面向制造和装配的产品设计之公差分析

公差分析

例子1公差(Tolerancing) 1-1概论 公差分析将有系统地分析些微扰动或色差对光学设计性能的影响。公差分析的目的在于定义误差的类型及大小，并将之引入光学系统中，分析系统性能是否符合需求。Zemax内建功能强大的公差分析工具，可帮助在光学设计中建立公差值。公差分析可透过简易的设罝分析公差范围内，参数影响系统性能的严重性。进而在合理的费用下进行最容易的组装，并获得最佳的性能。 1-2公差 公差值是一个将系统性能量化的估算。公差分析可让使用者预测其设计在组装后的性能极限。设罝公差分析的设罝值时，设计者必须熟悉下述要点： ●选取合适的性能规格 ●定义最低的性能容忍极限 ●计算所有可能的误差来源(如：单独的组件、组件群、机械组装等等…) ●指定每一个制造和组装可允许的公差极限 1-3误差来源 误差有好几个类型须要被估算 制造公差 ●不正确的曲率半径 ●组件过厚或过薄 ●镜片外型不正确 ●曲率中心偏离机构中心

●不正确的Conic值或其它非球面参数 材料误差 ●折射率准确性 ●折射率同质性 ●折射率分布 ●阿贝数(色散) 组装公差 ●组件偏离机构中心(X,Y) ●组件在Z.轴上的位置错误 ●组件与光轴有倾斜 ●组件定位错误 ●上述系指整群的组件 周围所引起的公差 ●材料的冷缩热胀(光学或机构) ●温度对折射率的影响。压力和湿度同样也会影响。 ●系统遭冲击或振动锁引起的对位问题 ●机械应力 剩下的设计误差 1-4设罝公差 公差分析有几个步骤须设罝： ●定义使用在公差标准的」绩效函数」：如RMS光斑大小，RMS波前误差，MTF需求， 使用者自定的绩效函数，瞄准…等 ●定义允许的系统性能偏离值 ●规定公差起始值让制造可轻易达到要求。ZEMAX默认的公差通常是不错的起始点。 ●补偿群常被使用在减低公差上。通常最少会有一组补偿群，而这一般都是在背焦。 ●公差设罝可用来预测性能的影响 ●公差分析有三种分析方法: ?灵敏度法 ?反灵敏度法

