2022年产品设计工艺性审查.docx

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1、谈产品设计工艺性审查摘要： 随着科学技术的进展和顾客需求的提高，现代企业间的竞争越来越倾向于各自工艺水平的竞争，大多数企业也逐步开头重视产品的工艺性设计；本文简洁介绍了产品设计工艺性审查的目的和程序，具体介绍了设计工艺性审查的内容，以满意和适用于电子产品设计的工艺性分析与审查；关键词： 工艺、工艺性审查、工艺性分析产品质量虽然主要取决于设计质量，设计水平的高低从根本上打算了产品质量，但在产品设计、加工、制造等全过程中的工艺质量却对产品整体质量起到锦上添花的作用；从家电行业的外观、军用产品的牢靠性要求，各行业在实践过程中逐步熟识到设计工艺性审查的重要；我国从 90 岁月初，相关行业逐步制定行业设

2、计工艺性审查的标准及规范，但在实际设计过程中，各企业并没有真正做好设计工艺性审查，产品设计质量没有真正表达和提高；其中除了个别企业因缺少相应组织结构侧重由设计人员完成工艺性分析和审查外，大多企业和相关人员并未严格执行，设计工艺性分析和审查流于形式；1 产品设计工艺性审查的基本要求产品设计工艺性审查是使新设计的产品在满意技术要求的前提下符合肯定的工艺性要求，尽可能在现有生产条件下用比较经济、合理的方法制造出来， 并便于检测、使用和修理；当本企业现有生产条件尚不能满意设计要求时，准时提出新的工艺方案、设备、工装设计要求或外协加工工艺性要求，提出技术改造的建议与内容；准时向设计部门供应新材料、新型元

3、器件和新工艺的技术成果，以便设计部门改进设计；从便于生产制造的角度提出工艺继承性的要 求，审查设计文件是否最大限度地采纳了典型结构设计、典型线路设计，以利于尽可能地采纳典型工艺或标准工艺；全部新设计的产品和改进设计的产品， 在设计过程中均应进行工艺性审查；企业对外来产品的图样、简图，在首次生产前也应进行工艺性审查；产品设计工艺性审查工作由工艺部门负责；对产品设计工艺性审查的基本要求有：全面检查产品图纸的工艺性、定位、基准、紧固、装联焊接、调试等加工要求是否合理，所引用的工艺是否正确可行；具体明白产品的结构，提出加工和装配上的关键问题和工艺关键件的工艺方案，帮助设计人员解决设计中的工艺性问题；审

4、查设计文件中采纳的材料状态及纹向，尺寸公差、协作、粗糙度、涂覆等是否合理；审查设计文件中采纳的元器件的质量水平（合格的质量水平、可焊性、失效率）及元器件生产厂家是否为已挑选定点供应的厂家；当本企业的工艺技术水平仍达不到设计文件所要求的水平常，工艺人员应建议设计人员转变设计，或提出所要增加的设备、工装的方案，以保证每一张图纸都能按设计要求进行加工；2 工艺性分类、评定产品设计工艺性应考虑的主要因素和工艺性评判的形式；工艺性分类分为生产工艺性和使用工艺性，产品的生产工艺性，指其制造的难易程度和经济性；产品的使用工艺性，指产品出厂后在使用过程中保护保养和修理难易程度与经济性；评定产品工艺性应考虑的主

5、要因素：产品的种类及复杂程度；产品的生产产量，生产类型和产品的进展前景；企业现有生产条件；国内外工艺技术进展动态和能够制造的新的生产条件；工艺性评判形式分为定性评判和定量评判，其中定性评判依据附录A 中产品设计工艺性主要工程及以往体会，定性地对产品设计工艺性进行评判；这种评判方法多用于产品设计方案的挑选；定量评判是指当要进一步评判时，可在定性评判的基础上，依据附录 A 所供应的产品设计工艺性主要指标工程的运算公式进行运算，由运算结果确定所要的挑选方案；3 产品设计工艺性主要指标工程；见附录A；4 产品设计工艺性审查的内容为使所设计的新产品具有良好的工艺性，在产品设计的各个阶段均应进行工艺性审查

