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1、 DFMA 第2部分 面向装配的设计指南 DesignforAssemblyGuidelines DFA 钟元 13564227795 2013 05 23 1 内容 1 DFA介绍2 减少零件数量3 减少紧固件的数量和类型4 零件标准化5 模块化产品设计6 设计一个稳定的基座7 设计零件容易抓取8 避免零件互相缠绕9 减少零件装配方向10 设计导向特征 DFMA11 先定位后固定12 避免零件装配干涉13 为辅助工具提供空间14 为重要零部件提供止位特征15 防止零件欠约束和过约束16 宽松的零件公差要求17 装配中的人机工程学18 电缆的设计19 防错的设计20 重要提示2 2 DFMA
2、1 DFA的介绍A 装配的三层含义 零件组装在一起实现相应的功能产品质量的载体 对装配的不正确看法 装配就是把零件组装在一起 装配就是锁螺丝而已对装配不重视 轻视装配 3 3 DFMA 1 DFA的介绍B 一个零件装配的详细步骤 装配工序 放置好基座零件识别零件抓取零件移动零件到装配位置零件调整到正确位置零件被固定功能测试 4 4 DFMA 1 DFA的介绍 C 最好的装配工序和最差的装配工序 5 5 DFMA 1 DFA的介绍D DFA概念 面向装配的设计 DesignforAssembly 简称DFA 是指在产品设 计阶段设计产品使得产品具有良好的可装配性 确保装配工序简单 装配效率高 装
3、配质量高 装配不良率低和装配成本低 E DFA目的 简化产品装配工序缩短产品装配时间减少产品装配错误减少产品设计修改降低产品成本提高产品装配质量提高产品装配效率降低产品装配不良率 提高现有设备使用率 6 6 DFMA 1 DFA的介绍 7 减少成本 减少零件数量 减少装配时间 减少零件数量 提高零件的易识别性 减少装配过程的调整 装配时间 金钱 7 DFMA 2 简化产品设计 减少零件数量 KISS原则 KeepItSimple Stupid 产品的设计越简单越好 简单就是美 任何没有必要的复杂都是需要避免的 乔布斯传 JonathanIve 只要不是绝对必须的部件 我们都想办法去掉 为达成这
4、一目标 就需要设计师 产品开发人员 工程师以及制造团队的通力合作 我们一次次的返回到最初 不断问自己 我们需要那个部分吗 我们能用它来实现其它部分的功能吗 最完美的产品是没有零件的产品 把产品设计得复杂 是一件简单的事情 把产品设计得简单 是一件复杂的事情 8 8 DFMA 9 2 简化产品设计 减少零件数量产品开发中一个零件的生命周期 CAE分析DFMA检查 DFMEA分析公差分析 详细工零 设计修改样品制作料号申请 零件报价模具讨论图纸发行 概念设计概念讨论 样品验证设计修改 模具设计模具制作 零件验证设计修改工程变更 模具承认零件承认图纸更新 模具修改零件再次试模 9 DFMA 减少零件
5、数量对产品的质量 成本和开发周期具有非常大的帮助 更少的零件需要进行设计更少的零件需要进行制造更少的零件需要进行测试更少的零件需要进行购买更少的零件需要进行存储更少的零件需要进行运输更少的产品质量问题出现可能性更少的供应商更少的装配工具或夹具更少的装配时间 10 2 简化产品设计 减少零件数量 10 DFMA 原始的设计 优化的设计 零件A焊接 零件A 11 2 简化产品设计 减少零件数量A 考查每个零件 考虑去除每个零件的可能性 零件B 11 DFMA 相邻的零件没有相对运动相邻的零件由一种材料组成相邻零件的合并不会阻止其他零件的固定 拆卸和维修等相邻零件的合并不会造成零件制造复杂 产品整体
