面向制造和装配的设计(Design for Manufacturing and Assembly，DFMA) 面向制造和装配的设计概述
在传统的部门制及串行工程的产品开发模式中。产品设计过程与制造加工过程脱节．使产品的可制造性、可装配性和可维护性较差，从而导致设计改动量大、产品开发周期长、产品成本高和产品质量难以保证，甚至有大量的设计无法投入生产，从而造成了人力和物力的巨大浪费。面向制造和装配的设计(DFMA．Design for Manufacturing and Assembly)这一设计理念的提出．向传统的产品开发模式提出
了挑战。应用DFMA的设计思想和相关工具．设计师可以在设计的每一个阶段都获得有关怎样选择材料、选择工艺以及零部件的成本分析等设计信息。它是一种全新的更加简单、更为有效的产品开发方法，为企业降低生产成本、缩短产品开发周期、提高企业效益提供了一条可行之路。
DFMA是并行工程关键技术的重要组成部分，其思想已贯穿企业开发过程的始终。它涵盖的内容很多，涉及产品开发的各个阶段．除了上面所提到的DFMA．还包括面向成本的设计个通用的产品模型．以达到易于装配、提高装配效率和降低装配成本的目的。
在制造业日益发达的今天．在满足各种行业标准和法规的前提下，许多公司都形成了各具特色的产品开发模式。任何一种行而有效的产品开发方法，都必须在充分考虑目前现有的产品开发和生产能力的同时进行最优化的产品设计。
对一个新产品来讲，产品的成本和开发周期是决定这个设计成败的关键因素。国际上有一个著名的
5％，但它却影响产品整个成本的70％。还有一个著
名的“28“原则：产品设计约占整个新产品开发周期的20％．但它却决定了产品总成本的80％。可
以看出仅占产品成本5％的产品设计在很大程度上决定了整个产品的成本及质量。
DFMA的主要内容
DFMA设计概念的提出是为了解决由于设计与制造．装配各自独立而造成的产品成本增加和产品开
发周期长等现实问题．它的核心是通过各种管理手段和计算机辅助工具帮助设计者优化设计，提高设计工作的一次成功率。
1、设计简单化、标准化
设计简单化．就是在满足美观和功能要求的前提下．使设计尽量简单．减少零件的个数．减少以装饰功能为主的附件设计。当然．同时也减少了加工工序．生产成本随之降低．生产周期也相应缩短。同样．在设计时尽量用标准件替代自行开发零部件．不仅可以帮助设计师节省大量的时间，而且可以减少制造加工时间．也节省了设计成本。成组技术(GT)的基本原理是把一些相似的零件划分为零件族，从而揭示和利用它们的基本相似性获得最大的效益。美国、英国等工业发达国家的企业都在使用GT技术．取得了很好的效果。
2、向设计师提供符合企业现有情况的产品设计原则
如果在设计初期企业能够向设计师提供符合企业实际生产制造情况的一些设计原则，则可以进一步地指导设计师进行设计以下是一些可以提高设计效率的简单的设计原则。
a)减少零件个数和种类．并尽量使用标准件。
b)在可能的情况下尽可能采用组合设计的方法。
c)使设计的产品方便检验和测量。
d)产品的精度要求应符合实际生产能力．零件的上下偏差最好取尺寸公差的平均值。
e)稳健性设计。稳健性设计有助于提高产品生产、测试及使用过程中的稳定性。
f)充分考虑产品的定位，减少一些没有实际作用或可有可无的附加设计，同时使所设计产品的功能、
用途更加清晰明确。
g)简化装配过程。尽可能采用易于装配的简单零部件，并且简化备组件间的连接设计。
h)采用常用结构和材料．避免采用特殊材料以及需特殊工艺加工的零部件或组件。
i) 考虑产品维修保养问题．使产品便于拆装和维修。
在实际的新产品设计过程中，企业还应根据自身的情况以及以往的经验向设计师们提供更多更详细的信息。
3、多方案分析
DFM要求设计者在概念设计阶段就要进行多方面的比较分析，一些很小的改动或完善，可能会给后续的设计工作带来极大的收益。只有通过多个方案的对比分析，设计者才能够达到最终优化设计的目的。
多方案分析的实现建立在两个基础之上。一是要在设计创意阶段收集一定数量的设计方案．二是要有科学的分析评价手段和工具。
DFMA软件将设计．装配．材料和加工工艺的知识集成在一起．从装配、制造和维护等方面出发创建一个系统的程序来分析已提出的设计方案，使独立的设计者自己就能够利用这些信息做出合理的选择。它为设计、制造和工艺等相关人员提供了一个共同工作的平台，让大家都在同一时间考虑同～问题，方便了彼此之间的交流。与当前的产品开发方法相比，应用DFMA软件的结果是以更低的成本和更短的时间得到了更高质量的产品．促进产品并行设计和创新设计的实现。据统计，DFMA可以缩短产品从设计到投产的周期高达50％，减少零部件数量达30％～70％。减少装配时间达5O％～80％。目前国际和国内许多公司和科研机构都致力于DFMA专用软件的开发。
DFMA的实施条件
从DFMA 的特征和成本分析方法可知，DFMA 将设计、工艺和制造等相关部门联系在一起．为他们并行工作提供了一个平台。如果利用DFMA软件帮助设计,在概念设计阶段中工艺、制造等相关人员就参与设计，对设计方案的可装配性、可制造性和成本进行估计，以成本为核心对方案进行优化。由此可见，DFMA提供的设计理念与传统的设计理念有本质的区别。企业要实施DFMA技术必须具备如下条件：
1．建立有利于实施DFMA的组织结构，在产品开发初期，保证设计、工艺制造等部门的人员参与到设计中来，即建立跨部门多专业的新产品开发团队。
2，DFMA是一种并行设计软件，为了使团队成员能够及时沟通，必颓建立分布式网络环境。同时，网络的配置方面需要作一些授权处理，通过网络实现在产品的方案设计后设计人员应用DFA对装配成本进行分析的同时工艺人员可以对方案浏览并应用DFM对产品的制造成本进行分析，而网络的实施可以建立在现有工厂PDM 管理平台上。
3．企业内部已推广应用CAX技术和PDM技术，能为实施DFMA 提供技术保障。
4．企业主要领导认同DFMA的开发模式，并给予强有力的支持。
DFMA技术展望
无论是DFM还是DFA．都必须符合产品设计、生产过程中的实际情况和客观规律，而且需要在新产品设计的初期就要对设计工作进行规范和约束。
在美国，DFMA的设计理念和相关产品已广泛应用于汽车、飞机制造、航空和国防等行业．成功地为企业节省了数十亿美元的费用。我国的制造业水平相对落后，但国家已十分重视研发阶段新技术的开发，从1 995年到现在．国家已经在部分企业实施了并行工程，并取得了一定的成效。作为并行工程的关键技术．DFMA也得到了越来越多的企业的关注。在引进一些国外优秀DFMA先进技术的同时，国内一些大软件公司和研究机构如清华大学上海交通大学等已经对DFMA相关技术着手研究，并开始自主开发相关软件，已取得较好的成果。
DFMA是并行工程的核心技术
一、产品设计在产品开发工程中的作用
一般说来，产品开发的整个过程包括这些环节:市场调研、设计、工艺、制造、检验、销售、售后服务、回收处理等，设计是最重要的一个环节。一般说来，产品设计虽然只占产品整个成本的5%，但它确影响产品整个成本的70%。
二、传统产品设计的弊端
传统的产品设计是采用“串行”的方法进行的，这种设计方式的弊端是各个环节缺少交流和沟通，设计很少考虑其下游的工艺、制造、装配、检测、维修、对环境的影响、直至报废处理方面道德内容，这样往往在产品被制造出来以后，还要多次返回进行设计更改，从而造成巨大浪费，增加产品成本，推迟产品上市时间。
更具一家公司的具体实例显示：直到他们的机器运输到客户那才发现存在的问题，改正为题所花费的成本：$590，000！而如果问题被早一点发现和改正，将花费少得多的成本。他估计在不同阶段改正问题所花的成本如下：
由此可见，我们需要运用必要的技术工具，采用新的产品设计模式，取代旧的模式中的弊端。
三、关于DFMA技术
DFMA技术是DFX的另一种统称，该技术是并行工程关键技术的重要组成部分，其思想已贯穿企业开发过程的始终。它涵盖的内容很多，涉及及产品开发的制造、装配、检测、维护、报废处理等各个阶段，DFMA的系列技术包括：DFA(Design For Assembly,面向装配的设计)、DFM(Design For Manufacture,
