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干货 | DFA设计指南之五:抽屉原则

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装配的窘境

在很多产品结构中,我们常常需要把一个长方体零件装配到部件的槽中,类似于把抽屉推入腔体的结构,下图把服务器电源装配到机箱中就是这样的结构。

把服务器电源装配到机箱中


对于这样的结构,我们会发现自己处在一个窘境之中:


我们希望抽屉与腔体的间隙要足够大,这样在装配过程中比较轻松;否则,间隙过小,抽屉与的摩擦过大,那么就很难装进去。


同时,我们又希望抽屉与腔体的间隙要足够的小,这样抽屉装配到位之后,抽屉与之间就已经准确定位,抽屉在腔体中不会发生晃动。否则,间隙过大,抽屉会在箱体中晃动。


而雪上加霜的是,对于那些大批量的产品,每一个抽屉、每一个箱体的尺寸都不一样,这就会造成每一对的抽屉与腔体的间隙不一样,这就更难去设计和控制间隙的大小。


那么,传统设计思维是如何解决这个问题呢?


一个方法是对抽屉和腔体的相关尺寸要求非常精密的公差,这样保证不同抽屉和腔体的间隙都在一个很小的范围内波动,既不会过小使得难装,又不会过大使得晃动。


另一个方法是对抽屉和腔体进行分类;尺寸较大的抽屉与尺寸较大的腔体进行配对装配,尺寸较小的抽屉尺寸较腔体进行配对装配,以保证所有抽屉和腔体的间隙都在一个很小的范围内波动


这两种解决方法可能会有效果,但是副作用很明显,那就是产品成本会很高很高

抽屉原则可以解决这个问题,同时也不会增加产品成本。


抽屉原则

我们在设计一个抽屉时,通常是在装配过程中要把它设计成松的可以动而当它装配到位时又可以固定住、不会晃动简单说也就是先松后紧便于装配定位效果好的原则这就抽屉原则”。


抽屉原则有两个设计关键点:

第一,整面与整面的配合改为点与小面的配合;此处这个点可以称为定位点;这主要为了避免整面配合,一个面的尺寸精度很难控制,另外整面与整面的相对摩擦会较大,容易造成难以组装。

而定位点与小面的配合,尺寸容易管控,摩擦也不会太大,对于一些钣金件或者塑胶件等,即使定位点与小面之间间隙过小、造成干涉,也可以依靠材料本身的弹性使得可以顺利装配。
面与面的配合改为点与小面的配合


第二,在装配过程中,抽屉与腔体始终保持较大的间隙,以使得轻松装配;当装配到位之后,抽屉与腔体保持较小的间隙,以准确定位、避免晃动
装配过程中始终保持较大间隙


装配到位之后保持较小间隙

抽屉原则案例
下面以电脑机箱中的光驱支架结构来说明, 在装配时需要其推入一个框架内,在装配的过程中不能让它很紧, 要松一点才好推动,装配到位时又必需要紧一点,让定位准确,不发生晃动。
光驱支架装配到机箱框架中


如何实施抽屉原则呢?
1. 在光驱支架的外围设计定位凸点。
光驱支架中的定位凸点


2. 在机箱框架中设计配合的特征
机箱框架中的配合特征


通过抽屉原则的设计,在装配过程中,光驱支架与机箱框体之间一直保持较大间隙,装配很轻松顺利。

装配过程中间隙大、轻松愉快


装配到位之后,光驱支架与机箱框体之间通过点与小面的配合,保持较小间隙,光驱支架被完全定位在机箱框体中而不发生晃动。

装配到位后间隙小、准确定位、不发生晃动


装配过程动图演示(红点处为定位点)。
装配过程动图模拟


—END—

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来源:降本设计
电源材料控制模具钣金
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-10-24
最近编辑:1年前
钟元
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