本書介紹了面向制造和裝配的產(chǎn)品設(shè)計(jì)指南，包括面向裝配的設(shè)計(jì)指南、塑膠件設(shè)計(jì)指南、鈑金件設(shè)計(jì)指南和壓鑄件設(shè)計(jì)指南，輔以圖形和真實(shí)案例，并提供面向制造和裝配的產(chǎn)品設(shè)計(jì)檢查表。
第2版前言
本書第1版自2011年出版以來深受廣大讀者的好評，前后印刷6次，累計(jì)銷售15000余冊。為答謝廣大讀者的厚愛，同時(shí)使本書更符合大家的需求、更實(shí)用，我們根據(jù)近幾年的技術(shù)發(fā)展和許多讀者的反饋進(jìn)行了修訂再版。很多讀者對本書的評價(jià)是非常實(shí)用，不少企業(yè)把本書當(dāng)作工程師必備的培訓(xùn)教材。承蒙廣大讀者和企業(yè)的厚愛，在過去的5年中，我有機(jī)會從事有關(guān)面向制造和裝配的產(chǎn)品設(shè)計(jì)（DFMA）的培訓(xùn)、咨詢、應(yīng)用和推廣工作，服務(wù)對象包括ABB、艾默生、歐普照明、北京阿奇夏米爾、旭東（中國）、康佳電子和特靈空調(diào)等各行業(yè)知名企業(yè)。這不但讓我獲得了許多寶貴的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，加深了我對DFMA的認(rèn)識和理解，同時(shí)也讓我更進(jìn)一步意識到DFMA確實(shí)能給企業(yè)帶來實(shí)實(shí)在在的價(jià)值，包括降低產(chǎn)品成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量等。
借此再版之際，我結(jié)合對DFMA更深層次的理解，對本書做了以下主要修改：1.增加了Design For X（面向各種設(shè)計(jì)要求的設(shè)計(jì)，簡稱DFX）的內(nèi)容。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)全局的角度介紹DFX，指出DFMA在DFX中的地位及其重要性，但同時(shí)不能忽略產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的其他要求，例如來自客戶或消費(fèi)者對產(chǎn)品的功能、外觀、易使用性等方面的要求，產(chǎn)品可靠性的要求，以及產(chǎn)品低成本的要求等。2.在塑膠件設(shè)計(jì)指南一章中增加了常用塑膠材料性能的解讀，這有助于工程師在選擇材料時(shí)做出正確的選擇，同時(shí)對塑膠件進(jìn)行有針對性的零件設(shè)計(jì)。另外，更加詳細(xì)地介紹了塑膠件的超聲波焊接，包括工藝介紹、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及指南等。3.增加了新的一章：機(jī)械加工件設(shè)計(jì)指南。通過面向機(jī)械加工的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)零件機(jī)械加工時(shí)的高效率、低成本和高質(zhì)量等。4.重新調(diào)整了公差分析一章的結(jié)構(gòu)。以常見錯(cuò)誤公差分析方法為入口，系統(tǒng)化地介紹了在產(chǎn)品開發(fā)過程中進(jìn)行公差分析的具體步驟和具體指南。
本書第1版出版后，我收到了不少讀者的郵件和電話，經(jīng)常共同探討書中的技術(shù)問題，以及讀者在應(yīng)用DFMA過程中出現(xiàn)的問題，與讀者的交流使我深受啟發(fā)。非常歡迎廣大讀者一如既往地對本書第2版提出建議和指正錯(cuò)誤，共同推進(jìn)DFMA在中國的發(fā)展，為中國制造業(yè)的騰飛貢獻(xiàn)我們的智慧。
鐘元
2016年5月于上海
第1版前言