面向制造的设计)、DFT(Design For Testing,面向测试的设计、DFS(Design For Service,面向维护的设计)、DFE(Design For Environment,面向环境的设计)、DFD(Design For Discarding,面向报废的设计)等。目前应用较多的是机械领域的DFA和DFM，使机械产品在设计的早期阶段就解决了可装配性和可制造性问题，为企业带来了显著的效益。DFA指在产品设计早期阶段考虑并解决装配过程中可能存在的问题，以确保零件快速、高效、低成本地进行装配。
DFA是一种针对转配环节的统筹兼顾的设计思想和方法，就是在产品设计过程中利用各种技术手段入分析、评价、规划、仿真等充分考虑产品的装配环节以及与其相关的各种因素的影响，在满足产品性能与功能调教下改进产品的装配结构、使设计的产品是可以装配的，并尽可能降低装配成本和产品成本。DFA是一种优化产品结构的方法，同时也是一种设计哲理。其作用方式有两种:可装配性分析评价工具和装配设计指南。前者指产品装配性的各种因素，对产品设计进行到一定的程度后，通过系统分析影响产品装配性的进行评价，在此基础上给出再设计建议。后者指先将装配专家的有关知识和经验整理成具体设计指南，然后在它们的指导下进行产品设计，相当与在这些专家的直接帮助下选择设计方案，确定产品结构。DFA在产品开发过程中的作用和地位主要表现在减少零件数(从而精简产品结构)、改进装配性能、降低产品成本等方面。DFM则指在产品设计的早期阶段考虑与制造有关的约束，指导设计师进行同一零件的不同材料和工艺的选择，对不同制造方案进行制造时间和成本的快速定量估计，全面比较与评价方案各种设计与工艺方案，设计团队根据这些定量的反馈信息，在零件的早期设计阶段就能够及时改进设计，确定一种最满意的设计和工艺方案，正是由于DFMA的这些特点和功能，使DFMA技术成为并行工程的核心技术。
四、并行工程所采用的产品开发模式
如上图（左）所示，这是并行工程所采用的产品开发模式，在产品的设计早期阶段应用DFMA技术，考虑解决了可装配性和可制造性问题，经过多次DFMA循环（见上图（右）)后，再进入后面的详细设计阶段，然后是样机制造和大量投产。经过这样的过程，虽然设计阶段的时间有所延长，但整个产品的开发周期确大大的缩短了，并节约了成本，提高了产品质量。
参考文献
1.詹友刚.DFMA面向制造与装配的设计--并行工程的核心技术[J].CAD/CAM与制造业信
息化,2001,(6)
DFMA简明介绍
定义：
DFMA: Design For Manufacture & Assembly，基于制造和装备的设计。这是一种产品或者零部件设计的方法，以满足精益生产和零缺陷生产为指导。
为了满足精益生产原则，成熟技术、精益的过程和可靠的设计需要在产品设计阶段就开始关注。在产品开发的早期阶段就通过一套系统的方法分析生产过程并且尽力减少对产品的测量行为。DFMA方法需要跨团队的努力以达到系统性的实现。
适用：
适用于以手工或半手工的装配为主要工艺生产的产品的设计。
目标：
在产品设计的早期阶段从制造和装配的角度考虑，实现一个符合精益生产原则的稳定的产品设计。建立一个由DFMA优化的产品设计、工艺设计和制造概念。
- 提高生产质量
- 降低产品复杂度
- 提供装备和生产规划的基础
- 缩短产品上市时间
- 提高工艺安全性
实施准备：
- 开始时间：产品开发早期阶段，最好在产品概念确定后
- 团队成员：需要一个跨部门的综合团队，包括：研发、生产规划、设备工程、品质、精益生产专家、采购等等，通常研发项目经理是团队的领导者
- 经验知识：以前项目或者类似项目的历史经验，包括：客户投诉，8D 报告，产品/工艺和测量设备的能力；此外还有：QFD, FMEA等等。
实施：
- 产品分析：关键零件，产品变异
- 工艺时序：使用工艺图来可视化
- 使用《问题表》对产品设计和工艺进行测试检验（《问题表》见附录）
- 评估设计：在单独的工艺层面针对可靠性，信赖性，精益原则评估，在工艺链层面使用精益原则评估
- 根据产品设计和工艺减少测量
- 定义责任和时间
- 完成改进项目
关键指标：
- 降低投资（减少设备投资，工装夹具投资等）
- 提高质量（减少报废率，降低不良风险等）
- 缩短产品上市时间（提高研发成熟度，缩短开发-生产周期，缩短试生产，快速产能提升等）
附录：
《问题表》
1.拉动系统Pull
- 能够提供最少中断的高利用率的过程（可靠性，方便有效供料）？
2.流动FLOW
- 支持线性的生产，工艺能在线升级（分批次的工艺）？
- 能使用简单的操作工艺（抓去，拧紧，连接，传递）并能避免损坏，混料，纠缠，摔落等风险？
3.完美质量Perfect quality
- 能够实时在工艺点发现不良并且能立刻纠正？
- 通过放错法避免错误（零件缺失/重复安装、位置错、操作错误、调整错误等）？
- 利用了简单的结构/构造来避免错误（如，更少的零件，形状简单的零件，更少的工艺步骤等）？
4.灵活性Flexibility
- 工作内容足够灵活吗？工作内容有可分解性，能够任意选用手动或者自动方式处理工艺。如何尽量避免不具灵活性的工艺？
- 通过使用模块化的产品结构达到快速产品生产准备/换型（<5分钟）吗（避免调试或者针对整个工艺链的改动）？
5.标准化Standardize
- 不仅在产品层面而且在生产线/工厂层面规范协调了零部件？（避免送料时混料风险）- 支持并采用了有良好质量历史的成熟的工艺/核心技术和生产批次方法？
Design for Manufacture and Assembly (DFMA) software guides engineers through the process of simplifying a product design, quickly providing accurate estimates of assembly labour and part manufacturing costs including tooling. The software isolates the major cost drivers associated with a wide range of choices for part manufacture and finishing.
Through a quantitative, multidisciplinary approach to cost assessment, DFMA software helps companies create innovative, high-quality products that are more economical to manufacture. A considerable side benefit to the organisation is overall cost reduction. When products have fewer parts, companies can streamline suppliers, inventory, and shipping. When products are easier to manufacture, companies can improve factory throughput and overall resource use.
“We set our DFMA redesign goals at 50 percent for cost reductions in labor and
assembly, and typically we meet or excee d those targets,” says Mike Shipulski,
Director of Engineering at Hypertherm. “Our management is always happy about achieving these significant financial numbers, and they know that the total savings are far-reaching, extending beyond manufacturing to the reduction of facility,
handling, and overhead costs.”
