全套可編輯PPT課件1緒論先進(jìn)制造技術(shù)及其主要特點(diǎn)先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)及分類先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢1.1.1制造與制造業(yè)制造是指利用制造資源（設(shè)計(jì)方法、工藝、設(shè)備和人力等）將材料“轉(zhuǎn)變”為最終物品的過程，是涉及制造工業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)過程、質(zhì)量保證、經(jīng)營管理、市場銷售和服務(wù)等一系列相關(guān)活動(dòng)和工作的總稱。制造業(yè)是指將可用資源（包括能源）通過制造過程，轉(zhuǎn)化為可供人們使用和利用的工業(yè)品或生活消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。輕工業(yè)、紡織工業(yè)和日用品制造。資源加工，包括石油化工，橡膠、非金屬、金屬加工。機(jī)械、電子類制造業(yè)。按國際通行的產(chǎn)業(yè)分類原則和我國的具體國情按生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)方式不同AMTSCATOBMTODETO中國過去46年（1966～2011）制造業(yè)增加值的年增長率目前，雖然中國在制造業(yè)貿(mào)易中占有一定的優(yōu)勢地位，但是中國制造業(yè)占全球制造業(yè)的份額僅為5%左右，并且以勞動(dòng)密集型的加工、組裝為主，其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與市場集中度、核心技術(shù)與國際競爭力、在全球的比重與地位等方面，都與先進(jìn)的工業(yè)國相比差距很大，發(fā)展道路還很漫長。1.1.2先進(jìn)制造技術(shù)的定義先進(jìn)制造技術(shù)就是集機(jī)械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體所產(chǎn)生的技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)的總稱，主要包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、集成制造系統(tǒng)等。1.1.3先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)12354系統(tǒng)性：先進(jìn)制造技術(shù)引入了計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和先進(jìn)管理等技術(shù)，并與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合，已成為了一個(gè)能夠駕馭生產(chǎn)過程中的物質(zhì)流、信息流和能量流的系統(tǒng)工程。集成性：各專業(yè)、學(xué)科間不斷交叉、滲透、融合，其界限逐漸淡化甚至消失，技術(shù)趨于系統(tǒng)化、集成化。廣泛性：從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造到產(chǎn)品銷售及用戶服務(wù)的整個(gè)過程，成為“市場—產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)—加工制造—市場”的大系統(tǒng)。高精度：現(xiàn)代制造對產(chǎn)品、零件的要求越來越高，促使激光加工、電子束加工、離子束加工、納米制造、微機(jī)械制造等新方法迅速發(fā)展。實(shí)用性：注重產(chǎn)生最好的實(shí)踐效果。特點(diǎn)1.2.1先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)1．AMST多層次先進(jìn)制造技術(shù)體系集成技術(shù)新型單元技術(shù)基礎(chǔ)制造技術(shù)先進(jìn)制造集成技術(shù)，如FMS、CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）、IMS（集成制造系統(tǒng)）等。先進(jìn)制造單元技術(shù)，如先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)、極限加工技術(shù)、工藝模擬與設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)、制造業(yè)自動(dòng)化單元技術(shù)、新材料成型與加工技術(shù)、激光等特種加工技術(shù)、質(zhì)量與可靠性技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)、清潔生產(chǎn)技術(shù)等。優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔的基礎(chǔ)制造技術(shù)，主要包括精密下料、精密成型、精密加工、精密測量、毛坯強(qiáng)韌化、無氧化熱處理、氣體保護(hù)焊、埋弧焊及功能性防護(hù)涂層等。1.2.1先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)2．FCCSET先進(jìn)制造技術(shù)體系01現(xiàn)代制造工程設(shè)計(jì)技術(shù)群，如CAX技術(shù)、DFX技術(shù)、可靠性設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、疲勞設(shè)計(jì)、智能優(yōu)化設(shè)計(jì)、反求工程、系統(tǒng)建模與仿真、系統(tǒng)集成、并行設(shè)計(jì)、快速原型制造等。02制造系統(tǒng)管理技術(shù)群，如成組技術(shù)、全面質(zhì)量管理、制造資源計(jì)劃、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)、計(jì)算機(jī)集成制造、并行工程、精益生產(chǎn)、敏捷制造等。03物料處理和設(shè)備技術(shù)群，如材料生產(chǎn)工藝及設(shè)備、加工工藝及設(shè)備、少無切削加工、精密工程技術(shù)、超高速加工技術(shù)、特種加工技術(shù)、加工設(shè)備及其監(jiān)控、質(zhì)量控制技術(shù)等04支撐技術(shù)群包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程、管理科學(xué)、材料科學(xué)等。1.2.2先進(jìn)制造技術(shù)的分類1．現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法包括模塊化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)、價(jià)值工程、模糊設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)、反求工程、并行設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)等。產(chǎn)品可信性設(shè)計(jì)信性設(shè)計(jì)包括可靠性設(shè)計(jì)、安全性設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)分析與設(shè)計(jì)、防斷裂設(shè)計(jì)、防疲勞設(shè)計(jì)、耐環(huán)境設(shè)計(jì)、健壯設(shè)計(jì)、維修設(shè)計(jì)和維修保障設(shè)計(jì)等。設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)包括產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工程圖生成、有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、模擬仿真、虛擬設(shè)計(jì)、工程數(shù)據(jù)庫等內(nèi)容。工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)是指開展機(jī)械產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)和中國民族特色與世界流派相結(jié)合的造型設(shè)計(jì)技術(shù)。1.2.2先進(jìn)制造技術(shù)的分類2．先進(jìn)制造工藝高效高精度切削加工工藝包括精密和超精密加工、高速切削和磨削、復(fù)雜型面的數(shù)控加工、游離磨粒的高效加工等。高效精密成型技術(shù)包括精密凝聚成型技術(shù)、精密塑性加工技術(shù)、粉末材料構(gòu)件加工技術(shù)、精密焊接技術(shù)及復(fù)合成型技術(shù)等。特種加工技術(shù)，如高能束流（電子束、離子束、激光束）加工、電加工（電解和電火花加工）、超聲波加工、高壓水射流加工、多種能源的組合加工、納米技術(shù)及微細(xì)加工等。表面改性、制膜和涂層技術(shù)包括化學(xué)鍍、非晶態(tài)合金技術(shù)、節(jié)能表面涂裝技術(shù)、表面強(qiáng)化處理技術(shù)、熱噴涂技術(shù)、激光表面熔覆處理技術(shù)、等離子化學(xué)氣相沉積技術(shù)等。1.2.2先進(jìn)制造技術(shù)的分類3．加工自動(dòng)化技術(shù)加工自動(dòng)化技術(shù)是用機(jī)電設(shè)備工具取代或放大人的體力。加工過程自動(dòng)化涉及數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、柔性制造技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)檢測技術(shù)、信號(hào)處理和識(shí)別技術(shù)等內(nèi)容。其目的在于減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，減少在制品數(shù)量，節(jié)省能源消耗及降低生產(chǎn)成本。1.2.2先進(jìn)制造技術(shù)的分類4．先進(jìn)生產(chǎn)制造模式先進(jìn)生產(chǎn)制造模式包括計(jì)算機(jī)集成制造（CIMS）、并行工程（CE）、敏捷制造（AM）、智能制造（IM）、精益生產(chǎn)（LP）等先進(jìn)的生產(chǎn)組織管理模式和控制方法。1.2.2先進(jìn)制造技術(shù)的分類5．現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù)現(xiàn)代管理技術(shù)包括工程管理、質(zhì)量管理、管理信息系統(tǒng)以及先進(jìn)制造技術(shù)集成化管理等。1.2.3先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)綜合產(chǎn)品開發(fā)網(wǎng)絡(luò)納米制造關(guān)鍵技術(shù)綠色制造集成化智能化虛擬制造人—機(jī)—環(huán)境一體化1.3.1先進(jìn)制造技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用010203

企業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)生了重大變革，由于先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)逐步改變了傳統(tǒng)觀念。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)中應(yīng)用了現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)中的綠色設(shè)計(jì)、并行工程、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、模糊設(shè)計(jì)及虛擬技術(shù)等現(xiàn)代方法和技術(shù)，從根本上改變了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想和方法。