6、；产品设计工艺性审查阶段的划分应与产品设计阶段的划分相一样， 一般按方案设计、初样设计和具体设计三个阶段进行工艺性审查；当产品的构成较简洁或者为原机型派生产品时，也可以仅有初样设计阶段和具体设计阶段或者只有具体设计阶段的工艺性审查；4.1 方案设计阶段工艺性审查的内容从制造观点分析设计方案的合理性、可行性和牢靠性；除一般工艺性审查外，应特殊留意：对产品设计中安全性设计的工艺性审查，如防机械、防电 力、防燃烧等危害的结构工艺性和工艺材料的审查；对产品设计中热设计的工艺性审查；对产品设计中结构缓冲、减振设计的工艺性审查；对产品设计中电磁场兼容设计的工艺性审查等；分析和比较设计方案中系统图、电路图、

7、结构图及主要技术性能参数的经济性和可行性；分析所用主要原材料、配套元器件及外购件的选用是否合理；分析重要件、关键件在本企业或外协加工的可行 性；分析产品各组成部分是否便于装联、检测、调整和修理；分析产品牢靠性设计的文件中，有关工艺失效的比率是否合理、可行；牢靠性设计的工艺性审查内容见附录 B4.2 初样设计阶段工艺性审查的内容分析产品各组成部分进行装配和检测的可行性；分析总装配的可行性；分析机械装配时防止切屑加工或削减切屑加工的可行性；分析电气装联（组装互 连）、调试时防止更换或少更换元器件或零、部、整件的可行性；分析高精 度、复杂零件在本企业加工或外协加工的可行性；分析结构件主要参数的可检测

8、性和装配精度的合理性；电气线路关键参数的调试和检测性；分析特殊外协加工件的可行性和特殊专用器件外协或自制的可行性；4.3 具体设计阶段工艺性审查的内容各零、部件是否具有合理的装配基准和调整环节；分析各大装配单元分解成平行小装配单元的可行性；分析各电路单元调试、检测，即按分机分别调试、 检测或联机调试、检测的可行性；分析产品中零件的锻造、焊接，热处理、切 屑加工，钣金、冲压件加工，表面处理以及塑件加工、机装等的工艺性，其工 艺性基本要求，见附录C；部件、整件或整机的电气装联工艺性和印制电路板工艺性要求，见附录D；分析产品在安装、调试、使用、保护、保养方面是否便利、安全；5 产品设计工艺性审查的方

9、式和程序方案设计和初样设计阶段的工艺性审查或分析，通常采纳会审方式，也可利用设计方案论证或设计评审及牢靠性设计评审的机会进行工艺性审查；对于构造复杂的设备或系统，主持工艺师应从设计部门制定设计方案时起，就参与设计方案和有关设计工作的争论，争论等项重要活动，并随时对设计的工艺性提出看法和建议；具体设计阶段的工艺性评审，由主持工艺师和各专业工艺师（员）分头进行；进行工艺性审查的产品图样和简图应为草图，并已经设计、审核人员签字；审查时对所发觉的工艺性问题，应填写产品设计工艺性审查记录，全套产品的设计文件经过工艺性审查后，如无大的修改看法，就审查人员应在设计文件的“工艺”栏内签字；对有较大修改的，暂不

10、签字；而将设计文件和产品设计工艺性审查记录表一并交主管工艺师进行审查，审查后交给设计部门；产品设计人员依据审查人员的看法和建议修改设计；经修改后的设计文件如“工艺”栏尚未签字的应返回给原具体负责的工艺人员复查后签字；如设计人员与工艺人员看法不一样时，双方应实行协商的方法解决；假如协商仍有较大的看法分歧，就由企业级技术负责人进行和谐或裁决；正式底图经设计、审核签字后，交原负责工艺性审查的人员签字，工艺人员签字时有权对底图进行复审；未经工艺部门进行工艺性审查签署的工作图，不能投入生产；本文介绍了产品设计工艺性审查的目的、程序和内容，对设计人员、工艺人员起肯定的指导作用，满意电子产品设计工艺性的分析

