面向制造和装配的产品设计

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面向制造和装配的产品设计指南

第1版前言
产品开发如同奥林匹克竞技。更低的产品开发成本、更短的产品开发周期、更高的产品质量，永远是企业追求的最高境界。在全球化的背景下，企业之间的竞争日益加剧，在产品开发中任何一个环节稍有落后，就可能被竞争者超越，甚至被淘汰出局。企业如何才能以“更低的成本、更短的时间、更高的质量”进行产品开发呢？面向制造和装配的产品设计正是这样的一个有效手段。它从提高产品的可制造性和可装配性入手，在产品开发阶段就全面考虑产品制造和装配的需求，同时与制造和装配团队密切合作，通过减少产品设计修改、减少产品制造和装配错误、提高产品制造和装配效率，从而达到降低产品开发成本、缩短产品开发周期、提高产品质量的目的。
借此再版之际，我结合对DFMA更深层次的理解，对本书做了以下主要修改：1.增加了Design ForX（面向各种设计要求的设计，简称DFX）的内容。从产品设计全局的角度介绍DFX，指出DFMA在DFX中的地位及其重要性，但同时不能忽略产品设计时需要考虑的其他要求，例如来自客户或消费者对产品的功能、外观、易使用性等方面的要求，产品可靠性的要求，以及产品低成本的要求等。2.在塑胶件设计指南一章中增加了常用塑胶材料性能的解读，这有助于工程师在选择材料时做出正确的选择，同时对塑胶件进行有针对性的零件设计。另外，更加详细地介绍了塑胶件的超声波焊接，包括工艺介绍、焊接结构设计及指南等。3.增加了新的一章：机械加工件设计指南。通过面向机械加工的设计，实现零件机械加工时的高效率、低成本和高质量等。4.重新调整了公差分析一章的结构。以常见错误公差分析方法为入口，系统化地介绍了在产品开发过程中进行公差分析的具体步骤和具体指南。
第2版前言：
本书第1版自2011年出版以来深受广大读者的好评，前后印刷6次，累计销售余册。为答谢广大读者的厚爱，同时使本书更符合大家的需求、更实用，我们根据近几年的技术发展和许多读者的反馈进行了修订再版。很多读者对本书的评价是非常实用，不少企业把本书当作工程师必备的培训教材。承蒙广大读者和企业的厚爱，在过去的5年中，我有机会从事有关面向制造和装配的产品设计（DFMA）的培训、咨询、应用和推广工作，服务对象包括ABB、艾默生、欧普照明、北京阿奇夏米尔、旭东（中国）、康佳电子和特灵空调等各行业知名企业。这不但让我获得了许多宝贵的实战经验，加深了我对DFMA的认识和理解，同时也让我更进一步意识到DFMA确实能给企业带来实实在在的价值，包括降低产品成本和提高产品质量等。

DFA设计指南-钟元

9.减少零件装配方向
A. 零件的装配方向越少越好
原始的设计
优化的设计
9.减少零件装配方向
B. 零件的装配方向从上至下最好
利用零件自身的重力，设计零件的装配方向从上至下，零件就可以轻松地被放置到预定的位置，然后进行下一步的固定工序
重力是装配时最好的助手
装配方向
47
9.减少零件装配方向
B. 零件的装配方向从上至下最好
B. 最理想的装配方式：
最理想的装配方式是金字塔式装配方式，一个大而且稳定的零件充当产品基座放置于工作台上，然后依次至上而下装配较小的零件，最后装配最小的零件；同时基座零件能够对后续的零件提供定位和导向功能
金字塔式装配
39
6.设计一个稳定的基座
C. 避免把大的零件置于小的零件上装配：
原始的设计
手机的进化
23
2.简化产品设计，减少零件数量
F. 去除标签
标签通过模具成型Fra bibliotek原始的设计
G. 减少紧固件的数量和类型 H. 减少线缆的种类和数量
优化的设计
24
3.减少紧固件的数量和类型
A. 使用同一种类型的紧固件
好处：
减少在设计和制造过程中对多种类型紧固件的管控对紧固件的购买带来批量上的成本优势减少装配线上辅助工具的种类减少操作员的培训简化装配，提高装配效率防错，防止产生装配错误
原始的设计
优化的设计
设计多功能塑胶件代替束线带或线夹 19
2.简化产品设计，减少零件数量
原始的设计
优化的设计
利用塑胶的弹性特性来代替弹簧
20
2.简化产品设计，减少零件数量
原始的设计指甲刀的进化
优化的设计