面向供应链的产品设计方法初探

员或制造人员进行估计，并对供应链的性能进行大致的评估，根据评估结果，做出相应的设计决策。 （３）详细设计阶段。概念设计后进入详细设计阶段。设计团体和供应商合作完成原型产品，然后对原型设计进行评估。如果不能满足设计要求则继续修改设计，直到符合设计要求。随着设计的细化，可以同时完善其对应的供应链的模型，最后对设计方案进行价值分析，检查能否再简化，以降低成本。 （４）生产阶段。随着产品的实际生产和销售，可以用对产品的需求预测、成本模型进行进一步的改进和调整，并对设计进行进一步的优化。 五、ＤＦＳＣＭ　系统的提出 面向供应链的设计的辅助分析和支持系统的主要功能是为跨部门的产品开发团队提供协同的开发环境，保证设计信息和企业供应链的同步，提供一系列的设计分析和决策的工具。 图１　是面向供应链管理的产品设计的系统架构图。应用服务器为快速开发和维护多功能的程序提供了很好的基础平台。在应用服务器的基础上可以开发数据和流程的建模框架，用来提供一套通用建模方法以便开发具体的模型。利用这套建模框架　可以建立面向供应链管理的设计模型。它主要包括４个子模块： （１）需求预测模型。销售部门预测新产品在各个销售地区各阶段的销量和价格，建立产品的需求模型。 （２）设计方案模型。设计部门负责完成满足制造和供应链的约束，符合形状、功能、性能要求的设计方案，并建立该方案的结构模型。 （３）制造流程模型。制造部门估算生产和制造流程的提前期，并且建立生一、引言信息时代的到来，顾客的需求和对产品的要求越来越高，企业间的竞争日趋激烈，导致市场的不确定性大大增加，产品生命周期短，产品品种数膨胀，对产品交货期和服务质量的要求越来越高。传统的管理模式已不能适应企业的快速发展。现在的供应链管理把产品的制造作为供应链中的一个环节，为了使整个供应链的成本和性能最优化，产品设计必须面向供应链的整体进行优化，而不是仅仅针对其中的部分环节。二、面向产品生命周期的设计技术（ＤＦＸ） 产品生命周期设计的概念八十年代一经提出，立刻引起了国内外研究者的广泛兴趣，提出了许多ＤＦＸ设计方法，主要有：面向制造和装配的设计、面向拆卸设计、面向质量设计、面向维修性设计、面向服务设计、面向环境设计等等。它们的应用可以使设计人员在设计的早期阶段尤其是概念设计阶段，就考虑影响产品竞争力的各种价值因素。这些价值因素包括产品的可制造性、可装配性、可测试性、可维修性、可回收性和环境友好性等。 三、面向供应链管理的设计 面向供应链管理的设计（ＤＦＳＣＭ）是对面向制造的设计（ＤＦＭ）和面向装配的设计（ＤＦＡ）的扩展和延伸，主要包括以下几个方面： （１）简化设计，是指减少设计方案 中使用的零部件的种类，使用通用件和标准件是为了减少相似零部件的种数。 （２）采取模块化设计，模块化设计可以用少量的部件模块提供大量可选配置，各个模块可以并行制造，从而缩短产品的提起期，在减少库存成本的同时提高客户服务水平。 （３）优化物流和包装，通过在设计 阶段计算零部件的质量体积比和价值质 量比，可以合理的规划原材料和零部件的包装、运输的方式，尽可能的降低物 流和包装的成本。 （４）组建跨部门的新产品开发团队，让供应商参与产品的设计，加强设计人员和供应人员之间的协同，建立企业统一的零部件库，可以实现产品信息的共享，提高产品开发效率，减少由于消息的流通不畅而造成的重复和返工。四、ＤＦＳＣＭ　的流程介绍面向供应链的设计开发流程主要分成４个阶段。（１）需求分析阶段，市场和营销部门通过市场调查获取客户的需求信息，设计团队分析新产品的特征，并根据需求来设定新产品性能、成本、质量、服务水平等方面的目标。 （２）概念设计阶段。产品设计部门根据设计要求开发备选的设计方案，在设计方案基本完成以后，需要检查设计方案中所有的零部件是否都能按照设计要求进行制造或者供应，并构造新产品对应的供应链模型。对于在概念设计阶段无法完全确定的参数，需要由供应人 面向供应链的产品设计方法初探 刘　苗　王维兵　上海大学管理学院　上海　２００４４４） 【文章摘要】 本文将产品的制造放在整个供应链的管理环节中，对供应链进行优化，提出了企业在整个产品开发过程中实施面向供应链管理的设计的基本流程。 【关键词】 面向供应链管理的设计；面向产品生命 周期的设计 》转１５页

proe tol组装公差分析

組裝公差分析 公差分析主要是探討一個描述工件組合後，其公差變動模式，一個好的公差 分析模式可以預測組件公差能吻合實際組件公差界限有多少，其預測之機率 愈大愈好。組裝公差分析可分成三種模式：最壞狀況模式(Worst-case model)、統計模式(Statistical model)和蒙地卡羅模式(Monte Carlo model). 概念 Dimension chain (sometimes called tolerance chain) is a closed loop of interrelated dimensions. It consists of increasing, decreasing links and a single concluding link. In figures 2-4 and 2-5, link i is the increasing link, d is a decreasing link and c is the concluding link. Apparently, the concluding link c is the one whose tolerance is of interest and which is produced indirectly. Increasing and decreasing links (both called contributing links) are the ones that by increasing them, concluding link increases and decreases; respectively.