在產(chǎn)品的制造過程中涌現(xiàn)出大量的新工藝、新技術(shù)。在毛坯制造方面，出現(xiàn)了鋼液精煉與保護(hù)成套技術(shù)；在機(jī)械加工方面，出現(xiàn)了精密加工、超精密加工技術(shù)等；在熱處理方面，出現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人等；在自動(dòng)化方面，已廣泛應(yīng)用機(jī)床數(shù)控技術(shù)、自動(dòng)檢測及信號(hào)識(shí)別技術(shù)等。1.3.2各國先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展概況美國20世紀(jì)70到80年代，將制造業(yè)視為“夕陽工業(yè)”。20世紀(jì)80年代末美國人開始把雄心勃勃的“星球大戰(zhàn)”計(jì)劃轉(zhuǎn)移到發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用和推廣上來；目前，制造業(yè)在美國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中仍占有重要地位。1979年至今歐盟歐盟123尤里卡計(jì)劃（EREKA）歐洲信息技術(shù)研究發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃（ESPRIT）歐洲工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)研究計(jì)劃（BRITE）日本321第二次世界大戰(zhàn)后躋身世界經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國之列21世紀(jì)以來，主要保留附加價(jià)值和技術(shù)含量高的部分信息化帶動(dòng)制造業(yè)的智能制造技術(shù)國際合作計(jì)劃韓國20世紀(jì)60年代建立了以輕工業(yè)為中心的制造業(yè)體系

20世紀(jì)80年代制造業(yè)處于結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化階段20世紀(jì)70年代，建立了以重工業(yè)和化學(xué)工業(yè)為中心的制造業(yè)結(jié)構(gòu)

20世紀(jì)末，G7計(jì)劃1324中國21995年，中共中央《關(guān)于加速科技進(jìn)步的決定》1七五、八五、九五期間、國家科學(xué)技術(shù)部的“國家科技攻關(guān)計(jì)劃”、“國家高新技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃”、“國家基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目計(jì)劃”、“國家技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃”都將先進(jìn)制造技術(shù)作為重要內(nèi)容投入了實(shí)施32001年，《新世紀(jì)如何提高和發(fā)展我國的制造業(yè)的研究報(bào)告》。1.3.3先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢在21世紀(jì)，隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，市場需求越來越個(gè)性化與多樣化，未來先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、自動(dòng)化、綠色化、智能化、精密化、極端化、集成化、數(shù)字化、柔性化等方向發(fā)展。Thank

You現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵與體系結(jié)構(gòu)1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)2有限元分析3現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法42.1.1機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展的基本歷程機(jī)械設(shè)計(jì)的思想和方法在影響人類生產(chǎn)和生活、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的同時(shí)，也會(huì)受社會(huì)發(fā)展的影響，不斷變化和更新。為反映這種變化人們提出了“傳統(tǒng)設(shè)計(jì)”和“現(xiàn)代設(shè)計(jì)”兩個(gè)術(shù)語，這兩個(gè)術(shù)語是相對的，當(dāng)前被認(rèn)為先進(jìn)的事物在未來會(huì)被新發(fā)展的事物所取代，而成為傳統(tǒng)的?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.1現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵與體系結(jié)構(gòu)2.1.1機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展的基本歷程傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)以“靜態(tài)、經(jīng)驗(yàn)、被動(dòng)和手工”為基本特征，它經(jīng)歷了直覺設(shè)計(jì)、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)、半理論經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)三個(gè)發(fā)展階段，并于20世紀(jì)50年代后期形成。它以經(jīng)驗(yàn)總結(jié)為基礎(chǔ)，以長期設(shè)計(jì)實(shí)踐和理論計(jì)算而形成的經(jīng)驗(yàn)、公式、圖表、設(shè)計(jì)手冊等為設(shè)計(jì)依據(jù)，通過經(jīng)驗(yàn)公式、近似系數(shù)或類比等方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)偏重于經(jīng)驗(yàn)的概括和總結(jié)，往往會(huì)忽略一些難解的問題或非主要的因素，這樣會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)結(jié)果不準(zhǔn)確，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)不符合實(shí)際的情況。隨著設(shè)計(jì)理論的發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，設(shè)計(jì)過程發(fā)生了質(zhì)的飛躍，在此基礎(chǔ)上傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)得到了延伸和發(fā)展，產(chǎn)生了現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)。它是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以電子計(jì)算為手段，建立在現(xiàn)代管理技術(shù)之上，運(yùn)用工程設(shè)計(jì)的新理論和新方法，實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果最優(yōu)化、設(shè)計(jì)過程高效化和自動(dòng)化的設(shè)計(jì)技術(shù)?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.1現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵與體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.1現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵與體系結(jié)構(gòu)2.1.2現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵和特點(diǎn)1．現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的定義設(shè)計(jì)是人類改造自然的一種基本活動(dòng)，也是一種復(fù)雜的創(chuàng)造性思維過程。設(shè)計(jì)技術(shù)就是在設(shè)計(jì)過程中解決具體設(shè)計(jì)問題的各種方法和手段?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是以滿足市場產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、周期、成本等為目的，以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)為主體，以知識(shí)為依托，以多學(xué)科方法及技術(shù)為手段，研究、改進(jìn)、創(chuàng)造產(chǎn)品的活動(dòng)過程中所用到的技術(shù)群體的總稱。12354產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析的定量化產(chǎn)品工作狀況分析的動(dòng)態(tài)化產(chǎn)品質(zhì)量分析的可靠化產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)果的最優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的高效化和自動(dòng)化特點(diǎn)2.1.2現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵和特點(diǎn)2．現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的特點(diǎn)2.1現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵與體系結(jié)構(gòu)2.1.3現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.1現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵與體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的體系及與其他學(xué)科的關(guān)系2.1.3現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)1234基礎(chǔ)技術(shù)：基礎(chǔ)技術(shù)是指傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論與方法，包括運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、強(qiáng)度理論、熱力學(xué)、電磁學(xué)、工程數(shù)學(xué)等學(xué)科的基本原理和方法。主體技術(shù)：現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的誕生和發(fā)展與計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)、相輔相成。支撐技術(shù)：支撐技術(shù)主要指現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)、可信性設(shè)計(jì)技術(shù)和試驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)，為設(shè)計(jì)對象的描述，設(shè)計(jì)信息的處理、加工、推理、映射及驗(yàn)證提供支撐。應(yīng)用技術(shù)：應(yīng)用技術(shù)是針對使用目的解決各類具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域問題的技術(shù)，如機(jī)床、汽車、工程機(jī)械、精密機(jī)械等設(shè)計(jì)的知識(shí)和技術(shù)，它可以看作是現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)派生出來的具體技術(shù)群。體系結(jié)構(gòu)2.1現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵與體系結(jié)構(gòu)2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)2.2.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基本概念計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign，CAD）是以計(jì)算機(jī)為工具，處理產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的圖形和數(shù)據(jù)信息，輔助完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的綜合性計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。CAD技術(shù)包含的內(nèi)容有：①利用計(jì)算進(jìn)行產(chǎn)品的造型、裝配、工程圖繪制以及相關(guān)文檔的設(shè)計(jì)；②進(jìn)行產(chǎn)品渲染、動(dòng)態(tài)顯示；③對產(chǎn)品進(jìn)行工程分析，如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)仿真等?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的產(chǎn)生背景220世紀(jì)60年代——CAD技術(shù)的成長期120世紀(jì)50年代——CAD技術(shù)的萌芽期320世紀(jì)70年代——CAD技術(shù)的發(fā)展期420世紀(jì)80年代——CAD技術(shù)的普及期520世紀(jì)90年代——CAD技術(shù)的集成化期2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.2.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)1．產(chǎn)品的造型建模技術(shù)（1）幾何建模幾何建模（geometrymodeling）是指對現(xiàn)實(shí)世界中的物體進(jìn)行描述，并將其用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)，以建立計(jì)算機(jī)內(nèi)部模型的過程。幾何建模主要模型的類型有線框模型、表面模型和實(shí)體模型，如圖2-2所示。幾何建模能夠較好地反映被設(shè)計(jì)對象的幾何信息和拓?fù)湫畔?，但缺少產(chǎn)品后續(xù)制造過程所需的工藝信息和管理信息。（a）線框模型