面向制造和装配的食品机械设计

面向制造和装配的食品机械设计汇报人：2023-11-30•引言•食品机械设计现状和发展趋势•面向制造和装配的食品机械设计技术•食品机械设计优化和改进建议目•面向制造和装配的食品机械设计案例分析•研究结论与展望录引言研究背景和意义研究目的和方法研究目的研究方法食品机械设计现状和发展趋势食品机械设计现状自动化与智能化模块化与标准化01 02 03互联网与物联网技术应用人工智能与大数据技术应用可持续性与环保食品机械设计发展趋势面向制造和装配的食品机械设计技术高效性可靠性卫生性030201制造和装配的食品机械设计特点优化改进根据测试结果进行优化改进，提高机械的性能和可靠性。

模拟测试利用计算机模拟技术对机械进行测试，检查其性能和可靠性。

详细设计对机械结构进行详细设计，包括材料选择、结构设计、精度设计等。

需求分析了解食品加工的具体需求，包括产品类型、产量、工艺流程概念设计根据需求分析结果，进行机械结构的概念设计。

模块化设计人机工程设计绿色设计可靠性设计食品机械设计优化和改进建议利用现代设计软件参考成熟的设计案例模块化设计提高设计效率优化结构设计采用高性能材料进行负载测试提高机械性能优化工艺流程通过优化工艺流程，减少加工时间和材料浪费，从而降低制造成本。

采用标准件采用标准件可以减少定制零件的数量，从而降低制造成本。

精细化设计通过精细化设计，减少零件数量和装配难度，从而降低制造成本。

降低制造成本面向制造和装配的食品机械设计案例分析优化设计流程针对原有设备中的易损件和故障点进行优化，提高设备的稳定性和使用寿命。

改进设备性能提升产品质量案例一：某食品加工厂的机械设计优化03降低维护成本01机构改进02提高生产效率案例二：某食品包装机的机构改进设计案例三：某冷饮生产线的机械设计创新创新设计理念01引入新技术02拓展产品线03研究结论与展望研究结论食品机械设计在面向制造和装配方面取得了显著的进步。

通过优化设计流程和提高自动化程度，显著提高了生产效率，降低了生产成本。

精益设计(概念)

精益设计一、精益设计是什么在设计源头，通过运用专门的工具和方法简化产品的设计，从而在研发流程与产品设计过程中找出并消除各种不必要的浪费，进而在生产制造环节实现真正的精益生产。

1、简化产品设计：运用DFMA（面向制造和装配的产品设计）的理论和方法，进行零部件的整合、优化产品设计，在实现同样产品功能的同时，减少零部件数量。

2、消除浪费：减少了零部件数量，将会：①不会再BOM中出错②不需要图纸或规格③不需要工具或生产设备④无需采购⑤无需运输⑥无需库存⑦不会产生返工返修⑧不存在过剩或过失风险⑨……二、精益设计可以解决的问题1、提升装配效率2、降低产品总核算成本3、提升产品质量4、缩短产品开发周期5、为研发、制造、财务、市场营销等团队构建了一个公共的工作平台三、精益设计的评价指标及评价方法装配效率：DFA Index=最少零件数*3秒/计算所得的装配时间（或实际装配时间）*100%其中：3秒为国际通用的单个装配动作的理论时间。

说明：DFA Index>30%——优秀；30%> DFA Index >20%——良好；20%> DFA Index >10%——一般；DFA Index<10%——差。

四、精益设计的方法、工具1、DFA：面向装配的设计。

有成熟的方法论、工具，以及软件。

2、DFM：面向制造的设计。

在DFA阶段，零件进行整合，必然造成单个零件的加工工艺变复杂、加工难度增加，需要对零件的可制造性进行评估。

有成熟的饭方法论、工具、软件，以及对应的加工设备库、刀具库、材料库等。

3、产品总核算成本：由于零部件整合、材料替代等，不然造成零部件的成本变化，且单个零件成本上升的概率较大，所以需要进行产品总核算成本的对比，包括材料成本、人工成本、设备投入、质量成本、运输成本、仓储成本等。

