1、1第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)第第4章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)4.1 4.1 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的定義、內(nèi)容與特點(diǎn)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的定義、內(nèi)容與特點(diǎn)4.2 4.2 計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算機(jī)輔助X X（CAXCAX）4.3 4.3 面向面向X X的設(shè)計(jì)（的設(shè)計(jì)（DFXDFX） 4.4 4.4 模塊化設(shè)計(jì)（模塊化設(shè)計(jì)（MDMD）4.5 4.5 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDMPDM）2第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)4.1 4.1 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的定義、內(nèi)容與特點(diǎn)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的定義、內(nèi)容與特點(diǎn)4.1.1 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的定義先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的定義4.

2、1.2 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的基本內(nèi)容先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的基本內(nèi)容 4.1.3 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的特點(diǎn)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的特點(diǎn) 3第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)-融合最新科技成果，適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)需求變化的，新的、高級(jí)水平的各種設(shè)計(jì)方法和手段?！跋冗M(jìn)先進(jìn)”-融入新的科技成果，特別是計(jì)算機(jī)融入新的科技成果，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的成果，從而使產(chǎn)品在技術(shù)和信息技術(shù)的成果，從而使產(chǎn)品在性能、質(zhì)性能、質(zhì)量、效率、成本、環(huán)保、交貨時(shí)間量、效率、成本、環(huán)保、交貨時(shí)間等方面，達(dá)到等方面，達(dá)到明顯高于現(xiàn)有產(chǎn)品，甚至創(chuàng)新的水平。明顯高于現(xiàn)有產(chǎn)品，甚至創(chuàng)新的水平。先進(jìn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)先進(jìn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)-設(shè)

3、計(jì)硬件、軟件、人員4.1.1 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的定義定義4第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)4.1.2 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的基本內(nèi)容先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的基本內(nèi)容基礎(chǔ)技術(shù)基礎(chǔ)技術(shù)主體技術(shù)主體技術(shù)支撐技術(shù)支撐技術(shù)應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用技術(shù) 5第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)(1)(1)基礎(chǔ)技術(shù)：基礎(chǔ)技術(shù)： 是指?jìng)鹘y(tǒng)的設(shè)計(jì)理論與方法是指?jìng)鹘y(tǒng)的設(shè)計(jì)理論與方法 運(yùn)動(dòng)學(xué) 靜力學(xué) 動(dòng)力學(xué) 材料力學(xué) 熱力學(xué) 電磁學(xué) 工程數(shù)學(xué)等6第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)(2)(2)主體技術(shù)主體技術(shù) :計(jì)算機(jī)支持的設(shè)計(jì)技術(shù) CAX DFX

4、優(yōu)化設(shè)計(jì) 有限元分析 模擬仿真 虛擬設(shè)計(jì) 工程數(shù)據(jù)庫(kù) 快速響應(yīng)設(shè)計(jì) 智能設(shè)計(jì) 4.1.2 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的基本內(nèi)容先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的基本內(nèi)容7第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)(3)支撐技術(shù)支撐技術(shù) 為設(shè)計(jì)信息的處理、加工、推理與驗(yàn)證提供了多種理論、方法和手段的支撐。1) 現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法：系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、價(jià)值工程、反求工程、綠色設(shè)計(jì)、模糊設(shè)計(jì)、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、安全性設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、防斷裂設(shè)計(jì)、疲勞設(shè)計(jì)、耐腐蝕設(shè)計(jì)、穩(wěn)健設(shè)計(jì)等。2) 設(shè)計(jì)試驗(yàn)技術(shù)設(shè)計(jì)試驗(yàn)技術(shù)：產(chǎn)品性能試驗(yàn)、可靠性試驗(yàn)、環(huán)保性能試驗(yàn)、數(shù)字仿真試驗(yàn)和虛擬試驗(yàn)等。

5、4.1.2 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的基本內(nèi)容先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的基本內(nèi)容8第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)(4)應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用技術(shù)是為了實(shí)用而派生的各類具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)，如機(jī)床、汽車(chē)、工程機(jī)械、精密機(jī)械等設(shè)計(jì)的知識(shí)和技術(shù)。 4.1.2 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的基本內(nèi)容先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的基本內(nèi)容9第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)數(shù)字化數(shù)字化智能化智能化動(dòng)態(tài)化動(dòng)態(tài)化系統(tǒng)性系統(tǒng)性優(yōu)化性優(yōu)化性創(chuàng)新性創(chuàng)新性社會(huì)性社會(huì)性4.1.3 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的特點(diǎn)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的特點(diǎn)10第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)4.2 4.2 計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算機(jī)輔

6、助X X（CAXCAX）4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 4.2.2 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP） 4.2.3 計(jì)算機(jī)輔助制造（計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM） 11第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)4.2 4.2 計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算機(jī)輔助X X的涵義的涵義 CAX（Computer Aided X） 在現(xiàn)代產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，必須采用各種計(jì)算在現(xiàn)代產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，必須采用各種計(jì)算機(jī)輔助工具集機(jī)輔助工具集CAX，其中，其中X可以代表生命周可以代表生命周期中的各種因素，如設(shè)計(jì)、工藝、制造等。期中的各種因素，如設(shè)計(jì)、工藝、制造等。12第第 4

7、 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design，CAD） 利用計(jì)算機(jī)利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)系統(tǒng)來(lái)幫助設(shè)計(jì)者進(jìn)行設(shè)計(jì)的幫助設(shè)計(jì)者進(jìn)行設(shè)計(jì)的建立、建立、修改、分析或優(yōu)化等修改、分析或優(yōu)化等一切適用技術(shù)的總和。一切適用技術(shù)的總和。計(jì)算機(jī)輔助工程計(jì)算機(jī)輔助工程（Computer Aided Engineering，CAE） 借助于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析計(jì)算與分析仿真。它借助于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析計(jì)算與分析仿真。它包括工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)與過(guò)程優(yōu)化設(shè)計(jì)、強(qiáng)度包括工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)與過(guò)程優(yōu)化設(shè)計(jì)、強(qiáng)度與壽命評(píng)估、運(yùn)動(dòng)學(xué)與壽命評(píng)估、運(yùn)動(dòng)學(xué)/

8、動(dòng)力學(xué)仿真。動(dòng)力學(xué)仿真。CAE的核心技的核心技術(shù)是術(shù)是有限元技術(shù)和虛擬樣機(jī)技術(shù)有限元技術(shù)和虛擬樣機(jī)技術(shù)。 4.2 4.2 計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算機(jī)輔助X X的涵義的涵義13第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助工藝（過(guò)程）設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助工藝（過(guò)程）設(shè)計(jì)（Computer Aided Process Planning，CAPP） 利用計(jì)算機(jī)利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品及加工零件工藝參數(shù)進(jìn)行合對(duì)產(chǎn)品及加工零件工藝參數(shù)進(jìn)行合理選擇。理選擇。計(jì)算機(jī)輔助制造計(jì)算機(jī)輔助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM） 按照零件形狀及按照零件形狀及CAPP生成