（b）表面模型

（c）實(shí)體模型圖2-2幾何建模的主要模型類型2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.2.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)1．產(chǎn)品的造型建模技術(shù)（2）特征建模特征是指描述產(chǎn)品信息的集合，也是構(gòu)成零部件設(shè)計(jì)與制造的基本幾何體，它既能反映零件的幾何信息，又能反映零件的加工工藝信息。常用的零件特征包括形狀特征、精度特征、技術(shù)特征、材料特征、裝配特征等。如圖2-3所示為兩種特征模型（featuremodeling）。特征模型實(shí)例2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.2.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)1．產(chǎn)品的造型建模技術(shù)與幾何建模相比較，特征建模具有以下特征：①能夠更好地表達(dá)統(tǒng)一、完整的產(chǎn)品信息；②能夠更好地體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，使產(chǎn)品模型便于理解和組織生產(chǎn)；③有助于加強(qiáng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和分析、加工制造、檢驗(yàn)等各個(gè)部門之間的聯(lián)系。因此，基于特征的建模技術(shù)更適合于CAD/CAM的集成和CIMS的建模需要。2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.2.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)2．單一數(shù)據(jù)庫與相關(guān)性設(shè)計(jì)單一數(shù)據(jù)庫是指與設(shè)計(jì)相關(guān)的全部數(shù)據(jù)信息來自同一個(gè)數(shù)據(jù)庫。相關(guān)性設(shè)計(jì)是指任何設(shè)計(jì)改動(dòng)都將及時(shí)反饋到設(shè)計(jì)過程的其他相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，修改二維零件工程圖樣的某個(gè)尺寸后，與該零件工程圖樣相關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品裝配圖、加工該零件的數(shù)控程序等也將會(huì)自動(dòng)跟隨更新。建立在單一數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的產(chǎn)品開發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的相關(guān)性設(shè)計(jì)。單一數(shù)據(jù)庫和相關(guān)性設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用可以減少設(shè)計(jì)中的差錯(cuò)，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短開發(fā)周期。2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.2.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)3．NURBS曲面造型技術(shù)非均勻有理B樣條（Non-UniformRationalB-Splines，NURBS），是一種用來定義CAD模型中復(fù)雜曲線、曲面的描述方法。運(yùn)用NURBS造型技術(shù)可以采用統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型，精確地表示自由曲線、曲面，以及直線、圓、拋物線、雙曲線等規(guī)則曲線，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的管理，以便于對曲線、曲面進(jìn)行局部操作和修改，提高對曲線和曲面的構(gòu)造能力和編輯修改能力。2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.2.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)4．CAD與其他CAX系統(tǒng)的集成技術(shù)CAD與CAE集成、CAD與CAPP/CAM集成、CAD與PDM集成、CAD與ERP集成等軟件模塊集成。CAD與這些系統(tǒng)模塊的集成為企業(yè)提供了產(chǎn)品生產(chǎn)制造一體化解決方案，推動(dòng)了企業(yè)的信息化進(jìn)程。將CAD技術(shù)的算法、功能模塊以至整個(gè)系統(tǒng)，以專用芯片的形式加以固化，一方面可提高CAD系統(tǒng)的運(yùn)算效率，另一方面可供其他系統(tǒng)直接調(diào)用。CAD在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境下實(shí)現(xiàn)異地、異構(gòu)系統(tǒng)的企業(yè)間集成，如全球化設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造以及虛擬企業(yè)就是該集成層次的具體體現(xiàn)。CAD技術(shù)僅為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)提供基本的數(shù)據(jù)化模型，要使產(chǎn)品生產(chǎn)后續(xù)作業(yè)環(huán)節(jié)有效利用CAD所構(gòu)造的產(chǎn)品信息模型，充分利用已有的信息資源，提高綜合生產(chǎn)效率，必須將CAD技術(shù)與其他CAX技術(shù)進(jìn)行有效集成。該集成技術(shù)涉及產(chǎn)品的造型建模技術(shù)、工程數(shù)據(jù)的管理技術(shù)、數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)等。CAD技術(shù)的集成體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.2.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)5．標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)依靠CAD技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化可以解決CAD軟件產(chǎn)品的信息共享和相關(guān)軟件異構(gòu)、跨平臺(tái)工作的問題，為此，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制定了“產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型交換標(biāo)準(zhǔn)”（StandardfortheExchangeofProductModelData，STEP）。該標(biāo)準(zhǔn)采用統(tǒng)一的數(shù)字化定義方法，涵蓋了產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，是CAD技術(shù)最新的國際標(biāo)準(zhǔn)。2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.2.4計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)12354減少設(shè)計(jì)人員工作量，圖面清潔節(jié)省時(shí)間，提高設(shè)計(jì)效率提高設(shè)計(jì)質(zhì)量較大幅度地降低設(shè)計(jì)成本資料保管較為方便特點(diǎn)與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)相比，無論在提高效率、改善設(shè)計(jì)質(zhì)量方面，還是在降低成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度方面，CAD技術(shù)都有著巨大的優(yōu)越性，其主要特點(diǎn)如下。2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.2.5計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研究熱點(diǎn)1．計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)的過程主要是評價(jià)和決策的過程，它涉及產(chǎn)品的基本功能、動(dòng)作原理和結(jié)構(gòu)要素，需要考慮產(chǎn)品的價(jià)格、性能、可靠性、安全性等設(shè)計(jì)目標(biāo)，其設(shè)計(jì)結(jié)果在很大程度上決定了產(chǎn)品的成本、性能及價(jià)值，對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量起著舉足輕重的作用，同時(shí)也決定了產(chǎn)品的創(chuàng)新性及其競爭力。但是，概念設(shè)計(jì)所涉及的設(shè)計(jì)需求和各種約束往往是不精確的、近似的或未知的，這就給CAD技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用帶來了很大的難度。2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.2.5計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研究熱點(diǎn)2．計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同設(shè)計(jì)010203對群體成員之間的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸還存在一定程度的障礙，如何實(shí)時(shí)、可靠并且廉價(jià)地對群體成員之間有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的圖形、文字、多媒體信息進(jìn)行有效地交換，是當(dāng)前需要解決的首要問題。由于參與協(xié)同設(shè)計(jì)的群體成員在地域上的分散以及所用設(shè)備條件存在差異，因此，需要開發(fā)能夠在異構(gòu)環(huán)境中有效運(yùn)行的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，這就需要標(biāo)準(zhǔn)化工作來解決。目前，應(yīng)用最多的是CORBA，JAVA技術(shù)和通信領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)等。但要完全支持協(xié)同設(shè)計(jì)，還有待完善標(biāo)準(zhǔn)并增加其功能。設(shè)計(jì)成員的設(shè)計(jì)思想交流和方案討論是借助電子會(huì)議來進(jìn)行的，而討論設(shè)計(jì)結(jié)果和修改設(shè)計(jì)方案主要依靠應(yīng)用“共享”工具。這一工具雖然能實(shí)現(xiàn)一個(gè)人對一個(gè)CAD工具的操作，也可以和電子會(huì)議系統(tǒng)相集成，但是也具有一定的局限性，即成員間不能直接進(jìn)行交互操作，這是需要重點(diǎn)解決的問題。目前，計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同設(shè)計(jì)主要還需要解決以下幾個(gè)方面的問題。