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简单就是美-Proe产品设计指南

发布日期:2014-08-28  来源:百佳学习邦  作者:李勇  浏览次数:1555
核心提示:KISS原则是指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。KISS原则从英文直译是把事情弄得越简单、越傻瓜化越好。其最完美的安全是傻瓜相机,傻瓜相机操作简单,似乎连傻瓜都能利用它拍摄出曝光准确、影像清晰的照片来。
 Proe产品设计指南
减少零件数量
Keep It Simple,Stupid(简单就是美)
——KISS原则
 
KISS原则是指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。KISS原则从英文直译是把事情弄得越简单、越傻瓜化越好。其最完美的安全是傻瓜相机,傻瓜相机操作简单,似乎连傻瓜都能利用它拍摄出曝光准确、影像清晰的照片来。
KISS原则上是面向制造和装配的产品设计中最重要的一条设计原则和设计思想,几乎贯穿于每一条设计指南中。
减少零件数量是KISS原则上在面向装配的设计中的主要体现。一般来说,在产品中零件数量越多,产品制造和装配越复杂、越困难,产品制造费用 和装配费用越高,产品开发周期就越长,同时产品发生制造和装配质量问题的可能性越高。在确保实现产品功能和质量的前提下,简化的设计、更少的零件数量能够降低产品成本,缩短产品开发周期,提高产品开发质量高水平的机械工程师把复杂的东西设计得很简单,低水平的机械工程师把简单的东西设计得很复杂。此时也可以把KISS原则应用上,因为KISS原则也可以翻译成:把事情弄简单点,傻瓜!
对于机械工程师来说,减少零件数量、简化产品设计能够大幅减少工作量。一个零件在其开发周期中的任务包括零件设计、生成二维工程图、样品制作、零件试产、零件装配、零件质量和功能验证等,无一不是繁重的任务。减少零件数量、简化产品设计对于工程师来说是看得见的实惠,能够让工程师把更多的时间和精力放在提高产品设计质量上来。

1、考察每个零件,考虑去除每个零件的可能性
"最好的产品是没有零件的产品",这是产品设计的最高境界。
消费者关心的是产品功能和质量,而根本不关心产品的内部结构以及是如何实现这些功能的,因此,在产品中没有一个零件是必须存在的,每一个零件都必须有充分的存在理由,否则这个零件是可以去除的。
当然,不可能存在没有零件的产品,这只是机械工程师的梦想。不过,机械工程师的梦想。不过,机械工程师可以向这个梦想努力和靠近,尽量以最少的零件数量完成产品设计。在产品设计中,考察每一个零件,在确保产品功能和质量的前提下,考虑是否可以和相邻的零件合并、是否可以共用产品中已经存在的零件或者以往产品中已经开发完成的零件、是否可以用更简单的制造工艺来实现等,从而达到去除零件、减少产品零件数量、简化产品结构的目的。

2、把相邻的零件合并成一个零件
减少产品零件数量的一个重要途径是通过设计的优化,把任意相信的零件合并成一个零件。判断相邻零件能否合并的准则如下:
1)相邻的零件是否有相对运动?
2)相邻的零件是否必须由不同材料组成?
3)相邻的零件的合并是否阻止了其他零件的固定、拆卸和维修等?
4)相邻的零件的合并是否造成零件制造复杂、产品整体成本增加?
如果上面四个问题答案都是否定的,那么相邻零件就有可能合并成一个零件。
 
3、把相似的零件合并成一个零件
在产品设计中,相似零件也是减少零件数量的重点关注对象。由于产品功能的需要,在产品中经常存在着两个或多个形状非常相似、区别非常小的零件。机械工程师需要尽量把这些相似的零件合并成一个零件,使得同一个零件能够应用在多个位置。当然,这可能会使零件变得复杂,有时会造成零件应用在某个位置时出现一些多余的特征,带来一定的制造成本浪费。不过一般来说,相似零件合并所带来的制造成本浪费与节省的模具成本和装配成本相比不值一提。
零件的相似性为零件的合并提供了基础。通过设计的优化,可以把零件A和零件B合并成零件C。零件C把零件A的折边和零件B的折边合并成一个大的折边,使得零件C既能够应用在零件A的位置,同时又能够应用在零件B的位置。
设计技巧:在三维软件中,机械工程师先设计好一个零件,然后把零件装配到相似零件的位置,再来设计相似零件所应该具备的特征。合并后的零件包含了相似零件的所有特征。
合并相似的零件可以带来的另外一个好处是防错。在装配过程中相似的零件很容易被装配到错误的位置,这就好比人们总是把邻居家的双胞胎叫错名字一样。如果无法把相似的零件合并成一个零件,则需要把它们设计得非常不同,夸大零件的区别。防错是面向装配的设计另外一个要求。
Proe产品设计指南

4、把对称的零件合并成一个零件
同相似的零件一样,对称的零件也是减少零件数量的重点关注对象。由于产品功能的要求,对称零件在产品设计中出现的几率往往非常大。
通过设计的优化,把零件A和零件B合并成零件C,零件C在零件的左侧和右侧均包含折边,这样零件C既能够应用在零件A的位置,同时又能够应用在零件B的位置。
设计技巧:在三维软件中,机械工程师先设计好一个零件,然后把零件装配到对称零件的位置,再来设计对称零件所应该具备的特征。合并后的零件包含了对称零件的所有特征。
合并对称零件的另外一个好处是防错,因为对称的零件往往也比较相似,容易被装配到错误的位置。如果无法把两个对称的零件合并成一个零件,那么需要把它们设计得非常不对称,夸大零件的不对称性,这是防错的要求。

5、避免过于稳健的设计为了满足各种要求,产品设计应当是稳健的设计,但是稳健有一定的限度,过于稳健的设计会增加零件数量和产品的复杂度,造成产品成本的增加例如,按照客户的要求,产品设计时通过增加零件百度并添加新的零件来提高产品力学性能,最后该设备实际测量下来能够承受1000N的冲击力。很显然,这种过于稳健的设计造成了巨大的浪费。
工程师可以通过相关的理论分析和模拟,以及样品制作和测试来避免过于稳健的产品设计。

6、合理选用零件制造工艺,设计多功能的零件
零件制造工艺决定了零件形状的复杂度。有的制造工艺只能制造出简单形状的零件,而有的制造工艺能够制造出复杂形状的零件。在产品功能和成本满足的条件下,选用合理的零件制造工艺,设计多功能的零件有助于减少产品的零件数量和降低产品复杂度。如图2-1所示,一个钣金件代替了一个钣金和机械加工件的焊接组件。
机械工程师只有掌握多种零件制造工艺,在产品设计时才会游刃有余,才能合理选择零件的制造工艺,设计多功能的零件,从而简化产品设计。

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