9、的數(shù)控代碼進(jìn)行數(shù)控加生成的數(shù)控代碼進(jìn)行數(shù)控加工，并考慮刀具補(bǔ)償?shù)冗M(jìn)行的后處理，以及加工過(guò)工，并考慮刀具補(bǔ)償?shù)冗M(jìn)行的后處理，以及加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真、機(jī)器人在線控制等。程的動(dòng)態(tài)仿真、機(jī)器人在線控制等。4.2 4.2 計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算機(jī)輔助X X的涵義的涵義14第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助工裝設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助工裝設(shè)計(jì)（Computer Aided Fixture Design，CAFD） 利用計(jì)算機(jī)利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行夾具建模、分析與設(shè)計(jì)，達(dá)進(jìn)行夾具建模、分析與設(shè)計(jì)，達(dá)到縮短夾具設(shè)計(jì)與生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間的目的。到縮短夾具設(shè)計(jì)與生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間的目的。 本課僅討論本課

10、僅討論CAD、CAPP和和CAM。4.2 4.2 計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算機(jī)輔助X X的涵義的涵義15第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 1. CAD的發(fā)展的發(fā)展2. CAD的過(guò)程與原理的過(guò)程與原理3. 計(jì)算機(jī)輔助繪圖計(jì)算機(jī)輔助繪圖4. CAD系統(tǒng)的造型方法系統(tǒng)的造型方法16第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)CAD技術(shù)思想起源于20世紀(jì)60年代末，美國(guó)麻省理工學(xué)院Sutherland博士的研究工作。40多年來(lái)，CAD技術(shù)已發(fā)展成為以“計(jì)算機(jī)技術(shù)”和“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”為技術(shù)基礎(chǔ)，并融合各應(yīng)用領(lǐng)域中

11、的設(shè)計(jì)理論與方法的一種高新技術(shù)。1. CAD的發(fā)展的發(fā)展4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 17第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)應(yīng)用應(yīng)用CAD技術(shù)的必要性在于：技術(shù)的必要性在于： CAD已成為決定企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的主要因素已成為決定企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的主要因素。在。在重大工程招標(biāo)中，沒(méi)有用重大工程招標(biāo)中，沒(méi)有用CAD完成的方案圖和標(biāo)書(shū)完成的方案圖和標(biāo)書(shū)文件，就沒(méi)有投標(biāo)資格。文件，就沒(méi)有投標(biāo)資格。CAD是實(shí)施先進(jìn)制造的軟件平臺(tái)，企業(yè)應(yīng)用任何是實(shí)施先進(jìn)制造的軟件平臺(tái)，企業(yè)應(yīng)用任何先進(jìn)制造系統(tǒng)所不可跨越的核心技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)所不可跨越的核心技術(shù)。4.2.1

12、 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 18第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)線框造型： 20世紀(jì)50-60年代曲面造型：20世紀(jì)70年代；汽車(chē)、飛機(jī)表面實(shí)體造型：20世紀(jì)80年代初 ；精確表達(dá)零件的全部幾 何屬性，推動(dòng)CAE、CAM技術(shù)有了較大發(fā)展 參數(shù)化技術(shù)：20世紀(jì)80年代末 ；基于特征、全尺寸約 束、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改；以 Pro/E為代表的參數(shù)化造型理論 變量化技術(shù)：20世紀(jì)90年代 ；欠約束； 以SDRC/I-DEAS為代表4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 1. CAD的發(fā)展的發(fā)展19第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)

13、計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)圖圖4-1 4-1 傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)任務(wù)書(shū)任務(wù)書(shū)分析分析條件協(xié)商條件協(xié)商確定設(shè)計(jì)參數(shù)確定設(shè)計(jì)參數(shù)資料的調(diào)研和分資料的調(diào)研和分析析總體結(jié)構(gòu)方案擬總體結(jié)構(gòu)方案擬定定方案論證方案論證更改更改設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)調(diào)整調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與繪圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與繪圖編寫(xiě)技術(shù)文件編寫(xiě)技術(shù)文件交付制造交付制造2. CAD的過(guò)程與原理的過(guò)程與原理4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） (1)傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程20第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：特點(diǎn)是：設(shè)計(jì)者通過(guò)類比分析法或經(jīng)驗(yàn)

14、公式來(lái)確定設(shè)設(shè)計(jì)者通過(guò)類比分析法或經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定設(shè)計(jì)方案；計(jì)方案；設(shè)計(jì)工作周期長(zhǎng)，效率低。設(shè)計(jì)者繪制裝配設(shè)計(jì)工作周期長(zhǎng)，效率低。設(shè)計(jì)者繪制裝配圖和零部件工作圖的時(shí)間約占設(shè)計(jì)時(shí)間的圖和零部件工作圖的時(shí)間約占設(shè)計(jì)時(shí)間的70%左右；左右；設(shè)計(jì)質(zhì)量受人工計(jì)算條件的限制。設(shè)計(jì)質(zhì)量受人工計(jì)算條件的限制。 4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 21第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)CAD是一種用是一種用計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)輔助人們輔助人們對(duì)對(duì)“產(chǎn)品產(chǎn)品”進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法與技術(shù)，包括進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法與技術(shù)，包括分分析析、計(jì)算計(jì)算、繪圖繪圖、仿真仿真、產(chǎn)

15、品結(jié)構(gòu)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和和性能性能的的優(yōu)化以及文檔制作等設(shè)計(jì)活動(dòng)，它是一門(mén)多優(yōu)化以及文檔制作等設(shè)計(jì)活動(dòng)，它是一門(mén)多學(xué)科綜合應(yīng)用的新技術(shù)。學(xué)科綜合應(yīng)用的新技術(shù)。(2)CAD技術(shù)的內(nèi)涵技術(shù)的內(nèi)涵4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 22第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)CAD技術(shù)的基本內(nèi)容包括： 圖形處理技術(shù) 如自動(dòng)繪圖、幾何建模、圖形仿真及其他圖形輸入、輸出技術(shù)。工程分析技術(shù) 如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)及面向各種專業(yè)的工程分析等。數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)交換技術(shù) 如數(shù)據(jù)庫(kù)管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換規(guī)范及接口技術(shù)等。文檔處理技術(shù) 如文檔制作、編輯及文字處理等。軟件設(shè)計(jì)

16、技術(shù) 如窗口界面設(shè)計(jì)、軟件工具、軟件工程規(guī)范等。4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 23第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)CADCAD硬件硬件 計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境CADCAD軟件軟件 支撐軟件應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)者(3)CAD系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成24第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)將設(shè)計(jì)過(guò)程中能用CAD技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的活動(dòng)集合在一起就構(gòu)成了CAD過(guò)程。圖4-2表示產(chǎn)品CAD過(guò)程模型，虛線以上為手工設(shè)計(jì)進(jìn)程，虛線以下為CAD方法。目前，設(shè)計(jì)過(guò)程中的每個(gè)設(shè)計(jì)活動(dòng)都要盡可能采用并行工作方式。 (4)CAD過(guò)程模型過(guò)程模