小型电子产品开发、设计与制作

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

面向制造的设计

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。

公差模型和公差分析方法的研究

生 产现场 S H O P S O L U T I O N S 金属加工 汽车工艺与材料 A T&M 2009年第7期 50 机械装配过程中，在保证各组成零件适当功能的前提下，各组成零件所定义的、允许的几何和位置上的误差称为公差。公差的大小不仅关系到制造和装配过程，还极大影响着产品的质量、功能、生产效率以及制造成本。公差信息是产品信息库中的重要 内容，公差模型就是为表示公差信息而建立的数学及物理模型，它是进行公差分析的理论基础。 公差分析或称偏差分析，即通过已知零部件的尺寸分布和公差，考虑偏差的累积和传播，以计算装配体的尺寸分布和装配公差的过程。公差分析的目的在于判断零部件的公差分布是否满足装配功能要求，进而评价整个装配的可行性。早期公差分析方法面向的是一维尺寸公差的分析与计算。Bjorke 则将公差分析拓展到三维空间。Wang 、C h a s e 、P a b o n 、H o f f m a n 、Lee 、Turner 、Tsai 、Salomons 、Varghese 、Connor 等许多学者也分别提出了各自的理论和方法开展公差分析的研究。此后，人工智能、专家系统、神经网络、稳健性理论等工具被引入公差分析领域当中，并分别构建了数学模型以解决公差分析问题。 1 公差模型 公差模型可分为零件层面的公差信息模型和装配层面的公差拓扑关系模型。Shan 提出了完整公差模型的建模准则，即兼容性和可计算性准则。兼容性准则是指公差模型满足产品设计过程的要求，符合ISO 和ASME 标准，能够完整表述所有类型的公差。可计算性准则是指公差模型可实现与CAD 系统集成、支持过/欠约束、可提取隐含尺寸信息、可识别公差类型，以检查公差分配方案的可行性等。目前已经提出了很多公差模型表示法，但每一种模型都是基于一些假设，且只部分满足了公差模型的建模准则，至今尚未出现统一的、公认的公差模型。以下将对几种典型的公差模型加以介绍和评价。1.1 尺寸树模型 Requicha 最早研究了零件层面的公差信息表示，并首先提出了应用于一维公差分析的尺寸树模型。该模型中，每一个节点是一个水平特征，节点间连线表示尺寸，公差值附加到尺寸值后。由于一维零件公差不考虑旋转偏差，所有公差都可表示为尺寸值加公差值的形式。该模型对于简单的一维公差分析十 分有效，但却使尺寸和公差的概念模糊不清，而且没有考虑到形状和位置公差的表示。1.2 漂移公差带模型 Requicha 从几何建模的角度，于20世纪80年代提出了漂移公差带模型以定义形状公差。在这个模型中，形状公差域定义为空间域，公差表面特征需位于此空间域中，同时采用边界表示法（Breps ）建立传统的位置和尺寸公差模型。对于表面特征和相关公差信息则运用偏差图（VGraph ）来表示。VGraph 主要是作为一种分解实体表面特征的手段，将实体的边界部分定义为特征，公差信息则封装在特征的属性中。漂移公差带模型很好地表达了轮廓公差，轮廓公差包含了所有实际制造过程中的偏差。该模型提供了公差的通用理论且易于实现，但是不能区分不同类型的形状公差。1.3 矢量空间模型 Hoffmann 提出了矢量空间模型，Turner 扩展了这一模型。矢量空间模型首先需要定义公差变量、设计变量和模型变量。公差变量表示零件名义尺寸的偏差。设计变量由设计者确定，用以表示最终装配体的多目标优化函数。模型变量是控制零件各个公差的独立变量。由 公差模型和公差分析方法的研究 讨论了目前工程设计、制造中具有代表性的公差模型的建模、描述和分析的方法。在此基础上，对于面向刚性件和柔性件装配的公差分析方法的研究现状分别进行了综述和评价，通过对比说明各种分析方法的算法、应用范围及不足。最后，展望了公差模型和公差分析方法的研究方向及其发展动态。 奇瑞汽车股份有限公司 葛宜银 李国波

产品设计与制造(无机非)思考题

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;

codev公差分析

问题背景 对于任何需要制造的系统，公差分析都是一个必需的复杂的互动过程。包括：?确定制造和装配公差目标?确定制造和调校补偿器，以及补偿方案 成功公差分析需要能够精确预测单个公差的灵敏度和整个系统的实际加工性能，包括补偿器的影响。当使用了合适的工具，公差分析能够降低：?非重复成本如设计时间，定义装调过程?重复性成本如系统制造，装配和调校因此公差分析可以帮助降低成本。 显微物镜案例?数值孔径0.65?放大率40倍?筒长180mm?视场直径0.5mm?可见光波长（d，F，C）?目标分辨率450线对每毫米 系统结构图

