标签：
机械设计
产品：
对产品了如指掌,并不是产品设计者才必须做,工厂上上下下,只要是在做稍微有点技术含量的
工作,包括冲模\塑模\组装…都应该深入了解对产品.连接器是一种结构相对简单\应用极为广泛的
电子元器件.由于相关资料很多,也不可能长篇大论来介绍连接器,这里就机具设计必须知道的几点
作下概括:
1.结构:
塑胶 + 端子 (+据功能要求添加组件) =连接器常见组件有铁壳/弹片/胶盖/弹簧等,不是连接器必须组件,但是在连接器设计上几乎都有!因此某些复杂连接器,装配工艺是比较复杂的,有的产线几十个工站,百余人生产.
2.功用:
主要用于各种线缆/电路板/对插接口等,覆盖生活方方面面,实现低能耗\可插拔性的信号传输和电流导通.而作为机具设计者,我们也关注产品在客户处(而不是消费者)是怎么使用的,相应地,会有些设计注意点和重点.例如右图所示:此产品是过SMT的,因此对端子焊脚共面/位置度/正位度等需要着重管控,否则客户无法使用或可能有他们的不良.
3.特性:
塑胶特性,如有些刚出炉塑胶受端子刺入时会产生裂纹,有些塑胶尺寸随温度变化大,有些塑
胶空置会吸水过焊炉易起泡等.
端子特性,材质一般为磷青铜,表面会电镀, 镀层受摩擦易刮掉;有时端子会有残余应力,在折
弯之类工艺上,端子常有规律性歪斜或扭曲现象;端子倒刺和塑胶干涉不足,易退pin…
还有其他产品特性,需要我们熟练掌握,否则机具设计会遇到很多难题或困惑.
4.品质:
品质至上,无可非议,所有产品都有自己的管控方法.机具设计,首先必须使产品达到品质目标,
否则就不能服务生产.了解产品的品质要求,有助于机具设计的合理化,这点可能很多人都没意识到.
打个比方,机具无论设计或调试都只能满足A品质水平但不会给客户造成影响,就可以大胆建议取消
更为严苛的B要求,品质过剩,也是应当极力避免的,那样不仅浪费成本,也增加制造难度.
5.设计:
产品设计和机具设计一样,也有自己的一套.但通常在实施生产时,会有个跨部门检讨会议,这
时,应该结合机具设计提出一些改善建议,当然,前提是对产品设计了解或熟悉.比如,将塑胶槽做宽
点可以增加刀具强度,比如端子哪个部位有必要加宽,比如铁壳铆合脚应该改为什么形状…类似提
法,只要对机具设计有利同时又不影响产品性能,都可以提出来和大家分享.
需要了解的产品知识还有很多,以上只是略举几个.做机具,其实是为了做产品,那么,对产品越
了解,将有助于我们更好的做好机具.
6.地位:
工厂里的产品分布,大概会是20%拳头产品+60%普通产品+20%垃圾产品.后者要么订单少,要么利
润低,要么客户小,要么无前景,是不受公司重视但又时而生产的一类.占多数的那部分产品,是公司
维持日常运作的主要类别,订单\利润\前景都可以但不是很突出.而剩下那部分,或订单很大能贡献
营业额,或利润较高为公司大幅赢利,或前景看好有大订单预期,或客户属于非常重要的地位,这部
分产品,处处受公司关注!那么作为机具设计者,你倾向于参与哪类产品,如果有得选择?
制程：
制程,即产品制造工艺.不同产品,制程不同,同一产品在不同厂家生产,制程也有差异,有时会很大.
不了解制程比不了解产品还严重,其后果是做不出好机具甚至是无法做机具的.
