第2章面向装配的设计指南

2. 2 设计指南
- 2.2.1 减少零件数量
- - 1. 考察每个零件，考虑去除零件可能性
  - 2. 相邻零件合并
  - 3. 相似零件合并
  - 4. 对称零件合并
  - 5. 避免过于稳健的设计
  - 6. 合理选用制造工艺，制作多功能零件
- 2.2.2 减少紧固件数量和类型
- - 1. 使用同一种类型的紧固件
  - 2. 卡扣代替紧固件
  - 3. 把螺柱和螺母作为最后的选择
- 2.2.3 零件标准化
- 2.2.4 模块化设计
- 2.2.5 稳定的基座设计
- - 1. 稳定的基座
  - 2. 理想装配方式
- 2.2.6 设计零件易抓取
- - 1.避免零件太小、太滑、太热和太柔软
  - 2.抓取特征设计
  - 3.避免锋利边角
- 2.2.7 避免零件缠绕
- 2.2.8 装配方向减少
- 2.2.9 导向特征设计
- 2.2.10 先定位后固定
- - 1.四周增加限位
  - 2.定位柱
- 2.2.11 避免装配干涉
- 2.2.12 为辅助工具提供空间
- 2.2.13 配止位特征
- 2.2.14 防止欠/过约束
- 2.2.15 宽松的零件公差要求
- - 1. 设计合理的间隙
  - 2. 简化装配关系
  - 3. 定位特征
  - 4. 点或线与面配合
- 2.2.16 防错设计
- - 1. 唯一装配位置
  - 2. 防错特征越明显越好
  - 3. 夸大零件不相似的地方
  - 4. 夸大零件的不对称性
  - 5. 明显的防错标识
  - 6. 通过制程防错
- 2.2.17 人机工程学
- - 1. 避免视线受阻
  - 2. 避免装配操作受阻的装配
  - 3. 安全
  - 4. 减少工具使用种类，避免使用特殊工具
  - 5. 使用特征辅助产品的装配
- 2.2.18 线缆布局
- - 1. 合理的线缆布局
  - 2. 保护线缆

2. 2 设计指南

2.2.1 减少零件数量

1. 考察每个零件，考虑去除零件可能性

2. 相邻零件合并

1）相邻零件是否相对运动？
2）是否必须由不同材料组成？
3）是否阻止了其它零件固定拆卸和维修？
4）合并是否造成了零件制造复杂、产品整体成本增加？

3. 相似零件合并

将特征合并，可以避免零件识别和装配错误

4. 对称零件合并

5. 避免过于稳健的设计

可以通过理论分析和模拟，以及样品测试来避免

6. 合理选用制造工艺，制作多功能零件

2.2.2 减少紧固件数量和类型

1. 使用同一种类型的紧固件

1）减少对多类型紧固件的管控
2）购买带来批量上的成本优势
3）减少辅助工具的种类
4）防止装配错误
例：钣金件中用凸台让所需螺柱高度一致。

2. 卡扣代替紧固件

紧固件装配成本往往是制造成本5倍以上。
塑胶件用卡扣代替紧固件
钣金用折边压紧

3. 把螺柱和螺母作为最后的选择

2.2.3 零件标准化

企业指定零件标准库

2.2.4 模块化设计

子组件可以更加灵活，满足个性化。

2.2.5 稳定的基座设计

1. 稳定的基座

1）较大的支撑面和强度
2）移动中不晃动脱落
3）导向和定位

2. 理想装配方式

金字塔，大的零件在下方

2.2.6 设计零件易抓取

1.避免零件太小、太滑、太热和太柔软

2.抓取特征设计

3.避免锋利边角

2.2.7 避免零件缠绕

2.2.8 装配方向减少

2.2.9 导向特征设计

2.2.10 先定位后固定

1.四周增加限位

例：塑胶底座和PCB对齐

2.定位柱

2.2.11 避免装配干涉

避免装配、运动过程发生干涉

2.2.12 为辅助工具提供空间

需要了解辅助工具的尺寸和工作原理，也可以向制造工程师寻求帮助

2.2.13 配止位特征

防止零件装配到正确位置后继续前进

2.2.14 防止欠/过约束

欠约束：注意尺寸大的零件需要尽量覆盖整个表面。
过约束：无法判断哪个约束决定零件位置，很难通过尺寸来改善装配质量。因此例如使用长圆孔与小孔配合使用，可以放宽约束，保证精度和装配。

2.2.15 宽松的零件公差要求

严格的零件公差要求：

更高的模具费用
更精密的设备和仪器
额外的加工程序
更长的生产周期
更高的不良率和返工率
更熟练的操作员和培训
更高的原材料质量和生产费用

1. 设计合理的间隙

例：螺钉固定几个零件时，中间螺钉孔稍微扩大，保证一定的间隙。

2. 简化装配关系

减少尺寸链数目，从而减小累积公差。

3. 定位特征

通过控制定位特征公差管控制程，其它尺寸就可以宽松要求。

4. 点或线与面配合

避免面与平面的配合方式，从而可以不对平面度和粗糙度做严格公差要求，继而允许宽松的公差。

2.2.16 防错设计

只要设计中有错误的可能，在装配量足够大时就一定会产生装配错误。因此需要防错设计。
例：USB接口的不对称孔槽设计
当然USB是一个好的防错，但不是一个人性化设计。最理想的是根本不需要防错。比如各种音频接口的设计。
因此需要考虑制造、装配和消费防错。

1. 唯一装配位置

2. 防错特征越明显越好

3. 夸大零件不相似的地方

最理想是合并相似零件；不然就把不相似处做得足够明显。

4. 夸大零件的不对称性

5. 明显的防错标识

需要提醒消费者的防错设计一般不是最佳方法

6. 通过制程防错

最后的选择。在设计上无法防错（成本高昂）时选择制程管控。

2.2.17 人机工程学

1. 避免视线受阻

2. 避免装配操作受阻的装配

应当为抓起、移动、放置、固定零件等动作提供足够的操作空间，避免阻碍甚至装配无法进行。

3. 安全

锋利的边角（钣金），需要压毛边。

4. 减少工具使用种类，避免使用特殊工具

不同螺钉使用不同旋具，就会不利于提高效率和质量

5. 使用特征辅助产品的装配

考虑施力动作的极限和疲劳度，通过设计减少施力可以辅助装配。
例如电脑内存的装配，将向上的力转化为了向下的力，更加方便。

2.2.18 线缆布局

1. 合理的线缆布局

2. 保护线缆

例：线缆通过处反折压平对线缆保护
钣金缺口上添加线缆护线套对线缆进行保护

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