面向制造和装配的设计

1、回目世B営琳囲3防斗B洒II.SI目atf=B診烯鬧晋耶 i-HnB川.画目逾B岂端竞晋耶斗舸昌ELSI目世B診端鬧3防斗將滸面向制造和装配的设计一面向制造和装配的设计概念面向制造和装配的设计（Design for Manufacturing and Assembly,简称面向制 造和装配的设计）:在考虑产品外观、功能和可靠性等前提下通过提高产品的可制 造性和可装配性,从而保证以更低的成本、更短的时间和更高的质量进行产品设计. 可制造性：制造工艺对零件的设计要求确保零件容易制造、制造成本低、质量高等. 可装酉己性:装配工序和装配工艺对产品的设计要求，确保装配效率高、装配不良率低 、装配成本低、

2、装配质量高等.面向制造和装配的设计的特点:设计充分考虑制造的要求第一次就把事情做对产品开发成本低开发周期短产品质量高没有现场这个技术应用的舞台,任何技术 的发展都将止步于实验室,都将胎死腹中 富士康郭台铭丿面向制造和装配的设计丿面向制造和装配的设计面向制造和装配的设计开发流程传统产品开发模式丿面向制造和装配的设计>f dfmF")产品开发过程分为产品设计阶段和产品制造阶段，在产品设计 阶段，结构工程师关注的是如何实现产品的功能、外观和可靠 性等要求，而不去关3产品是如何制造、如何装配的；当产品 设计完成后，由制造工程师进行产品的制造和装配，制造工程师 不关心产品的功能、夕卜观和

3、可靠性等要求丿面向制造和装配的设计丿面向制造和装配的设计二面向制造和装配的设计价Ift丿面向制造和装配的设计1. 减少产品设计修改产品具有很好的可制造性和可装配性产品制造和装配顺利，设计修改少把设计修改集中在产品设计阶段,第一次就把事情做对I面向制造和装配的产品开发I传统的产品开发设计修改的灵活性设计修改次数设计制造 装配 量产丿面向制造和装配的设计2. 缩短产品开发周期产品开发时间由设计时间，制造时间和装配时间组成其中设计时间占据整个幵发时间 的55% 面向制造和装配的设计要求投入较多的时间和精力在产品设计之中,第一次 就把事情做对，相比传统产品开发，会缩短39%的开发周期3. 降低产品成本

4、设计决定产品总成本的75%,而设计阶段占的费用仅为产品成本的5%以下.硏究表明：设计方案占50%，详细图纸占30%加工占20%.®向制造和装配的设计把设 计修改集中在设计修改费用最少的产品设计阶段降低成本另夕卜简化产品设计,降低产 品成本，减少装配工序和装配时间，降低装配成本；降低产品不良率,减少成本浪费I面向制造和装配的产品幵发1传统的产品幵发设计修改费用1千千元 1万-2万元10万20万元100万200万元设计修改次数设计制造 装配 量产4. 提高产品质量通过面向制造和装配的设计，产品具有很好的可制造注和可装配性，产品设计在产品 开发阶段就得到了优化和完善，因此避免了产品在后期制

5、造和装配产生中的质量问 题大大提高了产品的质量错误的设计零件扭曲和缩水正确的设计面向制造和装配的设计三面向制造和装配的设计原则装配的概念：装配就是把两个或多个零件组装成产品好的装配工序差的装配工序零件很容易识别零件很难识别零件很容抓取和放入装配位置零件不容易被抓取，容易掉到任何位置零件能够自我对齐到正确位置零件需要操作人员不断调整才能对齐零件只有一个唯一正确的装配位置1 零件能放到两个或两个以上的位置2 很难判哪一个位置是对的3 零件在错误的位置还能被固定快速装配，紧固件少螺丝，螺帽，牙型，长度，头型多种多样，令人眼花缭 乱不需要治具或工具的辅助需要治具或辐助工具才能装配到位零件尺寸超过规定公

