第2部分：面向装配的设计指南-3

DFMA第2部分：面向装配的设计指南DesignforAssemblyGuidelinesDFA钟元135642277952013/05/23DFMA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11.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2DFMA1.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3DFMA1.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4DFMA1.DFA的介绍C.最好的装配工序和最差的装配工序：最好的装配工序最差的装配工序1.零件很容易识别2.零件很容易被抓起和放入装配位置3.零件能够自我对齐到正确的位置4.在固定之前，零件只有一个唯一正确的装配位置5．紧固件很少，快速装配6.不需要工具或夹具的辅助7.零件尺寸超过规格，依然能够顺利装配8.装配过程不需要过多的调整9.装配过程很容易很轻松1.零件很难识别2.零件不容易被抓起，容易掉到任何位置3.零件需要操作人员不断的调整才能对齐4a.在固定之前零件能够放到两个或者两个以上的位置4b.很难判断哪一个装配位置是对的4c.零件在错误的位置可以被固定5.螺钉、螺柱、螺母牙型多种、长度多种、头型多种，令人眼花缭乱6.需要工具或夹具的辅助7.零件尺寸在规格范围之内，但依然装不上8.装配过程需要反复的调整9.装配过程很难很费力5DFMA1.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6DFMA1.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！DFMA2.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。8DFMA产品开发中一个零件的生命周期92.简化产品设计，减少零件数量详细设计设计讨论CAE分析设计修改设计修改样品制作工程图出图DFMA检查DFMEA分析公差分析零件报价模具讨论模具制作设计修改零件再次试模FAI/CPK检测零件试模模具承认料号申请图纸发行工程变更图纸更新概念设计概念讨论样品验证模具设计零件验证零件承认模具修改其中任意一个环节的错误都可能对产品的质量、成本和开发周期带来灾害！DFMA减少零件数量对产品的质量、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102.简化产品设计，减少零件数量DFMAA.考查每个零件，考虑去除每个零件的可能性：原始的设计优化的设计零件A零件B焊接零件A112.简化产品设计，减少零件数量DFMAB.把相邻的零件合并成一个零件.合并的原则：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、产品整体成本增加122.简化产品设计，减少零件数量DFMAC.把相似的零件合并成一个零件：原始的设计优化的设计零件A零件B零件A132.简化产品设计，减少零件数量DFMAD.把对称的零件合并成一个零件：原始的设计优化的设计零件A零件B零件A142.简化产品设计，减少零件数量DFMAE.合理选用零件制造工艺、设计多功能的零件原始的设计优化的设计零件A零件A零件B零件C152.简化产品设计，减少零件数量使用钣金件代替机械加工件DFMA原始的设计优化的设计162.简化产品设计，减少零件数量压铸件代替塑胶件和不锈钢弹片的组合不锈钢弹片或导电布塑胶件压铸件DFMA原始的设计优化的设计172.简化产品设计，减少零件数量压铸件代替钣金件和五金件的组合衬套钣金件压铸件定位柱DFMA原始的设计优化的设计182.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DFMA原始的设计优化的设计192.简化产品设计，减少零件数量利用塑胶的弹性特性来代替弹簧DFMA原始的设计优化的设计202.简化产品设计，减少零件数量指甲刀的进化DFMA原始的设计优化的设计212.简化产品设计，减少零件数量接线盒的进化DFMA222.简化产品设计，减少零件数量手机的进化DFMAF.去除标签G.减少紧固件的数量和类型H.减少电缆的种类和数量232.简化产品设计，减少零件数量原始的设计优化的设计标签通过模具成型DFMA3.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24DFMA3.减少紧固件的数量和类型原始的设计优化的设计螺柱M3L6螺柱M3L6螺柱M3L7钣金1mm高度凸包25DFMA3.减少紧固件的数量和类型B.使用卡勾代替紧固件成本卡勾拉钉螺钉螺栓螺母26装配效率螺栓螺母是最后的选择！！DFMA3.减少紧固件的数量和类型原始的设计优化的设计折边27B.使用卡勾代替紧固件DFMA283.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：20X1000X10X2=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；DFMA3.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29DFMA4.零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、螺柱、导电泡棉等选用供应商的标准零件30DFMA4.零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。31DFMA325.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DFMA335.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DFMA345.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DFMA355.模块化产品设计汽车座椅的模块化设计DFMA365.模块化产品设计台式计算机的模块化设计面板模块光驱支架模块硬盘支架模块主板模块电源模块机箱模块侧盖模块（图中未显示）散热模块DFMA6.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37DFMA6.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38DFMA6.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39DFMA6.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：原始的设计优化的设计40DFMA7.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41DFMA8.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42DFMA8.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优化的设计43DFMA9.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44DFMA9.减少零件装配方向B.零件的装配方向从上至下最好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45装配方向DFMA9.减少零件装配方向B.零件的装配方向从上至下最好46原始的设计优化的设计DFMA9.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47DFMA10.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；48DFMA10.设计导向特征最差的设计较好的设计最好的设计或A.设计导向特征49DFMA10.设计导向特征没有导向，后果很严重！50DFMA10.设计导向特征导向柱斜角导向A.设计导向特征：连接器的导向特征设计：51DFMA10.设计导向特征B.导向特征应该是装配最先接触点在装配时，导向特征应该先于零件的