有成熟的方法论、工具，以及软件。

4、知识转移：通过竞品的对标分析，取其长，避其短，提升产品竞争力。

面向制造和装配的产品设计指南

这一章讲述了如何利用计算机辅助设计工具进行产品设计建模和分析，包括结构设计、性能分析、工艺性评估等方面的内容。
这一章介绍了如何通过优化产品设计，提高产品的性能、降低成本、提高制造效率，为读者提供了优化设计的思路和方法。
这一章详细讲解了如何进行装配序列规划和生成，包括装配流程定义、装配路径规划、装配顺序优化等方面的内容。
精彩摘录
《面向制造和装配的产品设计指南》是一本为设计师和工程师提供实用建议和指导的书籍，旨在帮助他们创建具有优秀设计和高效装配的产品。这本书的内容涵盖了从产品设计的基本原则到详细装配过程的所有方面，其中包含了许多精彩摘录，以下是其中的一些：
“设计的过程不仅包括创新和决策，还需要有对细节的和解决问题的能力。”
这句话强调了设计师在产品开发过程中需要具备的能力，包括创新能力、决策能力和解决问题的能力。同时，还需要对细节有足够的，以确保产品的质量和性能。
这句话提醒设计师不要只产品的外观和形式，而是要更加注重产品的功能和性能。一个优秀的产品应该具备出色的功能，同时具备良好的用户体验。
这句话强调了在产品设计中使用标准零部件和标准接口的重要性。这样做可以减少开发成本和时间，同时提高产品的可靠性和可维护性。
《面向制造和装配的产品设计指南》这本书无疑为设计师和工程师们提供了一本宝贵的参考书。它强调了设计与制造之间的关系，教导设计师如何在满足用户需求的同时，考虑到制造的可行性。通过学习这本书，设计师可以更好地理解产品的整个生命周期，从设计到制造，再到装配和维护。这不仅可以帮助他们提高设计的质量和效率，还可以降低成本，提高产品的竞争力。
这本书是由机械工业社于2016年，是一本面向制造和装配的产品设计指南。它不仅涵盖了面向装配的设计指南，还深入探讨了塑胶件、钣金件和压铸件的设计指南，为设计师提供了一套完整的设计思路和方法。

面向制造及装配的产品设计

精彩摘录
“现代产品设计软件和技术的发展，为面向制造和装配的设计提供了强大的支持。”
随着计算机辅助设计（CAD）等软件的普及和应用，设计师可以更加方便地模拟和分析产品的制造和装配过程。这些软件能够提供精确的零件模型、装配关系和约束条件，帮助设计师在早期阶段发现问题并优化设计方案。
精彩摘录
同时，增材制造（3D打印）等先进技术的出现，也为设计师提供了更多的创新空间和可能性。
精彩摘录
“在产品设计阶段引入‘装配约束’的概念，可以有效减少后期生产中的修改和调整。”
装配约束是指产品在设计过程中需要考虑的装配关系和限制条件。通过明确装配约束，设计师可以提前发现和解决潜在的设计问题，避免在生产阶段出现装配困难或错误。这不仅可以减少生产成本和周期，还可以提高产品的质量和可靠性。
阅读感受
书中详细介绍了如何选择面向制造和装配的材料和工艺，以及如何进行电气连接和线束总成等。这些都是我之前从未考虑过的问题，但现在看来，它们却是产品设计中不可或缺的一部分。同时，书中还提供了丰富的实用案例，让我更加直观地了解了MBD在实际生产中的应用。这些案例使我深刻认识到，将制造和装配纳入产品设计的考虑中是如此重要。
内容摘要
本书提供了在这些新技术环境中应用DFMA原则的实用指南。《面向制造及装配的产品设计》是一本非常实用的书籍，对于工程师和设计师来说是一本不可或缺的参考书。无论是在产品开发的初级阶段还是成熟阶段，本书都将帮助读者提高产品质量、降低制造成本，并提高生产效率。通过理解和应用DFMA原则，设计师可以更好地将制造和装配需求融入到产品设计中，从而实现更高效、更经济的产品开发。
精彩摘录
“良好的产品设计的目标是实现‘零装配’或‘少装配’。” “零装配”或“少装配”是指通过优化产品设计，减少在生产过程中所需的装配步骤和时间。这需要设计师深入了解制造和装配过程，运用创新的设计理念和方法，尽可能地简化产品的结构和装配关系。实现“零装配”或“少装配”不仅可以提高生产效率，降低成本，还可以改善工作环境，减少人为错误。