“At Solectron, we’re utilizing our deep expertise in product design and
manufacturing to help OEMs improve product manufacturability and time-to-market, enhance quality and reduce costs through front-end collaborative design,” said J. W.
Krueger, Senior DFM Engineer at Solectron. “The Boothroyd Dewhurst software
application is a critical enhancement to Solectron’s NPI service offering. As part of Solectron’s mechanical design service, the DFMA capabi lity enables us to help
OEMs reduce product complexity and failure rates before prototyping even begins.
Early identification of design issues significantly reduces costs and speeds up new products moving into production at lower costs.”
DFMA software contains an extensive set of industry-tested early cost models for material and manufacturing processes, including sheet metalworking, machining, structural foam molding, plastic extrusion, injection molding, thermoforming, blow molding, cold and hot die casting, hot forging, powder metal processing, sand casting, investment casting, PCB (bare-board AND populated) and Automatic Assembly. New materials and processes are being added with each release of the DFMA software.
DFMA is best applied at the concept stage where at least 70% of the final cost for a product is fixed. It is here that the engineering design team needs quantitative tools that can place a cost figure on various design proposals. DFMA can also be used to benchmark competitors' products and to monitor vendor quotes. When DFMA is used as part of ISO9000 and QS9000 compliance in design and quality areas, it generates supporting quantification and documentation.
Documented benefits of Boothroyd Dewhurst's Design for Assembly software compiled from 88 published case studies include:
Click here to read more about the DFMA Software and expert-led Training that has helped companies achieve these benefits.
面向制造与装配的产品设计
作者:布斯劳
ISBN: 711106927
出版机械工业出版社 / 1999-04-01
定价￥35.00
面向可制造性及装配的设计DFX 前言 蓝草咨询的目标：为用户提升工作业绩优异而努力，为用户明天事业腾飞以蓄能！蓝草咨询的老师：都有多年实战经验，拒绝传统的说教，以案例分析，讲故事为核心，化繁为简，互动体验场景，把学员当成真诚的朋友！ 蓝草咨询的课程：以满足初级、中级、中高级的学员的个性化培训为出发点，通过学习达成不仅当前岗位知识与技能，同时为晋升岗位所需知识与技能做准备。课程设计不仅注意突出落地性、实战性、技能型，而且特别关注新技术、新渠道、新知识、创新型在实践中运用。 蓝草咨询的愿景：卓越的培训是获得知识的绝佳路径，同时是学员快乐的旅程，为快乐而培训为培训更快乐！目前开班的城市：北京、上海、深圳、苏州、香格里拉、荔波，行万里路，破万卷书！ 蓝草咨询的增值服务：可以提供开具培训费的增值税专用发票。让用户合理利用国家鼓励培训各种优惠的政策。报名学习蓝草咨询的培训等学员可以申请免费成为“蓝草club”会员，会员可以免费参加（某些活动只收取成本费用）蓝草club定期不定期举办活动，如联谊会、读书会、品鉴会等。报名学习蓝草咨询培训的学员可以自愿参加蓝草企业“蓝草朋友圈”，分享来自全国各地、多行业多领域的多方面资源，感受朋友们的成功快乐。培训成绩合格的学员获颁培训结业证书，某些课程可以获得国内知名大学颁发的证书和国际培训证书（学员仅仅承担成本费用）。成为“蓝草club”会员的学员，报名参加另外蓝草举办的培训课程的，可以享受该培训课程多种优惠。 课程背景 面向可制造性及装配的设计DFX，是企业提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产
品成本的神兵利器，同时也是企业研发知识和经验积累的有效途径。在企业里实施DFX设计，有着非常重要的实际意义。 优秀产品设计的评判标准是什么？企业实施DFX的设计常见障碍有哪些？实施DFX需要掌握哪些基础知识？如何建立市场导向的产品规格定义？如何进行DFX的产品装配设计？如何进行DFX的塑胶零件设计？DFX的钣金零件设计有些哪些方法技巧?如何进行DFX的压铸零件设计？如何进行DFX的机加零件设计？如何进行DFX的公差分析和设计检查？ 上述种种问题，集中体现了企业实施DFX设计的问题。这些问题的解决，将对企业新产品开发能力的提升，以及上市后质量问题和市场投诉的减少、销售量的提升，起到显而易见的良好效果。 课程目标 DFX基础知识 市场需求导向的产品规格定义 如何进行面向DFX的产品装配设计 如何进行面向DFX的塑胶零件设计 如何进行面向DFX的钣金零件设计 如何进行面向DFX的压铸零件设计 如何进行面向DFX的机加零件设计 如何进行面向DFX的公差分析与设计检查 课程对象：企业总经理、副总经理、市场总监、财务总监、财务骨干、产品企划经理、产品经理、研发总监、项目经理、研发骨干、采购总监、品质总监等相关部门负责人 课程大纲 第一单元 DFX基础知识 1.优秀产品设计的十条标准 2.Design For X(DFX)产生的背景
试题3.1串联稳压电源的设计与制作 功能分析 利用具有单向导电性能的桥式整流元件，将正负交替变化的正弦交流电压变换成单方向的脉动直流电压。利用电容滤波电路尽可能地将单向脉动直流电压中的脉动部分（交流重量）减小，使输出电压成为比较平滑的直流电压。利用串联稳压电源使输出直流电压在电源发生波动或负载变化时保持稳定。 原理框图 完整电路图