產(chǎn)品開發(fā)如同奧林匹克競技。更低的產(chǎn)品開發(fā)成本、更短的產(chǎn)品開發(fā)周期、更高的產(chǎn)品質(zhì)量，永遠(yuǎn)是企業(yè)追求的最高境界。在全球化的背景下，企業(yè)之間的競爭日益加劇，在產(chǎn)品開發(fā)中任何一個(gè)環(huán)節(jié)稍有落后，就可能被競爭者超越，甚至被淘汰出局。企業(yè)如何才能以“更低的成本、更短的時(shí)間、更高的質(zhì)量”進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)呢？面向制造和裝配的產(chǎn)品設(shè)計(jì)正是這樣的一個(gè)有效手段。它從提高產(chǎn)品的可制造性和可裝配性入手，在產(chǎn)品開發(fā)階段就全面考慮產(chǎn)品制造和裝配的需求，同時(shí)與制造和裝配團(tuán)隊(duì)密切合作，通過減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)修改、減少產(chǎn)品制造和裝配錯(cuò)誤、提高產(chǎn)品制造和裝配效率，從而達(dá)到降低產(chǎn)品開發(fā)成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
本書首先介紹了面向制造和裝配的產(chǎn)品開發(fā)；然后重點(diǎn)介紹了面向制造和裝配的設(shè)計(jì)指南，其中包括面向裝配的設(shè)計(jì)指南、塑膠件設(shè)計(jì)指南、鈑金件設(shè)計(jì)指南、壓鑄件設(shè)計(jì)指南和公差分析等；最后提供了面向制造和裝配的產(chǎn)品設(shè)計(jì)檢查表，用于系統(tǒng)化地檢查產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否滿足產(chǎn)品制造和裝配的需求。本書根據(jù)作者多年產(chǎn)品開發(fā)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)編寫，并結(jié)合了國內(nèi)外先進(jìn)的產(chǎn)品開發(fā)理念和產(chǎn)品設(shè)計(jì)思想，具有以下特色：1.詳細(xì)介紹面向裝配的設(shè)計(jì)指南與產(chǎn)品的制造一樣，產(chǎn)品的裝配處于同等重要甚至更為重要的地位，但長期被忽視。本書詳細(xì)介紹了面向裝配的設(shè)計(jì)指南，以確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)符合產(chǎn)品裝配的要求，減少裝配錯(cuò)誤，降低裝配成本，提高裝配效率和裝配質(zhì)量。2.實(shí)用性強(qiáng)本書沒有復(fù)雜的理論，而是從產(chǎn)品開發(fā)的實(shí)際應(yīng)用著手，介紹了面向制造和裝配的設(shè)計(jì)指南。每一條設(shè)計(jì)指南都來源于真實(shí)的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)總結(jié)，違反其中任何一條設(shè)計(jì)指南都可能會造成產(chǎn)品開發(fā)成本的增加、產(chǎn)品開發(fā)周期的延長和產(chǎn)品質(zhì)量的降低。另外，本書提供的產(chǎn)品設(shè)計(jì)檢查表能夠幫助產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師系統(tǒng)化地檢查產(chǎn)品設(shè)計(jì)，確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)符合制造和裝配的要求，具有非常高的實(shí)用性。3.實(shí)例豐富、強(qiáng)調(diào)實(shí)踐本書的設(shè)計(jì)指南輔以圖形和真實(shí)案例，簡單易懂。作者從一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師的角度來分析和講述每一條設(shè)計(jì)指南對產(chǎn)品開發(fā)的影響，指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師利用每一條設(shè)計(jì)指南來提高產(chǎn)品開發(fā)的質(zhì)量。
我要感謝妻子曾穎和女兒鐘曾，她們是我寫這本書的動力。鑒于作者水平有限，書中錯(cuò)誤在所難免，歡迎廣大讀者批評指正。
鐘元
2011年5月于上海
機(jī)工授權(quán)書
第2版前言
第1版前言
第1章面向制造和裝配的產(chǎn)品開發(fā)
1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要性
1.1.1iPhone利潤分配的啟示
1.1.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)的作用