2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.2.5計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研究熱點(diǎn)3．海量信息的存儲(chǔ)、管理和檢索技術(shù)隨著CAD技術(shù)應(yīng)用的深入發(fā)展，所涉及的各種信息也越來越多，傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)已難以適應(yīng)日益增長的數(shù)據(jù)管理要求。如何快速、有效地對海量信息進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和檢索，已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.2.5計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研究熱點(diǎn)4．智能CAD技術(shù)智能化CAD是通過引用專家系統(tǒng)、人工智能等技術(shù)，使CAD作業(yè)過程具有某種程度智能的系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)能夠模擬人類專家的思維方式，模擬領(lǐng)域?qū)＜胰绾芜\(yùn)用他們的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來解決實(shí)際問題的方法與步驟，能在設(shè)計(jì)過程中適時(shí)地給出智能化提示，告訴設(shè)計(jì)者下一步該做什么、當(dāng)前設(shè)計(jì)存在的問題，并給出解決問題的途徑及方案建議。2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.2.5計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研究熱點(diǎn)5．CAD技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的集成虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，VR）技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)生成的一種模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的技術(shù)。通過數(shù)據(jù)頭盔（HeadMountedDisplay）、數(shù)據(jù)手套（DataGlove）、數(shù)據(jù)衣（DataSuit）等多種傳感設(shè)備構(gòu)造虛擬環(huán)境，向設(shè)計(jì)者提供諸如視覺、聽覺、觸覺等各種直觀而又實(shí)時(shí)的感知。CAD技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，能夠快速地顯示設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)對象的性能特征以及設(shè)計(jì)對象與周圍環(huán)境的關(guān)系，設(shè)計(jì)者可與虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行自然交互，靈活方便地修改設(shè)計(jì)，大大提高了設(shè)計(jì)效果與質(zhì)量。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所需的軟、硬件價(jià)格還相當(dāng)昂貴，技術(shù)開發(fā)的復(fù)雜性和難度還較大，VR技術(shù)與CAD技術(shù)的集成還有待進(jìn)一步研究和完善。2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.2.6計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的軟件及應(yīng)用1．系統(tǒng)軟件321操作系統(tǒng)編譯系統(tǒng)圖形接口及接口標(biāo)準(zhǔn)2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2．支撐軟件計(jì)算機(jī)分析軟件計(jì)算機(jī)分析軟件123常用的數(shù)學(xué)方法庫及其可視化軟件有限元分析軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件2.2.6計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的軟件及應(yīng)用2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2．支撐軟件集成化CAD/CAM軟件這些軟件支持在二維和三維圖形方式下進(jìn)行產(chǎn)品及其零件的定義。目前較為流行的CAD集成軟件有：美國PTC（ParametricTechnologyCorporation）公司的Pro/Engineer，美國麥道飛機(jī)公司的UG（Unigraphics），Autodesk公司的AutoCAD及MDT；中國科學(xué)院軟件工程研制中心開發(fā)的參數(shù)智能化CAD系統(tǒng)PICAD，高華計(jì)算機(jī)有限公司開發(fā)研制的集成智能化CAD系統(tǒng)，清華大學(xué)和華中理工大學(xué)共同開發(fā)的CAD-MLS等。2.2.6計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的軟件及應(yīng)用2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2．支撐軟件數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)用于管理龐大的數(shù)據(jù)信息，提供數(shù)據(jù)的增刪、查詢、共享、安全維護(hù)等操作，是用戶與數(shù)據(jù)之間的接口。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)使用三種數(shù)據(jù)模型，即層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。目前流行的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有DBASE，F(xiàn)OXBASE，F(xiàn)OXPRO，ORACI.E，SYBASE等。2.2.6計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的軟件及應(yīng)用2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2．支撐軟件網(wǎng)絡(luò)軟件采用微機(jī)和工作站局域網(wǎng)形式的CAD系統(tǒng)已經(jīng)成為20世紀(jì)90年代CAD軟硬件配置的首選方案。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件為這些系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸和共享文件提供了條件。最常用的是Novell公司的NETWARE，它包括服務(wù)器操作系統(tǒng)、文件服務(wù)器軟件、通信軟件等。Microsoft的Windows95以上環(huán)境可直接支持絕大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)互連服務(wù)。2.2.6計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的軟件及應(yīng)用2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.2.6計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的軟件及應(yīng)用3．應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是在系統(tǒng)軟件、支撐軟件的基礎(chǔ)上，針對某一專門應(yīng)用領(lǐng)域的需要而研制的軟件。這類軟件通常由用戶結(jié)合當(dāng)前設(shè)計(jì)工作需要自行開發(fā)，也稱“二次開發(fā)”。例如，模具設(shè)計(jì)軟件、電器設(shè)計(jì)軟件、機(jī)械零件設(shè)計(jì)軟件、飛機(jī)氣流分析軟件等均屬于應(yīng)用軟件。2.3有限元分析有限元法（FiniteElementMethod，F(xiàn)EM）也稱為有限單元法或有限元素法，其基本思想是將物體（即連續(xù)求解域）離散成有限個(gè)且按一定方式相互連接在一起的單元組合，來模擬或逼近原來的物體，從而將一個(gè)連續(xù)的無限自由度問題簡化為離散的有限自由度問題進(jìn)行求解。物體被離散以后，通過對其中的各個(gè)單元進(jìn)行單元分析，最終得到對整個(gè)物體的分析。網(wǎng)絡(luò)劃分中每個(gè)小的塊體稱為單元。確定單元形狀、單元之間相互連接的點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。單元上節(jié)點(diǎn)處的結(jié)構(gòu)內(nèi)力為節(jié)點(diǎn)力，外力為節(jié)點(diǎn)載荷?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.3.1有限元法的基本概念和特點(diǎn)1．有限元法基本概念2.3有限元分析現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.3.1有限元法的基本概念和特點(diǎn)2．有限元法的基本特點(diǎn)12354對復(fù)雜幾何模型的適應(yīng)性對于各種物理問題的適應(yīng)性建立在嚴(yán)格理論基礎(chǔ)上的可靠性適合計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的高效性與通用CAD軟件使用的集成性特點(diǎn)2.3有限元分析將分析對象幾何離散化，即將連續(xù)的求解域離散為一組由虛擬的線或面構(gòu)成的有限個(gè)“單元”的組合體。離散后的單元與單元之間利用單元的節(jié)點(diǎn)相互連接起來，這樣的組合體能夠模擬或者逼近求解區(qū)域。所以有限元分析的結(jié)構(gòu)已經(jīng)不是原有的物體或結(jié)構(gòu)物，而是由眾多單元以一定方式連接成的離散物體。也就是說，用有限元分析計(jì)算所獲得的結(jié)果只是近似的。如果劃分單元的數(shù)目非常多且又合理，則所獲得的結(jié)果就與實(shí)際情況相符合。現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.3.2有限元分析的過程1．將分析對象幾何離散化2.3有限元分析現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.3.2有限元分析的過程2．單元特性分析選擇位移模式在有限元分析法中，位移模式的選擇主要有選擇節(jié)點(diǎn)位移作為基本未知量時(shí)的位移法、選擇節(jié)點(diǎn)力作為基本未知量時(shí)的力法、取一部分節(jié)點(diǎn)力和一部分節(jié)點(diǎn)位移作為基本未知量時(shí)的混合法。其中，位移法易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算自動(dòng)化，其應(yīng)用范圍最廣。分析單元的力學(xué)性質(zhì)根據(jù)單元的材料性質(zhì)、形狀、尺寸、節(jié)點(diǎn)數(shù)目、位置及其含義等，找出單元節(jié)點(diǎn)力和節(jié)點(diǎn)位移的關(guān)系式，根據(jù)彈性力學(xué)的幾何方程和物理方程確定單元的剛度矩陣，形成如下所示的線性方程：