试题3.3正弦波发生器的设计与制作 首先利用LM358采纳文式桥振荡方式产生正弦振荡产生正弦
波,Rp3,R4,R3组成负反馈电路,使产生的信号保持稳定,具有较小的失真,然后通过第二级运放LM386将正弦波变放大，尽量减小产生的失真.通过调节双联可调电容C1,C3能够实现频率的调节,电压的调节依靠可调电阻R6,.为使输出波形更接近正弦波 0f ＝ RC 21
一个正弦波振荡器要紧由以下几个部分组成。 （1）放大电路 （2）正反馈网络 （3）选频网络 （4）稳幅环节 试题3.4简易4路抢答器的设计与制作 4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分不为s1，s2，s3，s4。(2)k1给主持人设置一个操纵按钮，用来操纵系统清零（抢答显示数码管灭灯）和抢答的开始。(3)抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 放大电RC 选频网稳幅电 调节幅值幅值放大
74ls373为地址锁存器g点为锁存操纵端 试题3.5数显定时器的设计与制作 两位数显式秒定时器的定时时刻为30s和60s。该电路是由一只集成电路555多谐振荡器输出的1秒脉冲信号作为时基信号而组成的电路。Cd4518内含为两个二、十计数器、 CD4511是一个用于驱动共阴极LED（数码管）显示器的BCD 码—七段码译码器
2.3.3并行工程和面向制造的设计 并行工程是指一种用于产品开发的方法，通过它使工程设计功能、工程制造功能和其他功能综合起来，以减少一种新产品投入市场所需要的时间，也被称为并发工程，它可能被认为是CAD/CAM技术的类似组织版本。按照传统路径来使一件产品投入市场，如图2.3.5(a)所示，工程设计功能和工程制造功能这两种功能是分开并且连续的。产品设计部门开展一项新的设计有时很少考虑到公司的制造能力，也很少有机会能够让制造工程师来提供如何使设计更容易制造的一些建议。它好像了是存在于设计和制造之间的一堵墙，当设计部门完成设计，它投掷工程图和说明书越过这面墙，然后才开始产品制造。 通过比较，实行并行工程的公司，工程制造部门在早期就参与到产品开发周期，为如何使产品和它的零部件能够被设计的更适于制造提供建议，并且可以为产品的制造计划进行早期准备。这种并行工程的方法在图2.3.5(b)中被描绘出。除了工程制造以外其他功能同样被包括在产品开发周期中，如质量工程、制造部门、后勤服务、市场供应评定组成和一些情况下将使用这些产品的消费者。在产品发展阶段的所有这些功能不仅能改善新产品的功能和性能，同时也能改善它的可造性、自检性、易测性、服务能力和可维护性。通过早期功能改善，因为在最终产品设计之后的回顾太晚以至于不能对设计进行便利的修改的不利因素的消除，使产品发展周期的持续期大大减少。 并行工程包含以下方面：(1)面向制造和装配的设计(2)质量设计(3)成本设计和(4)生命周期设计。另外，像快速成型、虚拟制造、和组织转
变等辅助技术需要被用来促进公司的并行工程。 （1）面向制造与装配的设计 据估计一件产品的70%的生命周期成本是由在产品设计时所做的基本决定所决定的，这些设计决定包括每个零件的材料、零件模型、公差、表面处理、零件是如何被组织装配的和常用装配方法。一旦这些决定被确定，减少产品制造成本的能力就会被限制。例如，如果产品设计者决定用铝砂型铸造法制造一个分开零件，但是这个零件的工艺特性只能通过加工来完成(如螺纹孔和配合公差)，制造工程师没有选择的余地，只能按照先砂型铸造在加工的方法来达到既定要求。在这个例子中，用一个在单独步骤所需要的塑料模制品也许是一个较好的决定。因此，当产品设计展开时给制造工程师一个为设计者提建议的机会，对产品的顺利可造性是非常重要的。 这种用于尝试描述顺利改变一件新产品的可造性的条件是面向制造设计(DFM)和面向装配设计(DFA)。当然，DFM和DFA是紧密相连的，因此让我们用制造和装配设计(DFM/A)的形式来表达。制造和装配设计包括在一件新产品中的可造性和可装配性的综合考虑，这包括： (1)开发组织机构的变化 (2)设计原理和指导方针。 在DFM/A中开发组织机构变化 DFM/A的有效执行包括公司组织机构的正式或非正式的变化，因此设计职工和制造职工之间有很好的交流和交互作用。这可以通过以下方法来完成：(1)通过成立由产品设计者制造工程师和其他员工(例如：质量工程师、材料专家)组成的攻关小组来进行产品开发；(2)通过要求设计工程师
1、依据材料科学与工程四要素之间的关系,请以生产骨质瓷陶瓷产品为例论述其从 原料择到最终产品的整个制造过程 四要素：组织结构、成分工艺、材料性能与使用性能 材料性能是材料功能特性和效用(如电、磁、光、热、力学等性质)的定量度量和描述。任何一种材料都有其特征的性能和应用。 使用性能是材料性能在工作状态（受力、气氛、温度）下的表现，材料性能可以视为材料的固有性能，而使用效能则随工作环境不同而异，但它与材料的固有性能密切相关。 材料的性能是由材料的组织结构决定。而材料的组织结构在很大程度上取决于材料的成分及生产工艺。 因此在骨质瓷的生产过程中最重要的是其原料的选择及生产工艺。 原料（骨粉、长石、石英、黏土、解胶剂）——配料、球磨——测定细度——注浆成型——干燥修坯——高温素烧——浸釉、喷釉——低温釉烧 例如为了得到瓷质洁白、光泽柔和的骨质瓷，要增大骨粉的用量，为了得到规整度较高质量较好的骨质瓷，采用高温素烧、低温釉烧的工艺。 2、骨质瓷有哪些性能特点? 分析形成这些特点的机理。 1)机械强度骨质瓷虽然属于软质瓷的范畴，但是其机械强度并不低，在传统陶瓷 中属于强度较高的瓷器，其抗弯强度为120~160MPa，比一般传统商瓷80~120MPa要高30% ~50%。 2)热稳定性骨质瓷由于其主晶相是长柱状，有较高的膨胀系数和较大的各向异性， 所以传统骨质瓷的热稳定性较差，一般在160C左右(即从160~20C水中热交换一次不炸裂)。 3)釉面硬度骨质瓷使用熔块釉，在较低的温度(1050~1150C) 下釉烧，所以釉面
硬度较普通陶瓷要低，硬度一般为550~ 600MPa.一般可以通过添加瓷粉、锆英粉等提高釉面硬度。 4)白净柔和由于使用磷酸钙为原料，坯体中铁、钛含量极少，烧成后磷酸钙呈 现柔和的白色 5)透光度好骨质瓷中磷酸盐玻璃的折射率与石英接近，光透过性较好 6)器型规整采用高温素烧、低温釉烧的二次烧成工艺，烧成时用仿形匣钵进行强 制烧成 7)釉面光润使用熔块釉，使用时比生料釉减少了反应，减少了出现更多气泡的 可能 骨质瓷中微观物相组成主要是β磷酸三钙、钙长石、石英晶体及少量的玻璃相，其独特的物相组成决定了其独有的性能特点 1、根据矿物组成划分原料分哪几类？ 磷酸盐类原料（骨粉）、黏土类原料、石英类原料、长石类原料、钙镁质原料、其他原料 2、什么是粘土？ 黏土是一种由地壳中含长石类岩石经过长期风化和地质作用而形成的疏松或呈胶状的含水铝硅酸盐物质。 3、粘土的主要矿物类型有哪几类？ 黏土矿物主要有以下五种类型，即高岭石类、伊利石类、蒙脱石类、水铝英石类和叶腊石类。高岭石类、伊利石类、蒙脱石类是黏土中常见的三大类黏土矿物。 4、粘土在瓷生产中主要起什么作用？ 黏土在引进制瓷胎体过程中起了重要的作用，主要为: ①赋与坯泥可塑性，是陶瓷坯泥赖以成形的基础;