17、型4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 25第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)(4)CAD過(guò)程模型過(guò)程模型圖圖4-2 CAD過(guò)程模型過(guò)程模型 CAD系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)專家專家知識(shí)知識(shí)決策決策能力能力設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)者提出設(shè)提出設(shè)計(jì)任務(wù)計(jì)任務(wù)確定設(shè)確定設(shè)計(jì)目標(biāo)計(jì)目標(biāo)建立設(shè)建立設(shè)計(jì)模型計(jì)模型設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)綜合綜合分析分析計(jì)算計(jì)算審核審核檢驗(yàn)檢驗(yàn)表達(dá)設(shè)表達(dá)設(shè)計(jì)結(jié)果計(jì)結(jié)果產(chǎn)品產(chǎn)品模型模型工程工程分析分析動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)模擬模擬自動(dòng)自動(dòng)繪圖繪圖計(jì)算機(jī)硬件與軟件計(jì)算機(jī)硬件與軟件數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)庫(kù)知識(shí)庫(kù)圖形庫(kù)圖形庫(kù)4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 26第第

18、 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)1)產(chǎn)品方案設(shè)計(jì) 2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析 3)產(chǎn)品性能分析與仿真4)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的可裝配性檢查5）自動(dòng)生成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)文檔資料6）設(shè)計(jì)文檔的管理及產(chǎn)品數(shù)控加工仿真 (5) CAD技術(shù)的功能技術(shù)的功能4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 27第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)(1)人機(jī)交互式繪圖人機(jī)交互式繪圖 直接利用圖形支撐軟件提供的各種功能。利用人機(jī)交互的方式將圖形一筆一筆勾畫(huà)出來(lái)。早期的CAD系統(tǒng)都是采用這種方式，缺點(diǎn)是速度慢，繪圖工作量大。 3. 計(jì)算機(jī)輔助繪圖計(jì)算機(jī)輔助繪圖4.2.1 計(jì)算機(jī)

19、輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 28第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)(2)參數(shù)化繪圖參數(shù)化繪圖 利用圖形支撐系統(tǒng)提供的尺寸驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行繪圖。尺寸驅(qū)動(dòng)一般是建立在變量幾何原理上的，設(shè)計(jì)者可以采用“Hand Free”方式隨手勾畫(huà)出零件的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，然后再給拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)添加幾何和尺寸約束，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)按照給定的約束轉(zhuǎn)換成零件的幾何形狀和大小。這種方式大大提高了繪圖效率，也支持快速的概念設(shè)計(jì)。 3. 計(jì)算機(jī)輔助繪圖計(jì)算機(jī)輔助繪圖4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 29第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)(3)利用圖形

20、庫(kù)繪圖利用圖形庫(kù)繪圖 利用圖形支撐系統(tǒng)提供的二次開(kāi)發(fā)工具，將一些常用的圖素參數(shù)化，并將這些圖素存在圖庫(kù)中。繪圖時(shí)，根據(jù)需要從圖庫(kù)中按菜單調(diào)用有關(guān)圖素，并將之拼裝成所需要的零件圖形。由于圖素已經(jīng)參數(shù)化，可以方便地修改尺寸。這種利用參數(shù)化圖素拼裝成零件的繪圖方法可以極大地提高繪圖效率。 3. 計(jì)算機(jī)輔助繪圖計(jì)算機(jī)輔助繪圖4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 30第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)(4)利用實(shí)體造型繪圖利用實(shí)體造型繪圖 采用三維造型系統(tǒng)完成零件的三維立體模型，然后采用投影和剖切的方式由三維模型生成二維圖形，最后再對(duì)二維圖形進(jìn)行必要的修改和

21、補(bǔ)充并標(biāo)注尺寸、公差和其他技術(shù)要求。3. 計(jì)算機(jī)輔助繪圖計(jì)算機(jī)輔助繪圖4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 31第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)(1)幾何造型幾何造型（Geometry Modellng）/幾何建模 對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界中的物體，從人們的想象出發(fā)，利用交互的方式將物體的想象模型輸入計(jì)算機(jī)，而計(jì)算機(jī)以一定的方式將模型存儲(chǔ)起來(lái)。4. CAD系統(tǒng)的造型技術(shù)系統(tǒng)的造型技術(shù)/建模技術(shù)建模技術(shù)4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 32第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)1) 線框模型 最簡(jiǎn)單的造型系統(tǒng)，物體

22、通過(guò)棱邊來(lái)描述，線框模型（圖4-3a）只存儲(chǔ)有關(guān)框架線段信息，占用存儲(chǔ)空間最小。但沒(méi)有面的信息，有時(shí)信息不完整，存在多義性，目前應(yīng)用較少。4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） (1)幾何造型幾何造型 a） 圖4-3 幾何造型示例a）線框模型33第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)2)表面模型 是通過(guò)對(duì)物體各種表面或曲面進(jìn)行描述的造型方法。除了存儲(chǔ)線框線段信息外，還存儲(chǔ)各個(gè)外表面的幾何信息。它常用于有特殊要求的曲面外形設(shè)計(jì)，如汽車(chē)車(chē)身、飛機(jī)機(jī)身的外表面設(shè)計(jì)。 4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） b） 圖4-3 幾何造型示例b）表面模型

23、34第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)3)實(shí)體模型 描述實(shí)體的幾何信息和拓?fù)湫畔?。幾何信息反映物體在歐氏空間中的形狀、位置和大??；拓?fù)湫畔⒅父魍獗砻娴慕M成及其相互位置關(guān)系。實(shí)體模型存儲(chǔ)物體完整的三維幾何信息（圖4-3c），它可以區(qū)分物體的內(nèi)部和外部，提取物體全部的幾何與拓?fù)湫畔?，自?dòng)生成剖視圖，自動(dòng)計(jì)算物體的體積、重量、重心，進(jìn)行裝配干涉檢驗(yàn)，支持有限元三維網(wǎng)格劃分等。4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） c）圖4-3 幾何造型示例c）實(shí)體模型35第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)(2)特征造型特征造型（Feature

24、 Modellng） 幾何造型描述了物體的幾何信息與拓?fù)湫畔?缺乏工程含義，如材料、精度等。特征造型幾何信息 拓?fù)湫畔?制造工藝相關(guān)的信息(工程語(yǔ)義信息） 特征造型為實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP系統(tǒng)集成創(chuàng)造了有利條件。 4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） 4. CAD系統(tǒng)的造型方法系統(tǒng)的造型方法36第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)123 4 5678圖圖4-9 特征特征造型示例造型示例1端面（自由表面） 2端面倒角 3、5外圓柱面（自由表面） 4過(guò)渡圓角 6均布軸向通孔（螺釘過(guò)孔） 7端面（配合面） 8端面（配合面）4.2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔

25、助設(shè)計(jì)（CAD） (2)特征造型特征造型4. CAD系統(tǒng)的造型方法系統(tǒng)的造型方法37第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)4.2.2 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP） 1. 工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容 2. CAPP的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 3. 案例：案例：CE環(huán)境下的環(huán)境下的CAPP38第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng) 工藝設(shè)計(jì)/工藝過(guò)程設(shè)計(jì)/過(guò)程設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)是： 在給定的資源（機(jī)床、刀具、夾具等）約束下，為實(shí)現(xiàn)期望的目標(biāo)（可行的工藝計(jì)劃，優(yōu)化的費(fèi)用等），選擇和確定詳細(xì)的工藝過(guò)程，使零件毛坯經(jīng)過(guò)

26、確定的形狀、性質(zhì)和表面質(zhì)量的改變，能夠成為所需的成品。 4.2.2 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP） 39第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)40第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)41第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)選擇機(jī)床 選擇機(jī)床的原則是機(jī)床的加工能力及規(guī)格數(shù)據(jù)必需滿足零件要求。選擇刀具 刀具主要根據(jù)零件具體加工要素的加工方法和參數(shù)值來(lái)決定。當(dāng)沒(méi)有現(xiàn)成的通用刀具可利用時(shí)，還應(yīng)提出專用刀具的設(shè)計(jì)要求。 4.2.2 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP） 1. 工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)

27、和內(nèi)容工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容 42第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)確定定位裝夾方案 定位裝夾方案的好壞直接影響零件的加工精度、加工時(shí)間及加工成本等，定位裝夾方案確定是工藝設(shè)計(jì)最困難和復(fù)雜的任務(wù)，它與零件的形狀配置、所選用的加工設(shè)備等因素相關(guān)。確定工步序列 主要是對(duì)工藝路線的細(xì)化，它包括了確定零件單個(gè)加工要素的工步序列和整個(gè)零件所有工步的排序。 4.2.2 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP） 1. 工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容 43第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)確定切削參數(shù) 主要是選擇切削速度、進(jìn)給量和切

28、削深度，這些參數(shù)直接影響加工時(shí)間和表面質(zhì)量，同時(shí)對(duì)加工費(fèi)用和加工精度也有重要影響。生成工藝文件 主要指工序單、工時(shí)定額材料清單等文件的生成和輸出。數(shù)控編程準(zhǔn)備 在使用數(shù)控加工設(shè)備，尤其是加工中心的條件下，還應(yīng)按NC編程系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化格式要求，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式，使NC編程系統(tǒng)能夠接受和利用。 4.2.2 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP） 1. 工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容 44第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)(1)CAPP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 檢索式檢索式 對(duì)已有的標(biāo)準(zhǔn)工藝文件的管理。派生式派生式在GT的基礎(chǔ)上，利用相似性檢索和修改

29、典型工藝以形成新零件的工藝文件。創(chuàng)成式創(chuàng)成式 應(yīng)用人工智能技術(shù)，依靠決策邏輯和制造工程數(shù)據(jù)信息，根據(jù)輸入的零件信息自動(dòng)生成新零件的工藝過(guò)程。由于創(chuàng)成法仍不成熟，所以出現(xiàn)了一些比較實(shí)用的半創(chuàng)成式系統(tǒng)。 2. CAPP的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 4.2.2 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP） 45第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)CAPP系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法檢索式檢索式派生式派生式創(chuàng)成式創(chuàng)成式基于基于標(biāo)準(zhǔn)工藝文件標(biāo)準(zhǔn)工藝文件的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)基于基于典型工藝文件典型工藝文件的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)基于基于規(guī)則知識(shí)規(guī)則知識(shí)的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)圖圖4-10 CAPP系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法系

30、統(tǒng)設(shè)計(jì)方法4.2.2 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP） 46第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng) 隨著集成制造、并行工程、敏捷制造等先進(jìn)制造系統(tǒng)的發(fā)展，企業(yè)對(duì)于CAPP系統(tǒng)的要求愈來(lái)愈高。歸結(jié)起來(lái)，CAPP系統(tǒng)的發(fā)展方向是：集成化、智能化、并行化和標(biāo)準(zhǔn)化。(2)CAPP系統(tǒng)的發(fā)展方向系統(tǒng)的發(fā)展方向 4.2.2 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP） 47第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)3. 3. 案例：案例：CECE環(huán)境下的環(huán)境下的CAPPCAPP創(chuàng)成式系統(tǒng)創(chuàng)成式系統(tǒng) 應(yīng)用階段應(yīng)用階段派生式系統(tǒng)派生式系統(tǒng)

31、準(zhǔn)備階段準(zhǔn)備階段總結(jié)經(jīng)驗(yàn)工藝并加入工藝庫(kù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)工藝并加入工藝庫(kù)確定檢索策略并加入規(guī)則庫(kù)確定檢索策略并加入規(guī)則庫(kù)設(shè)定檢索值設(shè)定檢索值檢索工藝過(guò)程檢索工藝過(guò)程組合編輯組合編輯產(chǎn)生可加工方法產(chǎn)生可加工方法產(chǎn)生可制造資源及增加新資源決策產(chǎn)生可制造資源及增加新資源決策產(chǎn)生可選定位夾緊方案產(chǎn)生可選定位夾緊方案全局并行協(xié)同優(yōu)化全局并行協(xié)同優(yōu)化計(jì)算工時(shí)計(jì)算工時(shí)計(jì)算切削用量計(jì)算切削用量工步排序工步排序工藝輸出和制表工藝輸出和制表零件特點(diǎn)分析零件特點(diǎn)分析工藝工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)部信息內(nèi)部信息模型模型制造資源制造資源模型模型工藝工藝數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)工藝工藝知識(shí)庫(kù)知識(shí)庫(kù)共享共享數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)48第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)

32、設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)(2)CE環(huán)境下的環(huán)境下的CAPP系統(tǒng)外部接口系統(tǒng)外部接口 圖圖4-12 CE環(huán)境下的環(huán)境下的CAPP系統(tǒng)的外部關(guān)系系統(tǒng)的外部關(guān)系CAD結(jié)構(gòu)工藝性、可加工性、經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)工藝性、可加工性、經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)加工過(guò)程仿真結(jié)果加工過(guò)程仿真結(jié)果定位裝夾分析、夾緊力和變形計(jì)算定位裝夾分析、夾緊力和變形計(jì)算數(shù)控工藝分析數(shù)控工藝分析數(shù)控加工工藝數(shù)控加工工藝產(chǎn)品信息產(chǎn)品信息定位裝夾方案和切削用量定位裝夾方案和切削用量資源需求和工時(shí)資源需求和工時(shí)NC代碼代碼CAPPCAFDCAM及后置處理及后置處理DFM及后置處理及后置處理MPS4.2.2 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（C