F=Kδ

①式中：F——節(jié)點(diǎn)力向量；

K——單元?jiǎng)偠染仃嚕?/p>

δ

——節(jié)點(diǎn)位移向量。計(jì)算等效節(jié)點(diǎn)力對于實(shí)際的連續(xù)體，力是從單元的公共邊傳遞到單元中去的，而物體離散后，假定的力是通過節(jié)點(diǎn)從一個(gè)單元傳遞到另一個(gè)單元中去的。所以，這種作用在單元邊界上的表面力、體積力和集中力都需要等效地轉(zhuǎn)移到節(jié)點(diǎn)上去，即用等效的節(jié)點(diǎn)力來代替所有作用在單元上的力。2.3有限元分析現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)03單元組集是指利用結(jié)構(gòu)里的平衡條件和邊界條件把各個(gè)單元按原來的結(jié)構(gòu)重新連接起來。04對式①的有限元分析方程進(jìn)行邊界條件處理并求解，得到節(jié)點(diǎn)位移。在該步驟中，有限元模型的節(jié)點(diǎn)越多，線性方程的數(shù)量就越多，有限元分析的計(jì)算量也就越大，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況越相符。05這是有限元分析的后處理部分，在該步驟中，對計(jì)算出來的結(jié)果進(jìn)行加工處理，并以各種形式將計(jì)算結(jié)果顯示出來。2.3.2有限元分析的過程2.3有限元分析現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.3.3有限元分析的發(fā)展趨勢5軟件面向?qū)I(yè)用戶的開放性4提高自動(dòng)化的網(wǎng)格處理能力3與CAD/CAM等軟件的集成2由求解線性問題發(fā)展到求解非線性問題1由單一場計(jì)算向多物理耦合場問題的求解方向發(fā)展2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法相較于傳統(tǒng)的串行工程（SequentialEngineering，SE）生產(chǎn)方式，并行工程能夠從產(chǎn)品設(shè)計(jì)一開始就對產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行全面考慮，以達(dá)到降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和縮短開發(fā)周期的目的。并行工程的核心是并行設(shè)計(jì)（ConcurrentDesign）。并行設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)階段綜合考慮產(chǎn)品生命周期中工藝、制造、裝配、測試、維修等環(huán)節(jié)的因素，全面評價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，及時(shí)反饋改進(jìn)意見，迅速改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、制造一次成功。如圖2-4所示，在并行設(shè)計(jì)模式中，產(chǎn)品在各個(gè)階段都有一些重合的部分，這使得并行設(shè)計(jì)比串行設(shè)計(jì)有更多的設(shè)計(jì)活動(dòng)空間。設(shè)計(jì)活動(dòng)的并行開展，減少了整個(gè)設(shè)計(jì)過程的時(shí)間?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.4.1并行設(shè)計(jì)1．并行設(shè)計(jì)的基本概念產(chǎn)品生命周期需求分析方案設(shè)計(jì)工程分析制造設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)制造、裝配銷售服務(wù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案論證設(shè)計(jì)反饋加工反饋市場反饋圖2-4并行設(shè)計(jì)模式2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.4.1并行設(shè)計(jì)2．并行設(shè)計(jì)的技術(shù)工具12

CAX技術(shù)：CAX技術(shù)包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助工程分析（CAE）、計(jì)算機(jī)輔助工藝（CAPP）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助檢測（CAT）等。

DFX技術(shù)：DFX是并行設(shè)計(jì)的支持技術(shù)，DFX中的X可以代表產(chǎn)品生命周期中的制造、裝配、拆卸、檢測、維護(hù)、支持等因素。這些因素能夠使設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)初期就考慮設(shè)計(jì)決策對后續(xù)過程的影響。較常用到的是面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）和面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）。

PDM技術(shù)：產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）技術(shù)是產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享與過程管理技術(shù)，為并行設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)平臺(tái)。PDM將所有與產(chǎn)品有關(guān)的信息和過程集成于一體，并將從概念設(shè)計(jì)、計(jì)算分析、工藝流程設(shè)計(jì)、制造、銷售、維修直至產(chǎn)品報(bào)廢的整個(gè)生命周期相關(guān)的數(shù)據(jù)加以定義、組織和管理，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在整個(gè)生命周期內(nèi)保持一致、最新、共享及安全。技術(shù)工具32.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.4.2反求工程1．反求工程的基本概念反求工程（ReverseEngineering，RE）也稱逆向工程、反向工程等，是指用一定的測量手段對實(shí)物或模型進(jìn)行測量，根據(jù)測量數(shù)據(jù)通過三維幾何建模方法，重構(gòu)實(shí)物的CAD模型，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的過程。樣品CAM產(chǎn)生NC檔外形修飾CAD曲面構(gòu)建數(shù)據(jù)處理3D輪廓測量模具加工逐層產(chǎn)生STL文件＊RP快速成型技術(shù)模具成型批量復(fù)制圖2-5反求工程工藝流程圖2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.4.2反求工程2．反求工程的關(guān)鍵技術(shù)321數(shù)據(jù)測量技術(shù)數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)模型重構(gòu)及產(chǎn)品制造技術(shù)2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.4.2反求工程3．反求工程的實(shí)際應(yīng)用新產(chǎn)品開發(fā)和改型設(shè)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)字化檢測產(chǎn)品仿制用于快速原型制造13242.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)模塊化設(shè)計(jì)是指在對一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合可以構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足市場不同需求的設(shè)計(jì)方法。模塊化設(shè)計(jì)與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、系列化設(shè)計(jì)密切相關(guān)，即所謂的“三化”?！叭被ハ嘤绊憽⒒ハ嘀萍s，通常合在一起作為評定產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)。2.4.3模塊化設(shè)計(jì)1．模塊化設(shè)計(jì)的基本概念2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.4.3模塊化設(shè)計(jì)1．模塊化設(shè)計(jì)的基本概念相對獨(dú)立性互換性通用性模塊作為模塊化設(shè)計(jì)和制造的功能單元，具有三大特征：2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.4.3模塊化設(shè)計(jì)1．模塊化設(shè)計(jì)的基本概念模塊化設(shè)計(jì)能夠迅速在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，主要得益于兩方面競爭優(yōu)勢：0102解決了品種、規(guī)格的多樣化與生產(chǎn)專業(yè)化之間的矛盾。為使用先進(jìn)的制造技術(shù)、提高設(shè)備的利用率創(chuàng)造了必要條件。2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.4.3模塊化設(shè)計(jì)2．模塊化設(shè)計(jì)的主要方式12354橫向系列模塊化設(shè)計(jì)縱向系列模塊化設(shè)計(jì)橫向系列和跨系列模塊化設(shè)計(jì)