面向制造的设计--DFM 1、引言 制造系统的组成是复杂的，它的各个环节相互藕合，某一环节中的决策往往会波及其他，从而使这一决策对整个制造系统的作用复杂化。例如对零件材料的选择必然对产品性能、制造工艺、加工设备、原料供应、成本伯算等多方面产生影响。因此，如何在决策时综合考虑整个系统，使之趋于全局最优，是现代制造技术中的重要问题。过去，产品总是从一个部门递交给下一部门，每次都根据各自需要进行修改。“新产品在各部门间的抛接”是早期电子工业的生动写照。在产品设计完成后，接着将进行产品的可制造性改造，修改零件图和公差，更新零件表、配置和装配图等文件。然后重组产品，向供应商再次订货。下一步由市场和现场维护部门提交用户使用产品后反应的报告，以及产品性能与产品广告宣传对照的报告。这些部门的技术维护人员还将提交关于保修期内返修率、零部件损坏率、故障预测难易度及维修后产品性能的报告。 但是，由于产品设计和开发部门没有及时吸收后续工序各部门对新产品的改进意见，或由于企业部门之间缺乏必要的管理制度和协调解决措施，致使产品设计缺陷、产品制造质量和售后服务等问题难以及时得到解决。因而使公司产品在市场上的占有份额逐步减少，有时严重到导致公司破产倒闭。 总之，这种方式的缺陷是设计与制造的严重分离。设计师只负责按照功能要求把产品设计出来，至于如何加工生产，则是工艺师的事，这被一些国外学者形象地称为“扔过墙”(Over the wall)式的设计。 随着现代制造业的发展，这种设计方式的弊端越来越多地暴露出来：出于设计没考虑工艺，设计出的产品制造成本高，没有竞争力；出于各环节串行，生产准备只能在设计完全结束后起动，延长了产品开发时间，丧失了占领市场的机会；更为常见且很严重的情形是：一些设计要求在制造时很难实现甚至根本无法实现，由此导致的返工既浪费了人力，又延误了工期。全球性的激烈竞争迫使制造行业重新审视现有的设计与生产过程，寻求一种新的设计思想与生产模式来实现他们“短周期、高质量、低成本”的理想。面向制造的设计(Design for Manufacturing，DFM)正是在这种需求下发展起来的，并且已经成为许多企业用以提高竞争力的重要手段。 2、DFM概念及其重要性 DFM是一种设计方法，其主要思想是：在产品设计时不但要考虑功能和性能要求，而且要同时考虑制造的可能性、高效性和经济性，即产品的可制造性。其目标是在保证质量的前提下缩短周期、降低成本。在这种情况下，潜在的制造性问题能够及早暴露出来，避免了很多设计返工；而且，对设计方案根据加工的时间和费用进行优化，能显著地降低成本，增强产品的竞争力。
工业产品数字化设计与 制造赛项 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
附件7： 高职装备制造大类工业产品数字化设计与制造赛项技能竞赛规程、评分标准及选手须知 一、竞赛内容 竞赛总时间为小时，分为两个阶段进行。第一阶段为“数据采集、建模与创新设计”，含四个竞赛任务，本阶段竞赛时间为小时。第二阶段为“创新产品加工、装配验证”，含3个竞赛任务，本阶段竞赛时间为2小时，不限制每个阶段内各项任务的完成时间。第一、二阶段成绩分别占总成绩的70%和30%。 1．第一阶段：数据采集、建模与创新设计 任务1：实物三维数据采集。参赛选手使用现场提供的三维扫描设备和辅助用品等，对给定的实物进行三维数据采集，要求扫描点云数据完整，按点云完整比例评分，并使用专业软件将扫描点云数据与标准模型进行精确度自动比对，以精确度等级进行评分。该模块主要考核选手利用三维扫描设备进行数据采集的能力。 任务2：三维建模。参赛选手根据任务1三维扫描所采集的数据，选择合适的三维建模软件，对上述产品外观面进行三维数据建模，其中包含点云数据处理和建模。该模块主要考核选手的三维建模能力，特别是曲面建模能力。 任务3：结构创新优化设计。参赛选手在完成任务2的基础上，选择合适的三维建模软件，进行结构创新优化设计：以上结构创新优化设计要求依据零件结构工艺性等机械制造知识，很好地控制成本，并适应大批量生产的需求。该模块主要考核选手应用机械综合知识进行机械创新设计的能力。 任务4a：数控编程与加工（编程）。根据任务2和任务3建立的三维数字模型和赛场所提供的机床类型、毛坯规格和刀具清单进行工艺设计，并选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序，并编制加工工艺卡。该模块主要考核选手工艺编制和程序编制方面的能力。 2．创新产品加工、装配验证 任务4b：数控编程与加工（加工）。参赛选手根据（第一阶段）制定的加工工艺方案和数控程序，并根据赛场提供的机床、刀具、毛坯等，对该产品(零件)进行数控加工（第二阶段不再提供编程软件）。主要考核选手选用刀具、工
第一部分：培训效果调查 培训主题：面向制造和装配的设计指南 第二部分：DFMA培训试题 一、判断题（每题2分） 1. 这两天培训课的主题是失效模式分析错 2. 产品制造决定了产品的质量错 3. DFMA的实施依靠机械工程师的个人能力错 4. 产品设计时，不必考虑产品是如何装配的，这应当是装配工程师的职责错 5. 在简化产品设计时，发现如图所示两个零件合并后可简化产品装配工序，立 即进行两个零件的合并错 合并前合并后 6. 防错不是设计的职责，防错应当通过制程来实现错 7. 产品出现质量问题，80%是由于操作员操作不当所致错 8. 为提高产品质量，零件尺寸公差可严格要求错 9. 工程师在设计塑胶件时，不必考虑塑胶件的外观质量要求，外观质量的提高 可以通过模具的修改以及工艺参数的调整错 10. DFMA的任意一条设计指南必须无条件的遵守，否则有可能会对产品的质量、 成本造成影响错 二、选择题（每题2分） 1. 以下哪一项对产品成本的贡献最大（A） A．设计B．材料C．劳动力D．管理 2. DFMA能够带给企业的价值（ABCD）
A．减少产品设计修改B．缩短产品开发周期C．提高产品质量D．降低产品成本 3. 以下哪一种装配设计是合理的（B） A B 4. 以下哪一种装配设计是合理的（B） A B 5. 以下哪一种防错方法最好（C） A B C D 6. 塑胶卡扣设计时需要考虑的因素包括（ABCD） A．卡扣的强度要求B．使用定位特征 C．修模的方便性D．卡扣根部添加圆角 7. 关于浇口的选择，哪一个是对的（A）
A B 8. 以下哪个钣金冲压工序无法正常进行或者工序可以进行但无法保证质量 （ABC） A B C D 9. 当公差分析的结果不满足要求时，可以（ACD） A．调整尺寸链中尺寸大小B．减少尺寸链的长度 C．放宽判断标准D．使用定位特征 10. 塑胶件脱模斜度的大小与以下哪些选项有关（ABC） A．塑胶件的材质B．塑胶件的尺寸大小 C．塑胶件的功能实现D．塑胶件的外观 11. 自攻螺钉支柱发生破裂，可能与以下哪些选项有关（ABCD） A．支柱的内径和外径过小B．自攻螺钉拆卸次数过多C．驱动扭矩过大D．自攻螺钉的种类错误使用 12. 以下哪一种导向设计最好（A） A B C D 13. 如何设计产品确保零件宽松的公差要求（ABCD）
产品装配设计工艺规范 1前言 产品装配设计是产品制作的重要环节。其合理性与否不仅关系到产品在装配、焊接、调试和检修过程中是否方便，而且直接影响到产品的质量与电气性能，甚至影响到电路功能能否实现，因此，掌握产品装配设计工艺是十分重要的。 本标准就规范产品装配设计工艺，满足产品可制造性设计的要求，为设计人员提供产品装配设计工艺要求，为工艺人员审核产品装配可制造性提供工艺审核内容。2名称解释 2.1装配 2.2对机器、仪器等的零部件进行必要的配合和联接，使成为成品的过程。装配可分为部件装配和总（产品）装配二个阶段。 2.2.1部件装配 根据一定的技术要求，将两个或两个以上的零件结合成一个装配单元，并完成局部功能组合体的过程。 2.2.2总（产品）装配 根据一定的技术要求，将若干个零件和部件结合成为一个总体（产品），并完成一定功能组合体产品的过程。 2.2.3装配单元