11、和审查；对各企业的工艺治理和产品设计工艺水平的提高起肯定的促进作用；参考文献1 电子工艺治理导就， 1992.82 GB7828 牢靠性设计评审3 技术文件编写规章附录 A产品设计工艺性主要指标工程（参考件）A1产品制造劳动量（ T）（A1） 式中： n=产品中零件数p=加工第 i 个零件所需工序数tp= 加工第 i 个零件的第 j 道工序的件工时数；A2单位产品材料用量，等于该产品材料消耗工艺定额；A3产品结构装配性系数（ Km）（ A2）A4产品结构装配性系数（ Ka）Ka=（A3） A5产品工艺成本（ S）S=N（ V1+V2+V3+V4+V）5 +（B1+B2+B3）（ A4）式中：

12、S-产品的全年工艺成本（元 / 年）；V1-通用设备的年折旧费和修理费（元 / 件）；V2-通用工艺装备年折旧费（元 / 年）；V3-材料费（元 / 件）V4-工时费（元 / 件）；N-产品年产量（件）；B1-专用设备折旧和修理费（元）；B2-专用工艺装备费（元）；B3-设备调整费（元）；A6 产品的修理劳动量产品的修理劳动量指可修复的产品平均值每年的修理时间，可以参照产品牢靠性设计报告中所给的修理性指标值（或运算值）进行评估；修理劳动量应包括修理预备时间、查找诊断故障时间、修理时间三部分组成；A7 加工精度系数（ KaB）KaB=（ A5）A8 表面粗糙度系数（ Kr ）Kr =（ A6）A

13、9元器件平均焊接点系数（KW）KW=（ A7）A10 产品结构继承性系数（ Ks ）Ks=（A8） A11 产品电路继承性系数（ KB）KB=（ A9）借用电路指从本企业生产中的其他产品中移用过来的电路；标准电路指已经标准化或模块化的电路（含集成电路），可以从设计手册中查到的电路；A12结构标准化系数（ Kst ）Kst =（A10） A13结构要素统一化系数（ KD）KD=（A11）附录 B牢靠性设计工艺性审查（参考件）B1总就B1.1电子产品的分类电子产品包括整机、系统、电子元器件、机械零件、机电元件及部件、整件等；电子元器件又可分为微电子器件、分立半导体器件、电真空器件、激光器件、电阻器

14、、电容器、电感器件、旋转器件、继电器、开关连接器、导线及印制电路板等；电子产品按其结构形式、复杂程度、功能及使用场合不同又可分为可修复产品和不行修复产品，而元器件类大多数为不行修复的产品；B1.2影响电子产品牢靠性水平的主要因素产品的牢靠性水平取决于产品的设计、制造、原材料、配套元器件、生产条件及治理水平，使用的环境条件（气候应力、电应力、机械应力）和修理条件；其中以设计质量和工艺水平为重要因素；B2电子产品牢靠性设计的工艺性审查 B2.1电子整机和系统牢靠性设计的工艺性审查B2.1.1参与牢靠性设计评审产品牢靠性设计评审时与工艺有关的内容及工艺性审查的任务：A、 依据 GB7828 牢靠性设

15、计评审的要求，工艺人员应对设计文件和牢靠性设计报告进行预先阅读和熟识；B、 应对产品的技术要求，配套元器件清单及产品牢靠性失效模式、牢靠性指标等进行初步明白；C、 依据设计文件明白产品各组成部分的结构和电气性能，分析设计报告中所提出的各组成部分牢靠性指标实现中可能产生的工艺问题与加工中的薄弱环节，供应设计人员参考；D、 对所供应的样机牢靠性摸底试验结果或本企业已投产的产品生产中和用户使用中故障情形进行分析，弄清工艺失效的方面和缘由；对牢靠性设计环节中显现的薄弱环节，提出看法和要求，以便改进设计；B2.1.2核算牢靠性设计报告中安排给工艺失效的比率是否合理；B2.1.2.1 整机、系统的工艺失效

16、主要是发生于组装互连失效和调试不良失效；组装互连指将电子元器件和机械零件、部件、整件等装配组成一个能完成特定功能的整体的工艺过程；B2.1.2.2组装互连工艺的分类见图 B1；由大量的统计数据和体会可见； A、 电气组装互连的失效率高于机械组装互连的失效率；B、 电气组装互连中半永久性工艺失效率高于永久性工艺失效率，工艺失效中因组装互连不良引起的失效约在70%80%；C、 电气组装互连工艺失效率的另一重要方面是因插件工艺中的插错率引起的失效；手工插件插错率高于机插插错率；-9D、 连接工艺中以绕接失效率最低约为1 10 /h ，波峰焊和浸焊次之-5约为 110/h-1 10-8/h ，熔接为

