一个悲伤的DfM故事

    给大家讲个故事，既然是故事必然有真真假假的部分，因而不用全信，听自己感兴趣的就好。为了避免对DfM这个概念误解，先在此做个名词解释DfM，Design for Manufacturing的缩写，字面理解也是面向加工的设计，深层次理解也就是在工程设计阶段考虑加工可制造性。之所以有这个名词的出现一定程度上也说明了很多企业存在工程部门和制造部门严重脱节的情形发生。后文的内容将就是用一个半真半假的例子来讲述这个脱节带来的悲伤的故事。

 

    先简述背景信息，某个回转类铸坯零件，尺寸大到2米以上，铸坯上有一些用于连接的螺钉孔，这些螺钉孔内径都达50毫米以上，因而螺栓头部的直径可达100毫米。对于受拉螺栓，安装唯一的要就是接触面要平，也就要求对铸坯的相应部分进行机加工保证平面度。

 

    现在来粗粗的画个图，这个图是假的，不用去深究。由于工件本身的尺寸巨大，带来装夹困难，因而整个加工过程最好一次装夹完成，避免重复定位的困难。在这种情形下，对这个孔的加工工艺我们来看看是怎样一个设定。

 

    1）根据回转轴Z和工件装夹的下表面确定坐标系，X轴垂直于孔加工面，因而每个孔心的坐标都可以使用Y Z描述。钻镗铰后直径50通孔完成。

 

    2）使用反刮刀加工直径100的沉头孔安装配合面，这里画个图便于大家理解。

    对于这个例子，该工艺是从根据零件设计唯一可行的加工方法。所以别提为什么不换个面从另一面用个铰刀一次铰出沉头部分。现在我们来看看这个第二步工艺实际操作有多复杂。

 

    1.首先需要机床操作工人将没有安装反刮刀片的导杆手动操作机床穿过孔。

 

    2.然后安装上图中反刮刀的安装段。

 

    3.根据实际毛坯厚度，因为是铸坯可能各个位置不完全一样，调整反刮刀的回转中心，和Z负向偏置距离，并预测反刮刀切削层数。

 

    4.实际反刮加工时候，还需要动态测量是否达到加工要求。

 

    现在知道加工这个孔真正机加时间大概有多少了，非加工时间之多，至少占了70%。并且这个零件上的这样的孔数量如果是20个以上的时候，这件事就变得很疯狂了。

 

    现在我们要翻回头从工程角度想想，我们需要的螺栓安装面是个平面就好，那么有没有可能我们直接在设计的时候不要设计这个沉头孔，而是把相应部分用一个异性的平面来替代。细想来没有任何问题。为了避免误解，再画个图。这样的话，从工艺角度而言，就不再需要反刮加工，而是可以用盘铣刀进行一个面铣。带来的优势不说也能理解，时间短的多，几乎没有了非加工时间，从功能角度说也满足螺栓安装要求。

    现在我们在推而广之，去看看检验，因为这个螺栓安装面有平面度要求，在过去对每个反刮面都需要作为检验特征去看它的平面度，而现在只需要对这个平面看一个整体的平面度就可以了。这个设计的变更对于工程部门来说不超过半小时，但是节省在制造和检验上的时间，是十倍百倍的。

 

    写到这，我想根据自己理解说说为什么工程部门没有这么做。其一，工程部门不了解生产实践；其二，画沉头孔相比画这个异性面还是容易的多。需知工程减少工作量1，带来的是制造和检验上工作量增加100。

 

    这里还想提提，很多企业工程部门但凡提及DfM，就是要上软件搞虚拟装配，搞设计产品可制造性分析。其实DfM这个概念如果只是狭义的上软件，用新技术，那就太曲解这个概念了，至少DfM是要让设计工程师多参与制造实践，优化自己的设计。相比而言，它更应是融入设计工程师血液的一种思维方式。同时这里也要批评下很多乙方提供DfM的方案的厂商，千万不要利用自己在软件开发商的优势来人为给甲方企业制造搞DfM就要上软件的概念，误人者终误己。评价是不是真的在干DfM的唯一标准就是，是不是真的通过在工程阶段的设计为制造和检验减少工作量，降低成本。