Nõuded riistvara täppiskonstruktsioonile: DFM-i juhend

Funktsionaalsed nõuded

Konstruktsioonide projekteerimine algab funktsioonist: detail peab teostama ühenduse, fikseerimise, ülekande, positsioneerimise või tihendamise, nagu koost nõuab. Jõudlus peab jääma stabiilseks kogu töövahemikus, mis tähendab, et konstruktsioon kontrollib tugevust, jäikust, kulumiskindlust ja korrosioonikindlust eeldatavatel koormustel ja töötsüklitel. Koormusteed peaksid olema lihtsad ja otsesed ning kriitilised liidesed, nagu laagripesad, tihenduspinnad ja asukohapinnad, peaksid olema kujundatud diskreetsete elementidena, mida saab töödelda rangete tolerantsideni ilma kere üldisele geomeetriale tuginemata.

Protsessi nõuded

Valmistatavusele vastav disain vähendab kulusid ja tagasilükkamist. Konstruktsioonis tuleks kasutada töötlemisprotsessiga sobivaid kujundeid ja mõõtmeid: vältige sügavaid kitsaid pilusid, mis vajavad spetsiaalseid tööriistu, vältige teravaid sisenurki, mis koondavad pinget ja mida on raske lõigata, ning hoidke seinapaksused ühtlased, et piirata moonutusi. Kokkupanek on planeeritud samal ajal: monteerimise järjekord, tööriistade juurdepääs ja kinnituste tolerantsid arvestatakse nii, et ühendatud osad paikneksid õigesti ilma valikulise paigaldamiseta. Funktsioonid, mida ei saa ühe seadistusega töödelda või mis nõuavad viie-telje tööd, kui kolm-teljet, tuleks varakult kahtluse alla seada.

Majanduslikud nõuded

Kulude juhtimine tähendab materjalikulu ja töötluse optimeerimist funktsioonide täitmisel. Ligikaudne-võrk, kergemad osad ja standardsete ribade, torude või plaatide kasutamine vähendavad jäätmeid. Standardimine on võimas hoob: standardseid kinnitusvahendeid, laagreid, tihendeid ja üldotstarbelisi osi kasutatakse kõikjal, kus võimalik, ning mittestandardsete osade arv on viidud miinimumini. Partii{6}}sõbralik disain, nagu sarnaste funktsioonide rühmitamine ja ühiste tööriistade kasutamine, suurendab tootlikkust ja vähendab ühikuhinda nii prototüübi kui ka tootmiskoguste puhul.

Täpsusnõuded

Täppisriistvara määratletakse selle tolerantside järgi. Joonisel on määratletud mõõtmete tolerantsid ja sobivusklassid kõigi paaritusomaduste jaoks, kasutades geomeetrilisi mõõtmeid ja tolerantsi vastavalt ASME Y14.5-le, kus asukohasuhted on olulised. Vormi täpsust nõutakse hammasrataste, võllide, splintide ja sarnaste komponentide puhul, kusjuures töötlemisprotsess valitakse vajaliku kvaliteedi saavutamiseks. Tolerantsi-ülesanalüüs kinnitab, et osade tolerantside kombinatsioon annab siiski vajaliku koostu vaba ruumi või häireid ning kriitilised mõõtmed tuvastatakse protsessisiseseks-kontrolliks ja kontrollimiseks.

Ohutus ja kaitsev disain

Konstruktsiooniohutus väldib rikkeid: sektsioonide suurus määratakse sobivate ohutusteguritega, teravad nurgad on raadiuses ning tõrgete režiimid, nagu paindumine, väsimus ja rabedad purunemised, vaadatakse üle. Kaitsev disain katab ohud inimestele: pöörlevad osad saavad kaitsed, kuumad või teravad pinnad on varjestatud ning muljumiskohad on kõrvaldatud. Servad ja augud on jäetud ja faasitud ning seal, kus mõni osa võib lahtitulemisel operaatorit vigastada, tagab disain positiivse kinnipidamise. Need üksikasjad on sama olulised kui tugevusarvutused, sest enamik välivigastusi on tingitud väikestest konstruktsiooniülesannetest.

