机械设计是产品从概念落地实物的源头环节,后续加工、采购、装配、使用维护、成本、安全全部建立在设计输出之上,设计阶段埋下的问题,后期很难弥补,改造成本会成倍放大。
1、决定产品核心性能,直接关系设备能不能实现功能
机械设计定义整机结构、传动方案、零部件选型、运动逻辑。
设计方案不合理,后续不管加工工艺多好,设备也达不到预期效果:比如出力不足、运行抖动、精度达不到、速度上不去,无法满足客户工况需求。像 CCD 视觉检测设备、轧机设备,结构设计直接决定检测精度、轧制稳定性。
2、控制整机成本,80% 成本在设计阶段就已经定下来
零部件选型、结构复杂度、材料选用、加工工艺,都是设计阶段确定。
设计冗余过大:选用过高规格配件,造成成本浪费,产品失去价格竞争力;
设计过度省成本:零件强度不足,后期频繁故障。
后期采购、加工只能小幅度压缩成本,成本控制点在设计。
3、影响生产制造与装配效率
好的机械设计会兼顾工艺性:零件易加工、公差合理、装配简单,减少非标特殊件,方便批量生产。
设计缺陷带来后果:零件很难加工、装配干涉、拆装困难,生产工时暴涨,良品率下降,增加工厂的生产工时与报废损耗。
4、决定设备可靠性、使用寿命、故障率
结构强度、刚度、疲劳校核、应力避让、润滑散热、防护结构全部来自设计。
很多设备后期漏油、断裂、异响、易磨损,根源不是加工差,而是前期设计没有做好强度校核。设计环节没规避,后期只能维修补救,带来售后成本、客户投诉。
5、关乎使用安全以及合规
设计阶段就要考虑安全防护、过载保护、限位结构。
不合理设计会出现设备干涉、过载损坏,甚至带来人身安全隐患;出口设备还要满足 CE 等标准,防护结构、安全机构必须在设计阶段完成,后期整改改动大。
6、决定后期维护、维修便捷性
设计会考虑后期保养:易损件方便拆装、预留检修空间。
糟糕设计:换一个小配件要拆解整机,大大增加客户后期维护时间成本。
7、迭代与衍生产品的基础
完善的机械设计图纸、BOM 清单是产品迭代改型的基础。一套成熟设计可以衍生多款机型;如果设计逻辑混乱,后续改款升级几乎要重新做一遍。