面向制造和装配的产品设计钟元课件

实例一：智能家居产品设计
总结词
智能、人性化、节能
详细描述
智能家居产品设计注重智能化、人性化以及节能环保。通过智能化技术，实现家居设备的远程控制和自动化操作，提高生活便利性。同时，设计充分考虑人机交互，使产品易于使用。在节能方面，采用低功耗技术和绿色材料，降低能耗，保护环境。
实例二：汽车零部件设计
明确产品装配过程中所需的各个步骤，包括零件的定位、固定、配环节、提高装配效率等方式优化装配流程。
装配流程再造
在原有装配流程基础上进行改进，引入新技术、新工艺，提高装配质量和效率。
装配序列规划
装配序列分析
分析产品装配过程中各零件的相互关系，确定合理的装配顺序。
总结词
人性化、精度、可靠性
详细描述
医疗器械产品设计注重人性化、精度和可靠性。设计时，充分考虑患者的需求和使用体验，使产品易于操作和使用。同时，严格控制产品的制造精度，确保治疗效果。为了提高产品的可靠性，采用高品质的材料和严格的品质检测，确保产品的长期稳定性和安全性。
实例四：消费电子产品设计
总结词
材料选择与优化
材料性能评估
根据产品设计需求，评估不同材料的性能特点。
环保与可持续性
优先选择环保、可回收和可持续性的材料。
成本效益分析
在满足产品设计需求的前提下，选择成本效益最优的材料。
材料替代与优化
基于新材料或技术，提出对现有材料的替代或优化建议。
03
面向装配的设计
装配流程分析
装配流程识别
面向制造和装配的产品设计钟元课件
目录
• 产品设计概述 • 面向制造的设计 • 面向装配的设计 • 产品设计实例分析
01

面向制造和装配的产品设计指南pdf

面向制造和装配的产品设计指南pdf面向制造和装配的产品设计指南一、制造及装配工艺的选择1. 复杂物件的制造针对复杂物件，需要进行多种加工方式，根据特性以及产品性能条件来确定整个制造及装配路线，重点考虑非标准件的可用性、成本和熟练程度。

2. 材料的选择产品的功能及性能要求决定了其用料方案，材料应考虑其可靠性、经久性、可制造程度、价格等因素。

3. 构型的设计构型的优劣关系到零件的装配，构型的设计，有利于零件之间的融合，减少装配难度和装配操作量。

二、工艺设计1. 零件参数的确定材料、工艺加工参数、精度、表面等级、应力状态、成形状态等参数需经过综合计算，确定最适宜的零件参数，以满足整体性能要求。

2. 加工方式的选择用于加工零件的工具、装夹、机床，以及时序，加工方式除传统的滚车冲压，压缩弯曲，还有技术比较新的激光切割剥皮加工工艺，针对不同构型的零件，对加工选择有积极的作用，有利于提高产品的精度和质量。

3. 组装工艺的确定为了使产品具有一定的压力，实现装配要求，机械组装的确定，压缩弹簧的选择，安装位置的确定，表面处理的确定。

三、制造及装配控制1. 检验标准确定根据产品规格和需求，对每个零件和成品进行检测，确定过程检验参数，检验标准和抽样检验，根据合格鉴定的结果，控制产品的质量。

2. 质量控制建立质量控制策略，实施质量体系，依据国家标准，确定质量控制体系，建立成熟的质量控制体系，保证产品质量和客户满意度。

3. 制造及装配记录内容：产品及零件编号、工艺规程编号、生产批号、加工及装配方法、检查结果等，记录产品制造及装配过程，建立数据库，分析产品质量控制，保证产品的可靠性。