Hooldus ja vastupidavus

Hoolduskõlblikkus on kavandatud järgmiselt: kuluvad osad on vahetatavad, reguleerimispunktid on ligipääsetavad ning on ette nähtud määrimis- või puhastusviisid. Vastupidavus pikendab kasutusiga tänu korrosioonivarude, pinnatöötluste ja keskkonnaga sobitatud materjalide valikule. Disain, mida on lihtne hooldada, vähendab eluea kulusid isegi siis, kui esmane maksumus on veidi kõrgem, ja see tuleks dokumenteerida, et hoolduspersonal teaks, millised funktsioonid on kulumis-kriitilised ja kuidas neid taastada.

Kohanemisvõime keskkonnaga

Osa peab töötama oma tegelikus keskkonnas: temperatuurivahemikus, niiskuses, söövitavuses, vibratsioonis, tolmus ja pesukemikaalides. Materjalid ja katted valitakse vastavalt, vahekaugused arvestavad soojuspaisumist ja tihendid kaitsevad tundlikke elemente. Prototüüpide keskkonnakatsed, nagu temperatuuritsüklid, soolapihustamine või vibratsioon, kontrollivad disaini enne tootmist, mitte ei avasta põllul vigu.

Disain-Tootmise koordineerimine

Lõpuks peab disain olema saavutatav olemasoleva tootmisvõimsusega. Tolerantse kontrollitakse masina võimekuse, valitud protsessi ja materjali töödeldavuse suhtes ning prototüüpide käitamine kinnitab protsessi enne tööriistade paigaldamist. Töötlemistöökojas tehtud disainiülevaatused tabavad probleemid varakult: joonis, mis on paberil täiuslik, kuid mida on võimatu kinnitada, või tolerants, mis on suurem kui masin mahutab, maksab kaks korda raha. Koordineerimine projekteerija ja tootja vahel on erinevus joonise ja toodetava osa vahel.

Korduma kippuvad küsimused

1. Mis on riistvara täppisdisaini kõige olulisem nõue?

Esiteks funktsioon, seejärel tootlikkus. Osa, mis vastab igale tolerantsile, kuid ebaõnnestub koostamisel, on väärtusetu ja funktsionaalne disain, mida ei saa ökonoomselt töödelda, ei jõua kunagi tootmisse.

2. Kui range tolerantsi peaksin määrama?

Ainult nii tihedalt, kui funktsioon nõuab. Iga tolerantsiriba vähendamine suurendab töötlemis- ja kontrollikulusid, seega kasutage võimaluse korral standardseid tolerantsiklasse ja jätke tõeliselt kriitiliste funktsioonide jaoks ranged tolerantsid.

3. Miks vältida teravaid sisenurki?

Teravad nurgad tekitavad pingekontsentratsioone ja nõuavad spetsiaalseid tööriistu või EDM-tööd. Vähemalt 0,5-1 mm raadius tugevdab nurka ja võimaldab standardtööriistadel seda puhtalt lõigata.

4. Mida tähendab valmistatavuslik disain?

See tähendab detaili kujundamist nii, et seda saab toota usaldusväärselt ja ökonoomselt: standardsed laosuurused, juurdepääsetavad funktsioonid, saavutatavad tolerantsid, lihtne kinnitus ja minimaalsed seadistused.

5. Millal tuleks kasutada geomeetrilist mõõtmist ja tolerantsi?

Kui objektide asendit, suunda või kuju tuleb üksteise suhtes juhtida, näiteks poldi-avade mustreid, kontsentrilisi avasid või tasaseid tihenduspindu. GD&T ASME Y14.5 kohta edastab nõude ühemõtteliselt.

6. Kuidas kontrollida uut disaini enne masstootmist?

Masina prototüübid tegelikust tootmismaterjalist ja -protsessist, kriitiliste omaduste mõõtmine, osade kokkupanemine tootesse ja keskkonna- või funktsionaalsete testide läbiviimine. Registreerige tulemused tootmiskontrolli lähtetasemena.