33、APP） 49第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)4.2.3 計(jì)算機(jī)輔助制造（計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）CAM的發(fā)展的發(fā)展CAM的概念的概念CAM的內(nèi)容的內(nèi)容 數(shù)控技術(shù)的內(nèi)涵數(shù)控技術(shù)的內(nèi)涵 50第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)20世紀(jì)50年代數(shù)控機(jī)床誕生后首先在飛機(jī)制造中得到應(yīng)用，主要是加工飛機(jī)整體蒙皮和骨架。這類工件形狀復(fù)雜且加工路徑長(zhǎng)，加工精度要求較高，用機(jī)器碼人工編程的工作量很大，迫切需要解決編程的自動(dòng)化。在需求的促進(jìn)下第一代以英語(yǔ)為基礎(chǔ)的數(shù)控自動(dòng)編程工具（APT）不久就誕生了。此后多年APT不斷補(bǔ)充更新，又推出幾個(gè)新版本，并在此

34、基礎(chǔ)上派生出多個(gè)自動(dòng)編程系統(tǒng)，如歐洲的EXAPT，日本的FAPT等。顯然，應(yīng)用數(shù)控加工的需求促成了APT的迅速出現(xiàn)，這是一種早期的CAM。 1. CAM的發(fā)展的發(fā)展 4.2.3 計(jì)算機(jī)輔助制造計(jì)算機(jī)輔助制造 （CAM） 51第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng) 廣義的CAM是指計(jì)算機(jī)進(jìn)入制造過(guò)程這樣一個(gè)總的概念，其目標(biāo)是通過(guò)計(jì)算機(jī)分級(jí)結(jié)構(gòu)控制、監(jiān)測(cè)和管理制造過(guò)程的各項(xiàng)作業(yè)。廣義CAM包含：計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)計(jì)劃計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)數(shù)控編程計(jì)算機(jī)輔助加工過(guò)程控制等2. CAM的概念的概念 4.2.3 計(jì)算機(jī)輔助制造計(jì)算機(jī)輔助制造 （CAM） 52第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)

35、計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)通常說(shuō)的CAM是狹義CAM其內(nèi)涵是：確定加工方法、加工路線和工藝 參數(shù)計(jì)算刀位數(shù)據(jù)文件編制數(shù)控加工指令程序4.2.3 計(jì)算機(jī)輔助制造計(jì)算機(jī)輔助制造 （CAM） 2. CAM的概念的概念 53第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)4.2.3 計(jì)算機(jī)輔助制造計(jì)算機(jī)輔助制造 （CAM） 3. CAM的內(nèi)容的內(nèi)容 54第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)4.2 END55第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng) DFX指面向某一應(yīng)用領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具，它們能夠使設(shè)計(jì)者在早期就考

36、慮設(shè)計(jì)決策對(duì)后續(xù)的影響。 4.3 4.3 面向面向X X的設(shè)計(jì)的涵義的設(shè)計(jì)的涵義56第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)l面向制造的設(shè)計(jì)（Design For Manufacturing，DFM） 強(qiáng)調(diào)可加工性和加工的方便性；l面向裝配的設(shè)計(jì)（Design For Assembly，DFA） 強(qiáng)調(diào)可裝配性、裝配的方便性和減少裝配價(jià)格； l面向成本的設(shè)計(jì)（Design For Cost，DFC） l綜合考慮多種成本因素，并據(jù)成本原因及時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)修改l面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（Design For Quality，DFQ） l面向環(huán)境的設(shè)計(jì)（Design For Environm

37、ent，DFE) 、也稱為生態(tài)化設(shè)計(jì)ED（Ecological Design）l面向拆卸的設(shè)計(jì)（Design for Disassembly，DFD）l面向回收的設(shè)計(jì)（Design for Recovering and Recycling，DFR）。4.3 4.3 面向面向X X的設(shè)計(jì)的涵義的設(shè)計(jì)的涵義57第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)4.3 4.3 面向面向X X的設(shè)計(jì)（的設(shè)計(jì)（DFXDFX）4.3.1 面向制造的設(shè)計(jì)（面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA） 58第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制

38、造系統(tǒng)4.3.1 4.3.1 面向制造的設(shè)計(jì)（面向制造的設(shè)計(jì)（DFMDFM）1. DFM的發(fā)展2. DFM的基本原理 3. 產(chǎn)品可制造性的評(píng)價(jià) 59第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng) 新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成功率則是衡量企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新的一個(gè)重要標(biāo)志。現(xiàn)有國(guó)外企業(yè)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成功率已達(dá)15%，而我國(guó)卻不到5%。 我國(guó)經(jīng)常出現(xiàn)圖樣上的產(chǎn)品不能或難以按設(shè)計(jì)要求制造出來(lái)，或不得不用很高的成本才得以制成。DFM是改變這一現(xiàn)狀。 1. DFM的發(fā)展的發(fā)展 4.3.1 4.3.1 面向制造的設(shè)計(jì)（面向制造的設(shè)計(jì)（DFMDFM）60第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先

39、進(jìn)制造系統(tǒng)4.3.1 4.3.1 面向制造的設(shè)計(jì)（面向制造的設(shè)計(jì)（DFMDFM）2. DFM的基本原理的基本原理 在傳統(tǒng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，設(shè)計(jì)者通常重點(diǎn)考慮的是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能和性能指標(biāo)，較少考慮產(chǎn)品的可制造性和經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià) 。 DFM使設(shè)計(jì)者不僅要考慮產(chǎn)品的功能和性能的要求，而且還必須同時(shí)考慮其可制造性、經(jīng)濟(jì)性和制造周期，在保證產(chǎn)品性能的前提下，使制造成本盡可能降低。61第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)DFM的主要原則有：簡(jiǎn)化零件的形狀；盡量避免切削加工（因?yàn)榍邢骷庸こ杀靖撸?；選用便于加工的材料；盡量設(shè)置較大的公差；采用標(biāo)準(zhǔn)件與外購(gòu)件；減少不必要的精度要求。4.3.1

40、 4.3.1 面向制造的設(shè)計(jì)（面向制造的設(shè)計(jì)（DFMDFM）2. DFM的基本原理的基本原理 62第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)狹義DFM 主要以可加工性可加工性作為設(shè)計(jì)指導(dǎo)。M-Machining廣義DFMDFM (machining)DFA4.3.1 4.3.1 面向制造的設(shè)計(jì)（面向制造的設(shè)計(jì)（DFMDFM）2. DFM的基本原理的基本原理 63第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)廣義廣義DFM包含下列內(nèi)容：包含下列內(nèi)容：零件的可加工性可加工性，部件和整機(jī)的可裝拆性可裝拆性。零部件加工和裝配質(zhì)量的可檢測(cè)性可檢測(cè)性。零部件和整機(jī)性

41、能的可試驗(yàn)性可試驗(yàn)性。零部件和整機(jī)的可維修性可維修性。零部件及材料的可回收性可回收性等。 4.3.1 4.3.1 面向制造的設(shè)計(jì)（面向制造的設(shè)計(jì)（DFMDFM）2. DFM的基本原理的基本原理 64第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)DFM的一種重要手段是對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)進(jìn)行可制造性評(píng)價(jià)?？芍圃煨允钱a(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造功能匹配能夠滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)的難易程度。評(píng)價(jià)內(nèi)容見(jiàn)表4-1。 3. 產(chǎn)品可制造性的評(píng)價(jià)產(chǎn)品可制造性的評(píng)價(jià) 4.3.1 4.3.1 面向制造的設(shè)計(jì)（面向制造的設(shè)計(jì)（DFMDFM）65第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)T4.3.1 4.