首先,制程决定了产品能否产出,先有制程后有机具;机具不过是用来服务制程的,可以是A君的机
机具,也可以是B君的机具.先压入后裁切,还是先裁切再压入;先装端子还是先装弹片;先作共面检测
还是先作位置度检测…这些都是制程工程师应该考虑的问题,但作为机具设计者,如果不了解制程不
精通制程,就会被牵着鼻子走或者无所适从.压入裁切本来可做到一块,为什么要分开来呢?装端子后
弹片没法装,这个问题难道要等到机具按错误流程做好后才发现吗?如果都没什么影响,共面或位置度
哪个先哪个后,需要费脑筋考虑吗?
其次,制程的优劣,对机具设计影响很大.机具设计人员有义务也有必要根据机具设计实际,对制程
提出一些改善建议,而当制程比较合理时,机具设计也会比较顺畅和可靠.从实践看,经验不足的机具
设计者往往对产品和制程之类和设计密切相关的因素重视不足或缺乏了解,从而在实际设计中,容易
留下一些问题隐患.即使设计经验相当丰富的设计人员,如果忽略这些因素,或者生搬其他产品的套路,
也是难以将自己的设计水平展示出来.
作为连接器,其制程和其他电子产品的装配是有差别的.从动作上看,常见装配工站有:
端子裁切/折弯
压端子入塑胶
压弹片入塑胶
压胶盖入塑胶
端子废料切除
装塑胶入贴壳
铁壳和铁壳铆合
各种功能检测
……
不同产品,以上不同工站进行合理排列,就构成所谓的制程.一般说来,单个工站的机具设计考虑
较多的是设计,如产品如何定位,刀片怎么设计,动力是否足够,等.而多工站尤其之间有联系时(即
制程),就不能单纯认为是在设计机具,要考虑整条线上机具产能和效率是否协调,哪些工站上的机
具可以合并或取消设计,如将A和B工站对调下是否使设计更方便…注重这些细节,对简单或普通产
品来说,可能没太大的必要,但对结构复杂或要求严苛或公司拳头级别的产品来说,则意义重大!
机具设计有很大比例是为了改善制程,而这部分的意义,比之新产品导入,毫不逊色.从需求看,
制程改善所需机具约占工厂机具需求20%左右,如果少于这比例,说明工厂制程有较大改善空间.从
贡献看,修正既有制程上的不合理,或者对其进行优化,往往在节省成本/效率提高方面,具有非常惊
人的绩效,所以设计者如同时对制程了解和重视,可在制程改善上找到一个设计突破口,更好地体现
个人价值.
当然,制程一般是成熟的,甚至是经过多人检阅/改善过的,不合理或待改善之处,有很大的隐藏
性,有的几乎无懈可击.因此,要改变或优化原有制程,需要比原制订人更有犀利眼光/独到见解/丰
富经验,或者花费更多的时间和精力.但不可否认的是,机具设计者如果懂制程,对制程的理解/观察
/改善,具有很大的优势,因为很多的制程工程师,都是实实在在的制程工程师,而制程有很大一部分,
是他们不熟悉或了解不多的机具.
人机：
人机:
顾名思义,协调人与机的学问,体现在实际设计中,主要有以下几个方面需要把握:
1.人体尺寸:如身高\坐高\臂长\制粗等,脑海里应该有个尺寸概念.打个比方,在做一出二(同个作
业放两个产品)机具时,考虑到一般人手指头宽度约20mm,也就是说,当抓握方向与定位座连线平行
时,两个定位座间距必须保证放置产品后,两个产品间距至少在20mm以上(当然也不需要太大).
2.作业空间:例如触摸屏的高度,一般在人手水平伸直位置;机器在线上的位置,应该是人手活动舒
服的范围;布置紧凑的机构,要留有足够的调机或换料空间…
3.负荷程度:机器操作要求,应充分考虑人的生理负荷,最大限度降低劳动强度,因电子行业生产,每
天产量都是十分可观的,几次作业可能是轻松的,但作业员重复动作大都在万次以上,一天下来,其
劳累程度,可想而知,如果工站本身又没考虑到人的负荷能力,那简直是让人受罪不浅.
