进阶篇:2)DFMA方法的运用
本章目的:DFMA方法运用,引导后面的章节。(运用比只理解重要!)
1.DFMA概述
1.1 DFMA的由来
工艺粗略可分为装配工艺和制造工艺。在这里,我们所讲的“制造”是指产品或部件的某个零件的制造,“装配”是指把零件相互连接以形成完整的产品。
而在上一个章节
进阶篇:1)制造发展与对设计的要求;
中述说过,随着机械行业的发展,对设计者的要求也越高了。工艺中有些知识是结构设计工作者必须掌握的, 这些必须掌握的知识,称之为面向xx的设计(DFX)。
制造工艺的知识是面向制造的设计(DFM),装配工艺的知识为面向装配的设计(DFA)。
1.2 DFMA定义
因此,术语“面向制造的设计”(DFM)指的是易于制造并组装成产品的所有零件的设计,“面向装配的设计”(DFA)指的是易于装配的产品设计;而面向制造和装配的设计(DFMA)则是DFA和DFM的结合产物,即上述两种设计方法合并称为DFMA:Design for Manufacturing and Assembly。
1.3 DFMA的作用
DFMA主要用于三项活动:
1)作为并行工程研究的基础,为设计团队在简化产品结构,减少制造和装配成本,并量化改进方面提供指导。
2)作为研究竞争对手产品的基准工具,可以量化制造和装配的难度。
3)作为成本工具,控制成本,帮助协商达成供应合同。
1.4 DFMA的学习内容
DFA(面向装配的设计)内容包括:kiss原则、防错设计、公差分析等;
DFM(面向制造的设计)内容包括:塑胶、钣金、压铸、机加工、粉末烧结等零件的设计指南 ;
1.5 DFMA的归属
1.6 DFMA和DFMEA可不一样
DFMA:Design for Manufacturing and Assembly 面向制造和装配的设计;
DFMEA:Design Failure Mode Effect Analysis 设计失效模式及后果分析。
这是两种不一样的东西,很多资深的工程师都会搞错,耐心一点的读者可细细查看一下作者的博客,两者皆有讲述。
作者自己就多个产品实际使用过着两种方法(没有偷懒的那种)。作者的感受是:
重要程度是DFMEA为上,因为这是可靠性的体现。但对一个产品的优化提高还是DFMA比较好。
1.7 DFMA是个累活
DFMA是一件非常繁重劳累的活,和DFMEA是一回事。一个产品的DFMA的表格叠加起来可以有厚厚一叠,以后学习了具体方法的同学都会知道。
如果有人拿了一张纸说这就是一个产品所有DFMA表格,看看就可以了,不要把它当真。作者从来不认为只做几个重要零件的DFMA会有大作用。
纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。
DFMA与DFMEA都是要躬行的事情,拿一个项目慢慢的做吧。不要有敷衍项目或赶周期讨好领导之类的,那样对这两种方法停留的表面的。
2.DFMA是投石器
3.重视DFMA
3.1 事前遵循,事后补缺
不要把DFMA表格只当成事后检查的checklist。在设计之前就应该对着DFMA表格,了解制造和装配的设计准则,并尽最大可能遵守。
然后,再在设计完毕后运用表格查漏补缺。
如此施为,才能设计好一个尽可能完善的产品。
DFMA的做法就是事前遵循,事后补缺。
3.2 DFMA请做完整
如果你真的想要运用DFMA来提升产品,那么一整个产品所有的零件请用DFM优化一下,产品所有的装配顺序请用DFA优化一下。也就是说,请做完整的DFMA。这样才能有显著的提高。
如果只做所谓的几个重要零件的DFMA,真的很难看出效果的。当然,作者知道工作量很大,这是代价。
机械设计的方法基本上都这幅样子,要求做完整才有效果。
3.3 迭代的积累
DFMA还有一个重要的作用就是产品的设计积累。
DFMA表格可以书面上量化地反应出一代产品的设计不足。那么,在迭代产品设计时,就可以考虑从这些不足上加以提升。(更加方便取舍)
这样的产品容易代代更强。
3.4 新手对DFMA的认知
3.5 老手对DFMA的认知
如果你是设计老手,中级以上的工程师。也请不要去轻视DFMA中简单易懂的设计原则。
所有DFMA的设计原则都做到完美是你的目标,这并不简单。(就像保持良好的作息习惯一样,这并不简单)