42、3.1 面向制造的設(shè)計(jì)（面向制造的設(shè)計(jì)（DFMDFM）表表4-1 產(chǎn)品可制造性評(píng)價(jià)內(nèi)容產(chǎn)品可制造性評(píng)價(jià)內(nèi)容評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)內(nèi)容評(píng)價(jià)內(nèi)容技技術(shù)術(shù)性性裝配裝配工藝性工藝性裝配自由度、模塊化結(jié)構(gòu)、多功能復(fù)合結(jié)構(gòu)、對(duì)稱結(jié)構(gòu)、自定心結(jié)構(gòu)、裝配自由度、模塊化結(jié)構(gòu)、多功能復(fù)合結(jié)構(gòu)、對(duì)稱結(jié)構(gòu)、自定心結(jié)構(gòu)、定位與聯(lián)接、結(jié)構(gòu)與裝配匹配、利于裝配的輔助結(jié)構(gòu)零件標(biāo)準(zhǔn)化、裝配定位與聯(lián)接、結(jié)構(gòu)與裝配匹配、利于裝配的輔助結(jié)構(gòu)零件標(biāo)準(zhǔn)化、裝配標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)工藝性工藝性熱處理性、鍛造性、焊接性、鑄造性、切削性、制造資源約束、模塊化熱處理性、鍛造性、焊接性、鑄造性、切削性、制造資源約束、模塊化結(jié)構(gòu)、多功能復(fù)合結(jié)構(gòu)、

43、對(duì)稱結(jié)構(gòu)、功能與結(jié)構(gòu)匹配、結(jié)構(gòu)與加工方法結(jié)構(gòu)、多功能復(fù)合結(jié)構(gòu)、對(duì)稱結(jié)構(gòu)、功能與結(jié)構(gòu)匹配、結(jié)構(gòu)與加工方法匹配、結(jié)構(gòu)繼承性、結(jié)構(gòu)與批量匹配、結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品系列化匹配、結(jié)構(gòu)繼承性、結(jié)構(gòu)與批量匹配、結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品系列化加工加工可行性可行性精度與功能匹配、精度與加工方法匹配、精度與粗糙度匹配、形位精度精度與功能匹配、精度與加工方法匹配、精度與粗糙度匹配、形位精度與尺寸精度匹配、材料與加工方法匹配、加工方法與批量匹配、材料與與尺寸精度匹配、材料與加工方法匹配、加工方法與批量匹配、材料與刀具匹配、工藝?yán)^承性、滿足裝夾定位基準(zhǔn)規(guī)則、裝夾穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)、易刀具匹配、工藝?yán)^承性、滿足裝夾定位基準(zhǔn)規(guī)則、裝夾穩(wěn)定性結(jié)

44、構(gòu)、易裝夾結(jié)構(gòu)材料標(biāo)準(zhǔn)化、工藝標(biāo)準(zhǔn)化、輔助工具標(biāo)準(zhǔn)化、裝夾結(jié)構(gòu)材料標(biāo)準(zhǔn)化、工藝標(biāo)準(zhǔn)化、輔助工具標(biāo)準(zhǔn)化、經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)性性成本成本材料成本、外協(xié)成本、加工成本（毛坯、熱處理、勞動(dòng)、機(jī)床、刀具、材料成本、外協(xié)成本、加工成本（毛坯、熱處理、勞動(dòng)、機(jī)床、刀具、工裝成本）、裝配成本、運(yùn)輸成本、倉(cāng)儲(chǔ)成本、管理成本工裝成本）、裝配成本、運(yùn)輸成本、倉(cāng)儲(chǔ)成本、管理成本時(shí)間時(shí)間加工時(shí)間、裝配時(shí)間、工裝準(zhǔn)備時(shí)間加工時(shí)間、裝配時(shí)間、工裝準(zhǔn)備時(shí)間66第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)產(chǎn)品可制造性評(píng)價(jià)方法有三類： 經(jīng)驗(yàn)評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)評(píng)價(jià) 依賴專家對(duì)少量指標(biāo)的經(jīng)驗(yàn)評(píng)價(jià)從產(chǎn)品功能出發(fā)，提出設(shè)計(jì)公理指導(dǎo)設(shè)計(jì)定

45、量評(píng)價(jià)定量評(píng)價(jià) 成本角度制造工藝的難易程度產(chǎn)品性價(jià)比基于知識(shí)的評(píng)價(jià)基于知識(shí)的評(píng)價(jià) 4.3.1 4.3.1 面向制造的設(shè)計(jì)（面向制造的設(shè)計(jì)（DFMDFM）3. 產(chǎn)品可制造性的評(píng)價(jià)產(chǎn)品可制造性的評(píng)價(jià) 67第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)推理機(jī)推理機(jī)解釋器解釋器結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)圖形表示圖形表示（CAD）結(jié)論咨詢結(jié)論咨詢決策模型決策模型CAD接口接口知識(shí)獲取知識(shí)獲取圖圖4-16 基于知識(shí)的基于知識(shí)的DFM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開(kāi)始開(kāi)始知識(shí)庫(kù)知識(shí)庫(kù)動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)知識(shí)庫(kù)知識(shí)庫(kù)68第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向裝配的設(shè)計(jì)（

46、DFA）1. DFA的發(fā)展的發(fā)展2. DFA的主要內(nèi)容的主要內(nèi)容 3. 基于準(zhǔn)則的基于準(zhǔn)則的DFA69第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)DFA是最早也是目前最成熟的DFX方法。 DFA的產(chǎn)生可追溯至20世紀(jì)60年代初。由于裝配方面的進(jìn)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于零件的制造，解決裝配自動(dòng)化這一瓶頸問(wèn)題，是企業(yè)生產(chǎn)的迫切需求。因此，早期的DFA是在為了實(shí)現(xiàn)裝配自動(dòng)化而進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改進(jìn)的研究中形成的。1. DFA的發(fā)展的發(fā)展 4.3.2 4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向裝配的設(shè)計(jì)（DFADFA）70第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng) 早期的裝配設(shè)計(jì)一味強(qiáng)調(diào)

47、零件的形體簡(jiǎn)單和加工方便，使用時(shí)容易發(fā)生誤導(dǎo)，甚至得到荒唐的結(jié)果。案例：所需的功能結(jié)構(gòu)如圖按指南設(shè)計(jì)結(jié)果如圖結(jié)論：加工容易，裝配復(fù)雜，總體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜了，總成本反而提高了。這是由于片面強(qiáng)調(diào)了單個(gè)零件的可加工性而忽視了產(chǎn)品的可裝配性。 4.3.2 4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向裝配的設(shè)計(jì)（DFADFA）71第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng) 要想真正地降低產(chǎn)品成本，必須從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，以簡(jiǎn)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為先決條件，先考慮產(chǎn)品的可裝配性，再考慮零件的可加工性。DFA思想正是在這一背景下產(chǎn)生的。4.3.2 4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向裝配的設(shè)計(jì)（DFADFA）1.