全系列模塊化設(shè)計(jì)全系列和跨系列模塊化設(shè)計(jì)主要方式2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)綠色設(shè)計(jì)是在產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)，著重考慮產(chǎn)品環(huán)境屬性（自然資源的利用、環(huán)境影響及可拆卸性、可回收性、可重復(fù)利用性等），并將其作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，在滿足環(huán)境目標(biāo)要求的同時(shí)，并行地考慮產(chǎn)品應(yīng)有的基本功能、使用壽命、經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量等。2.4.4綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)1．綠色設(shè)計(jì)的基本概念及主要特征目標(biāo)設(shè)定實(shí)施與完善綠色設(shè)計(jì)方案制定引入綠色設(shè)計(jì)工具檢查清單建立綜合性產(chǎn)品分析產(chǎn)品信息市場咨詢相關(guān)法律法規(guī)環(huán)境因素……檢查清單建立方法：生命周期流程法綠色設(shè)計(jì)主體分類法產(chǎn)品類別法綠色設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)：材料選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)回收設(shè)計(jì)包裝設(shè)計(jì)節(jié)能設(shè)計(jì)圖2-6產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)流程綠色設(shè)計(jì)的基本概念2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.4.4綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)1．綠色設(shè)計(jì)的基本概念及主要特征綠色設(shè)計(jì)的主要特征2有利于環(huán)境保護(hù)，降低資源需求1擴(kuò)大了產(chǎn)品的生命周期2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.4.4綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)2．綠色設(shè)計(jì)方法1324生命周期設(shè)計(jì)方法并行工程方法模塊化設(shè)計(jì)方法面向?qū)ο蠓ǎ―esignforX，DFX）2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.4.4綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)3．綠色設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與材料有關(guān)的準(zhǔn)則少用短缺或稀有的原材料，多用廢料、余料或回收材料，盡量尋找短缺或稀有原材料的代用材料減少所用材料種類，采用相容性好的材料，便于產(chǎn)品廢棄后的分類回收盡量少用或不用有毒、有害的材料優(yōu)先選用可再利用或再循環(huán)的材料2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.4.4綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)3．綠色設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與材料有關(guān)的準(zhǔn)則2簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提倡“簡而美”的設(shè)計(jì)原則1在保證功能的前提下，通過產(chǎn)品的小型化節(jié)約資源使用量4在保證產(chǎn)品耐用的基礎(chǔ)上，考慮“精神報(bào)廢”因素合理制定產(chǎn)品的使用壽命3采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和易于拆卸的連接方式，盡量減少緊固件數(shù)量6簡化產(chǎn)品包裝，避免過度包裝5注重產(chǎn)品的多品種及系列化，滿足不同層次的消費(fèi)需求2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.4.4綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)3．綠色設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與制造工藝有關(guān)的準(zhǔn)則123改進(jìn)和優(yōu)化工藝技術(shù)，提高產(chǎn)品合格率簡化產(chǎn)品加工流程，減少加工工序，減少生產(chǎn)廢料，避免不安全因素減少生產(chǎn)過程中的污染物排放優(yōu)化設(shè)計(jì)（OptimalDesign）是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一門新的技術(shù)，它是最優(yōu)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用的結(jié)果。簡單地說，優(yōu)化設(shè)計(jì)是根據(jù)一般的設(shè)計(jì)方法，把工程問題轉(zhuǎn)變成數(shù)學(xué)模型，再應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)找到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。在機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)的過程中使用優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高設(shè)計(jì)者的工作效率。隨著數(shù)學(xué)模型的不斷完善及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，優(yōu)化設(shè)計(jì)在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用前景也越來越廣闊。2.4.5優(yōu)化設(shè)計(jì)1．優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.4.5優(yōu)化設(shè)計(jì)2．優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本步驟2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)如圖2-7所示，優(yōu)化設(shè)計(jì)過程可概括為分析設(shè)計(jì)對象、確定設(shè)計(jì)約束條件、選擇優(yōu)化求解方法等步驟。確定設(shè)計(jì)要求，分析設(shè)計(jì)對象建立數(shù)學(xué)模型：①確定設(shè)計(jì)變量②確定約束條件③構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)④數(shù)學(xué)模型規(guī)格化選擇優(yōu)化求解方法輸出優(yōu)化方案開始結(jié)束調(diào)整設(shè)計(jì)要求改進(jìn)數(shù)學(xué)模型改進(jìn)優(yōu)化算法合理不合理不合理不合理合理合理圖2-7優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本步驟2.4.5優(yōu)化設(shè)計(jì)2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2．優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本步驟分析設(shè)計(jì)對象，確定設(shè)計(jì)變量在優(yōu)化設(shè)計(jì)作業(yè)前，要全面細(xì)致地分析優(yōu)化對象，明確優(yōu)化設(shè)計(jì)的要求，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定設(shè)計(jì)變量，即設(shè)計(jì)中必須確定的各個(gè)參數(shù)。選擇設(shè)計(jì)變量時(shí)，應(yīng)注意設(shè)計(jì)變量是對設(shè)計(jì)指標(biāo)有直接影響的參數(shù)，各個(gè)設(shè)計(jì)變量應(yīng)相互獨(dú)立，相互間不能存在隱含或包容的關(guān)系。同時(shí)，應(yīng)注意合理選擇設(shè)計(jì)變量的數(shù)目，設(shè)計(jì)變量過多，將會(huì)使問題的求解難度加大；設(shè)計(jì)變量過少，設(shè)計(jì)的自由度太低，難以體現(xiàn)優(yōu)化效果。所以，應(yīng)該在滿足優(yōu)化設(shè)計(jì)要求的前提下盡量減少設(shè)計(jì)變量的個(gè)數(shù)。2.4.5優(yōu)化設(shè)計(jì)2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2．優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本步驟確定設(shè)計(jì)約束條件，建立目標(biāo)函數(shù)確定設(shè)計(jì)約束條件就是規(guī)定設(shè)計(jì)變量的取值范圍，主要包括不等式約束和等式約束

。建立設(shè)計(jì)變量關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式即目標(biāo)函數(shù)，設(shè)計(jì)過程就是求目標(biāo)函數(shù)的最小值。2.4.5優(yōu)化設(shè)計(jì)2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2．優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本步驟選擇優(yōu)化求解方法，分析優(yōu)化結(jié)果應(yīng)用一維搜索法、梯度法、牛頓法、共軛方向法等尋優(yōu)方法確定設(shè)計(jì)變量的最優(yōu)值。在優(yōu)化計(jì)算結(jié)束后，需分析結(jié)果，確認(rèn)是否符合原設(shè)想的設(shè)計(jì)要求。可靠性（Reliability）是產(chǎn)品的一個(gè)重要的性能特征。可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力?！耙?guī)定的條件”包括環(huán)境條件、維護(hù)條件、使用條件等；“規(guī)定的時(shí)間”是指一定的時(shí)間范圍，因產(chǎn)品的可靠性水平經(jīng)過一個(gè)較長的穩(wěn)定使用或儲(chǔ)存階段后，會(huì)隨時(shí)間的增長而降低，時(shí)間越長，故障失效越多；“規(guī)定的功能”是指產(chǎn)品若干功能的全部，而不是指其中的一部分。2.4.6可靠性設(shè)計(jì)1．可靠性設(shè)計(jì)的概念及主要內(nèi)容2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)2.4.6可靠性設(shè)計(jì)1．可靠性設(shè)計(jì)的概念及主要內(nèi)容2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)可靠性的內(nèi)涵主要包括以下幾個(gè)方面：性能可靠：產(chǎn)品的性能不會(huì)超出設(shè)計(jì)所規(guī)定的范圍。使用可靠：產(chǎn)品可穩(wěn)定地按照設(shè)計(jì)所規(guī)定的方法和操作步驟實(shí)現(xiàn)自身功能。載荷可靠：產(chǎn)品在設(shè)計(jì)所規(guī)定的載荷范圍內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)斷裂破損。壽命可靠：產(chǎn)品可在設(shè)計(jì)所規(guī)定的時(shí)間周期內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行并按時(shí)報(bào)廢。13242.4.6可靠性設(shè)計(jì)2．可靠性設(shè)計(jì)的常用指標(biāo)2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)產(chǎn)品工作能力產(chǎn)品的工作能力是指在保證功能參數(shù)達(dá)到技術(shù)要求的同時(shí)，產(chǎn)品完成規(guī)定功能所處的狀態(tài)。產(chǎn)品在使用過程中，工作能力將逐漸耗損、劣化。產(chǎn)品在某一時(shí)刻t的工作能力，就是產(chǎn)品在t時(shí)刻所處的狀態(tài)。2.4.6可靠性設(shè)計(jì)2．可靠性設(shè)計(jì)的常用指標(biāo)2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)可靠度可靠度是指產(chǎn)品在規(guī)定工作條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。通常情況下，產(chǎn)品的可靠度可表示為R(t)的時(shí)間函數(shù)，稱為可靠性函數(shù)。可靠度越大，工作越可靠。2.4.6可靠性設(shè)計(jì)2．可靠性設(shè)計(jì)的常用指標(biāo)2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)失效率失效率又稱故障率，是指產(chǎn)品工作到某一時(shí)刻后，在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率，用表示。失效率是衡量產(chǎn)品單位時(shí)間內(nèi)失效次數(shù)的數(shù)量指標(biāo)。失效率也是一個(gè)時(shí)間函數(shù)，若以二維圖形進(jìn)行描述，就可得到一條二維曲線，稱為失效率曲線。如圖2-8所示，虛線為電子產(chǎn)品的失效率曲線，實(shí)線為機(jī)械產(chǎn)品的失效率曲線。使用壽命偶然失效耗損失效早期失效λ(t)機(jī)械產(chǎn)品電子產(chǎn)品tO圖2-8典型的失效率曲線2.4.6可靠性設(shè)計(jì)2．可靠性設(shè)計(jì)的常用指標(biāo)2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)失效率電子產(chǎn)品失效率呈浴盆狀，也稱浴盆曲線。如圖2-8中曲線所示，可以將產(chǎn)品失效率分為以下三個(gè)階段。123早期失效階段：一般是由于工藝過程造成的缺陷。偶然失效階段：也稱為正常使用階段，產(chǎn)品失效率趨于穩(wěn)定。耗損失效階段：在該階段產(chǎn)品元件進(jìn)入老化狀態(tài)，失效率隨著時(shí)間的延長而增大。2.4.6可靠性設(shè)計(jì)2．可靠性設(shè)計(jì)的常用指標(biāo)2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)平均壽命對于不可修復(fù)產(chǎn)品，平均壽命是指產(chǎn)品從開始工作到失效前的平均工作時(shí)間，稱為失效前工作時(shí)間，記為MTTF（MeanTimetoFailure）。對于可修復(fù)產(chǎn)品，平均壽命是指相鄰兩次故障之間的平均工作時(shí)間，稱為平均無故障工作時(shí)間，記為MTBF（MeanTimebetweenFailure）。2.4.6可靠性設(shè)計(jì)2．可靠性設(shè)計(jì)的常用指標(biāo)2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)可靠度的許用值在確定可靠度許用值時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：321明確產(chǎn)品工作時(shí)間，不同工作時(shí)間有不同的可靠度。機(jī)械產(chǎn)品不僅要規(guī)定總的可靠度許用值，還要區(qū)分產(chǎn)品的關(guān)鍵件和非關(guān)鍵件，對于關(guān)鍵件的可靠性應(yīng)特別予以重視。嚴(yán)格規(guī)定產(chǎn)品的許用工作范圍、使用條件以及維修條件。2.4.7價(jià)值工程1．價(jià)值工程的基本概念2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)價(jià)值工程（ValueEngineering，VE）是國際上公認(rèn)的最有效的現(xiàn)代管理方法之一。它以產(chǎn)品的功能分析為核心，以科學(xué)的分析方法為工具，尋求功能與成本的最佳組合，以獲得最高的產(chǎn)品價(jià)值。在價(jià)值工程中，產(chǎn)品價(jià)值是產(chǎn)品功能與產(chǎn)品成本的綜合反映，三者的關(guān)系為