光扇图和场曲图 轴上视场和全视场点列图 MTF曲线和数值

从上面的图形可以看出，标称系统受限于：?轴向色差?横向色差?色球差?场曲 预期的公差分配目标：?限制450线对多色MTF下降■0.7视场内最大下降0.1■全视场最大下降0.15 公差方案?以默认TOR分析起始，确立基准性能并找出问题所在■默认反灵敏度模式计算引起相同性能下降的每个公差值?根据中间结果，执行额外分析■添加或删除被偿器■调整公差极限■固定单个公差到指定值■修改公差，符合光机模型 操作步骤1)运行默认公差，确定问题所在 轴上视场TOR结果

2)尝试替代偏心补偿偏心由表面8..9构成的透镜， 轴上视场TOR结果 3)确定可以修改的公差极限对于回滚和元件偏心，优质的制造设备可以保证±0.0065mm的总体指示偏差

对于此显微物镜，我们允许元件偏心和胶合元件回滚公差比默认值更严格一些，同样允许0.25环的不规则度。 保持套样板公差，最后一个透镜的厚度和偏心公差。此时，公差设置已经在轴上和全视场达到目标要求，但是在0.7视场依然不达标。

CETOL在公差设计的解决方案 - 汽车

CETOL软件在三维公差设计 的解决方案 莎益博工程系统开发（上海）有限公司

1.三维公差 1.1. 传统设计的不足 国内的大部分企业，对于公差分析还是存在模糊的认识，即公差分配是设计人员的任务。设计人员在做公差分析的时候，大多数时候参照已有产品的公差分配，公差无法参照的地方，多采用手工画一维尺寸链图，粗略的得出封闭换尺寸公差。上述情况存在诸多不足，第一，当设计人员在设计公差时参照老产品，并不能提高设计人员对公差分配原理的理解，当遇到和老产品不一样的产品，设计人员就失去了参照的依据。第二，手工计算一维尺寸链很容易出错，当这种错误发生时，又不容易检查。第三，手工计算效率较低，当尺寸链包含非常长时，需要大量的公差计算时间。第四，手工方法计算一维尺寸链比较容易，但是对于二维或三维的尺寸链计算就更加复杂。 1.2. 使用公差分析软件的优势 公差分析软件为设计人员提供了一个公差分析与综合的平台，使设计人员通过它实现在设计阶段对关键零件尺寸进行公差分析，结合实际的工艺加工能力，选择制造成本最低，又能保证满足设计要求的最优公差，分析的结果也可以为设计提供参考。具体来说，公差分析与综合系统为设计人员提供了评估公差状况的手段，通过该系统，给出了可靠、准确、合理的公差分配的依据。总结来说，使用公差分析软件有如下优势： 一．在CAD环境下模拟三维零件的装配过程。它可以直接读取CAD系统的设计参数，当设计参数更新时，公差分析的数据也一起更新。 图1 Solidworks公差分析界面

图2 CATIA公差分析界面 图3 Cre/Proe 公差分析界面 二．自动计算三维尺寸链误差的传播。下图是V形块和圆柱销的装配，公差分析软件不仅能计算沿着尺寸方向的尺寸对圆柱销高度的影响，还可以计算V形块的宽度和夹角对圆柱销高度的影响。