17、410-8/h ，手工烙铁因影响因素-7教多，其失效率在 5 10/h -1 10-7/h ；E、 分析样机牢靠性摸底试验的结果，找出设计中引起工艺失效的缺陷，建议改进设计；永久性电气半永久性组装互连永久性机械半永久性焊接熔接压接绕接粘接卡接其他绕接粘接卡接其他热接铆接敛合冲挤粘接冷焊锻合其他栓接销接销定夹接粘接图 B1组装互连分类B2.2电子元器件的牢靠性设计中的工艺性审查B2.2.1参与牢靠性设计评审参与牢靠性设计评审时进行牢靠性设计工艺性审查的内容和任务同B2.1.1 条；B2.2.2电子元器件牢靠性设计中与工艺有关的方面：A、 工艺方案的牢靠性设计内容；B、 元器件挑选方案和试验方案设

18、计B2.2.3牢靠性设计中与工艺有关的保证措施A、 原材料和外购件、外协件质量保证； B、 生产环境条件的保证；C、 工艺设备、仪器和工装质量保证；D、操作人员的素养保证；E、制造工序的质量保证；F、技术文件的质量保证；工艺人员针对以上诸方面情形，对设计部门供应的设计文件（设计图样、简图和牢靠性设计报告等）进行牢靠性设计的工艺性审查；元器件牢靠性设计工艺性审查通常在产品方案设计和初样设计两个阶段进行；附录 C零件铸造、焊接、热处理、切屑加工、钣金、冲压、表面处理、塑料加工和机装的工艺性基本要求（参考件）C1零件结构的铸造工艺性C1.1铸件的壁厚应合适，匀称，不得有突然变化；C1.2铸件的圆角要

19、合理，不应有尖角C1.3铸件的结构要尽量简化，以削减和简化分型图，削减芯子，并要有适当的起模斜度，以便于起模；C1.4加强筋的厚度和分布要合理，以防止冷却时铸件变形或产生裂纹；C1.5铸件的选材要合理，应具有较好的可铸性；C1.6铸件的结构要便于清理；C1.7对采纳精密铸件（如压铸等）的零件应尽量削减切屑加工部位；C1.8对采纳溶模铸造的零件，应尽量防止大面积的平面，如需有大面积的平面时，可在平面上设计工艺槽、工艺筋、工艺孔或设计为阶梯形；溶模铸造的零件，应尽可能防止盲孔，更不能有内大口小的孔或内腔； C2零件、部件的焊接工艺性C2.1焊接件所用的材料，应具有可焊性；C2.2需焊接的零件应依据

20、材料种类、厚度、接头的设计强度、表面质量要求、焊接答应的变形、生产效率等方面挑选所用焊接方法；C2.3焊缝的布置，应有利于削减焊接应力及变形；C2.4焊接接头的形式、位置和尺寸应能满意焊接质量的要求；C2.5熔焊焊缝的分布应尽量防止多条焊缝集中和交叉；电阻焊缝（点）应防止点距、边距的支配过小；熔焊焊缝（点）与电阻焊缝（点） 不能靠得太近；C2.6用电阻焊接的结构应注明点焊及缝焊材料的搭接宽度、最小边距、点焊的核心直径、焊缝的核心宽度、点焊的最小间距等，并应符合本企业有关焊接指导性技术文件的规定；C2.7电阻焊应尽量防止三层或三层以上的板材连接；C2.8钎焊焊缝应注明钎料和钎焊的方法，焊缝应有足