式中：V——產(chǎn)品的價(jià)值（Value）；F——產(chǎn)品的功能（Function）；C——產(chǎn)品的總成本（Cost）。2.4.7價(jià)值工程1．價(jià)值工程的基本概念2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)產(chǎn)品價(jià)值產(chǎn)品價(jià)值是指對象所具有的功能與獲得該功能的全部費(fèi)用之比。提高價(jià)值，可以通過以下幾種途徑：成本不變，功能提高，價(jià)值提高。成本降低，功能提高，價(jià)值大大提高。成本降低，功能不變，價(jià)值提高。成本略提高，功能大大提高，價(jià)值提高。13245成本大大降低，功能略降低，價(jià)值提高。2.4.7價(jià)值工程1．價(jià)值工程的基本概念2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)產(chǎn)品功能對產(chǎn)品來說，功能是產(chǎn)品的用途、產(chǎn)品所擔(dān)負(fù)的職責(zé)或所起的作用。人們在市場上購買商品的目的是購買它的功能，而不是它的結(jié)構(gòu)。價(jià)值工程自始至終都要求圍繞用戶要求的功能，對事物進(jìn)行本質(zhì)的思考。2.4.7價(jià)值工程1．價(jià)值工程的基本概念2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)產(chǎn)品成本價(jià)值工程中的“成本”是指實(shí)現(xiàn)功能所支付的全部費(fèi)用，是以功能為對象而進(jìn)行的成本核算。區(qū)別于一般財(cái)會(huì)工作的成本計(jì)算，價(jià)值工程中的功能成本是把每一個(gè)零部件按不同功能的重要程度進(jìn)行分組后計(jì)算得出的。2.4.7價(jià)值工程2．價(jià)值工程分析對象的選擇2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)價(jià)值工程分析對象選擇的主要原則123從企業(yè)的外部環(huán)境來考慮。市場需求量大、發(fā)展前景好的產(chǎn)品；屬于國家重點(diǎn)發(fā)展行業(yè)，對國民經(jīng)濟(jì)有重大影響，可以填補(bǔ)領(lǐng)域空白的產(chǎn)品；出口國際市場，需求量大，創(chuàng)匯額高的產(chǎn)品；能夠采用新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品改造升級(jí)的產(chǎn)品。從產(chǎn)品的功能來考慮。在主要性能指標(biāo)上，用戶意見突出、反應(yīng)強(qiáng)烈、不能很好地滿足用戶要求的產(chǎn)品；效率低、耗能大、噪音高的產(chǎn)品；結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積重量大、不易操作、可靠性低、可維護(hù)性差的產(chǎn)品；技術(shù)落后，應(yīng)用新技術(shù)可以進(jìn)行更新?lián)Q代的產(chǎn)品；新研制的，功能尚不完善的產(chǎn)品。從產(chǎn)品的成本來考慮。所需原材料昂貴，消耗量大的產(chǎn)品；加工成本高，生產(chǎn)周期長的產(chǎn)品；所使用的材料短缺，供貨難以得到保證的產(chǎn)品。原則2.4.7價(jià)值工程2．價(jià)值工程分析對象的選擇2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)價(jià)值工程分析選擇對象的基本方法綜合加權(quán)評分法價(jià)值系數(shù)分析法ABC分類法強(qiáng)制確定法13242.4.7價(jià)值工程3．價(jià)值工程的功能分析2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)功能定義功能定義是把產(chǎn)品及零部件的功能用簡潔的語言加以描繪，說明其功能的實(shí)質(zhì)、功能限定范圍，以及與其他產(chǎn)品功能的區(qū)別。其主要分類方法如下。按其重要程度不同，功能可分為基本功能和輔助功能?；竟δ苁侵府a(chǎn)品主要的、必不可少的功能；輔助功能是指使產(chǎn)品功能更加完善或增加其特色的功能。按用戶對產(chǎn)品的需求不同，功能可分為必要功能和不必要功能。必要功能是指用戶需要的功能；不必要功能是指那些不是用戶所必需的功能，不必要功能還可分為多余功能、重復(fù)功能和過剩功能。按其性質(zhì)不同，功能可分為使用功能和美學(xué)功能。使用功能直接滿足用戶的使用要求；而美學(xué)功能對產(chǎn)品起著美化、裝飾的作用。2.4.7價(jià)值工程3．價(jià)值工程的功能分析2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)功能整理功能整理的主要任務(wù)是從產(chǎn)品的最終目的及最終手段開始明確產(chǎn)品的必要功能，同時(shí)考慮產(chǎn)品的使用功能和外觀功能，除去多余功能，調(diào)整過剩功能，明確產(chǎn)品價(jià)值的功能區(qū)域，改善對象的價(jià)值等級(jí)。2.4.7價(jià)值工程3．價(jià)值工程的功能分析2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)功能評價(jià)功能評價(jià)是將產(chǎn)品功能的重要程度和價(jià)值量化表示，找出低價(jià)區(qū)域，確定對應(yīng)功能重要程度的功能成本。功能評價(jià)包括價(jià)值評價(jià)和成本評價(jià)兩方面。價(jià)值評價(jià)是通過計(jì)算對象的價(jià)值，分析成本和功能的合理匹配程度；成本評價(jià)是通過核算和確定對象的實(shí)際成本和功能評價(jià)值，分析、測算成本降低期望值，從而排列出改進(jìn)對象的優(yōu)先次序。2.4.7價(jià)值工程3．價(jià)值工程的功能分析2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)功能評價(jià)功能評價(jià)的基本步驟：2計(jì)算對象功能的目前成本1確定對象的功能評價(jià)值4計(jì)算成本改進(jìn)期望值3計(jì)算和分析對象的價(jià)值5根據(jù)對象價(jià)值的高低及成本降低期望值的大小，確定改進(jìn)的重點(diǎn)對象及其順序2.4.7價(jià)值工程4．價(jià)值工程應(yīng)用舉例2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)功能評價(jià)某監(jiān)理工程師針對設(shè)計(jì)院提出的某商住樓，提出了A，B，C三個(gè)方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析并經(jīng)專家調(diào)整后得出如表2-1所示數(shù)據(jù)。表2-1A，B，C三種方案的數(shù)據(jù)2.4.7價(jià)值工程4．價(jià)值工程應(yīng)用舉例2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)功能評價(jià)問題：在表2-2中計(jì)算方案成本系數(shù)、功能系數(shù)和價(jià)值系數(shù)，并確定最優(yōu)方案。表2-2價(jià)值工程確定最優(yōu)方案2.4.7價(jià)值工程4．價(jià)值工程應(yīng)用舉例2.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)功能評價(jià)解：（1）計(jì)算功能得分；