面向年轻人的产品设计_陈彤旭

中国青年政治学院学报 2013年第1期·经济理论与经济建设· 面向年轻人的产品设计 陈彤旭 （中国青年政治学院新闻与传播系，北京100089） 【摘要】面向年轻人的产品设计，要充分适应年轻人的特点：年轻人喜欢多 变的款式，追求个性，注重外观，一般来说能承受的价格不高。面向年轻人的产 品设计要注意国情的不同，辩证对待传统与创新，警惕过度叛逆的价值观，积极 传播本土品牌。未来面向年轻人的产品设计有如下趋势：年轻的企业掌门人带 来转型，年轻消费群体对奢侈品的产品设计发挥影响，跨国公司面向年轻顾客 的经营策略需适时调整。 【关键词】年轻人产品设计品牌效应创意 收稿日期：2012－11－10 作者简介：陈彤旭，中国青年政治学院新闻与传播系副教授，博士，主要研究传媒史、传媒与青少年。 设计要为人服务，人的特点是设计者必须考虑的因素。中国古代的设计思想非常强调这一 点。《淮南子·齐俗训》中说：“地宜其事，事宜其械，械宜其用，用宜其人。”［1］这启示我们，面向 年轻人的产品设计， 要“宜”于年轻人，充分考虑、适应年轻人的特点。除了适宜，还要创造。设计者要努力创造技术上更进步和文化上更先进的产品。设计需要创造性思维，需要想像力，还要有观察生活的洞察能力。随着中国从制造大国转向创造大国，对设计的规律和消费者的特点都需要更深入的研究。 美国伊利诺伊大学设计史学者维克多·马格林认为，所谓“产品”，指的是人造的有形与无 形的物品、行为、设施与复杂的系统或环境，它们共同构成了人工领域。他还用“设计”一词来 诠释这些产品的概念和规划［2］。本文的研究对象是面向年轻人的产品设计，采用品牌传记和田 野调查的方法，通过分析相关案例，总结相关规律。 一、面向年轻人的产品设计的特点 （一）面向年轻人的手表 年轻人喜欢变化，生活方式和心理状态都是不稳定的，他们欣赏变化的款式和变幻的节奏、变动的生活，讨厌一成不变。产品设计适应这一点，于是有了时常变化款式的斯沃琪手表、适应年轻人变动生活的宜家家具等成功的产品设计。 斯沃琪表的材质以塑胶为主，也有金属材质，款式更迭周期短，色彩鲜艳，价格为几十美元，消费者群体定位于年轻顾客。这几个特征使其与其他手表品牌构成鲜明的对比。试将斯沃琪 与劳力士进行比较———斯沃琪定位于青春气息的手表，款式多变。它的外形是固定的，都是圆 形，但每一款表都有别致的颜色和图案，并且每一款表都有特别的名称，如“玫瑰涟漪” “星河战09

装配工艺优化中的可视化公差分析

装配工艺优化中的可视化公差分析 合理运用以部分析因设计、完全析因设计和响应面设计为主体内容的经典DOE 试验设计理论可以帮助我们在工业运营的环境中筛选重要因素，量化描述重要因子的主效应和交互作用，乃至于推算出重要因子的最佳设置方案。这些方法论无论是在传统的质量改进，还是在现代的六西格玛活动中，均有过成功应用的实际案例。 但是，切不可因此以为经典试验设计就是包治百病的灵丹妙药。不少企业在追求产品质量、流程能力精益求精的过程中，发现单纯地依靠经典试验设计，先天性地存在着一些不可避免的风险和隐患。最常见的一类问题可以用图一表示：原本以为根据试验设计建立的统计模型，投入实际生产的产品结果将会百分百地落入规格要求之内（如图左部的理想状态所示），但真正投产后却发现产品结果的波动相当大，相当一部分的数据超出了规格要求（如图右部的现实状态所示）。产生这样的结果不仅给企业带来了经济上的损失，而且也动摇了工程师进一步应用试验设计的信心。 图一 工艺流程能力的图示 其实，深入了解试验设计领域的研究人员都基本知晓产生这个问题的一个主要原因是：误差的传递！如图二所示，工艺流程的输入变量 X 是通过根据试验设计或回归方程获取的传递函数对工艺流程的输出变量Y 发生作用。在这个传递过程中，流程自变量不仅会影响产品质量特征的均值（这是大家所熟知的），而且由于流程自变量不可避免地存在着变异（或称误差），它还会影响产品质量特征的变异，这就是所谓的“误差传递”。如果要定量地表达误差传递，可以用下列公式来表示。 其中， 表示输出变量Y 的方差， 表示输入变量X n 的方差， 表示输入变量X n 的敏感度系数，表示输入变量X n 对输出变量Y 方差的贡献程度。 图二 工艺流程的宏观统计模型 公差分析是克服误差传递干扰的一种合适方法，也是试验设计理论研究的有益扩充。通俗地说，公差 理想状态 现实状态 规格下限 规格上限 目标值 规格下限 规格上限 目标值 22 2 2 12...1n X n X Y X f X f σσσ??? ? ????++???? ????=2Y σ2 X n σ???? ????n X f 2 X 2n n σ???? ????X f