48、 DFA的發(fā)展的發(fā)展 現(xiàn)在，DFA已成為一種優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)以獲得最低的裝配費(fèi)用的技術(shù)。DFA在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，通過(guò)分析影響產(chǎn)品可裝配性的各種因素，對(duì)產(chǎn)品的可裝配性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并在評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行產(chǎn)品再設(shè)計(jì)，通過(guò)再設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品易于裝配，從而降低產(chǎn)品的裝配費(fèi)用。 72第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)(1)建立裝配信息模型建立裝配信息模型 (2)進(jìn)行可裝配性分析進(jìn)行可裝配性分析(3)進(jìn)行可裝配性評(píng)價(jià)進(jìn)行可裝配性評(píng)價(jià)(4)進(jìn)行可裝配性再設(shè)計(jì)進(jìn)行可裝配性再設(shè)計(jì)4.3.2 4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向裝配的設(shè)計(jì)（DFADFA）2. DFA的主要內(nèi)容的主要內(nèi)容 73第第 4

49、章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)產(chǎn)品裝配模型產(chǎn)品裝配模型圖圖4-18 產(chǎn)品裝配模型的信息組成產(chǎn)品裝配模型的信息組成幾何信息幾何信息管理信息管理信息拓?fù)湫畔⑼負(fù)湫畔⒐こ陶Z(yǔ)義信息工程語(yǔ)義信息裝配工藝信息裝配工藝信息裝配資源信息裝配資源信息4.3.2 4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向裝配的設(shè)計(jì)（DFADFA）(1)建立裝配信息模型建立裝配信息模型74第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)基于圖形的方法 如圖4-19所示 直觀，但難以表達(dá)節(jié)點(diǎn)的多類型，多層次關(guān)系基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的方法 采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)DFA信息。難以表達(dá)實(shí)體及其關(guān)系的語(yǔ)義面向?qū)ο蟮谋硎痉?/p>

50、法。分為若干層次類并附有相關(guān)屬性4.3.2 4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向裝配的設(shè)計(jì)（DFADFA）描述裝配設(shè)計(jì)信息的方法描述裝配設(shè)計(jì)信息的方法圖4-19 基于圖形的表示方式1箱體 2輪 3螺栓 4箱蓋 5軸 6套3142563214561節(jié)點(diǎn)有向線弧75第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)1)確定產(chǎn)品裝配方法確定產(chǎn)品裝配方法 手工裝配專用機(jī)械（自動(dòng)化）裝配程序控制機(jī)械（包括機(jī)器人）三者的混合在設(shè)計(jì)的早期階段應(yīng)該確定采用哪種裝配方法的系統(tǒng)。裝配系統(tǒng)的選擇可以根據(jù)產(chǎn)品的情況、生產(chǎn)的情況和企業(yè)的經(jīng)營(yíng)情況。 4.3.2 4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA

51、DFA）(2)產(chǎn)品可裝配性分析產(chǎn)品可裝配性分析（四項(xiàng)基本任務(wù)）（四項(xiàng)基本任務(wù)）2. DFA的主要內(nèi)容的主要內(nèi)容 76第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)2)確定產(chǎn)品可裝配性分析方法確定產(chǎn)品可裝配性分析方法 基于實(shí)驗(yàn)的方法基于統(tǒng)計(jì)的方法 基于建模的方法4.3.2 4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向裝配的設(shè)計(jì)（DFADFA）(2)產(chǎn)品可裝配性分析產(chǎn)品可裝配性分析2. DFA的主要內(nèi)容的主要內(nèi)容 77第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)3)分析分析影響產(chǎn)影響產(chǎn)品的可品的可裝配性裝配性的各種的各種因素因素4.3.2 4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向

52、裝配的設(shè)計(jì)（DFADFA）(2)產(chǎn)品可裝配性分析產(chǎn)品可裝配性分析2. DFA的主要內(nèi)容的主要內(nèi)容 圖圖4-20 4-20 廣義設(shè)計(jì)中的可裝配性影響因素廣義設(shè)計(jì)中的可裝配性影響因素（外因）（外因）產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品種類產(chǎn)品種類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)零部件零部件裝配工藝裝配工藝裝配策略裝配策略裝配結(jié)構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)工藝過(guò)程工藝過(guò)程產(chǎn)品產(chǎn)品可裝配性可裝配性裝配系統(tǒng)裝配系統(tǒng)系統(tǒng)種類系統(tǒng)種類系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置系統(tǒng)元件系統(tǒng)元件（外因）（外因）（內(nèi)內(nèi)因）因）78第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)4)考察各因素之間的相互作用和相互關(guān)系考察各因素之間的相互作用和相互關(guān)系可以從多方面考察產(chǎn)品的可裝配性，

53、既可以從零件結(jié)構(gòu)、材料和零件的聯(lián)接關(guān)系等方面進(jìn)行考察，也可以從裝配方法和裝配工藝等方面進(jìn)行考察。通過(guò)考察來(lái)歸納改善可裝配性的設(shè)計(jì)規(guī)則是DFA的主要工作之一。 4.3.2 4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向裝配的設(shè)計(jì)（DFADFA）(2)產(chǎn)品可裝配性分析產(chǎn)品可裝配性分析2. DFA的主要內(nèi)容的主要內(nèi)容 79第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)4.3.2 4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向裝配的設(shè)計(jì)（DFADFA）表表4-2 產(chǎn)品可裝配性評(píng)價(jià)內(nèi)容產(chǎn)品可裝配性評(píng)價(jià)內(nèi)容評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)內(nèi)容評(píng)價(jià)內(nèi)容技術(shù)性技術(shù)性進(jìn)給性能（套疊、纏結(jié)）；元件抓?。ǔ叽纭⒅亓俊?duì)稱性等）；位置進(jìn)給

