一、什么是面向装配的设计 DFA面向装配的设计是 Design for assembly 的英文简称。 面向装配的设计是指在产品设计阶段使产品具有良好的可装配性，确保装配工序简单、装配效率高、装配质量高、装配不良率低和装配成本低。 二、面向装配设计的目的。 通过面向装配的设计，产品开发能达到的目的是： ①简化产品装配工序 ②缩短产品装配时间 ③减少产品装配错误 ④减少产品设计修改 ⑤降低产品装配成本 ⑥提高产品装配质量 ⑦提高产品装配效率 ⑧降低产品装配不良率 ⑨提高现有设备使用率 三、面向装配设计的原则 （一）减少零件数量 一般来说，产品的零件数量越多，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。 （1）考察每个零件，考虑去除每个零件的可能性。 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，把任意相邻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相邻零件是否必须由不同材料组成。 ③相邻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。 如果上面四个问题的答案都是否定的，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。 （如果不能合并，则应增加其不相似性 ，以防止生产装错。） （4）把对称的零件合并成一个零件。 （如果不能合并，则应增加其不对称性，已防止装错。） （5）避免过于稳健的设计。 （6）合理选用零件制造工艺，设计多功能的零件。 （7）去除标签。 在有些情况下，可以将标签的内容通过激光打标、注射加工、压铸加工、冲压加工等方式显示在零部件上，继而可以去除标签。 （8）使用全新技术 使用新技术，新产品简化设计。 （二）减少紧固件的数量和类型 （1）使用同一种类型的紧固件 （2）使用卡扣、折边等代替紧固件 （3）避免分散的紧固件设计 （4）使用自攻螺钉代替机械螺钉 （5）把螺柱和螺母作为最后的选 （三）零件标准化 零件标准化可缩短产品开发周期、降低生产制造成本、避免出现零件质量问题的风险。 企业应当制定常用零件的标准库和零件优先选用表，并在企业内部不同产品之间实行标准化策略，鼓励在产品开发中从标准库中选用零件，鼓励重复利用之前产品中应用过的零件。 （四）模块化设计 ①把产品中多个相邻的零件合并成一个子组件或模块。 ②一个产品由多个子组件或模块组成 ③复杂产品被分解为多个功能模块 ④简化产品结构、减少产品装配时的装配工序 ⑤模块化的子组件能够在产品总装配之前进行质量检验 ⑥装配质量问题能够更早、更容易被发现。 （五）稳定的基座（下大上小、下重上轻、安全平稳，装配顺利） （1）设计一个稳定的基座 一个稳定的基座应当具备如下条件： ①基座必须具有较大的支撑面和足够的强度以支撑后续零件，并辅助后续零件的装配。公众号《机械工程文萃》，工程师的加油站！ ②在装配件的移动过程中，基座应当支撑后续零件的固定而不发生晃动以及脱落。 ③基座必须包括导向或定位特征来辅助其他零件的装配。 （2）最理想的装配方式 最理想的装配方式是金字塔式装配方式。一个大而且稳定的零件充当产品基座放置于工作台上，然后依次装配较小的零件，最后装配最小的零件；同时基座零件能够对后续的零件提供定位和导向功能。 （3）避免把大的零件置于小的零件上进行装配 （六）零件容易被抓取 （1）避免零件太小、太重、太滑、太黏、太热或太柔弱 （2）设计抓取特征（如折边） （3）避免零件的锋利边、角 （七）避免零件缠绕 （1）避免零件本身互相缠绕 （2）避免零件在装配过程中卡住 （八）减少零件装配方向 零件的基本装配方向可以分为六个：从上至下的装配，从侧面进行装配（前、后、左、右），从下至上的装配。 （1）零件装配方向越少越好（减少装配过程中翻转，旋转） （2）最理想的零件装配方向 零件的六个基本装配方向中： ①从上至下的装配，可以充分利用重力，是最理想的装配方向； ②从侧面进行装配（前、后、左、右），是次理想的装配方向； ③从下至上的装配，由于要克服重力对装配的影响，是最差的装配方向。 （九）设计导向特征（1）导向特征的设计 （2）导向特征应该是装配最先接触点 （3）导向特征越大越好 （十）先定位后固定 零件的装配如果先定位后固定，在固定之前零件自动对齐到正确位置，就能够减少装配过程的调整，大幅提高装配效率。 （1）四周增加限位 （2）使用定位柱 （十一）避免装配干涉 （1）避免零件在装配过程中发生干涉（装配过程动态模拟） （2）避免运动零件在运动过程中发生干涉（运动过程模拟） （3）避免用户在使用产品过程中发生干涉 设计人员也需要考虑产品在具体使用过程中零部件的干涉问题，避免产品在使用时发生干涉问题。 （十二）为辅助工具提供空间 考虑操作空间。 （十三）为重要零部件设计装配止位特征 在产品中设计止位特征，阻止重要零部件装配到正确位置后继续前进。另外，产品设计也需要阻止零件装配到正确位置后继续前进，防止损坏已经装配好的其他重要零部件。公众号《机械工程文萃》，工程师的加油站！ （十四）防止零件欠约束和过约束 （十五）宽松的零件公差要求 （1）设计合理的间隙 （2）简化产品装配关系 （3）使用定位特征 （4）使用点或线与平面配合 （十六）防错的设计 防错法的目的：减少错误、提高产品利润率；减少时间浪费、提高生产效率；减少由于检查而导致的浪费；消除返工及其引起的浪费；提高产品质量和可靠性；提高产品使用人性化程度、消费者满意度和产品信誉。防错的设计意味着：不需要注意力——即使疏忽也不会发生错误；不需要经验和知觉——外行人也可以做；不需要专门知识——谁做都不会出错；不需要检查——第一次就把事情做好。 防错的设计可以分为设计防错和制程防错。面向装配的产品设计优先考虑产品的设计防错，只有当设计防错很难实现或者代价高的时候，才考虑制程防错。 防错设计的对象包括两种： ①单个零件本身的防错，即零件在正确的装配位置旋转一定角度后，例如90°、180°等，零件不可以继续装配。 ②零件与零件之间的防错。一个零件在产品中应当只能在一个装配位置进行装配，如果一个零件在另外一个装配位置也可以进行装配，那就会带来装配错误问题。 （1）零件仅具有唯一正确的装配位置 （2）零件的防错设计特征越明显越好在允许的情况下，零件的防错特征需要设计得越明显越好。非对称的孔、槽和凸台越不对称越好。 （3）夸大零件的不相似性 尽量合并相似的零件。针对相似的零件，在进行防错设计时，尽量把它们合并成一个零件。 （4）夸大零件的不对称性 （5）设计明显防错标识 （6）最后的选择：通过制程来防错 制程防错的方法包括以下几种：①改变或增添工具、工装；②改变加工步骤；③增加使用清单、模板或测量仪；④执行控制图表。 （7）最完美的防错是不必防错 最完美的防错设计如下：①零件根本就不必防错；②装配效率高，装配质量高；③不仅仅可以阻止错误的产生，还可以阻止产生错误的念头；④真正地做到防呆的设计，就算一个真正的“呆子”来操作也不会发生错误；⑤最人性化的设计，具有高用户体验度的设计。 （十七）装配中的人机工程学 （1）避免视线受阻的装配 （2）避免装配操作受阻的装配 （3）避免操作人员（或消费者）受到伤害 （4）减少工具的使用种类，避免使用特殊的工具 （5）设计特征辅助产品的装配 （十八）线缆的布局 （1）减少线缆的种类和数量 （2）合理的线缆布局 在产品的设计阶段，产品设计工程师需要规划线缆的走向和布局，同时通过简化产品结构，减少线缆的种类、数量和长度，优化线缆的走向和布局，从而可以大幅提高产品装配效率、避免线缆引起的机箱散热或电磁辐射问题。 （3）对线缆进行保护 （4）对线缆的防错 （5）为线缆的装配提供足够的空间