工业产品数字化设计与制造赛项

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

公差分析

美国戴克伊公司（Tec-Ease, Inc.） 戴克伊35年，美国著名GD&T培训机构，拥有美国强大的GD&T专家团队，是美国ASME标准列出的GD&T 培训机构。总部在美国纽约州罗切斯特，在加拿大，英国，巴西和中国设有分支机构。为北美和世界数千家企业包括500强，提供GD&T系列培训和咨询。戴克伊颁发的培训证书在全球被广泛认可。 戴克伊有10位ASME-Y14系列标准委员，其中ASME-Y14.5标准有4位，Y14.43和Y14.8标准6位，委员是标准作者。戴克伊创始人Don Day是Y14.8标准主席，戴克伊首席咨询师Frank Bakos是Y14系列 GD&T标准主席，是1983年ASME-Y14.5标准创始人之一，戴克伊35年深度参与制定标准，戴克伊是标准创始人和标准作者，为您提供世界一流培训。 作者介绍：龙东飞 (Mike Long) 美国戴克伊公司亚洲区代表，美国ASME-Y14.43 GD&T检具设计标准（标准委员），Y14.8 GD&T铸造、锻造和注塑标准（标准支持委员），Y14.48 GD&T方向符号标准（标准委员），Y14.5 GD&T标准（参与制定标准），中国国标SAC/TC240产品几何技术规范ISO-GPS（标准委员），ASME认证GDTP高级专家（国内获证第一人）， 北美15年，美国堪萨斯州立大学机械工程硕士和MBA（完成GD&T硕士课程），美国国家航空研究院（研究助理），美国高斯印刷机系统公司（设计工程师），北美通用汽车和德尔福汽车公司（北美10年设计和GD&T高级工程师），美国德尔福认证GD&T专家（美国本土专家），美国ASME-Y14系列GD&T标准首位华人委员，国内唯一美国ASME-Y14系列GD&T标准委员，为亚洲600多家包括许多世界500强企业培训和咨询，有5本GD&T著作。 内容简介： GD&T的GD定义完美的零件，只能从几何理论上能满足装配功能要求，GD&T 的GT定义几何理论上允许偏差的范围，具体说就是公差值给多少，才能满 足实际功能要求，这就需要做尺寸链公差叠加分析，决定在一个零件或一个 装配，两个形体之间理论上最大或最小距离，也就是从几何形状的角度，保 证零件能装配或满足间距要求。尺寸链公差叠加分析是一个数学方法，用来 评估零件或装配件的尺寸和几何公差，来确保实现形状，装配和功能要求， 确保产品设计良好，实现稳健性设计，获得最好的成本效率设计，研究一个 装配尺寸关系决定零件公差，决定分配零件或装配允许的制造公差。

组装公差分析

组装公差分析 公差分析主要是探讨一个描述工件组合后，其公差变动模式，一个好的公差分析模式可以预测组件公差能吻合实际组件公差界限有多少，其预测之机率愈大愈好。组装公差分析可分成三种模式：最坏状况模式(Worst-case model)、统计模式(Statistical model)和蒙地卡罗模式(Monte Carlo model). 概念 Dimension chain (sometimes called tolerance chain) is a closed loop of interrelated dimensions. It consists of increasing, decreasing links and a single concluding link. In figures 2-4 and 2-5, link i is the increasing link, d is a decreasing link and c is the concluding link. Apparently, the concluding link c is the one whose tolerance is of interest and which is produced indirectly. Increasing and decreasing links (both called contributing links) are the ones that by increasing them, concluding link increases and decreases; respectively. Figure 1. Dimension Chain of c, 2 links, 1D Figure 2.: Dimension Chain of c, 4 links, 1D The equation for evaluating the concluding link dimension is [Lin and Zhang (2001)]: ---------(1) Where: Σi: The summation of the increasing link dimensions. Σd: The summation of the decreasing link dimensions. j: increasing links index. k: decreasing links index. l: number of increasing links. m: number of decreasing links. For figure 1 ,c can be found as: c = i - d ------(2) As for chain in figure 2, c can be found as: c = (i1 + i2)-( d1 + d2) ------(3) 1. 最坏状况模式(Worst-case model) 最坏状况模式又称上下偏差模式、极限模式、完全互换模式，此模式是以工件的最大及最小状况组合，可以满足完全互换性、组件公差最大. In worst-case method, the concluding dimension’s tolerance Δc can be found as following: ------(4) Referring to figure 2 and equations (3 and 4), the deviation of the concluding link is: Δc = Δi1 + Δi2 + Δd1 + Δd2------(5) T0: 总公差

