產品的人工組裝流程包含拿取零件、插入零件、固定零件這三個步驟,而先前已講述怎樣的設計可以讓組裝人員更方便拿取零件。這次要來跟大家聊聊如何讓組裝件更容易插入欲組裝件,其中一個關鍵因素就是導向特徵的DFMA設計,一起來看看有哪些注意事項吧!
零件導向設計注意事項
為零件加上導向特徵
要加強零件組裝上的導向性,最基本的就是替零件加上導向特徵,像是倒角、圓角等設計,如圖1所示。
舉例來說,軸孔配合的時候如果軸孔沒有倒角,裝配的時候只要差一點點就裝不進去。有了倒角特徵,儘管裝配時有些許誤差,也能夠透過倒角的斜面導向至裝配孔,順利完成組裝作業。而倒角與圓角除了幫助零件定位以外,由於去除了零件尖銳的邊角,也能避免組裝人員受傷。
除了倒角與圓角以外,在塑膠件上也經常看見導向柱設計,如圖2,透過導向柱可以讓零件定位到正確位置。說到這兒,也許你會有一個疑問,產品上不就有螺絲跟卡扣了?怎麼還需要導向柱呢?
這是因為螺絲跟卡扣都只有固定功能,但沒有定位作用。
如果少了導向柱這種限位設計,單純用螺絲與卡扣連接零件的話,由於零件上的接合力分布不均,裝配完成後往往會發現零件接合處有段差。因此,限位設計對於產品的功能性與外觀而言是相當重要的。
導向特徵應為裝配優先接觸點
再來第二點注意事項為導向特徵應為裝配優先接觸點。當兩個零件組裝的時候,如果零件間的定位設計沒有優先接觸的話,其他非定位結構的不均勻受力可能會讓定位設計失效,因此設計上務必確保定位結構優先接觸,如圖3所示。
導向特徵應盡量大
最後一個注意事項則是導向特徵應盡量大。當導向特徵愈大的時候,代表能夠容許的定位誤差也愈大,組裝上也會愈輕鬆,如圖4。話雖如此,過大的導向特徵可能也會影響零件原先的功能性,因此得在不影響原先功能的前提下盡可能加大。如果公司內部有相關設計標準,也能直接參照公司標準。
主廚結語
這次跟大家簡單介紹導向特徵在產品設計中的應用與設計注意事項。想持續查看產品設計相關知識的話,歡迎追蹤科技雞湯Facebook或Instagram!
參考資料
[1] Geoffrey Boothroyd, Product Design for Manufacture and Assembly(3rd), 2011