完整版-DFMA面向制造和装配的产品设计

避免卡住
5、DFMA——零件容易被抓取：避免零件太小、太重、太滑、太黏、太热或太柔弱需要几只手？需要握紧吗？部件的对称结构对装配有什么影响？部件容易对齐或定位吗？设计适当的抓取特征：如折边避免零件的锋利边角：防止对操作人员或消费者造成人身伤害
四、DFMA的实施
6、DFMA——减少装配方向：零件装配方向越少越好：零件只有一个装配方向为佳装配方向过多，移动、旋转、翻转等，降低装配效率，操作人员易疲惫装配方向过多，可能造成零件发送碰撞而损坏注意事项：避免自下向上装配，这需要克服零件的重力，在零件固定前需要施加外力保持正确位置，费时、费力，易造成质量问题
装配中的人机工程学
1.避免视线受阻的装配
2.避免装配操作受阻
3.避免操作人员受到伤害
4.减少工具的种类和特殊工具
5.设计特征辅助装配
线缆布局
1.合理的线缆布局
2.为线缆提供保护
可靠性测试
1.防水/防尘IP65/跌落
2.散热设计 (芯片温度)
工程安装设计
其他
总分
设计更改建议
四、DFMA的实施
DFMA检查表
产品规格定义
产品设计
DFMA检查表
装配工序面向装配的设计检查
把冰箱打开
把大象装进去
把冰箱门关上
零件标准化
1.五金零件标准化
2.重复利用其他项目零件
产品模块化
设计一个稳定的基座
1.最理想的装配是金字塔式的装配
四、DFMA的实施
为提高产品质量、缩短开发周期、降低开发成本，实施DFMA的关键：1、转变思想我们设计，你们制造我们设计，你们制造，设计充分考虑制造的要求重制造，轻设计加大对设计的投入，支持DFMA2、组建DFMA团队：3、实施DFMA开发流程4、开展DFMA培训5、使用DFMA检查表

面向制造和装配的产品设计-第二部分-塑胶件的设计

避免零件外部尖角：避免在塑胶熔料流动方向上产生尖角：避免在零件连接处产生尖角：
圆角的设计零件应力集中系数
五、塑胶件设计--脱模斜度
决定脱模斜度的因素:脱模斜度一般取1~2°；收缩率较大的塑胶件脱模斜度较大；尺寸精度要求较高的特征处取较小脱模斜度:公模侧脱模斜度小于母模侧以利于脱模；壁厚较厚时，成型收缩大，取较大脱模斜度;咬花面与复杂面取较大脱模斜度;玻纤增强塑料取较大脱模斜度；零件某些平面因为功能需要可以不设置脱模斜度，但模具则需设计侧抽芯结构，模具结构复杂，成本高:在零件功能和外观等允许情况下，零件脱模斜度尽可能取大;脱模斜度的大小与方向不能影响零件的功能实现。脱模斜度的大小和方向不能影响零件的功能实现：
在允许的情况下，可以通过U形槽、零件表面断差的设计以及表面咬花等方式来掩盖塑胶件表面缩水
支柱壁厚处或加强筋壁厚处局部去除材料(我国台湾地区称之为“火山口”)，可以大幅降低零件外观缩水的可能性，“火山口”设计会在一定程度上降低支柱或加强筋的强度。
离浇口越远处，越容易产生表面缩水。对于零件重要外观表面对表面缩水要求高的区域，可以合理设计浇口的位置使其靠近该区域，减小缩水。同时，浇口的位置应使得塑胶熔料从壁厚处流向壁薄处。若熔料从壁薄处流向壁厚处，壁薄处首先冷却凝固，壁厚处表面很容易产生缩水，内部则容易产生气泡。
面向制造和装配的产品设计塑胶件的设计
目录
一、定义与特性二、分类三、材料四、塑胶件设计零件壁厚避免尖角脱模斜度加强筋的设计支柱的设计孔的设计提高塑胶件强度的设计提高塑胶件外观的设计降低塑胶件成本低设计注塑模具可行性设计塑胶件的装配卡扣装配卡扣的设计机械固定，自攻螺钉超声波焊接塑胶件DFMA检查表
五、塑胶件设计--定义与特性
五、塑胶件设计--提高塑胶件强度的设计

