机械产品的开发、构成与制造过程

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第1章 机械制造概论,机械制造业是国民经济的基础产业，它生产的机械产品中相当一部分将成为国民经济各部门的机械装备。机械制造是一个将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等）通过制造系统转化为可供人们使用或利用的产品的过程。机械制造也是人类开发自然资源的过程，在人类实施可持续发展战略的今天，力争以最小的资源消耗、最低限度的环境污染产生最大的社会经济效益是制造业的根本宗旨。,1.1 机械产品的开发与构成,1.2 制造过程与生产组织,思考题与练习,1.1 机械产品的开发与构成,1.1.1 机械产品的开发,产品开发的意义,新产品开发的决策,新产品开发的方式,新产品开发的步骤,产品开发的技术手段,1.1.2 机械产品的构成,机械产品的构成,组成产品的各个部分应当具有充分发挥其性能的最佳形状,所选用的材料应考虑对强度和功能的要求。,机械产品使用的材料,产品开发的意义,1）产品开发的意义,科学技术的发展与进步，为满足人类更高消费提供了许多新的产品方案。,消费者随着生活水平的提高与社会环境的进步，对产品的功能、质量、外观、价格提出了新的要求，这些使企业有可能也有必要不断地开发新产品。,机械制造企业为了赢得竞争，也必须不断地推出新产品。,2）机械产品的市场寿命周期及各阶段的特点,2）机械产品的市场寿命周期及各阶段的特点,介绍期,：,制造成本大，销售量有限，价格也较高，销售产品还不能为企业带来利润。,成长期,：,产品迅速占领市场，销售额扩大，进入批量生产，成本降低，利润迅速增加。,成熟期,：,销售量大，但增幅趋缓，企业利润丰厚,衰退期,：,产品的价格被压到极低水平，销售额持续下降，企业无法获得利润，市场出现升级换代的新产品。,新产品开发的决策,1）新产品的分类及定义,全新产品,：,应用新原理、新结构、新技术和新材料制造出的前所未有的产品往往是科技史上的重大突破。,换代产品,：,由于采用新技术、新结构或新材料，使产品性能产生具有阶段性变化的新产品。,改进产品,：,对老产品的改进。,仿制产品,：,模仿市场已有的其他产品而产生。,2）新产品开发的决策,开发调研,立项决策,开发调研,科技调研,：,主要是调研科技新动态，形成产品的技术源。,市场调研,：,主要是调查市场需求。,竞争环境调研,：,研究了解国家的法律、法规、行业政策导向，调查研究国内外竞争对手的情况。,立项决策,表1-1,给出了对一个新产品开发调查的结果，表 中的每一项都是利用某一种方法调研得到的数据进一步求平均值得出的。,立项评估的内容,经济分析,：,主要考虑产品开发的资金投入以及在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。,表1-1 新产品评估等级,要素类,要素,等级,权值,得分,技术评估,先进新颖性,7,0.1,0.7,成熟度,7,0.1,0.7,技术独占度,9,0.15,1.35,质量指标,6,0.05,0.3,适用性评估,与原有技术兼容性,3,0.05,0.15,现有设备可用性,8,0.1,0.8,现有人才可用性,6,0.05,0.3,现有销售渠道可用性,4,0.05,0.2,竞争能力评估,市场宽度,3,0.1,0.3,可达市场占有率,7,0.1,0.7,与发展政策有关,9,0.05,0.45,环境保护,9,0.1,0.9,总计,1,6.85,新产品开发的方式,独立研制,：,依靠本企业自身力量独立进行新产品开发。,合作开发,：,由企业与高校或科研机构合作进行技术开发。,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。