6、成本增加 12 2 简化产品设计 减少零件数量B 把相邻的零件合并成一个零件 合并的原则 12 DFMA C 把相似的零件合并成一个零件 零件A零件A零件B优化的设计原始的设计13 2 简化产品设计 减少零件数量 13 DFMA D 把对称的零件合并成一个零件 零件A零件A零件B优化的设计原始的设计14 2 简化产品设计 减少零件数量 14 DFMA 原始的设计 优化的设计 2 简化产品设计 减少零件数量E 合理选用零件制造工艺 设计多功能的零件零件A零件B零件A零件C 使用钣金件代替机械加工件15 15 DFMA 原始的设计 优化的设计 压铸件代替塑胶件和不锈钢弹片的组合16 2 简化产品设
7、计 减少零件数量不锈钢弹片 或导电布塑胶件 压铸件 16 DFMA 原始的设计 优化的设计 压铸件代替钣金件和五金件的组合17 压铸件 2 简化产品设计 减少零件数量定位柱衬套钣金件 17 DFMA 原始的设计 优化的设计 18 2 简化产品设计 减少零件数量 设计多功能塑胶件代替束线带或线夹 18 DFMA 优化的设计 2 简化产品设计 减少零件数量原始的设计 利用塑胶的弹性特性来代替弹簧19 19 DFMA 优化的设计 2 简化产品设计 减少零件数量原始的设计 指甲刀的进化20 20 DFMA 优化的设计 2 简化产品设计 减少零件数量原始的设计 接线盒的进化21 21 DFMA 2 简化
8、产品设计 减少零件数量 手机的进化22 22 DFMA G 减少紧固件的数量和类型H 减少电缆的种类和数量23 2 简化产品设计 减少零件数量F 去除标签 原始的设计 优化的设计 标签 通过模具成型 23 DFMA 3 减少紧固件的数量和类型A 使用同一种类型的紧固件好处 减少在设计和制造过程中对多种类型紧固件的管控对紧固件的购买带来批量上的成本优势减少装配线上辅助工具的种类减少操作员的培训简化装配 提高装配效率防错 防止产生装配错误 原始的设计 优化的设计 24 24 DFMA 原始的设计 3 减少紧固件的数量和类型螺柱M3L6 螺柱M3L6 螺柱M3L7 钣金 1mm高度 凸包优化的设计2
9、5 25 DFMA 成本 卡勾 3 减少紧固件的数量和类型B 使用卡勾代替紧固件拉钉 螺钉 螺栓螺母 26 装配效率 螺栓螺母是最后的选择 26 DFMA 原始的设计 优化的设计 折边 27 3 减少紧固件的数量和类型B 使用卡勾代替紧固件 27 DFMA 3 减少紧固件的数量和类型 B 使用卡勾代替紧固件实例 每台设备节省20个螺栓螺母 公司每年该设备出货量1000台 总共有10个类似机型 一套螺栓螺母成本3元 1 成本节省 螺栓螺母成本 20X1000X10X3 600 000 00装配成本 20X1000X10X2X20 60 133 333 002 装配效率 装配时间节省 20X100
10、0X10X2 400 000 00分钟另外 由于装配更为简单 装配效率大大提高 3 装配质量由于装配更为简单 出现质量问题的几率就变小了 28 28 3 减少紧固件的数量和类型C 避免分散的紧固件设计原始的设计 优化的设计 DFMA29 29 DFMA 4 零件标准化标准化的好处 零件标准化能够减少定制零件所带来的新零件开发时间和精力的浪费 缩短产品开发周期零件标准化能够带来零件成本的优势避免出现零件质量问题的风险 标准化的实施 制定常用零件的标准库和零件优先选用表 并在企业内部不同产品之间实行标准化策略 鼓励在产品开发中从标准库中选用零件 鼓励重复利用之前产品中应用过的零件五金零件例如螺钉
11、螺柱 导电泡棉等选用供应商的标准零件 30 30 DFMA 4 零件标准化 零件的定制会带来时间 成本的增加 以及零件质量的不可控制 31 31 DFMA 5 模块化产品设计 产品 零件1 零件2 零件3 零件4 零件6 零件5 零件7 零件N 非模块的设计32 32 DFMA 5 模块化产品设计 模块化产品设计是指把产品中多个相邻的零件合并成一个子组件或模块 一个产品由多个子组件或模块组成 产品 模块1 模块2 模块3 模块N 购买自供应商33 33 DFMA 5 模块化产品设计好处 缩短产品总装配工序 提高总装配效率提高装配灵活性 在不同的模块合理使用人工或机械装配质量问题尽早发现 提高产
