第五節 避免零件纏繞及減少零件裝配方向
1. 避免零件纏繞
Ø 避免零件本身互相纏繞
如果零件纏繞在一起，在裝配時，操作人員在抓取零件時不得不耗費時間和精力把纏繞的零件分開，而且還可能造成零件的損壞。如果產品是自動化裝配，那么零件互相纏繞在一起會造成零件無法正常進料。一些零件容易出現纏繞的設計以及其相應的改進設計如圖2-26所示。
Ø 避免零件在裝配過程中卡住
不合適的零件形狀可能造成零件在裝配過程中卡住，降低裝配效率和產生裝配質量問題，如圖2-27所示。
2. 減少零件裝配方向
零件的基本裝配方向可以分為六個：從上至下的裝配，從側面進行裝配（前、后、左、右），從下至上的裝配。
Ø 零件裝配方向越少越好
對于產品裝配來說，零件的裝配方向越少越好，最理想的產品裝配只有一個裝配方向。裝配方向過多造成在裝配過程中對零件進行移動、旋轉和翻轉等動作，降低零件裝配效率，使得操作人員容易產生疲憊，同時零件的移動、旋轉和翻轉等動作容易造成零件與操作臺上的設備碰撞而發生質量問題。
如圖2-28a所示，原始的設計中具有兩個裝配方向，當下面兩個零件固定好后，兩個零件必須翻轉180°，再固定最上面的零件；改進的設計中只有一個裝配方向，零件不需要翻轉就可以把三個零件裝配在一起，裝配過程簡單。
如圖2-28b所示，原始的設計中零件的裝配方向是從上而下外加一個旋轉方向，裝配過程復雜，同時可能造成零件之間的碰撞而發生損壞；改進的設計中零件從上而下進行裝配，裝配過程簡單。
Ø 最理想的零件裝配方向
零件的六個基本裝配方向中：
v從上至下的裝配，可以充分利用重力，是最理想的裝配方向。
v從側面進行裝配（前、后、左、右），是次理想的裝配方向。
v從下至上的裝配，由于要克服重力對裝配的影響，是最差的裝配方向。
在產品設計時，應盡量合理設計產品結構，使得零件的裝配方向是從上至下。利用零件自身的重力，零件就可以輕松地被放置到預定的位置，然后進行下一步的固定工序。相應的，從下至上的裝配方向因為需要克服產品的重力，零件在固定之前都必須施加外力使之保持在正確的位置，這種裝配方向最費時費力、最容易發生質量問題。
如圖2-28所示，改進的設計中零件只具有一個從上至下的裝配方向，零件裝配效率和裝配質量均比較高。
如圖2-29所示，改進的設計中零件從上至下進行裝配，裝配效率和裝配質量都比原始的設計有很大提高。
第六節 設計導向特征及先定位后固定
1. 設計導向特征
Ø 導向特征的設計
相信大家都見過漏斗，漏斗能夠幫助把液體注入細小的容器中。漏斗的作用就是導向，糾正不正確的液體流向，使之流向正確的位置。產品的裝配也如同液體的傾倒，如果在零件的裝配方向上設計導向特征，減少零件在裝配過程中的裝配阻力，零件就能夠自動對齊到正確的位置，從而可以減少裝配過程中零件位置的調整，減少零件互相卡住的可能性，提高裝配質量和效率。
對于操作人員視線受阻的裝配，更應該設計導向特征，避免零件在裝配過程中被碰壞。
如圖2-30a所示，最差的設計中零件在裝配過程中沒有導向，如果零件稍微沒有對齊，則很容易被阻擋而無法前進，造成裝配過程中止。若使用蠻力來強行裝配，很容易造成零件損壞。
較好的設計是在基座零件上或者插入的零件上增加斜角導向特征，這樣能夠使得裝配過程順利進行（見圖2-30b）。
當然，最好的設計是在基準零件上和插入的零件上均增加斜角導向特性，這樣零件的插入阻力最小，裝配過程最為順利，同時對零件相應的尺寸也可以允許寬松的公差（見圖2-30c）。
常用的導向特征包括斜角、圓角、導向柱和導向槽等，圖2-30b和c就是斜角的例子。
連接器是電子電器產品中常用的一個零件。連接器成本高，但很脆弱，在產品裝配過程中如果沒有正確對齊就容易造成損壞而報廢，因此連接器的導向特征設計至關重要。圖2-31所示的連接器具有兩個導向特征，一是導向柱，二是上下兩側的斜角。連接器的導向特征設計能夠提供連接器之間實現快速裝配，避免裝配損壞，確保裝配質量和電子信號的順利傳輸。
Ø 導向特征應該是裝配最先接觸點
在裝配時，導向特征應該先于零件的其他部分與對應的裝配件接觸，否則，不能起到導向作用，如圖2-32所示。
Ø 導向特征越大越好
導向特征越大，越能容忍零件的尺寸誤差，越能減少裝配時的調整與對齊，導向效果越好，如圖2-33所示。
2. 先定位后固定
零件的裝配如果先定位后固定，在固定之前零件自動對齊到正確位置，這能夠減少裝配過程的調整，大幅提高裝配效率。特別是對那些需要通過輔助工具來固定的零件，在固定之前零件先定位，能夠減少操作人員手工對齊零件的調整，方便零件的固定，提高裝配效率。
如圖2-34所示，在原始的設計中，零件不能自動定位，因此在螺釘固定的過程中零件不得不反復調整對齊到正確位置；在改進的設計中，基座零件上的凹槽限制了零件的移動，使得零件能夠自動定位對齊到正確位置，避免了在螺釘固定時手動調整的多余動作。
在電子電器產品中，PCB（印制電路板）是必不可少的一個組件，包含了整個產品中最核心的部件，因此PCB的裝配非常重要。一般來說，由于PCB自身強度比較低，往往需要用多個螺釘來固定，因此PCB自動定位后再進行固定，對于提高裝配效率非常有幫助，常用的方法有兩種：
Ø 四周增加限位
在塑膠底座的四周增加限位，在固定之前使得PCB自動對齊到正確位置，如圖2-35所示。需要注意的是，PCB與塑膠四周的限位間隙不可太小，否則容易造成PCB過約束。同時限位間隙不可過大，否則沒有定位的效果。
Ø 使用定位柱
使用定位柱（如果導向柱的精度較高，導向柱也可以被當成定位柱使用），在螺釘固定之前使PCB自動對齊到正確位置，如圖2-36所示。對于鈑金件來說，在鈑金件上鉚接定位螺柱可以起相同的作用。推薦這種方法，因為定位柱或者定位螺柱的尺寸公差比較容易控制，這種固定方法可以使得PCB的裝配位置精度比較高。
