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Proe产品设计减少紧固件的数量和类型

发布日期:2014-09-01  来源:百佳学习邦  作者:李勇  浏览次数:1567
核心提示:紧固件对零件仅有着固定的作用,对产品功能和质量并不带来额外的价值。一个紧固件的开发过程包括设计、制造、验证、采购、储存、拆卸(如果有需要)等,耗时耗力;同时,紧固件(特别是螺栓、螺母)的成本通常都比较高……
 Proe产品设计减少紧固件的数量和类型
紧固件对零件仅有着固定的作用,对产品功能和质量并不带来额外的价值。一个紧固件的开发过程包括设计、制造、验证、采购、储存、拆卸(如果有需要)等,耗时耗力;同时,紧固件(特别是螺栓、螺母)的成本通常都比较高,而且紧固件的使用需要工具,非常不方便。因此,应尽量减少紧固件的使用现在比较流行的消费类电子产品都要求“无工具设计”,即不需要专用的工具就可以完成产品的拆卸,为消费者提供产品的快速装配和使用的方便性。国外不少企业甚至把产品中“元工具设计”作为产品卖点推向市场并获得大批拥趸。

1.使用同一种类型的紧固件(Proe的UDF库)
如果一个产品中有多种类型的紧固件,机械工程师需要考虑减少紧固件的类型尽量使用同一种类型的紧固件。使用同一种类型的紧固件能够还来如下好处:
1)减少在设计和制造过程中对多种类型紧固件的管控。
2)对紧固件的购买带来批量上的成本优势。
3)使用同一种类型的紧固件能够减少装配线上辅助工具的种类。很多企业都要求在同一条装配线上紧固件的类型不要超过一定数量,最好是仅使用一种紧固件。
4)防止产生装配错误。太多的紧固件类型很容易造成操作人员用错紧固件,紧固件用错很容易带来产品质量和功能问题操作人员不得不花费大量的精力来防止错误的产生,而且一旦装配错误发生,操作人员又不得不花费更大的精力来返工。在一个产品中,原始的设计有四种类型的螺钉,包括不同的螺钉长度、螺钉头型、螺钉牙型。通过优化设计,把螺钉的类型减少为一种最常见的M3*6螺钉,使得同一种类型的螺钉能够应用在产品中不同的位置。
如何减少紧固件的类型需要具体问题具体分析,例如,在钣金件设计中,螺柱是常用的零件。有时国灰功能的要求,在同一个钣金件中要求的螺柱高度不一样。此时,有的机械工程师往往就选择两种不同高度的螺柱,即两种类型的螺柱。但是,通过在钣金中增加凸台来调整高度就能够使用同一种螺柱,达到减少螺柱类型的目的。如图2-5所示,原始的设计中需要两种不同高度的螺术M3*6和M3*7。M3*6是最通用的螺柱,M3*7则需要定制加工。在改进的设计中,通过在钣金中增加1MM的凸台,把螺柱的装配位置提高1MM,从而在两个位置都可以使用同一种螺柱M3*6。
Proe产品设计减少紧固件的数量和类型

2.使用卡扣等代替紧固件
装配一个紧固件需要耗费比较多的时间,一个紧固件的装配成本往往是制造成本的5倍以上,常用四种装配方式成本的高低由左向右排列,即卡扣成本最低,拉钉成本次之,螺钉成本较高,螺栓和螺母的成本最高.
卡扣装配是最经济、最环保的装配方式,使用卡扣代替紧固件能够节省大量的装配时间和装配成本。如图2-7所示,两个塑胶件之间可以通过卡扣来装配。
在钣金上则可通过折边压紧来减少紧固件数量,如图2-8所示。在原始的设计中,两个钣金件通过四个螺钉固定;在改进的设计中,通过在一个钣金上增加折边(类似塑胶件中卡扣的功能)来固定,将螺钉的数量由四个减少到两个。
Proe产品设计减少紧固件的数量和类型
 
Proe产品设计减少紧固件的数量和类型
3.避免分散的紧固件设计
把紧固件设计为一体,能够减少紧固件的类型、缩短装配时间和提高装配效率,如图2-9所示。

4.把螺柱和螺母作为最后的选择
同其他的装配方式相比,螺柱和螺母的制造成本最高,装配成本最高,装配效率最低。因此,除非零件的装配要求特别高,否则永远把螺柱和螺母作为最后的选择。

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