1.1.3好的產(chǎn)品設(shè)計(jì)
1.2Design For X
1.2.1產(chǎn)品生命周期
1.2.2DFX產(chǎn)生的背景
1.2.3DFX：面向產(chǎn)品生命周期的設(shè)計(jì)
1.2.4DFX：面向各種要求的設(shè)計(jì)
1.2.5DFX的內(nèi)涵
1.3產(chǎn)品開發(fā)模式
1.3.1產(chǎn)品開發(fā)模式的進(jìn)化
1.3.2傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)流程
1.3.3傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)模式的弊端
1.4面向制造和裝配的產(chǎn)品開發(fā)模式
1.4.1DFMA概述
1.4.2DFMA的開發(fā)流程
1.4.3DFMA的價(jià)值
1.4.4DFMA與并行工程
1.4.5DFMA在各企業(yè)的成功應(yīng)用
1.5DFMA的實(shí)施
1.5.1實(shí)施的障礙
1.5.2實(shí)施的關(guān)鍵
第2章面向裝配的設(shè)計(jì)指南
2.1概述
2.1.1裝配的概念
2.1.2最好和最差的裝配工序
2.1.3面向裝配的設(shè)計(jì)的概念
2.1.4面向裝配的設(shè)計(jì)的目的
2.1.5面向裝配的設(shè)計(jì)的歷史
2.2設(shè)計(jì)指南
2.2.1減少零件數(shù)量
2.2.2減少緊固件的數(shù)量和類型
2.2.3零件標(biāo)準(zhǔn)化
2.2.4模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)
2.2.5設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)定的基座
2.2.6設(shè)計(jì)零件容易被抓取
2.2.7避免零件纏繞
2.2.8減少零件裝配方向
2.2.9設(shè)計(jì)導(dǎo)向特征
2.2.10先定位后固定
2.2.11避免裝配干涉
2.2.12為輔助工具提供空間
2.2.13為重要零部件設(shè)計(jì)裝配止位特征
2.2.14防止零件欠約束和過約束
2.2.15寬松的零件公差要求
2.2.16防錯(cuò)的設(shè)計(jì)
2.2.17裝配中的人機(jī)工程學(xué)
2.2.18線纜的布局
第3章塑膠件設(shè)計(jì)指南
3.1概述
3.1.1塑膠的概念
3.1.2塑膠的優(yōu)缺點(diǎn)
3.1.3注射成型
3.2塑膠材料的選擇
3.2.1塑膠材料的分類
3.2.2常用塑膠材料的性能
3.2.3塑膠材料的選擇原則
3.3塑膠的性能參數(shù)
3.3.1物理性能
3.3.2力學(xué)性能
3.3.3熱性能
3.3.4環(huán)境性能
3.3.5阻燃性
3.3.6UL746
3.3.7電性能
3.4設(shè)計(jì)指南
3.4.1零件壁厚
3.4.2避免尖角
3.4.3脫模斜度
3.4.4加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)
3.4.5支柱的設(shè)計(jì)
3.4.6孔的設(shè)計(jì)
3.4.7提高塑膠件強(qiáng)度的設(shè)計(jì)
3.4.8提高塑膠件外觀質(zhì)量的設(shè)計(jì)
3.4.9降低塑膠件成本的設(shè)計(jì)
3.4.10注射模具可行性設(shè)計(jì)
3.4.11注射模具討論要點(diǎn)
3.5塑膠件的裝配方式
3.5.1卡扣裝配
3.5.2機(jī)械緊固
3.5.3熱熔
3.6超聲波焊接
3.6.1超聲波簡介
3.6.2超聲波焊接
3.6.3超聲波焊接工藝
3.6.4塑料的超聲波焊接性能
3.6.5塑膠件的超聲波焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.6.6塑膠件的超聲波焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南
第4章鈑金件設(shè)計(jì)指南
4.1概述
4.1.1鈑金概述
4.1.2沖壓概述
4.1.3常用鈑金材料的介紹
4.2設(shè)計(jì)指南
4.2.1沖裁
4.2.2折彎
4.2.3拉深
4.2.4凸包
4.2.5止裂槽
4.2.6指明飛邊的方向和需要壓飛邊的邊
4.2.7提高鈑金件強(qiáng)度的設(shè)計(jì)