,新产品开发的步骤,产品的概念设计,产品方案设计,技术设计,生产设计,产品方案设计,方案设计主要确定实现概念设计的总体方案，包括机械结构方案、电器控制方案、外形方案等；还有绘制产品的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的明细表,技术设计,定义：根据技术任务书，将方案设计中确定的基本结构和主要参数具体化，进一步确定产品结构和技术经济指标,内容：,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、重要零部件图等,编写部件、附件、通用件等明细表以及特殊材料表,编写设计说明书、说明产品结构特点,制定加工、装配以及产品验收和交货的技术条件,确定产品的技术经济指标,生产设计,定义,：生产设计是将经过审核和修正的前一段设计具体化为生产用的工作图,内容,绘制全套施工图样、准备有关制造和使用所需的技术文件，为企业提供可靠的生产依据,请单击三下,产品的概念设计,产品概念设计的内容,产品的基本特征、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、目标成本及与国内外类似产品的比较等。,产品的概念,狭义概念,：指具体产品,广义概念,：即整体产品概念，如,图1-1,所示，它由核心部分、形式部分及延伸部分组成。,图1-1,整,整体,产,产品,概,概念,使用价值,包装,品质,售后服务保证,运输,品牌,式样,维修,安装,产品,开,开发,的,的技,术,术手,段,段,传统,的,的产,品,品的,开,开发,往,往往,借,借助,于,于人,力,力和,通,通用,设,设备,，,，经,过,过反,复,复制,作,作、,试,试凑,，,，信,息,息的,个,个性,化,化因,素,素较,大,大。,随着,计,计算,机,机在,制,制造,业,业中,的,的广,泛,泛应,用,用，,计,计算,机,机辅,助,助设,计,计（CAD）,得,得到,越,越来,越,越普,遍,遍的,应,应用,。,。,基于CAD/CAE/CAM以,及,及多,媒,媒体,技,技术,发,发展,起,起来,的,的虚,拟,拟制,造,造技,术,术，,可,可大,大,大加,速,速产,品,品的,开,开发,过,过程,。,。,快速,成,成形,技,技术,可,可以,用,用较,低,低的,费,费用,，,，在,很,很短,的,的时,间,间内,完,完成,单,单件,或,或小,批,批量,试,试制,，,，是,现,现代,产,产品,快,快速,开,开发,的,的主,要,要技,术,术。,机械,产,产品,使,使用,的,的材,料,料,黑色,金,金属,材,材料:,钢材,和,和铸,铁,铁，,强,强度,较,较高,，,，价,格,格低,廉,廉，,故,故使,用,用较,多,多。,按,按其,使,使用,场,场合,的,的不,同,同，,对,对其,性,性能,的,的要,求,求也,不,不同,。,。,有色,金,金属,材,材料,以,铝合,金,金,应用,最,最广,，,，用,作,作发,动,动机,的,的活,塞,塞、,变,变速,箱,箱壳,体,体、,带,带轮,等,等，,铝,铝合,金,金由,于,于重,量,量轻,、,、美,观,观，,今,今后,将,将更,多,多地,被,被用,于,于制,造,造汽,车,车零,件,件。,铜,用于,生,生产,电,电器,产,产品,、,、散,热,热器,。,。铅,、,、锡,与,与铜,构,构成,的,的合,金,金用,作,作轴,承,承合,金,金。,锌,锌合,金,金用,作,作装,饰,饰和,车,车门,手,手柄,。,。,非金,属,属材,料,料:,工程,塑,塑料,、,、橡,胶,胶、,石,石棉,、,、玻,璃,璃、,纤,纤维,等,等,1.2,制,制造,过,过程,与,与生,产,产组,织,织,1.2.1,机,机械,产,产品,的,的制,造,造过,程,程,1.2.2,零,零件,的,的制,造,造过,程,程,1.2.3,生,生产,类,类型,与,与生,产,产方,式,式,机械,加,加工,工,工艺,与,与生,产,产类,型,型,生产类,型,型与生,产,产方式,制造哲,理,理与生,产,产方式,1.2.1,机,机械产,品,品的制,造,造过程,影片,定义,：,从原材,料,料到产,品,品的全,过,过程，,包,包括零,件,件、部,件,件以及,整,整机的,制,制造，,称,称为,机械产,品,品的制,造,造过程,。