1机械产品的开发与构成.ppt

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1、,第1章 机械制造概论,机械产品的生产过程,市场需求调查分析,新产品 设计开发,产品 制造,售后服务产品回收,产品 销售,机械制造,现代制造正在将系统论、信息论和控制论所形成的科学和方法论与机械制造科学结合起来，形成包括产品设计、制造、管理和技术等一体化的制造系统概念。机械制造已经由一门技艺成长为一门工程科学。 制造系统是指覆盖产品全生命周期的制造活动所形成 的系统，即设计、制造、装配及市场乃至回收的全过程。 机械制造的根本宗旨是以最小的资源消耗、最低的环境污染度，产生最大的社会和经济效益。,是将社会资源（物料、能源、设备、信息、人力等） 转化为产品的过程 。,1.1 机械产品的开发与构成,1

2、. 产品开发的意义,消费者对产品功能、质量、外观、价格等不断提出 新的需求及消费个性化，要求企业不断开发新产品。,国际国内市场竞争激烈，企业为了赢得竞争，需要 不断开发新产品。,随着先进技术的应用，使产品的更新换代加快，市 场寿命越来越短，产品开发越来越重要。,产品的寿命周期,理想的产品寿命周期线,产品C,产品B,时间,产品销量,产品A,2. 新产品开发的决策,新产品按改进程度分为四大类： 全新产品、换代产品、改进产品和仿制产品,技术开发 经济投入：10 影 响 度：10%,中间试验 经济投入：100 影 响 度：10%,生产上市 经济投入：1000 影 响 度：10%,开发决策 经济投入：1

3、 影响度：70%,新产品,新产品开发各个阶段、资金投入及对企业发展前景和经济效益的影响度：,新产品的开发决策至关重要，开发决策的依据是开发调研。,立项评估的内容是 经济分析和风险分析。,经济分析主要考虑产品开发的资金投入、投资回收期和盈亏平衡时产品的最小销售量等。风险分析主要考虑技术成功率、商业成功率和产品寿命周期等。,独立研制 依靠本企业自身力量独立进行新产品开发。技术经济实力雄厚的企业往往采用这种方式。一般的企业开发不太复杂的产品或开发仿制、改进产品也比较适于这种方式。,合作开发 由企业和高校或科研机构合作进行技术开发。由于新产品开发可能涉及到较广阔的学术领域，需要各种检测设备、实验设备，

4、需要各类人才进行创新工作，而高校和科研机构在这方面有比较强的优势。,技术引进 通过购买专利，引进国外先进技术等方式，使企业的产品迅速赶上先进水平，进入国际市场。对项目的引进应充分掌握国内外技术发展的状况，进行充分的市场分析，以减少风险和避免损失。,3. 新产品开发的方式,4. 新产品开发的步骤,1）产品概念设计 包括基本特征、技术原理、主要结构形式、主要功能、市场定位、 技术规格、主要参数、目标成本及国内外类似产品比较。,维 修,运输,安装,售后服务保证,包 装,品 质,品牌,外观,使用价值,2）产品方案设计 主要确定实现概念设计的总体方案，含机械结构 方案、电器控制方案、外形方案等。还要绘制

5、产品总装图的工作原理草 图，给出其主要尺寸，列出产品的特殊配套零部件和外购件明细表等。,3）技术设计 根据设计任务书，将方案设计中确定的基本结构和技 术参数具体化进一步确定产品的结构和技术经济指标。 内容包括： （1） 通过计算、分析和试验确定重要零部件的结构、尺寸和配合， 画出机器总图，重要零部件图、液压系统图、电器系统图等。 （2） 编写部件、附件、通用件、标准件、外购件等明细表及特殊材 料表。 （3） 编写设计说明书，说明产品结构特点。 （4） 制定加工装配以及产品验收和交货的技术标准和技术文件。,4）生产设计 将经过审核和修正的前一段的设计具体化为生产用的工作图，因此又叫工作图设计。

6、本阶段要求绘制全套施工图样、准备制造和使用所需的技术文件，为企业提供可靠的生产依据；必须根据企业的具体条件设计确定生产的组织和生产设备的安排；还要求设计制造专门的刀具、模具、夹具、检测量具的工艺设备，然后进入小批试制、销售，最后投产。,技术设计之后要要组织设计部门、工艺部门、生产管理部门、销售 部门的人员进行设计评审，评审后进行修改，然后完成样机制造。样 机经测试后，连同设计资料和工艺设计一起进行新产品鉴定。,产 品 概 念 设 计,产 品 方 案 设 计,产 品 技 术 设 计,产 品 生 产 设 计,产 品 小 批 试 制,产 品 开 发 决 策,样 机 设 计 试 制,产 品 试 销,批

7、 量 投 产,新产品开发的步骤：,计算机辅助计算分析、辅助设计、辅助制造等手 段广泛应用。常用的软件有AutoCAD、华正、开目及 Solidworks、ProE、UG、MasterCAM、Cimatron、 I-deas等。 基于CAD/CAE/CAM以及多媒体技术发展起来的 虚拟制造技术，有效加快了产品开发的速度。快速成 形制造RP技术使开发时间和费用降低，是现代产品快 速开发的重要技术。,5. 产品开发的技术手段,机械产品的构成,管理控 制 系 统,基 础 结 构 部 件,调 速 部 件,动力 部 件,执 行 部 件,操作控制部件,通讯导航 系 统,装 饰 覆 盖 部 件,安 全 系 统