面向再制造的产品设计体系研究_姚巨坤

面向再制造的产品设计体系研究* T he Research of Design System for Remanufacturing 装甲兵工程学院(100072)　姚巨坤　朱胜　崔培枝 【摘要】废旧产品的再制造性决定了产品能否进行再制造,而再制造性主要是在产品的设计阶段决定的。通过面向再制造的产品设计研究,能显著地提高产品再制造的效益,最大限度地挖掘废旧产品中所蕴含的财富,实现资源的可持续发展战略。本文提出了面向再制造的产品设计中的相关概念,并初步提出了产品设计阶段的再制造性研究内容和定性设计要求。 关键词　面向再制造的产品设计　再制造性　产品设计 Keywords　desig n for rem anufacturing,r em anufacturability,pro duct design 随着环保法律的制定,再制造受到越来越多的关注,发达国家的一些大公司开始注重对废旧产品的回收和再制造,通过不断实践,认识到在产品设计阶段就考虑产品使用寿命到期后的再制造工程,可显著地提高再制造效益[1]。一些学者也开始对再制造性进行研究,并建立了相关的评价方法[2,3]。据相关资料,笔者初步探讨了面向再制造产品设计中的相关概念、再制造性设计的定量及定性分析等内容。 1　面向再制造产品设计的相关概念 1.1　面向再制造的产品设计 面向再制造的产品设计(Desig n for Remanufacturing)是指在产品设计阶段对产品的再制造性进行考虑,并提出再制造性指标和要求,使得产品在寿命末端时具有良好的再制造能力。 1.2　再制造性 再制造性是产品本身的一种属性,是决定废旧产品进行再制造的前提,是再制造基础理论研究中的首要问题。再制造性(Rem anufacturability)是面向再制造的产品设计中的重要内容,其定义可描述为:在规定的条件及时间内使用的产品退役后,综合考虑技术、环境等因素,通过再制造达到规定性能时,获取原产品价值的能力,记作R(a)。由定义可知,同一产品在不同条件下的再制造性也不同,离开具体条件谈论再制造性是无意义的。无论在原设计时是否考虑再制造性,它都客观存在,再制造性也会随时间而变化,且会随着再制造技术的发展而增大。 1.3　再制造度 由于再制造性主要反映在产品价值的回收上,而产品的价值回收又是依据外界条件而变化的随机变量,因而可以用再制造度(Remanufacturing rate)作为再制造性的定量描述。再制造度可以定义为:在规定的条件及时间内使用的产品退役后,综合考虑技术、环境等因素,通过再制造所能获得的纯利润与生成的再制造产品的价值的比率,表示为R(n)。再制造度是再制造性的定量定义,可用下式表示: R(n)= C r+C e-C c C r+C e=1- C c C r+C e 式中:C r——再制造产品本身价值; C e——再制造的环境效益价值; C c——再制造过程的总投入费用。 若再制造度是负值,说明再制造投入费用(C c)要大于再制造所获得的全部价值(C r+C e),显然再制造是亏本的。但如果C c>C r,而再制造的环境效益价值C e较大时,也可以通过政府的资助进行再制造。这时获得的主要是再制造的环保价值,政府是投资的主体,企业通过政府获得再制造补助而获利。 1.4　再制造性工程 再制造性工程(Remanufactur ability engineering)是指为了达到产品的再制造性要求所进行的一系列设计、研制、生产、试验、维护等工作以及再制造实施前的再制造性评价工作。再制造性工程是再制造学科体系中的重要分支,其目的是通过参与产品设计,生产出易于再制造的产品,并对再制造前废旧产品的再制造性进行评价,确定产品的最佳再制造方案[4]。 2　产品再制造性设计的内容 根据相关资料,产品再制造性的66.6%是在产品设计阶段确定的[5]。因此,对产品进行正确的再制造性设计是保证产品再制造能力的重要环节。产品再制造性设计的主要内容包括以下几个方面。 2.1　再制造性指标值的确定 产品的再制造能力可通过再制造性指标值来衡

面向自动化装配的设备产品设计

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。

产品装配设计工艺规范

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。