54、性能（套疊、纏結(jié)）；元件抓取（尺寸、重量、對(duì)稱性等）；位置可達(dá)（倒角、圓角，裝拆順序）；定位可靠（自定位、預(yù)定位）；檢測(cè)可達(dá)（倒角、圓角，裝拆順序）；定位可靠（自定位、預(yù)定位）；檢測(cè)可及工具利用（操作空間）；聯(lián)接方法（插裝、鉚接、焊接、膠接等）；可及工具利用（操作空間）；聯(lián)接方法（插裝、鉚接、焊接、膠接等）；合成方向（多向、單向、垂直向下）；位姿調(diào)整（裝拆便利、穩(wěn)定性）合成方向（多向、單向、垂直向下）；位姿調(diào)整（裝拆便利、穩(wěn)定性）經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性裝配效率（生產(chǎn)綱領(lǐng)、作業(yè)方式）；資源利用（設(shè)備、工具、人力）；裝配效率（生產(chǎn)綱領(lǐng)、作業(yè)方式）；資源利用（設(shè)備、工具、人力）；精度保證（公差分布、質(zhì)量控制）

55、；標(biāo)準(zhǔn)化（標(biāo)準(zhǔn)件比例、零件類數(shù)）；精度保證（公差分布、質(zhì)量控制）；標(biāo)準(zhǔn)化（標(biāo)準(zhǔn)件比例、零件類數(shù)）；材料消耗材料消耗社會(huì)性社會(huì)性可拆卸（結(jié)構(gòu)、操作、順序）；可再用（零件、子裝配）；可回收（材可拆卸（結(jié)構(gòu)、操作、順序）；可再用（零件、子裝配）；可回收（材料再用）；環(huán)保（裝配、拆卸、報(bào)廢）料再用）；環(huán)保（裝配、拆卸、報(bào)廢）1)評(píng)價(jià)內(nèi)容評(píng)價(jià)內(nèi)容(3)產(chǎn)品可裝配性評(píng)價(jià)產(chǎn)品可裝配性評(píng)價(jià)80第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)2)評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)方法按技術(shù)原理可分為兩類： 定性評(píng)價(jià)定性評(píng)價(jià) 又稱基于準(zhǔn)則的DFA，或稱公理化方法，該方法基于一系列設(shè)計(jì)指南，這些指南來(lái)源于實(shí)際的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和

56、裝配實(shí)踐。定量評(píng)價(jià)定量評(píng)價(jià) 使設(shè)計(jì)者以量化的方式考察產(chǎn)品的可裝配性。量化評(píng)價(jià)內(nèi)容一般包括：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)；裝配工藝評(píng)價(jià)；單一零件評(píng)價(jià)；聯(lián)接方式評(píng)價(jià)。 4.3.2 4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向裝配的設(shè)計(jì)（DFADFA）2. DFA的主要內(nèi)容的主要內(nèi)容 81第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng) 可裝配性再設(shè)計(jì)一般采用兩種形式：再設(shè)計(jì)建議，即系統(tǒng)根據(jù)可裝配性分析和評(píng)價(jià)，給出再設(shè)計(jì)建議，以改進(jìn)產(chǎn)品的可裝配性。再設(shè)計(jì)工具，在系統(tǒng)支持下，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品裝配設(shè)計(jì)的改進(jìn)、補(bǔ)充和完善，如改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)、改變裝配條件、改變裝配結(jié)構(gòu)等。 4.3.2 4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向裝配的設(shè)計(jì)（

57、DFADFA）(4)產(chǎn)品可裝配性再設(shè)計(jì)產(chǎn)品可裝配性再設(shè)計(jì)2. DFA的主要內(nèi)容的主要內(nèi)容 82第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)(1) DFA的常用準(zhǔn)則的常用準(zhǔn)則3. 基于準(zhǔn)則的基于準(zhǔn)則的DFA零件數(shù)最少。裝配方向最少。所有零件應(yīng)盡量在同一個(gè)方向進(jìn)行裝配，以便保證效率和質(zhì)量。盡量采用模塊化設(shè)計(jì)。盡量減少裝配工作面。盡量減少使用緊固件。裝配盡量在外部進(jìn)行，以便于觀察和裝配的便利。4.3.2 4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向裝配的設(shè)計(jì)（DFADFA）83第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)盡量使零件易于識(shí)別。須避免零件相互干涉、纏結(jié)，優(yōu)化零

58、件的抓取。裝配在一起的零件應(yīng)有互鎖特征。如設(shè)計(jì)時(shí)增加一些凸凹特征，以便使零件保持原位。使零件易于配合。如采用增加導(dǎo)角、引導(dǎo)面等措施引入柔性環(huán)境。 4.3.2 4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向裝配的設(shè)計(jì)（DFADFA）(1) DFA的常用準(zhǔn)則的常用準(zhǔn)則3. 基于準(zhǔn)則的基于準(zhǔn)則的DFA84第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)圖圖4-22 4-22 原始設(shè)計(jì)的油缸原始設(shè)計(jì)的油缸 1 1左端蓋左端蓋 2 2缸筒缸筒 3 3密封圈密封圈 4 4螺栓螺栓 5 5螺母螺母 6 6活塞活塞 7 7密封圈密封圈 8 8墊環(huán)墊環(huán) 9 9活塞桿活塞桿 1010密封圈密封圈 11 11右端

59、蓋右端蓋 1212螺母螺母1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 10 11 124.3.2 4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向裝配的設(shè)計(jì)（DFADFA）(2) 案例：基于準(zhǔn)則的案例：基于準(zhǔn)則的DFA在油缸設(shè)計(jì)中的應(yīng)用在油缸設(shè)計(jì)中的應(yīng)用3. 基于準(zhǔn)則的基于準(zhǔn)則的DFA85第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)1 2 3 4 5 6 7 8圖圖4-18 DFA再設(shè)計(jì)后的油缸再設(shè)計(jì)后的油缸 1 1密封圈密封圈 2 2活塞桿活塞桿 3 3缸筒缸筒 4 4端蓋端蓋 5 5密封墊密封墊 6 6墊圈墊圈 7 7密封圈密封圈 8 8螺釘螺釘4.3.2 4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向

60、裝配的設(shè)計(jì)（DFADFA）(2) 案例：基于準(zhǔn)則的案例：基于準(zhǔn)則的DFA在油缸設(shè)計(jì)中的應(yīng)用在油缸設(shè)計(jì)中的應(yīng)用3. 基于準(zhǔn)則的基于準(zhǔn)則的DFA86第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)缸體部件由左端蓋和缸筒的分離結(jié)構(gòu)改為整體結(jié)構(gòu)缸體部件的螺栓聯(lián)接改為螺釘聯(lián)接活塞部件改為整體結(jié)構(gòu),省略了螺栓螺母聯(lián)接 4.3.2 4.3.2 面向裝配的設(shè)計(jì)（面向裝配的設(shè)計(jì)（DFADFA）1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 10 11 1287第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)4.4 END88第第 4 章章 先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造系統(tǒng)先進(jìn)制造系統(tǒng)