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10个可遵循的装配规则设计

2022-01-04

1. 尽量减少零件数量


寻找组合零件的方法。例如,许多电子设备外壳使用活动铰链而不是转向节铰链。布线时,请选择模制导向特征,或使用热成型导向(如旧LazerTag枪)。说到最小化零件数量…


2. 内置紧固件


尽可能将装配特征直接构建到零件中,而不是使用螺钉。卡扣配合通常同样安全,无需工具即可组装。有时螺钉是必要的,但节约使用紧固件可能会消耗多达50%的装配劳动力。需要注意的一点是:卡扣配合可能会增加注塑模具的成本,因此务必将零件设计为注塑友好型。


3. 使用胶辊零件


现在成为一名产品设计师非常棒。我们的许多设计问题已经解决了!以前必须精心设计每个螺纹,但现在可以选择数百种标准直径和螺距。


这远远超出了基本的螺母和螺栓。胶辊零件涵盖了弹簧、插脚、电机、微控制器、传感器、齿轮设计的大部分功能方面。这不仅使您能够专注于独特的挑战,还意味着制造团队已经具备了组装您的设计的工具和技能。


4. 在整个设计和产品系列中使用相同的部件


关于胶辊零件的警告:仅仅使用标准螺钉是不够的。我曾经设计过一个机器人组件,其中一个部分有M5 x 10 mm的内六角螺钉,另一个部分是M4。设计另一部分上的5 x 12 mm六角头螺钉。


我不得不经常在装配工具之间切换;很容易混淆哪颗螺丝钉会去哪,这是一个非常糟糕的主意。不要效仿我的例子:不仅要在每个组件上,还要在整个产品线上标准化零件。在可能的情况下,整个组件应使用单个工具。


5. 使用模块化设计


胶辊零件和普通零件的一个重要应用是模块化,将设计分解为更小的子组件,通常可用于多种产品。想想你的第一台电脑:你可以把一些预装配好的部件组合在一起——主板、硬盘、显卡,这很容易。另外一个好处是,模块化设计不仅在装配线上很好;它们还通过方便维修和升级,帮助您延长产品在现场的使用时间。


6. 建立独特的联系


说到台式计算机组装,从90年代到21世纪初,在计算机机箱内部和外部都可以找到另一个组装设计的伟大例子。每个连接在机械上都是独一无二的。鼠标线无法插入监视器端口。电源线端口不能与键盘电缆混淆。


当然,我要展示的是我现在这个年龄的计算机,在这些计算机上,所有的东西都可以使用USB-C来运行,这对DFA更加友好(见规则4)。


7. 给零件明确的方向


与独特连接的理念相关的是独特的方向:如果要组装的零件有正确和错误的方向,请明确哪种方式是正确的。更好的是,使零件不可能以错误的方式组装。对于圆形零件,这可能意味着只有一个缺口,但对于更复杂的形状,这可以提供一些创造性设计的机会。只是不要太有创意…


8. 使零件易于操作


因为现在装配越来越多地由机器人来处理。自动化成本迅速下降,机器人出现在更多的装配线上。设计您的部件以便于机器人钳子抓取,并尽可能避免使用非常小或非常灵活的部件。装配线上的人也会欣赏这一点,没有人喜欢用显微镜插入螺钉。


9. 避免精密零件和非接触区域


同样,通过使零件在装配过程中耐用,帮助装配线上的机器人和人。如果零件过于精致,或者如果它们很容易被天然皮肤油破坏,那么很容易导致返工。试想,如果布鲁斯·班纳生气了,他还能在10秒内完成这一组装步骤吗?如果答案是否定的,重新设计。


10. 真实世界容差设计


最后,确保定制零件可以轻松制造。公差累积,每个操作中的微小变化可能会导致一个大问题,特别是当您的设计无法适应变化时。


只要有可能,为您的流程提供尽可能多的出错空间。是的,机械师可以使你的零件适合在万分之一以内,但如果需要,你将不必要地引入非常昂贵的机械加工。用3D打印部件,考虑相同:即使激光烧结有变化,而且值得考虑如何将这些公差配合在一起。

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