在装配过程中，以一个装配基准件为基础，可以独立组装达到规定的尺寸链与技术要求，作为进一步装配的独立组件、部件、总成或最终整机的一组构件。 2.2.4装配基准件 在一组装配构件中，其装配尺寸链的共同基准面或线所在的构件。 2.3工艺 劳动者利用生产工具对各种原材料、半成品进行加工或处理后成为产品的方法和过程。 2.4装配层： 在装配过程中，为了便于作业划分，对类似作业的装配阶段的划分，如总装层、部装层。一个装配层，可以是一个装配单元，也可以是几个装配单元所组成。 3装配设计的一般原则 装配设计在科研和生产中起着十分重要的作用。在产品设计时，装配图是设计者把装配设计思路落实在文件上的具体表现，它表达产品或部件的工作原理、装配关系、传动路线、连接方式及零件的基本结构的图样。因此，在装配设计时必须遵循以下一般原则： 3.1尽可能保证有利于产品装配工艺的合理性、先进性。 3.2在保证设计的产品性能指标的前提下，力求产品结构继承系数和标准化系数最高。
面向制造和装配的设计(Design for Manufacturing and Assembly，DFMA) 面向制造和装配的设计概述 在传统的部门制及串行工程的产品开发模式中。产品设计过程与制造加工过程脱节．使产品的可制造性、可装配性和可维护性较差，从而导致设计改动量大、产品开发周期长、产品成本高和产品质量难以保证，甚至有大量的设计无法投入生产，从而造成了人力和物力的巨大浪费。面向制造和装配的设计(DFMA．Design for Manufacturing and Assembly)这一设计理念的提出．向传统的产品开发模式提出 了挑战。应用DFMA的设计思想和相关工具．设计师可以在设计的每一个阶段都获得有关怎样选择材料、选择工艺以及零部件的成本分析等设计信息。它是一种全新的更加简单、更为有效的产品开发方法，为企业降低生产成本、缩短产品开发周期、提高企业效益提供了一条可行之路。 DFMA是并行工程关键技术的重要组成部分，其思想已贯穿企业开发过程的始终。它涵盖的内容很多，涉及产品开发的各个阶段．除了上面所提到的DFMA．还包括面向成本的设计个通用的产品模型．以达到易于装配、提高装配效率和降低装配成本的目的。 在制造业日益发达的今天．在满足各种行业标准和法规的前提下，许多公司都形成了各具特色的产品开发模式。任何一种行而有效的产品开发方法，都必须在充分考虑目前现有的产品开发和生产能力的同时进行最优化的产品设计。 对一个新产品来讲，产品的成本和开发周期是决定这个设计成败的关键因素。国际上有一个著名的 5％，但它却影响产品整个成本的70％。还有一个著 名的“28“原则：产品设计约占整个新产品开发周期的20％．但它却决定了产品总成本的80％。可 以看出仅占产品成本5％的产品设计在很大程度上决定了整个产品的成本及质量。 DFMA的主要内容 DFMA设计概念的提出是为了解决由于设计与制造．装配各自独立而造成的产品成本增加和产品开 发周期长等现实问题．它的核心是通过各种管理手段和计算机辅助工具帮助设计者优化设计，提高设计工作的一次成功率。 1、设计简单化、标准化 设计简单化．就是在满足美观和功能要求的前提下．使设计尽量简单．减少零件的个数．减少以装饰功能为主的附件设计。当然．同时也减少了加工工序．生产成本随之降低．生产周期也相应缩短。同样．在设计时尽量用标准件替代自行开发零部件．不仅可以帮助设计师节省大量的时间，而且可以减少制造加工时间．也节省了设计成本。成组技术(GT)的基本原理是把一些相似的零件划分为零件族，从而揭示和利用它们的基本相似性获得最大的效益。美国、英国等工业发达国家的企业都在使用GT技术．取得了很好的效果。 2、向设计师提供符合企业现有情况的产品设计原则 如果在设计初期企业能够向设计师提供符合企业实际生产制造情况的一些设计原则，则可以进一步地指导设计师进行设计以下是一些可以提高设计效率的简单的设计原则。 a)减少零件个数和种类．并尽量使用标准件。 b)在可能的情况下尽可能采用组合设计的方法。
《数字化产品设计与制造综合实训》创新课程结题报告 ----------- 章鱼型空气清新剂 1）项目研究的背景、目的和意义： 数字化设计和制造已经成为当今产品研发的主要途径，产品的设计、制造过程是一个有机的整体，当前的教学大都针对产品设计、制造的某个环节进行的，无法系统的、全面的向同学展示产品研发的整个过程，通过本综合实训让同学亲身参与产品研发的整个过程，熟悉产品设计的流程、规程、制造方法、设备和制造方法、过程等，锻炼同学综合运用知识的能力、设计软件的使用能力、查阅资料的能力、动手与团队协作的能力，培养对产品创新设计的兴趣。 2）项目研究的主要内容： 本实训以鼠标、小型电扇、空气清新器为设计对象，通过市场调研、定位，确定初步设计方案，根据方案确定设计方法、设计软件，通过正逆向两种设计方法，分别进行外观设计、结构设计及效果设计，完成零件的数字化设计，通过快速成型完成零件的快速制造，对样件进行评估修改，确定最终产品模型，并进行单件生产、装配和调试。 3）项目研究采取的方法和具体措施： 本项目主要按以下方法和步骤进行 1.确定数字化产品设计的研究对象，通过市场调研，进行合理市场定位，确定研究 对象的功能、适用场合等。通过研讨分析最后确定以车用清新器作为产品设计和研发的对象，进行快速产品开发。 2.对研究对象进行初步的工业设计，粗步确定研究对象的尺寸、颜色、外观等，做 出草图。在草图和概念设计的基础上，对空气清新器模型用油腻做出整体实物模型。
3.采用正向和逆向两种设计方式完成产品的外形、内部结构的三维数字化设计。对空气清新器模型采正逆向两种设计方式。逆向设计先通过数字化测量设备（ATTOS），采集油泥模型的三维整体数字数据，通过逆向工程软件（IMAGEWARE）将扫描的三维点云数据进行处理，对由点云数据进行对齐，提取特征线，由线生成面，然后再按照先整体后分体，对空气清新器模型进行结构设计；空气清新器正向采用三维设计软件（CATIA、UG）在概念草图设计的基础上，由外到内，先外观后结构，先主后次的顺序对空气清新器、风扇的各个零件进行设计，最终形成空气清新器装配体三维模型。 4.快速原型制作。将正逆向设计的空气清新器三维数字模型，生成快速成型设备所能识别的数据格式（STL）,经过快速成型设备（SOLID,FDM），通过将三维模型在快速成型设备上的布局、分层设置、三维打印等步骤，快速制作出实物样件，然后对样件进行评估，评价验证产品的结构、功能、人机工程、实际使用和视觉效果等，对需要修改的部分确定修改方案。 5.对需修改的部件或产品数模进行修改，再次进行快速成型制作，评估确定最终模型。 6.对产品进行快速制造。对最终的定型产品单一零件在MCP真空铸型机上进行快速硅胶模具制作，由硅胶模具在铸型机上通过配置不同的树脂材料，快速小批量浇铸零件。 7.其他元器件购买及安装调试。将快速成形件或者真空铸型件，同电子元件一起进行装配，需要调整的地方通过人工处理，打磨等方法完成最终的产品。 8.成本核算。对整个产品开发过程进行系统评价，对每个工序进行成本核算，培养同学生成成本的概念和意识。 4）项目研究的创新性：
2009-2010度期末试题 电子产品设计与制作流程分析 项 目 设 计 二00九年十二月三十日 一、项目设计的背景、意义：....................................................................... 二、项目实施的过程分析：........................................................................... 1、稳压电源设计具有的应用价值：....................................................... 2、设计流程图：....................................................................................... 3、根据流程图进行单元电路设计： (2) 4、绘制电路原理图： (3) 5、电路仿真验证其设计的正确性： (4) 6、元件的选取方法、原则： (4) 7、安装调试过程： (4) 8、产品定型及编写使用说明书： (4) 三、学习课程的收获、体会、建议： (4)