,。,制造过,程,程定义,：,由一系,列,列的制,造,造活动,组,组成，,包,包括生,产,产设计,、,、技术,准,准备、,生,生产计,划,划、毛,坯,坯制造,、,、机械,加,加工、,热,热处理,、,、装配,、,、质量,检,检验以,及,及储运,等,等工艺,过,过程,工艺过,程,程的分,类,类,：,铸造、,锻,锻造焊,接,接、机,械,械加工,、,、热处,理,理、装,配,配等。,制造过,程,程的物,料,料流、,信,信息流,、,、能量,流,流及人,与,与设备,构,构成了,机,机械制,造,造系统,，,，如,图1-4,所,示。,图1-5,所示大,概,概说明,了,了分别,采,采用不,同,同的工,序,序制造,车,车身、,发,发动机,等,等，再,将,将其装,配,配成汽,车,车的过,程,程。,图1-4 机,械,械制造,系,系统图,加工任务,加工方法,加工顺序,物流要求,信息系统,机械制造系统,原料或毛坯,存储,运输,制造,检验,能量系统,能源,加工任务,加工方法,加工顺序,物流要求,信息系统,机械制造系统,原料或毛坯,存储,运输,制造,检验,成品,能量系统,能源,物料流,信息流,能量流,图1-5 汽,车,车的生,产,产过程,1.2.2,零,零件的,制,制造过,程,程,零件的,制,制造过,程,程是机,械,械过程,中,中,最基础,、,最主要,的环节,，,，其目,的,的是通,过,过一系,列,列的工,艺,艺方法,，,，获得,具,具有一,定,定形状,、,、尺寸,、,、力学,性,性能和,物,物理性,能,能的零,件,件。,零件制,造,造的工,艺,艺方法,材料去,除,除法,（质量,减,减少、,m,0,）,材料累加法,（质量增加、,m,0）,零件的制造过程,（1）,材,材料去,除,除工艺,（,（,m,0）,定义,：,按照一,定,定的方,式,式从工,件,件上去,除,除材料,，,，工件,逐,逐渐逼,近,近所需,形,形状和,尺,尺寸的,零,零件。,影响加,工,工效率,的,的因素,：,材料或,毛,毛坯与,零,零件的,形,形状、,尺,尺寸相,接,接近的,程,程度。,特点,：,工件形,状,状越接,近,近零件,，,，材料,去,去除越,少,少，能,源,源消耗,也,也就越,少,少；反,之,之则材,料,料、能,源,源消耗,就,就越大,。,。,内容,切削加,工,工,特种加,工,工,定义,：,利用电,能,能、光,能,能等对,工,工件进,行,行材料,去,去除的,加,加工方,法,法。,特种加,工,工方法,：,电火花,加,加工,、,电解加,工,工,、,激光加,工,工,切削加,工,工,定义,：通过工,件,件和刀,具,具之间,的,的相对,运,运动及,相,相互间,力,力的作,用,用来实,现,现的加,工,工方法,。,。,常见的,切,切削加,工,工方法,：,车削,、,铣削,、,刨削,、,磨削,等。,切削过,程,程中现,象,象,：,力,、,热,、,变形,、,振动,、,磨损,等。,材料,成,成形工,艺,艺（,m,0,）,材料成,形,形工艺,方,方法多,利,利用模,型,型使原,材,材料形,成,成毛坯,或,或零件,。,。,服务于,成,成形工,艺,艺方法,的,的模具,制,制造精,度,度一般,要,要求较,高,高，其,生,生产往,往,往是单,件,件生产,方,方式，,加,加工量,大,大。,模具设,计,计也要,用,用到CAD、CAE,等,等一系,列,列技术,，,，从另,一,一个侧,材料的,累,累加工艺,（,（,m,0,）,定义,将零件以,微,微元叠加,的,的方式逐,渐,渐累加生,成,成，这一,工,工艺又称,为,为,快速成形,技,技术。,优点,无需刀具,、,、夹具等,生,生产准备,活,活动，就,可,可以形成,任,任意复杂,形,形状的零,件,件。,快速成形,技,技术,RP技术