面向制造和装配的设计(DFMA)课件

智能制造和数字化转型
智能制造
随着物联网、大数据和人工智能等技术的发展，智能制造已成为制造业的未来趋势。DFMA需要适应智能制造的需求，优化产品设计，减少制造和装配过程中的复杂性和成本。
VS
数字化转型
数字化转型是制造业转型升级的关键。 DFMA应借助数字化工具和平台，实现产品设计的数字化、仿真和优化，提高设计效率和产品质量。
降低装配成本
1
降低装配成本可以提高产品的市场竞争力。
2
通过减少零件数量和优化装配流程，可以降低装配成本。
3
降低装配成本还可以提高企业的盈利能力，有利于企业的可持续发展。
提高产品质量和可靠性
提高产品质量和可靠性可以增强消费者对产品的信任度和忠诚度。
通过减少零件数量、优化装配流程和标准化模块化设计等措施，可以提高产品质量和可靠性。
持续改进和优化
总结词
在制造和装配过程中不断改进和优化，提高生产效率和产品质量。
详细描述
在产品制造和装配过程中，需要不断进行改进和优化。改进和优化的方面包括工艺流程、设备、管理等方面，以提高生产效率和产品质量。同时，还需要关注新技术和新方法的发展，及时引入和应用新技术和新方法，
以提高生产效率和产品质量。
人机交互和人性化设计
人机交互
随着消费者对产品体验的关注度提高，人机交互已成为产品设计的关键因素。DFMA应注重产品的易用性和用户体验，提高产品的交互性和人性化设计。
人性化设计
人性化设计关注人的需求和情感，使产品更加符合人的心理和生理需求。DFMA应注重人性化设计，提高产品的情感价值和舒适度。
可持续性和环保设计
绿色制造
随着环境问题日益严重，可持续性和环保已成为制造业的重要发展方向。 DFMA应关注绿色材料、节能减排、资源循环利用等方面的设计，降低产品全生命周期的环境影响。