4.习惯防呆:在研究作业时,考虑最大的适应面,是一个原则;但在习惯之外的异常或意外,也是必须
加以防范的,也就是防呆.利用不规则/不对称/不协调…进行一些可能误操作或漏作业的防范,也是
人机工程应用一个方面
5.安全因素:严格来讲,人机重要内容并不包含此项,但作为一个延伸,在通盘考虑人机方方面面后,
所做的安全防范措施必将更加严密.在做安全护罩时,如果留有空隙,那么应该是多大?拉闸开关为
什么是往下拉时”断”,往上拨时”通”?裁切治具的裁切位置,通常是背对作业员的原因是什么?...人
机可以回答.
性价比：
性价:
追求高性价比的设计,是设计者一项自我要求,并不为企业所重视.企业关心的是机器性能,可
否达到功能,能否满足产需,是否稳定作业,至于花5万还是8万,通常都不太在乎.既然这样,单纯追
求性能就可以了,为什么还要考虑价格呢?
首先,作为设计者,有义务也有责任,让自己的作品更富价值,而价值的一个很重要的指标就是性
价比.如果我是主管,对下属的考核,除了其设计所能达成的功能要求外,投入绝对是应该考虑的.然
而,实际上,很多工厂部门的机械设计主管,对下属的评估,就忽略了这项,这样一来,尽管还算客观
公正,却不全面准确。单纯追求性能的设计,通常并不是件困难的事.优秀的设计者,有高度的职业
道德和社会责任感,也总在寻求体现价值的机会,这样,设计性价比高的机具,就是个人素养和水平
的一个体现指标。
其次，搞机械的通常都是技术出身，并不是所有的主管，或者也经常会遇到行家，如果自己的
设计性价比不高，还能跟人说，自己的设计具有较高水准吗？反过来说，性价比高的设计，往往
令人耳目一新，无须表白或自夸，水平已然摆在别人面前：我就是比别人要高！
再者，很多设计者，有机会的时候，往往会走向创业之路，那么这时性价比就显得极其重要！
企业可以容忍下面一帮姑且称之为渣滓（我一向鄙夷设计浪费的同事：）极尽浪费之能事，却很
少能接受性价比不高的交易。为了对得住自己的良心，为了日后自己可能的自立门户，为了追求
不断上进的设计，我们必须努力提高机具的性价比，哪怕我们暂时还做得不够好！
维护性：
机器设计必须方便容易维护,这是一个非常重要的要求.什么样的设计,可以达到这样一来的要
求?有几个方面是需要注意的:
1.设计简单化原则:设计不能为了显示自己”水平”而七拼八凑,恰相反,应该着力于简单\方便\直接.
能做平面就不要曲面,能方方圆圆就不要畸形怪状,能三两块解决就不要成堆扎团…这是起码的原
则,可是实际设计中,很多人都没做到,甚至连做的意识都没有,设计随随便便,像逗积木一样,不仅
容易造成浪费,对维护也是弊大于利!
2.熟知设计常识和禁忌:尽量让孔朝上,避免将工件紧固部分藏匿到其他工件里头去,有维护需要之
处留有足够的工具作业空间和尽量淌露,可更换部分的安装基准统一和准确,有频繁调节需要的地
方应设计成可调结构…等等.
3.合理维护方式和预留调节空间:所谓合理,就是维护人员技术上或正常情况完全可以做到,举个例
子,通常限位都是做成可调性的(一般靠螺纹进给),在一些非常精密的场合(比如+ -0.02公差),维
护人员可能就不好把握,因常见较小的M3螺纹,转一圈就是0.5mm啦,那么怎么办,可以添加带精密刻
度的机构至于预留空间,这个道理很浅显,不赘述.
4.加强机械本身的稳定性:努力提高设计稳定性,可以有效减少维护,这是最理想的方向.例如避免
伸得长的悬臂机构,机构的中心扎实,产品定位准确,执行机构限位稳定…等等.
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