21、够的搭接量； C2.9焊缝长度小于 25mm的短焊缝，应尽量不采纳二氧化碳焊接；封闭的焊接结构件应开通气孔；可见焊缝与不行见焊缝应在图样中标注出来；C2.10需进行热处理的焊接结构件，应注明是焊前热处理仍是焊后热处 理；需精加工的表面应尽量躲开焊缝；需在焊接前加工的结构件应注明必 要的表面粗糙度；同一焊接接头的材料及厚度应尽可能一样，如设计必需 选用不同厚度的材料时，在厚的工件上应有逐步减薄的过度区；C2.11焊接件的各项检查及处理方法的规定应合理，并符合本企业有关焊接指导性技术文件的规定；C3零件结构的热处理工艺性C3.1对热处理零件的技术要求合理；C3.2热处理零件应尽量防止尖角、锐边、盲

22、孔；C3.3截面要尽量匀称、对称；C3.4零件材料应与所要求的物理、机械性能相适应；C4零件结构的切屑加工工艺性C4.1零件结构应具有合理的工艺基准，并与设计基准尽量一样；C4.2尺寸公差、形位公差、表面粗糙度及技术要求应经济合理；C4.3零件的结构应便于装夹、加工和检查；各加工表面几何外形应尽量简洁；有相互位置要求的表面应尽量在一次装夹中加工；C4.4零件的结构要素应尽量统一，并使其能尽量使用一般设备或通用设备和标准刀具进行加工；C4.5零件的结构应尽量便于多件同时加工；C4.6零件的外形尺寸及重量应尽量不超出本企业设备的规范； C4.7需用数控机床加工的零件图样，应适用于数值化加工，图形尺

23、寸应尽量标准化和系列化，并且按坐标系列标注尺寸，内部结构尺寸参数要简化，尺寸关系要简洁，对于由直线和圆弧构成的内外轮廓线，要注明圆心位置、圆弧半径和斜线的斜率等；C4.8审查零件在本企业或外厂加工的可行性；C5零件结构钣金、冲压工艺性C5.1零件结构应力应求简洁、对称；C5.2所选用的材料应符合加工工艺的要求，结构应具有较好的工艺性；C5.3钣金、冲压件的尺寸、外形应尽量防止在本企业设备所能加工的规定范畴内，或可以外协加工；C5.4外形和内孔应尽量防止尖角，在各直线和曲线的连接处应具有相宜的圆角；圆角半径大小应利于成形；多角弯曲半径应左右对称相等；弯曲件的最小圆角半径应符合规定；C5.5有纹向

24、要求的，应在图样上注明；C6零件结构表面处理工艺性C6.1图样中应注明表面处理技术要求，镀涂层挑选，标注方法应符合标准；C6.2螺纹连接、压合、搭接、铆接、点焊与局部焊接、单面焊接等工件，一般不相宜选用电化学涂覆；C6.3盲孔、小孔及瘦长孔的零件，其内腔不能电镀、氧化、磷化及涂漆，如必需进行时，应在图样中特地注明内腔氧化物和镀液排除方法及检测方法；C6.4对于零部（组）件装配后要求涂漆者，通常应在零件状态下先涂底漆，待装配后涂面漆；C6.5零件上需涂两种以上色漆或有特殊要求者，应在图样中加以注明；C6.6涂漆的挑选，应考虑所选用的漆能否保证施工的可行性及与被涂基材相溶性；C6.7凡属装饰性要求

25、高的外露零件在涂覆前其表面粗糙度应达到所要求的数值；C6.8挂镀或自动（如传送链）喷涂的零件应考虑挂吊的部位；C7零件结构的塑料成型工艺性C7.1塑料件所选用材料应符合标准，其工艺性应能满意零件成型的需要；C7.2成型件壁厚要匀称，要有肯定的出模斜度；C7.3内、外表面在转折处都应尽量有圆角（分型面除外）；C7.4成型件上的孔应考虑孔壁邻近的强度，孔与边壁，孔与孔之间要有适当距离；尽量防止凹槽、侧孔，特殊是内侧凹槽；C7.5成型件上的螺纹不宜小于M2，对需要强度和耐磨的螺纹，应使用金属嵌件装件螺纹；C7.6需电镀的塑料件应尽量符合以下要求：a) 尽量削减锐边、夹角及锯齿形，而应以圆弧代替；b)