8、,汽车的构成,钢板、钢材（型材）、铸铁、有色金属、 工程塑料、复合材料、橡胶、玻璃、石棉、陶 瓷、纤维、海绵、皮革、油漆以及铬、钨和木 材等。,机械产品使用的材料,机械产品的制造过程（小制造）,1.2 制造过程与生产组织,制造过程是指从原材料到产品的全过程，包括零件 制造、部件装配和整机组装等。制造过程包括生产设计、 技术准备、生产计划、毛坯制造、机械加工、热处理、 装配、质量检验以及储运等工艺过程。,制造过程中，原材料、毛坯，加工中的半成品、零 部件及产品整机形成了物料流；产品装配图、零部件图、 各种工艺文件、CAD软件、CAM软件、产品的定单、生 产调度计划等形成了信息流；电能、机械能、热

9、能等形 成了能量流。,制造过程的物料流、信息流、能量流及设备与人 构成了机械制造系统。物料流是制造系统的本质，在 物料流动过程中，原材料变成了产品。能量流为物料 流提供了动力，电力驱动电动机，再驱动各种机械运 动，实现加工和运输；热能用来加热金属进行铸造、 锻造、热处理等。信息则控制物料如何运动，控制能 量如何作功。在整个制造过程中，人和设备是制造活 动的支撑条件，所有的制造活动都受各种条件和环境 的约束。,机械产品的制造过程,机械制造系统图,零件的制造过程,1. 零件制造工艺方法,（1）材料去除工艺（m0） 按照一定的方式从毛坯上去除多余材料形成符合技术 要求的零件的工艺方法。主要包括切削加

10、工和特种加工。,（2）材料成形工艺（m=0） 利用模型使原材料形成毛坯或零件的工艺方法。 常用成形工艺方法有铸造、锻造、冲压、注塑等。,（3）材料累加工艺（m0） 将零件以微元叠加的方式逐渐累加形成的工艺方法。 常用的工艺方法有:,光固化法（SLA） 叠层制造法（LOM） 激光选区烧结法（SLS） 熔积法（FDM） 三维打印法等,2. 零件制造过程,零件制造是机器制造过程的基本单元。零件的制造主要利用材料去除工艺方法（包括切削加工及特种加工）和材料成形工艺方法形成零件所需形状，并且适时的将热处理工艺穿插在其中完成。 绝大部分零件是通过机械加工完成的。,机械加工工艺系统,如图所示阶梯轴的工艺路线

11、可以为： 1）下料； 2) 车外圆，留磨量0.30.5mm; 3) 铣键槽； 4）热处理，4548 HRc； 5）磨外圆至图纸尺寸。,工艺规程：选用毛坯大小，选择加工方法，加工顺序，确定加工过程，使用机床，刀具切削参数和其他工艺信息等系列问题，完成这些工作就是制定工艺规程。,工艺路线：仅列出加工顺序和主要加工单元的工艺过程只能称之为工艺路线。,1机械加工工艺与生产类型 生产纲领的计算：N=Qn(1+a)(1+b), 50000, 5000, 1000,大量生产, 500050000, 5005000, 3001000,大批生产, 5005000, 200500, 100300,中批生产, 10

12、0500, 20200,5100,小批生产, 100, 20,5,单件生产,轻型机械,中型机械,重型机械,零件生产纲领（件/年）,生 产 类 型,生产类型与生产纲领的关系,1.3 生产类型与生产方式,各种生产类型工艺过程的重要特点,产品的用途不同，市场需求不同，决定了它有不同的生产批量。批量不同，形成了不同的生产规模（亦即生产类型），不同生产规模的生产组织方式及相应的工艺过程也不相同。,2.生产类型与生产方式,过去，批量生产往往是由自动生产线及专用生产线来完成的，单件小批生产往往采用通用设备靠人的技术或技艺来完成的；现在，数控技术和设备的智能化改变了这种状况，单件小批生产也可以获得接近大批量生

13、产的效率和成本。 单件小批生产往往采用工序集中原则，大批量生产往往采用工序分散原则。大批量生产，产品开发过程和大批量制造过程中间往往有单件小批试制，单件小批生产的开发过程和生产过程往往合为一体。市场竞争的激烈化和特殊需求使快速响应制造成为现实需求。,企业组织生产模式,1）生产全部零部件，自主装配整机。 大而全，过去一些大型国企，一拖、一汽、二汽 2）生产部分关键零部件，其余由其它企业 供应。 目前大多数制造企业属于这一种生产模式 3）完全不生产零部件，自己只负责设计和 销售。 两头在内，中间在外；或两头大中间小，哑铃式,大批量生产中生产准备时间和终结时间较短，机动时间较长，靠提高切削速度来提高

14、生产率效果比较明显。 单件小批生产中生产准备时间和终结时间较长，机动时间较短，靠提高切削速度来提高生产率效果不明显。 目前，市场广泛需求的是多品种和小批量生产，而新的科学技术也不断涌现，因此推动了制造哲理的革新和生产方式的转变。,3.制造哲理与生产方式,新的制造理念,柔性制造（Flexible Manufacturing） 以硬件为基础软件作支持，改变程序实现所需控制，易于变动。 JIT（Just In Time）准时制造 在需要的时间生产需要数量的产品，即订单生产或零库存生产。 敏捷制造（Agile Manufacturing） 能快速响应市场，最大限度地缩短新产品开发和交货期。 虚拟制造（Virtual Manufacturing） 虚拟现实技术与制造技术集成的产物，制造过程在计算机上实现。 网络制造 根据市场需求的产品，利用网络在全球范围内组织资源和生产，产品寿命结束公司即解散。虚拟公司/动态联盟,休息一下吧！,下次再见！,