6、差，依然能够顺利装配零件在规格范围内，依然装个上装配过程不需要过多调整装配过程需要反复调整装配过程很轻松，容易装配过程很费力，伤手丿面向制造和装配的设计丿面向制造和装配的设计丿面向制造和装配的设计事件A原则1:减少零件数量Keep it Simp©Stupid（简单就是美）-KISS原 则1 考虑去除每个零件2 相似的零件合并成一个3对称的零件合并成一个4合理选用制造工艺，设计多用途零件5 去除标签，将标签刻在零件上丿面向制造和装配的设计图2-1考虑去除毎个零件的可能性a）原始的设计b）改进的设计图22相似的竿件合并成-个零件O图23对称的零件合并成一个零件丿面向制造和装配的设计面向

7、制造和装配的设计a原始设计零件数：12优化设计零件数：2面向制造和装配的设计原则2 :减少紧固件数量和类型1 使用同一种类型的紧固件，如同一机种使用同一种螺丝，华司，胶水等使用卡扣，折边代替紧固件面向制造和装配的设计面向制造和装配的设计图24减少紧固件的类型a）原始的设计讨改进的设计折边图2-8飯金上通过折边压紧减少紧固件数址a）原始的设计b）改进的设计面向制造和装配的设计2 避免分散的紧固件设计.把紧固件设为一体能减少紧固件的类型，减少装配时间和效 率如PWA型自攻牙螺丝3 使用自攻牙螺丝代替机械螺钉.把螺柱螺母做最后选择5零件标准化尽量采用公司现有的螺丝规格，或采用市场上现有、成熟的零件a

8、）原始的址计b）改进的设计卡扣面向制造和装配的设计原则3 :零件标准化1零件标准化的好处1）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.2）降低成本标准化零件因为规模性往往成本较低对于塑胶、锻金等需要通过模具进 行制造的零件使用标准化的零件能够节省模具的成本零件成本优势更加明显在成 本上定制零件就如同定制衣服一样通常都会比较贵.3）避免出现零件质量问题的风险标准化的零件已经被广泛使甩并证明质量可靠相反 ，定制的零件需要通过严格的质量和功能验证否贝熔易出现质量问题2实现零件标准化的实现1）制订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

9、策略2）五金零件例如螺钉、螺母、导电泡棉等选用供应商的标准零件，五金零件的定制会 带来成本和时间的増加面向制造和装配的设计原则4 :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应用模块化设计复杂产品被分解为多个功能模块,从而简化产品 结构和减少产品总装配时的装配工序，同时，模块化的子组件能够在产品总装配之前进 行质量检验，装配质量问题能够更早、更容易被发现，避免不合格的产品流入到产品总 装配线上，从而提高产品装配效率和提高装配质量原则5 :设计一个稳定的基座1 稳定的基座有强大的支撑面.平稳地放在工作台上，能够保证装配的顺利进行

10、2最理想的装配方式：金字塔式装的装配顺序小时候玩积木的经验告诉我们,要把积 木搭得高，一定要把最大的积木放在最卞面3避免把大的零件置于小的零件上面进行装配丿面向制造和装配的设计丿面向制造和装配的设计图211设计一个稳定的基座a）原始的设计b）改进的设计丿面向制造和装配的设计原则6 :设计零件容易被抓取L不要太小、太柔、太滑2零件避免锋利的边，角町b)图 2-14设汁零件抓取持征a）原始的设计b）改进的设计丿面向制造和装配的设计丿面向制造和装配的设计原则7 :避免零件相互缠绕a）原始的设计b）改进的设计丿面向制造和装配的设计原则8 :减少零件装配方向1 利用自然重力,由上往卞装配是最理想的装配方