《面向制造和装配的产品设计指南》读后感

《面向制造和装配的产品设计指南》读后感1. 引言1.1 概述在制造和装配的过程中，产品设计起着至关重要的作用。

一个好的产品设计能够满足制造和装配的要求，提高生产效率、降低成本并保证产品质量。

因此，这篇文章将着重探讨面向制造和装配的产品设计指南，旨在引导设计师根据实际情况进行合理选择并优化产品设计。

1.2 文章结构本文主要分为五个部分。

首先，在引言部分我们将介绍文章的背景和目的。

然后，在第二部分中，我们将详细论述制造和装配中的产品设计考虑，包括制造可行性分析、装配性设计原则以及成本优化原则。

接下来，在第三部分中，我们会分享一些实践案例，展示一些具体的应用实例以及制造工艺改进案例和装配流程优化探讨。

第四部分将讨论持续改进与创新发展观念如何融入产品设计中，包括追随市场需求变化、技术创新与产品升级策略以及环保理念融入产品设计步骤等。

最后，在第五部分中，我们将总结回顾关键要点，并展望未来的发展趋势，同时提出一些建议和思考方向。

1.3 目的本文的目的是为了帮助读者更好地理解面向制造和装配的产品设计指南，并在实践中应用这些原则。

通过深入探讨制造可行性分析、装配性设计原则、成本优化原则以及持续改进与创新发展观念融入产品设计中的内容，读者将能够获得关于如何进行有效产品设计的有益知识和建议。

此外，通过分享一些实践案例，读者还可以从中汲取经验，了解不同场景下的应用情况。

最终，我们希望本文能够为读者提供一些有价值的指导和启示，在他们进行产品设计时做出明智的决策并取得良好的效果。

2. 制造和装配中的产品设计考虑2.1 制造可行性分析在产品设计阶段，制造可行性分析是至关重要的一环。

它涉及到对设计方案的评估，以确定其在实际生产过程中是否能够顺利进行，并且可以满足制造要求。

制造可行性分析需要考虑各种因素，包括材料选择、加工技术、设备和工艺流程等。

通过这种分析，可以预测潜在的生产问题和难点，并提前进行调整和优化。

2.2 装配性设计原则装配性设计是指在产品设计中考虑到产品组装过程的可操作性和效率。

面向制造和装配的产品设计教学大纲

面向制造和装配的产品设计一、课程说明课程编号：080214Z10课程名称：面向制造和装配的产品设计/ Product Design for Manufacture and Assembly课程类别：专业课学时/学分：32/2 （其中课内上机学时：10 ）先修课程：工程图学、机械原理、机械设计、机械产品测绘与三维设计适用专业：机械类各专业本科生教材、教学参考书：（1）钟元编著，《面向制造和装配的产品设计指南》(第一版)，北京：机械工业出版社，2011.4（2）G.布斯劳，P 德赫斯特，W 耐特（美）著. 《面向制造与装配的产品设计》，北京：机械工业出版社，1999.4（3）张旭、王爱民、刘检华主编，《产品设计可装配性技术》，北京：航空工业出版社，2009.6（4）杨建军主编，《产品设计可制造性与生产系统》，北京：航空工业出版社，2009.6二、课程设置的目的意义《面向制造和装配的产品设计》是为机械设计制造及其自动化专业的机械设计方向学生开设的一门专业核心课程，该课程从提高产品的可制造性和可装配性入手，在产品开发阶段就全面考虑产品制造和装配的需求，是企业以“更低的开发成本、更短的开发周期、更高的产品质量”进行产品开发的关键。

课程的设置目的是让学生通过本课程的学习，能综合运用制造和装配的设计基本原则设计产品，并进行计算机装配及制造分析，为从事机械设计制造相关行业的研究开发工作奠定基础。

三、课程的基本要求知识：掌握面向制造和装配的产品设计（DFMA）基本原则；掌握控制产品的加工质量和成本的基本方法；掌握装配设计方法，能分析装配过程，并作合理评估；掌握运用计算机软件进行装配及制造分析的方法；了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术及其发展趋势。

能力：掌握面向制造和装配的产品设计（DFMA）设计理念，培养如何利用设计基本原则减少产品设计修改、减少制造和装配错误、提高效率的综合设计能力；通过方案优化、协作设计、答辩论证，综合应用所学基础知识和交叉知识，培养创新意识，提高分析、发现、研究和解决问题的工程实践能力；掌握利用计算机软件及技术实现对机械产品的设计、制造及装配进行分析的能力，从而进一步优化设计结果。

面向制造和装配的产品设计-第六部分-公差分析

括:
➢ 在产品详细设计完成后才开始进行公差分析：公差分析应该从产品概念设计阶段就开始，在产品概念设计阶段就应当根据产品的功能、外
观和可靠性等要求判断出哪些装配尺寸是关键尺寸，并通过优化的设计方法，例如缩短尺寸链、使用定位特征等来确保关键尺寸符合要求。在产品详细设
计完成之后才开始进行公差分析为时已晚，此时如果发现产品设计有不符合要求之处需要修改，但产品详细设计已经完成，再来修改设计则会浪费大量的
为±0.03;D:从±0.15调整为±0.10；E:从±0.05调整为±0.03;F:从±0.05调整为±0.03。将
调整后的尺寸公差输入到公差分析 Excel计算表格
八、DFMA-公差分析的常见错误方法
DFMA
➢ 典型公差分析的错误做法示例：前述公差分析的计算过程是正确的，但该公差分析的思路大部分是错误的，其错误之处包
定超过了零件制程能力，零件实际制造尺寸满足不了公差设定的要求，那么即使公差分析的结果满足要求，产品还是会发生失效。
美、日、公制O型圈线径公差表
AS568A
JIS B2401(P系列)
公制
1.78
±0.08
1.9
±0.07
1
±0.07
2.62
±0.08
2.7
±0.07
1.5，2
±0.08
3.53
±0.10
优化产品的设计。
八、DFMA-公差分析的常见错误方法
DFMA
➢ 公差分析的错误方法：最常见的是遇见可靠性问题就降低公差。典型公差分析的错误做法示例：
上盖
O型圈
底座
第一步，定义O型圈压缩量的尺寸链，并把各个尺寸的正负、名义值和公差输入到
公差分析 Excel表格中(O型圈的压缩比为压缩量与直径的比值，通过公差分析计算

面向制造和装配的产品设计之公差分析(可编辑)