12、品质量互换性设计 避免因质量问题而造成整个产品返工或报废提高产品的可拆卸性和可维修性 可靠的零件或模块最先装配 把较容易出现问题的零件模块最后装配 按单定制34 34 DFMA 5 模块化产品设计 汽车座椅的模块化设计35 35 DFMA面板模块光驱支架模块硬盘支架 模块主板模块侧盖模块 图中未显示 台式计算机的模块化设计36 5 模块化产品设计电源模块散热模块机箱模块 36 DFMA 6 设计一个稳定的基座A 设计一个稳定的基座 产品装配中一个稳定的基座能够保证装配顺利进行 同时可以简化产品 装配工序 提高装配效率 减少装配质量问题一个稳定的基座应当具备 基座必须具有较大的支撑面和足够强度以
13、支撑后续零件 并辅助后续零件的装配在装配件的移动过程中 基座应当支撑后续零件的固定而不发生晃动以及脱落基座应当包括导向或定位特征来辅助其他零件的装配 37 37 6 设计一个稳定的基座A 设计一个稳定的基座 原始的设计 优化的设计 DFMA38 38 DFMA 6 设计一个稳定的基座B 最理想的装配方式 最理想的装配方式是金字塔式装配方式 一个大而且稳定的零件充当产品基座放置于工作台上 然后依次至上而下装配较小的零件 最后装配最小的零件 同时基座零件能够对后续的零件提供定位和导向功能金字塔式装配 39 39 DFMA 6 设计一个稳定的基座C 避免把大的零件置于小的零件上装配 原始的设计 优化
14、的设计 40 40 DFMA 7 设计零件容易抓取A 避免零件太小 太滑 太热和太软B 避免零件锋利的边和角C 设计零件抓取特征 原始的设计 优化的设计 抓取特征 41 41 DFMA 8 避免零件互相缠绕A 避免零件本身互相缠绕 如果零件缠绕在一起 在装配时 操作人员在抓取零件时 不得不耗费时间和精力把缠绕的零件分开 而且还可能造成零件的损坏 如果产品是自动化装配 那么零件互相缠绕在一起会造成零件无法正常进料 原始的设计 优化的设计 42 42 DFMA 8 避免零件互相缠绕B 避免零件在装配过程中卡住 不合适的零件形状可能造成零件在装配过程中卡住 降低装配效率和产生装配质量问题 原始的设计
15、 优化的设计 43 43 DFMA 9 减少零件装配方向A 零件的装配方向越少越好 零件装配方向越少越好 装配方向过多造成在装配过程中对零件进行移动 旋转和翻转等动作 降低零件装配效率 使得操作人员容易产生疲惫 同时零件的移动 旋转和翻转等动作容易造成零件与操作台上的设备碰撞而发生质量问题 原始的设计 优化的设计 44 44 DFMA 9 减少零件装配方向B 零件的装配方向从上至下最好 45 利用零件自身的重力 设计零件的装配方向从上至下 零件就可以轻松地被放置到预定的位置 然后进行下一步的固定工序重力是装配时最好的助手装配方向 45 DFMA46 9 减少零件装配方向B 零件的装配方向从上至
16、下最好原始的设计 优化的设计 46 DFMA 9 减少零件装配方向B 零件的装配方向从上至下最好 避免从下至上的装配方式 避免与重力做斗争 47 47 DFMA 10 设计导向特征A 设计导向特征 导向特征能够使得零件能够自动对齐到正确的位置 从而可以减少装配过程中零件位置的调整 减少零件互相卡住的可能性 提高装配质量和效率 对于盲装 更应该使用导向导向特征 盲装 指视线受阻的装配如果零件没有设计导向特征 遇到操作人员野蛮装配的情况 就很有可能造成零件发生碰撞而损坏 48 48 DFMA 最差的设计 较好的设计 最好的设计 或 10 设计导向特征A 设计导向特征 49 49 DFMA 10 设计导向特征 没有导向 后果很严重 50 50 DFMA 10 设计导向特征 A 设计导向特征 连接器的导向特征设计 斜角导向导向柱51 51 DFMA 10 设计导向特征B 导向特征应该是装配最先接触点 52 原始的设计 优化的设计 在装配时 导向特征应该先于零件的其它部分与对应装配件接触 否则 不能起导向作用导向柱 52 DFMA 导向特征越大越好 10 设计导向特征C 导向特征越大越好 导向特
