 ±1 或自定义) · 若需要含偏态分布、非线性的随机模拟,请配合《蒙特卡洛容差仿真器》使用 —— 两者结论互补:本工具给贡献度与收紧量,蒙特卡洛给合格率分布 · 形位公差需先折算成等效尺寸公差再计入

其他

· 目标公差、规格限与尺寸链清单都在脚本顶部常量区,换产品时改那里即可。 · 输出报告为纯文本,可直接归档或作为附件;报告文件名见上方文件说明。 · 全部计算仅依赖 Python 标准库(csv / math / random / os),不需要联网、不需要安装任何包。

附赠提示词怎么用

脚本顶部集中了主要阈值与常量:CSV_NAME="stack_data.csv"、REPORT_NAME="stack_report.txt"、CHAIN=[。改完直接重跑即可,不必改动计算逻辑。

会生成哪些文件

运行后除控制台输出外,还会生成:stack_data.csv、stack_report.txt。

工具中出现的字段与提示

  • A 底座台阶高度
  • B 定位销高度
  • C 垫片厚度
  • D 卡簧厚度
  • E 上盖止口深度
  • F 压入弹性补偿
  • G 端面平面度
  • H 同轴度等效轴向
  • 名义值mm
  • 公差±mm
  • 敏感系数
  • 装配尺寸链公差堆叠分析器(极值法 / RSS / 贡献度)
  • 封闭环规格:%.3f ~ %.3f 目标装配公差:±%.3f
  • 【结果】
  • 封闭环名义值 = %.3f mm
  • 极值法公差 = ±%.4f mm -> 范围 %.4f ~ %.4f
  • 均方根法公差 = ±%.4f mm -> 范围 %.4f ~ %.4f
  • 两种口径差 = %.1f%%(极值法保守、RSS 贴近大批量实际)

其余字段以界面与示例报告为准。

下载与文件清单

压缩包内包含:主程序脚本、示例数据文件、示例输出报告、中文说明文档,以及同主题 AI 提示词一套。解压后按说明运行即可,示例数据可直接试跑。

主程序文件:tolerance_stackup.py。

下载 装配尺寸链公差堆叠分析器 工具包(zip)

本站工具免费下载,无需注册。工具为 Python 脚本,Python 3.8 及以上环境可直接运行,核心功能尽量不依赖第三方库。

常见问题

输入数据要准备成什么样?
按 示例首行中的列顺序准备即可,共 4 列:环节、名义值mm、公差±mm、敏感系数。列为空或格式不符时结果会失真,建议先用示例数据试跑一遍。

跑完最该关注哪几项?
报告按 结果、规格符合性(按 RSS 分布近似)、贡献度排序(对 RSS 方差)、敏感性:头号环公差按比例调整后的 RSS 与预计超限、行动建议 等部分组织,其中判定结论与建议部分直接对应下一步动作。

阈值可以改成我们自己的标准吗?
可以,脚本顶部已把主要阈值与常量集中声明,按自己产线的标准修改后重跑即可,不需要改计算逻辑。

附赠的提示词怎么用?
把提示词与自己的数据一起交给大模型,可以让它按同一套口径帮你改写分析流程或扩展报告字段。

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本工具归在 SPC与质量分析工具包,全部工具见 工具资源包下载页。

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