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圓頭自攻螺絲代替平頭自攻螺絲
產(chǎn)品已經(jīng)要量產(chǎn)一段時(shí)間了，一切都很順利。
為了尋找降本的空間，工程師于是對產(chǎn)品結構進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)檢查發(fā)現產(chǎn)品中使用的螺絲類(lèi)型太多，按照DFA的設計指南減少緊固件的數量和類(lèi)型，于是對不同類(lèi)型的螺絲進(jìn)行合并。
▲ 圓頭自攻螺絲代替平頭自攻螺絲
如上圖左側所示，原來(lái)的設計中，一個(gè)2mm厚度的鈑金件與塑膠件的緊固通過(guò)一顆M3L8的平頭自攻螺絲來(lái)固定，而產(chǎn)品中其它地方均是使用M3L6的圓頭自攻螺絲，而這里使用平頭螺絲也毫無(wú)道理，于是不假思索的就換成圓頭螺絲，如上圖右側所示。
平頭和圓頭自攻螺絲示意圖如下圖所示。
▲ 平頭自攻螺絲
▲ 圓頭自攻螺絲
悲劇發(fā)生了
過(guò)了幾周，模具改好了。生產(chǎn)線(xiàn)在組裝時(shí)，發(fā)現螺絲滑牙的情況經(jīng)常發(fā)生，稍稍鎖緊就滑牙，操作工人根本不敢鎖緊，產(chǎn)品不良率大幅提高，生產(chǎn)線(xiàn)不得不停線(xiàn)，悲劇發(fā)生了。
測量螺絲的鎖緊力，也遠遠小于原來(lái)的平頭自攻螺絲。
其它什么都沒(méi)變，僅僅是螺絲頭型和長(cháng)度變更，為什么會(huì )出現這種情況？
通過(guò)仔細分析發(fā)現，螺絲替代后，M3L6圓頭螺絲的鎖緊的螺牙數只有3個(gè)，比原來(lái)的平頭螺絲少了1個(gè)。
知道了根本原因，如何修改呢？又改回原來(lái)的設計嗎？這不但全盤(pán)否定原來(lái)的產(chǎn)品優(yōu)化計劃，同時(shí)模具修改復雜。
最簡(jiǎn)單的修改方法
M3自攻螺絲的根部是2.2mm，當前支柱孔徑按經(jīng)驗設計為2.5mm。其實(shí)孔徑可以是2.2、2.3、 2.4、2.5，這其中的差別就是鎖緊力不同，鎖緊牙數越多孔徑必須放大，以免太緊，造成支柱破裂；而牙數少則孔徑必須減小，以增加鎖緊力。
所以，最簡(jiǎn)單的修改方法是把當前2.5mm的支柱孔調整為2.3mm，問(wèn)題即解決。
總結
1. 快量產(chǎn)時(shí)或量產(chǎn)后設計修改需謹慎
產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)，最容易出問(wèn)題的情形是產(chǎn)品快量產(chǎn)時(shí)為了解決某個(gè)問(wèn)題進(jìn)行設計修改，或者產(chǎn)品量產(chǎn)了為了優(yōu)化而進(jìn)行設計修改。
在這種情形下進(jìn)行設計修改，常常因為僅僅聚焦于某一個(gè)角度而視野受限，無(wú)法從整個(gè)產(chǎn)品的全局進(jìn)行思考，于是容易造成設計修改出問(wèn)題。
而這個(gè)時(shí)候出問(wèn)題，往往對工程師的信譽(yù)度造成非常大的負面影響。因此，在這種情形下的設計修改必須多思考，必須小心翼翼、戰戰兢兢。
2. 任何時(shí)候的設計修改都需要遵循相關(guān)設計指南
DFA設計指南減少緊固件的數量和類(lèi)型要求把不同類(lèi)型的螺絲合并為一種螺絲。
但是，這并不意味著(zhù)就進(jìn)行簡(jiǎn)單的螺絲合并和替換，而不管其它DFM設計指南。其實(shí)，在替換成M3L6圓頭自攻螺絲時(shí)，如果也注意到自攻螺絲支柱的設計指南，就不會(huì )出現問(wèn)題。
在《面向制造和裝配的產(chǎn)品設計指南》一書(shū)中，就明確指出了螺紋旋合長(cháng)度太小會(huì )造成鎖緊力小，M3的自攻螺絲的旋合長(cháng)度最好達到6mm以上，而當前只有4mm。
▲自攻螺絲支柱的設計
3. 0.01mm很關(guān)鍵
要做到很完美的產(chǎn)品設計，不是一件簡(jiǎn)單的事情，每一個(gè)0.01mm都很關(guān)鍵，每一個(gè)0.01mm都不是隨心設計，每一個(gè)0.01mm都需要經(jīng)過(guò)思考和分析，這要求工程師必須具有工匠精神，做匠人，修匠心，方能鑄成匠品。
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關(guān)于作者：
鐘元，2011年出版書(shū)籍《面向制造和裝配的產(chǎn)品設計指南》（DFMA）。
2019年11月即將出版《面向成本的產(chǎn)品設計：降本設計之道》（DFC）。
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