一、项目设计的背景、意义： 随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。为了把好关需对流动人口进行体温检测由于温度传感器ds18b20具有独特的单线接口仅需要一个端口进行引脚通信可实现多点组网功能，0待机功耗，电压范围仅为3.0——5.5v而且具有读数方便测温范围广，测温准确的特点，最主要时可定义报警设置，报警搜索命令识别并标志超过程序先顶温度（温度报警条件），那么只要检测温度超过设定的正常人体温就会报警，这样就能更有效的防治流感扩散。出于对此类问题的探索我们通过上网查询有关资料做了本设计。 二、项目实施的过程分析： 1、DS18B20的应用价值：DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现９～１２位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下： ●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信； ●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能； ●无须外部器件； ●可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ； ●零待机功耗； ●温度以９或１２位数字； ●用户可定义报警设置； ●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件； ●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作； 2、设计流程图： 图8 程序流程图 3、根据流程图进行单元电路设计：?? 2.4.1 主板电路 系统整体硬件电路包括：传感器数据采集电路，温度显示电路，报警调整电路，单片机主板电路等，如图7所示。 图7中有2个独立式按键可以分别调整温度计的报警温度设置，图中LCD可以在被测温度不在上下限范围内时，发出闪烁，同时LCD可以调整报警上限，从而测出被测的温度值。 ?图7中的按健复位电路是上电复位加手动复位，使用比较方便，在程序跑飞时，可以手动复位，这样就不用在重起单片机电源，就可以实现复位。 2.4.2 显示电路 ?显示电路是使用的并口显示，这种显示最大的优点就是使用简单，只用P1口。
产品设计与实物制作的关系 摘要:在产品设计专业中，一个产品的出现往往跟产品设计和实物制作有着密不可分的关系，近年来由于人们对于设计质量的不断追求，产品设计对实物制作起着深远的影响，而产品设计也逐渐成为产品制造与销售行业竞争的核心之一。 关键词:产品设计;实物制作;关系 1产品设计 1．1产品设计概念。产品设计是从概念想法到新产品设计再到产品样品的过程，而一项成功的产品设计，应满足多方面的需求;当中包括社会发展和消费者需求层面，还有产品本身功能、质量、产生收益等方面，也有使用要求和制造工艺领域。［1］在设计行业，一部分人认为，产品要具有实用性，因此，产品设计最重要的是功能方面，其次才是外观;而另一部分人认为，设计要多样化、异想天开，以及让人感到愉悦的。 1．2产品设计的原则。设计和创新的新产品要被社会所认可，并从中获取利益，就必须设计出被用户需求，以及顺应社会发展的产品，只有充分从中出发，才能成为一个真正的产品。设计和创新的新产品，一是满足市场发展和消费者的需要，从而获得更好的产品经济效益;［2］二是设计创新出更加绿色环保、提高生产效益，降低生产成本等作用的创新和改良产品;三是必须考虑产品是否具备批量投入的可能性，避免投资者资金损失。产品设计需要遵循四大原则:第一，安全性原则，产品在设计时必须考虑到各种可能存在的安全隐患，从而
加以预防;第二，可靠性原则，产品的可靠性必须与安全性相关联，设计出可靠性强且安全的产品;［3］第三，方便性原则，对消费者来说，产品的使用方便性要充分考虑到人机工程学的原则，设计出舒适可靠的产品;第四，外观审美性原则，美好的外形和良好的包装，在一定情况下，会激发用户购买欲，带来额外效益，提高产品本身的价值。 1．3产品设计的流程。设计构想和产品规划阶段:设计师充分发挥发现问题的能力，创想出一系列概念产品，或者创新和改良产品，然后对新产品进行产品规划后，确定新产品的生产可行性。设计阶段:一旦确定方案的可行性，就进行详细设计。该阶段是对产品进行定义和设计，并进行一系列草图、建模和渲染，体现出设计期望和效果。产品样品生产阶段:通过草图和建模等效果进行产品样品制作，并进行产品调研。［4］产品生产制造阶段:当样品符合市场需求和大众审美后进行正式生产活动，对产品进行相对较低的数量生产试验;当产品适应对社会的供应能力及市场销售能力，产量就可以开始逐渐增加。 2实物制作 2．1产品实物制作概念与原则。产品实物制作是指产品设计完成后，从原材料投入到实物产出的全过程。而产品实物制作遵循三不原则:不接受不合格品、不制造不合格品、不流出不合格品。 2．2产品实物制作的流程。产品实物制作分为:准备阶段、生产阶段、服务阶段、市场阶段。准备阶段分为前期的概念提出，中期草图绘制，后期建模渲染设计完善。生产阶段又分为前期准备材料和技术
面向制造与装配的设计－课程设计 面向装配自动化的产品设计 机械42班 陈鹏宇 2140101028 李则达2140101035 刘靖2140101036 孟德轩2140101038
闻泉2140101044 一、自动化装配的概念 机械装配是按规定的精度和技术要求，将构成机器的零件结合成组件、部件和产品的过程。装配式机械制造中的后期工作，是决定产品质量的关键环节。 装配自动化是指对某种产品用某种控制方法和手段，通过执行机构，使其按预先规定的程序自动地进行装配，而无需人直接干预的过程。 二、产品设计应该注意的问题 自动化装配包括：供料、传送、装配、检查四个步骤。所以从这四个方面出发来看产品的设计。 （一）从供料的角度 自动供料包括零件的上料、定向、输送、识别等过程的自动化。为使零件有利于自动供料，产品的零件结构应符合以下各项要求。(1)零件的几何形状要力求对称。 改变前改变后 在设计零件的时候，要在能保证功能的情况下尽量使零件对称。如图所示，如果能把零件两边的锥度设计成一致的，就成为一个对称
零件，所以在定位时就不用考虑轴的前后题，简化了定向。 （2）对于不能对称设计的零件，要尽量扩大它的不对称度。 改变前改变后 对于不对称的零件，在设计时要尽量扩大它的不对称性。如果不对称性太小而又无法消除，会增加机器对零件方向的识别难度。如上图，改变前的零件机器不容易识别出它的方向可能会出现装错、装反的现象，而改进后的零件不对称度大，容易通过传感器识别，避免了装配错误的产生。 （3）增加约束面来约束零件的方向。 改变前改变后 在不影响功能的条件下，可以增加约束面来约束零件的方向。如图零件，在装配时必须考虑两个内孔在圆内的位置，改进前的零件不容易识别出内孔的正确位置，而改进后，增加了一个导向面，内孔与底面的位置就确定了，可以直接夹取。
电子产品设计与制作流程分析毕业设 计 1 2020年4月19日
- 度期末试题 电子产品设计与制作流程分析 项 目 设 计
二00九年十二月三十日 一、项目设计的背景、意义： ................................ 错误!未定义书签。 二、项目实施的过程分析： .................................... 错误!未定义书签。 1、稳压电源设计具有的应用价值： ................ 错误!未定义书签。 2、设计流程图： ............................................... 错误!未定义书签。 3、根据流程图进行单元电路设计： (2) 4、绘制电路原理图： (3) 5、电路仿真验证其设计的正确性： (4) 6、元件的选取方法、原则： (4) 7、安装调试过程： (4) 8、产品定型及编写使用说明书： (4) 三、学习课程的收获、体会、建议： (4) 2 2020年4月19日