特别是在你需要带领一堆初级工程师的时候!这种方式可以大大减少后期错误的发生。所以就算你不用,你的手下,新来的菜鸟也有用。
因为中级以上的工程师可以保证自己设计的零件大部分合格能用,但你不能期待菜鸟工程师也有你一样的零件设计水平。而你这一套方式(常被称为经验,脑内的),那些入门菜鸟无法短时间学会运用。
DFMA是呆瓜流程,却可以,也实用。减少了后期审图时不必要的错误和精力耗费。(很多外资企业把DFMA当做结构工程师必做流程,反而国内公司很少)
作者注重学以致用,所以干脆把用的方法在讲解在设计指南前(以后的章节也会提示,因为“用”很重要)。
4.DFMA事后补缺的运用步骤(实践)
4.1 准备DFMA设计检查表格(如果你所在公司用的是DFMA专用软件,请忽略)
下面分享中就有,作者也会不时更新的。
4.2 准备设计原则对应的资料书籍
4.3 准备要产品中对应工艺制造的零件的3d模型,和2d图纸
4.4 按照DFMA检查表栏中的内容,逐栏检查零件中对应的特征,并在检查表中评分
4.4.1 检查表项目(表中黄色部分)
4.4.2 零件对应特征
4.4.3 比照书中的内容,评价分数
4.5 优化结构,降低评价分数
4.6 重新设计完毕,重复上面5个步骤,直到分数降到最低值
5.DFMA运用流程图
6.DFMA表格针对的对象
7.DFMA在APQP中的位置
8.DFMA对设计的颠覆
9.像健康守则一样的机械设计准则
机械设计准则不同于软件设计的准则。
软件设计,名字很软,但准则中非常多的是硬性的规定,特别是强语言,很多代码只要少一个分号就无法运行。也就是说软件设计的准则不能违背,但就是这种严酷的规矩下,给了软件设计一个好的环境。
机械设计不一样,机械设计的名字很硬,但就作者而言,几乎所有的机械设计原则都是可以违反的。机械设计手册厚厚的六本,但稍微入门一点的工程师就要学会取舍。
可是,就是这种需要取舍的准则,没有给工程师下限的设计要求。有人不遵守的多,有人就敢做的更差。理所当然,不去遵守机械设计准则,产品本身就会先天不足。
作者的观点,机械设计准则像健康守则一样。这是作者工作了7年后才有了一些微微的领悟。
什么是健康设计守则,比如说按时睡觉,多吃蔬菜,勤加锻炼等。尽可能遵守所有的健康守则的人才能健康。 单遵守一两条是不够的。
作者曾在工作时,常常被项目经理询问,如果不遵守这条机械设计准则会怎么样(目的自然是快点做出产品)。实际上作者并不能准确回答出会出什么问题,相信大部分机械工程师也是这么回事。你能回答出常熬夜不睡觉,平时饮食不健康,常坐办公室不锻炼的人体检会怎么样么?也许什么事都没有。
但相反的,一个人的健康出了问题,他就必须花大代价去解决,除了花钱花时间,哪些不健康的习惯,都要订正才行。
产品也是一样,一旦出了问题,除了花钱花时间去修正模具,那些不遵守设计守则的地方,全部都要更改才行,因为你根本分不清楚哪些准则的违反,才导致这个先天不足的产品,所以只能全改。
但,那个时候,就不怎么好改了。就像一个人生病了想要健康,就不那么容易了。
那么,还不如一开始就尽可能去遵守所有的机械设计准则,这样的产品才容易健康、健壮,就像去保持身体健康而去遵守健康守则一样。
作者做完一个车用产品的有实际的感受,单独遵守几条DFMA的设计原则,并不会有什么大效果。但是认真遵守所有的DFMA的原则,不偷懒地做完一整个产品,做为工程师而言就会有产品真正变好的感觉。
关于DFMA,作者还有一点感受就是,机械设计的准则非常贴近生活本身。没有那一条准则是完美的,都是需要付出一定代价之后才能达到某种效果,一饮一啄。比如防错特征,设计上做防错,当然好。但是单个零件必然会增加制造成本。所以,各家的工程师,必须要对防错有基本的意识,都认为防错是好的,这些零件的制造成本都是需要付出的,那么,这个防错特征才做的下去。否则,一个扯零件的制造成本,一个扯工装的增加,一个扯项目周期,一个扯设计的复杂,势必会造成产品纳期的拖延。机械设计中,如防错的知识,是非常多的。这时候,又需要知识的普及和沟通的重要了。
10.DFMA章节对应的资料
转载于:https://www.cnblogs.com/zjc9915/p/9241082.html
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