面向制造和装配的产品设计之公差分析DFMADFMA第第44部分部分：公差分析公差分析Tolerance AnalysisTolerance Analysis钟元钟元7>2013/03/302013/03/30DFMADFMA内容：一．常见的公差分析做法二．公差分析三．公差分析的公差分析的计算步骤算步骤四四．公差分析的计算方法公差分析的计算方法五．公差分析的三大原则六．产品开发中的公差分析2DFMADFMA一. 常见的公差分析做法1. 产品详细设计完成后，在design review时，针对O-ring的压缩量进行公差分析；分析如下：3DFMADFMA一. 常见的公差分析做法2. 当发现公差分析的结果不满足要求时，修改尺寸链中的尺寸公差，从±0.15mm修改到±0.10mm，发现依然不能满足，继续修改到±0.05mm，直到满足O-ring的15%压缩量要求；成功完成公差分析。

4DFMADFMA一. 常见的公差分析做法存在的问题：公差的设定没有考虑到制程能力公差的设定没有考虑到制程能力 ? 公差的设定没有考虑到成本没有缩短尺寸链的长度没有缩短尺寸链的长度? 当公差分析结果不满足要求时，没有通过优化设计的方法，而是通过严格要求零零件尺尺寸公差的方法；? 对尺寸公差没有进行二维图标注对尺寸公差没有进行制程管控对尺寸公差没有进行制程管控 ? 产品制造后，没有利用真实的零件制程能力来验证设计阶段的公差分析在产品详细设计完成后才开始进行公差分析在产品详细设计完成后才开始进行公差分析5DFMADFMA一. 常见的公差分析做法后果：产品不良率高产品不良率高? 要求严格的公差，产品制造成本高，但依然会出现不良品实实际产品公差分析验证6DFMADFMA二. 公差分析1.公差的概念：为什为什么为产生为产生公差差？? 加工制程的变异： ? 组装制程的变异： ? 材料特性的不同 ? 组装设备的精度? 设备或模具的精度 ? 工装夹具装夹具的错误错误? 加工条件的不同? 操作员的不熟练? 模具磨损7DFMADFMA二. 公差分析1.公差的概念：公差是零件尺寸所允许的偏差值公差是零件尺寸所允许的偏差值，设定零件的公差即是设定零件制造时设定零件的公差即是设定零件制造时尺寸允许的偏差范围100.0799.759999..8888 100.03100±0.20100.05 100100.000099.9999.92100100.1515 100.30 8DFMADFMA二. 公差分析1.公差的概念：正态分布正态分布下偏差下偏差上偏差上偏差9DFMADFMA二. 公差分析2.公差的本质：公差是产品设计和产品制造的桥梁和纽带公差是产品设计和产品制造的桥梁和纽带，是保证产品以优异的质量是保证产品以优异的质量、优良的性能和较低的成本进行制造的关键。

面向制造和装配的产品设计指南总结

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设计指南
1.减少零件数量
1.1 keep it simple,stupid(kiss原则) 考虑每个零件，考虑去除每个零件的可能性
1.2 把相邻的零件合并成一个零件。

1.3 把相似的零件合并成一个零件。

设计技巧：在三维模型中，机械工程师先设计好一个零件，然后把零件装配到相似零件的位置，再来设计相似零件所应该具备的特征。

合并后的零件包含了相似零件的所有特征。

1.4把对称的零件合并成一个零件
1.5避免过于稳健的设计
1.6合理选用零件制造工艺，设计多功能的零件
2.减少紧固件的数量和类型（无工具设计）
2.1使用同一种类型的紧固件
2.2使用卡扣等替代紧固件常用四种装配方式成本由低到高为：卡扣-拉钉-螺钉-螺栓和
螺母
2.3避免分散的紧固件设计
2.4把螺柱和螺母作为最后的选择
3.零件标准化
4.模块化产品设计
5.设计一个稳定的基座
6.设计零件容易被抓取
7.避免零件缠绕
8.减少零件装配方向
9.设计导向特征
10.先定位后固定
11.避免装配干涉
12.为辅助工具提供空间
13.为重要零部件设计装配至位特征
14.防止零件欠约束和过约束
15.宽松的零件公差要求
16.放错的设计
17.装配中的人机工程学
18.线缆的布局
'.。

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