一、项目设计的背景、意义： 随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。为了把好关需对流动人口进行体温检测由于温度传感器ds18b20具有独特的单线接口仅需要一个端口进行引脚通信可实现多点组网功能，0待机功耗，电压范围仅为3.0——5.5v而且具有读数方便测温范围广，测温准确的特点，最主要时可定义报警设置，报警搜索命令识别并标志超过程序先顶温度（温度报警条件），那么只要检测温度超过设定的正常人体温就会报警，这样就能更有效的防治流感扩散。出于对此类问题的探索我们经过上网查询有关资料做了本设计。 二、项目实施的过程分析： 1、DS18B20的应用价值：DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，而且可根据实际要求经过简单的编程实现９～１２位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下： ●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信； ●多个DS18B20能够并联在惟一的三线上，实现多点组网功能； ●无须外部器件； ●可经过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ； 1 2020年4月19日
面向自动化装配的产品设 计 Revised by Jack on December 14,2020
面向制造与装配的设计－课程设计面向装配自动化的产品设计 机械42班 一、自动化装配的概念 机械装配是按规定的精度和技术要求，将构成机器的零件结合成组件、部件和产品的过程。装配式机械制造中的后期工作，是决定产品质量的关键环节。 装配自动化是指对某种产品用某种控制方法和手段，通过执行机构，使其按预先规定的程序自动地进行装配，而无需人直接干预的过程。 二、产品设计应该注意的问题 自动化装配包括：供料、传送、装配、检查四个步骤。所以从这四个方面出发来看产品的设计。 （一）从供料的角度 自动供料包括零件的上料、定向、输送、识别等过程的自动化。为使零件有利于自动供料，产品的零件结构应符合以下各项要求。 (1)零件的几何形状要力求对称。 改变前改变后
在设计零件的时候，要在能保证功能的情况下尽量使零件对称。如图所示，如果能把零件两边的锥度设计成一致的，就成为一个对称零件，所以在定位时就不用考虑轴的前后题，简化了定向。 （2）对于不能对称设计的零件，要尽量扩大它的不对称度。 改变前改变后 对于不对称的零件，在设计时要尽量扩大它的不对称性。如果不对称性太小而又无法消除，会增加机器对零件方向的识别难度。如上图，改变前的零件机器不容易识别出它的方向可能会出现装错、装反的现象，而改进后的零件不对称度大，容易通过传感器识别，避免了装配错误的产生。（3）增加约束面来约束零件的方向。 改变前改变后 在不影响功能的条件下，可以增加约束面来约束零件的方向。如图零件，在装配时必须考虑两个内孔在圆内的位置，改进前的零件不容易识别出内孔的正确位置，而改进后，增加了一个导向面，内孔与底面的位置就确定了，可以直接夹取。 (4)要考虑自动装配线上各个零件之间的相互影响。 改变前改变后 由于在自动装配时，传送线上往往是有多个零件同时在传输，如果零件尺寸不合适，零件之间可能会相互影响。如图，在改变前，内孔的直径
《面向制造和装配的设计》——钟元 第一章产品设计的重要性 1.1产品设计成本只占开发投入成本的5%，但是决定了75%的产品成本。因为产品设计在很大程度上影响了产品的材料、管理、劳动力的成本。 1.2并行工程（把设计这个产品究竟是怎样的项目和定位先搞清楚） 1.3开发了新产品请何师来提意见 第二章面向装配的设计 2.1面向装配的设计 2.1.1、抓起一个零件能自动对到相应的位置，且是唯一的位置（导轨就应该设计成6*10的孔） 2.1.2、快速装配，减少紧固件（散热器旁边固定件下端打1个孔就行了。用卡扣来替代一部分螺钉） 2.1.3、不需要工具或者夹具的辅助（购买那个机柜的隔板尺寸做小一点，以免装的时候干涉了。这种一般涉及到家电的很多） 2.1.4、零件尺寸超过规格依然能够装配（将1U的盖板缩进了0.5mm）2.2 设计指南 2.2.1、考虑去除每个零件，这个例子还简化了工艺，原设计需要钣金折弯和车削加工及焊接（2U机箱就是最好的例子） 2.2.2、相似零件合并成一个、对称的零件一样，这样还可以减少装配的防错性
2.2.3、减少紧固件数量和类型 A、使用同一类型的紧固件（机箱上尽量使用尽可能少类型的螺钉），第二个例子好像不太可取 B、使用卡扣代替紧固件，钣金可以通过这边压紧代替紧固件数量（好像没遇到过） C、避免分散的紧固件设计（印制板螺钉固定）
D、最理想的装配方式（金字塔形的装配，这样子可以靠重力）音柱的装配就不太合理 E、设计零件容易被抓取，不要太小、太柔、太滑（我设计的机箱可能主要是螺钉太小了） F、避免零件相互缠绕（零件不要开口，我好像没遇到过 G、减少零件装配方向，最好利用重力从上往下装配 H、设计导向特征（机柜的侧门就涉及） I、先定位，后固定，减少装配调整的时间（我们的导轨就涉及），涉及到PCB 的最多 J、避免运动干涉，腾出辅助工具的空间（山西的门运动干涉了，室外机柜滤波器存在这样的问题） K、设计合理的间隙 L、防错设计（USB就是典型的例子、蒋小献的那些盒子大多数都不具有防错设计，不过这样却有了更多装配的可能性，能够用到更多的机子上） M、人机方面 a、避免视线受阻（山西音柱就有这个问题），可以考虑增加导向规避 b、手拧螺钉的地方至少保证25的距离（装那个购买的破机柜就遇到这个问 题）
姓名：黄璐瑶 学院：计算机与信息学院专业：10级网络工程 学号：102260017040
人—产品—环境 摘要：人—产品—环境三者之间，人是关键，产品是核心，环境是源头，社会必须凭借三者的平衡才会得以发展与创新。人，产品，环境之间要构造的是和谐，和谐的宗旨就是提倡绿色设计。绿色设计，是维护人类地球绿色环境的设计。绿色设计的目的是系统有序地探索人类产业发展与社会文明的关系，有效地避免高科技工业化社会与生态环境的冲突。从某些角度看，“绿色设计”不能被看作是一种风格的表现，成功的“绿色设计”的产品来自于设计师对环境问题的高度意识，并在设计与开发过程中运用设计师和相关组织的经验，知识和创造性结晶。 关键词：产品设计；绿色设计；人-车-环境；人-家电-环境；和谐产品设计反映着一个时代的经济、技术和文化。产品设计的重要性由于产品设计阶段要全面确定整个产品策略、外观、结构、功能，从而确定整个生产系统的布局，因而，产品设计的意义重大，具有“牵一发而动全局”的重要意义。如果一个产品的设计缺乏生产观点，那么生产时就将耗费大量费用来调整和更换设备、物料和劳动力。相反，好的产品设计，不仅表现在功能上的优越性，而且便于制造，生产成本低，从而使产品的综合竞争力得以增强。许多在市场竞争中占优势的企业都十分注意产品设计的细节，以便设计出造价低而又具有独特功能的产品，还有一定要符合社会的环境，环保绿色。许多发达国家的公司都把设计看作热门的战略工具，认为好的设计是赢得顾客的关键。 我们都知道，产品设计有很多种理念，历来传统产品的设计只偏重产品的功能，在这种理念下，某些产品为增加某种功能，往往在生产制造过程中引入对人体和环境有害的物质，譬如各种重金属、有毒的化学物质、挥发性有机溶剂、放射性物质等，人们在享受其功能的同时，也要付出健康的代价。只有绿色设计下的产品才会使先进的技术性、良好的环境协调性、合理的经济性有机结合，因为其目的就是高效利用资源和能源，以便获得与环境相协调的产品。企业在研究、设计和生产的全过程中，都应当贯彻绿色环保的原则。首先，设计的产品应是绿色环保的；其次，生产的过程应当符合清洁生产的要求；