11、向2 装配方向越少越好3 前后左右是次理想装配方向原则9 :设计导向特征1.常见的导白特征包括：斜角、圆角、导向柱和导向槽等.2 导向特征应该设计在最先接触的地方3 导向特征越大越好4.四周增加限位图2-18漏斗5使用定位柱丿面向制造和装配的设计II或釘b>图2J9设计导向特征日）JftiE的设计b）较好的设什c）最好的设计丿面向制造和装配的设计原则10 :先定位后固定减少装配调整的时间町b)图2-21零件先定位后固定a）原蛤的设计b）改进的设计图222四周限位丿面向制造和装配的设计原则11:避免装配干涉1避免零件装配过程发生干涉避免零件在装配过程中发生干涉是产品设计最基本、最简单的常识

12、，但这是结构工程 师最容易犯的错误之一零件的装配过程应该很顺利,装配过程不应该出现阻滞和干涉 的情况对于整个产品的装配过程都需要利用三维软件(如PO/ Engineer)进行动态模 拟,确保零件装配顺利.2避免零件运动过程发生干涉很多产品包含运动零件运动零件在运动过程中要避免发生干涉，否则会阻碍产品实现 相应的功能,造成产品故障甚至损坏.面向制造和装配的设计丿面向制造和装配的设计原则12 :为辅助工具提供空b)图2-24为辅助工具提供空间a）原始的设计b）改逬的设计丿面向制造和装配的设计原则13 :为重要零部件设计装配止位特征产品中一般都包括很重要但同时又比较脆弱的零部件，如计算机中的硬盘、电

13、源及印 制电路板等这些零部件极容易损坏,产品设计需要确保这些重要零都件在装配和使用 过程中不被损坏最容易发生的失效方式是这些重要零部件装配到正确位置后，由于操 作人员或者消费者用力不当，使得零部件继续前进,碰到其他零件而损坏，因此;有必要 在产品中设计止位特征日止重要零件装配到正确位置后继续前进§11止位檜装配方向电源连接器图225某产品电源止位槽丿面向制造和装配的设计丿面向制造和装配的设计图227避免零件过约束图乙29多个螺钉固定时螺钉孔的设计a）原始的设计b）改进的设计丿面向制造和装配的设计图231合理的间隙设计图2-30公差与成本的关系原则15 :宽松的零件公差要求1 设计合理

14、的2. 简化产品装配尖系3使用定位特征4 使用点或线与平面配合丿面向制造和装配的设计零件仅有唯一的 正确装配位置使用明 显的防 呆标识防呆阻止标识防呆级别金字塔标识越明显， 防呆级别越高1. 阻止特征越明显2. 零件不相似性越明显3. 零件不对称性越明显 防呆级别越高零件对称度越 高，防呆级别 越高零件完全 对称，不必 防呆不必原则17 :防呆设计1 零件具有唯一的正确装配位置2 .零件的防呆设计特征越明显越 好3 放大零件的不对称性或不相似 性4设计明显的防呆标识5最后的选择：通过制程来防呆6完美的防呆：不必防呆制程防呆：1 改变或增加工具、治具2 改变装配顺序3增加使用清单、模板或测量仪执

15、行控制图表丿面向制造和装配的设计丿面向制造和装配的设计If anything can go worng,it will墨菲定律丿面向制造和装配的设计丿面向制造和装配的设计图2-39符号和文字防错«）原始的设计b）改进的址讣用237音频按口及音麹插头图238«）原的的设计b）改进的设计夸大零件的不对称性丿原则18 装配中的人机工程学a、避免视线受阻b、避免装配操作受阻,手4宁螺钉的地 方至少保证25的距离图241谁免视线受阻的装配（：）a）原始的设计b）改进的设计图240避免视线受阻的装配（一）a）原始的设计b）改进的设计曲薦太近足够的空间a)b)图242避免装配操作受阻的装配a）原始的设计b）改进的设计面向制造和装配的设计面向制造和装配的设计面向制造和装配的设计四面向制造和装配的设计实施1转变思想结构工程师：设计不考虑制造和装配的需求转变为设计充分考虑制造和装配的 需求企业：重制造，轻设计转变为"轻制造，重设计2. 建立面向制造和装