26、 不应有深凹、突出部位和盲孔；c) 削减大面积的平直表面，用肯定的圆弧代替平直表面；d) 表面粗糙度应保证 Ra0.2 m，才能得到光亮的镀层；e) 不宜有金属嵌件；f) 滚镀塑料件的外形越简洁越好；C7.7需烫印的塑料件应符合以下要求：a) 材质应能满意烫印要求，其塑化温度范畴应在90-180 之内；b) 厚度匀称、表面平整光滑；c) 突起图案的烫印应有0.3mm 以上的高度；突起的边缘应有0.2mm- 0.3mm 的圆角，防止尖角和飞边，但R（半径）也不宜过大，防止 边缘毛糙；d) 突台烫印时，烫印面与突壁之间应有分色槽；e) 斜面平烫其倾斜度应小于45；圆弧形平烫的烫印角应小于90；C7

27、.8真空镀膜塑料件，表面不得有针孔，麻点和划痕；C8机械装配工艺性要求C8.1尽量防止装配时采纳复杂的工艺装备；C8.2在重量大于 20Kg 装配单元或其组成部分的结构中，应具有吊装的结构要素；C8.3各组成部分的连接方法应尽量保证能用最少的工具快速装拆；C8.4各种连接结构形式应便于装配工作的机械化和自动化； C8.5在装配时应防止有关组成部分的中间拆卸和再装配；C8.6整机及各部件要便于校正、调试和检测；C8.7各修正、调整环节要合理、便利；C8.8有气密性要求的部件，在装配后应具有气密性检验的可行性附录 D电装工艺性和印制板制造工艺性（参考件）D1电气装配工艺性D1.1电路图、装配图与线

28、扎图应正确无误D1.2各元器件、部件、整件布局合理，且便于安装焊接、调试和修理；机内导线走向合理，导线规格和颜色选用合理；D1.3连线时需采纳手工焊接、绕接和压接的位置应便于操作；D1.4大的发热元器件的位置应远离导线及对热敏锐的元器件；D1.5安装在印制板上的金属件和元器件之间的距离应适当，金属件不能与元器件相碰和紧压导线，金属件与焊盘距离应符合要求；D1.6安装在印制板上的元器件排列应规章、整齐；排列方向要有利于散热并便于机插或手工插；有极性元件在X 和 Y 方向上极性一样；D1.7安装在印制板上的大型元器件、零件、部件或整件的布局合理，应具有加固措施和良好的工艺性；D1.8印制板上距离近

29、而电位差大的焊盘或导线间应实行绝缘措施，并应具有良好的工艺性；D1.9有阻燃要求的整机及印制板的设计，要考虑防燃措施和工艺性；D2印制板制造工艺性D2.1材料的选用应符合国家或行业标准或企业技术文件的规定；对有阻然要求的印制板应选用阻燃材料的基板；D2.2面积较大的印制板应有防翘曲变形的措施；D2.3印制板外形尺寸的设计应与生产线的工艺装置相适应，四周的最小边焊盘距印制板边框的距离应符合有关规定，通常应留有1mm-2mm空区； D2.4对一机多板的设计，应尽量采纳邮票式拼板加工；拼板邮票孔、长孔与圆孔搭配应合理；D2.5印制导线宽度、距离及公差要求，应符合有关规定；印制导线应防止急剧拐弯及尖角

30、，通过接点及有分支时，应平滑过渡，过渡圆弧半径应不小于2mm；D2.6焊盘的过渡应圆滑、弧度大，以防止断裂；测试焊盘半径应大于或等于2mm，两测试焊盘间距应大于或等于6mm；同一焊盘上的焊接线尽量少于或等于三根；D2.7印制板上应有辨认方向的标记，印制板厚度选用合理，印制板插头区的厚度公差与所选用的插座相匹配；D2.8印制板上的装配件与机箱有严格的协作关系时，印制板孔位设计应有相应的要求；印制板上的边条、大小散热板、屏蔽罩协作的孔及孔位应合理；D2.9印制板的尺寸、强度及元器件的布局与机箱的联接加固形式，应考虑其固有频率要高于整几设备的固有频率的两倍以上，以防止产生共振或强的振动传递关系；D2.10 印制板上所安装的大型发热元器件、部件，如印制板水平放置时，应考虑在其邻近增加热对流散热通道孔，通道孔口的直径应大于4mm；