4.2.8減少鈑金件成本的設(shè)計(jì)
4.2.9其他鈑金件設(shè)計(jì)的考慮
4.3鈑金件常用的裝配方式
4.3.1卡扣裝配
4.3.2拉（鉚）釘裝配
4.3.3自鉚
4.3.4螺釘機(jī)械裝配
4.3.5點(diǎn)焊
4.3.6各種裝配方式比較
第5章壓鑄件設(shè)計(jì)指南
5.1概述
5.1.1壓鑄的概念
5.1.2壓鑄的優(yōu)缺點(diǎn)
5.1.3關(guān)于壓鑄件的六大誤解
5.2常用壓鑄材料介紹
5.2.1鋁合金
5.2.2鋅合金
5.2.3鎂合金
5.3設(shè)計(jì)指南
5.3.1零件壁厚
5.3.2壓鑄件最小孔
5.3.3避免壓鑄型局部過薄
5.3.4加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)
5.3.5脫模斜度
5.3.6圓角的設(shè)計(jì)
5.3.7支柱的設(shè)計(jì)
5.3.8字符
5.3.9螺紋
5.3.10為飛邊和澆口的去除提供方便
5.3.11壓鑄件的公差要求
5.3.12簡化模具結(jié)構(gòu)，降低模具成本
5.3.13機(jī)械加工
5.3.14使用壓鑄件簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，降低產(chǎn)品成本
第6章機(jī)械加工件設(shè)計(jì)指南
6.1概述
6.1.1機(jī)械加工的概念
6.1.2機(jī)械加工的分類
6.1.3機(jī)械加工的優(yōu)缺點(diǎn)
6.2通用機(jī)械加工件設(shè)計(jì)指南
6.2.1盡量避免使用機(jī)械加工
6.2.2毛坯的選擇
6.2.3寬松的零件公差要求
6.2.4簡化產(chǎn)品和零件結(jié)構(gòu)
6.2.5降低加工難度
6.2.6保證位置精度
6.2.7尺寸標(biāo)注便于測量
6.2.8保證零件熱處理后的質(zhì)量
6.2.9零件結(jié)構(gòu)要有足夠的剛度
6.2.10采用標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)
6.2.11零件應(yīng)便于裝夾
6.2.12減少裝夾次數(shù)
6.2.13減少機(jī)械加工面積
6.2.14減少走刀次數(shù)
6.2.15零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于刀具工作
6.2.16不同要求的表面明顯分開
6.3車削件設(shè)計(jì)指南
6.4鉆削件設(shè)計(jì)指南
6.5銑削件設(shè)計(jì)指南
第7章公差分析
7.1概述
7.1.1引言
7.1.2公差
7.1.3公差分析
7.1.4常見公差分析的錯(cuò)誤做法
7.2公差分析的計(jì)算步驟
7.2.1定義公差分析的目標(biāo)尺寸和判斷標(biāo)準(zhǔn)
7.2.2定義尺寸鏈
7.2.3判斷尺寸鏈中尺寸的正負(fù)
7.2.4將非雙向?qū)ΨQ公差轉(zhuǎn)換為雙向?qū)ΨQ公差
7.2.5公差分析的計(jì)算
7.2.6判斷和優(yōu)化
7.3公差分析的計(jì)算模型
7.3.1極值法
7.3.2均方根法
7.3.3極值法和均方根法的區(qū)別
7.4裝配偏移
7.5公差分析指南
7.5.1明確目標(biāo)尺寸及其判斷標(biāo)準(zhǔn)
7.5.2公差與成本的關(guān)系
7.5.3公差一致性
7.5.4公差分析結(jié)果不滿足判斷標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的解決方法
7.6產(chǎn)品開發(fā)中的公差分析
7.6.1定義關(guān)鍵尺寸及公差
7.6.2優(yōu)化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)
7.6.3公差分析的計(jì)算
7.6.4二維圖樣尺寸公差標(biāo)注
7.6.5制程能力測量
7.6.6真實(shí)產(chǎn)品公差分析
7.7利用Excel進(jìn)行公差分析
第8章面向制造和裝配的設(shè)計(jì)檢查表
8.1和諧的設(shè)計(jì)
8.2設(shè)計(jì)檢查表
8.2.1概述
8.2.2使用方法
參考文獻(xiàn)
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