同理，；。（2）功能總得分

。（3）功能系數(shù)

；同理；。（4）成本系數(shù)；同理；。（5）價(jià)值系數(shù)；同理；。得出方案B為最優(yōu)方案。Thank

You先進(jìn)制造工藝概況1精密成型技術(shù)2超精密加工技術(shù)3超高速加工技術(shù)43.1.1機(jī)械制造工藝的基本特征機(jī)械制造工藝是以機(jī)械制造中的工藝問題為研究對象的一種應(yīng)用性制造技術(shù)。它是將各種原材料通過改變其形狀、尺寸、性能或相對位置，使之成為成品或半成品的方法和過程。機(jī)械制造工藝流程由原材料和能源的提供、毛坯和零件成型、機(jī)械加工、材料改性和處理、裝配與包裝、質(zhì)量檢測與控制等多個(gè)工藝環(huán)節(jié)組成。如圖3-1所示，按照其功能的不同，機(jī)械制造工藝可分為零件毛坯的成型準(zhǔn)備階段、機(jī)械切削加工階段和表面改性處理階段三個(gè)階段。現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.1先進(jìn)制造工藝概況零件毛坯的成型準(zhǔn)備階段機(jī)械切削加工階段表面改性處理階段原材料切割焊接鑄造鍛壓成型……車削鉆削銑削刨削鏜削磨削加工……熱處理電鍍化學(xué)鍍熱噴涂涂裝……圖3-1機(jī)械制造工藝流程3.1.1機(jī)械制造工藝的基本特征在現(xiàn)代機(jī)械制造工藝中，各階段的劃分逐漸變得模糊、交叉，甚至合而為一。例如，在粉末冶金和注射成型工藝中，將毛坯準(zhǔn)備與加工成型過程合而為一，直接將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善?。另外，機(jī)械制造工藝還應(yīng)包含檢測和控制環(huán)節(jié)，但檢測和控制并不能獨(dú)立構(gòu)成工藝過程，它們附屬于各個(gè)工藝過程，其目的是提高各個(gè)工藝過程的技術(shù)水平和質(zhì)量?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.1先進(jìn)制造工藝概況現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.1先進(jìn)制造工藝概況3.1.2先進(jìn)制造工藝的產(chǎn)生背景隨著市場競爭的日益激烈以及制造業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略的不斷變化，生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量、市場響應(yīng)速度相繼成為企業(yè)的經(jīng)營目標(biāo)。傳統(tǒng)機(jī)械制造工藝為適應(yīng)這種變化發(fā)展出了一種優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、潔凈和靈活的先進(jìn)制造工藝。先進(jìn)制造工藝是先進(jìn)制造技術(shù)的核心和基礎(chǔ)，是在傳統(tǒng)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理技術(shù)等各個(gè)方面的技術(shù)成果，并將它們有機(jī)結(jié)合起來，綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、銷售、服務(wù)等過程的制造工藝技術(shù)?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.1先進(jìn)制造工藝概況3.1.2先進(jìn)制造工藝的產(chǎn)生背景先進(jìn)制造工藝的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：制造加工精度不斷提高新型工程材料的應(yīng)用推動(dòng)了制造工藝的進(jìn)步和變革切削加工速度迅速提高自動(dòng)化和數(shù)字化工藝裝備的發(fā)展提高了機(jī)械加工的效率132456零件毛坯成型向少無余量發(fā)展優(yōu)質(zhì)清潔表面工程技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展12354優(yōu)質(zhì)：先進(jìn)制造工藝加工制造出的產(chǎn)品質(zhì)量高、性能好、尺寸精確、表面光潔、組織致密、無缺陷雜質(zhì)、使用性能好、使用壽命長并且可靠性高。高效：與傳統(tǒng)制造工藝相比，先進(jìn)制造工藝可極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。低耗：先進(jìn)制造工藝可大大節(jié)省原材料，降低能源消耗，提高對日益枯竭的自然資源的利用率。潔凈：應(yīng)用先進(jìn)制造工藝可以做到零排放或少排放，生產(chǎn)過程對環(huán)境無污染，符合環(huán)境保護(hù)的要求。靈活：先進(jìn)制造工藝能迅速對市場和生產(chǎn)過程的變化以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)內(nèi)容的更改做出反應(yīng)，可進(jìn)行多品種的柔性生產(chǎn)，以適應(yīng)多變的產(chǎn)品消費(fèi)市場需求。特點(diǎn)3.1.3先進(jìn)制造工藝技術(shù)的特點(diǎn)及分類1．先進(jìn)制造工藝技術(shù)的特點(diǎn)3.1先進(jìn)制造工藝概況現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.1先進(jìn)制造工藝概況3.1.3先進(jìn)制造工藝技術(shù)的特點(diǎn)及分類2．先進(jìn)制造工藝技術(shù)的分類先進(jìn)制造工藝技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：精密成型技術(shù)高速與超高速加工技術(shù)超精密加工技術(shù)微細(xì)加工技術(shù)132456表面工程技術(shù)快速原型制造技術(shù)3.2精密成型技術(shù)精密成型技術(shù)，也稱為近凈成型技術(shù)或凈成型技術(shù)，是指零件成型后，僅需少量加工或不再加工就可用做機(jī)械構(gòu)件的一種成型技術(shù)。它是集新材料、新能源、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等多學(xué)科高新技術(shù)于一體的應(yīng)用技術(shù)，是使傳統(tǒng)的毛坯成型技術(shù)演變?yōu)閮?yōu)質(zhì)、高效、高精度、輕量化、低成本、無公害的新型成型技術(shù)。利用精密成型技術(shù)得到的機(jī)械零件具有精確的外形、較高的尺寸精度和幾何精度、良好的表面粗糙度。精密成型技術(shù)主要包括粉末冶金、精密鑄造、精密鍛造、精密沖裁、精密焊接、快速原型制造技術(shù)等，它具有以下特點(diǎn)：2較好地保留了材料組織的連續(xù)性，提高了零件的綜合性能1可方便快捷地制出結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制件，為新產(chǎn)品的開發(fā)提供有力的技術(shù)支持，并能對市場要求做出迅速響應(yīng)4高效率、低消耗、低成本的生產(chǎn)方式為縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品成本提供了有利條件3其產(chǎn)品的尺寸精度和幾何精度較高，為高效率、高精度加工提供了理想的毛坯5改善了生產(chǎn)條件，減少了對環(huán)境的污染，是一種清潔生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.1粉末冶金1．粉末冶金的基本概念粉末冶金是指制取金屬粉末或用金屬粉末（或非金屬粉末）作為原料，經(jīng)成型和燒結(jié)制取具有所需形狀和性能的金屬材料和制品的一種冶金方法。3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.1粉末冶金2．粉末冶金的優(yōu)點(diǎn)124材料利用率高設(shè)計(jì)自由度高制備某些特殊性能的結(jié)構(gòu)材料和功能材料節(jié)能、節(jié)材、高效省時(shí)優(yōu)點(diǎn)33.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.1粉末冶金3．粉末冶金的工藝過程金屬機(jī)械粉碎霧化法還原法電解法氣相沉積法液相沉積法粉末粉末混合裝粉成型粉漿澆注壓制板料軋制重力燒結(jié)燒結(jié)燒結(jié)擠壓等靜壓預(yù)燒結(jié)和壓制成品零件精壓擠壓金屬熔滲電鍍切削加工熱處理模鍛冷軋成品零件機(jī)械研磨氣流粉碎圖3-2粉末冶金工藝過程粉末冶金是金屬冶金工藝與陶瓷燒結(jié)工藝的結(jié)合，它是冶金和材料科學(xué)的一個(gè)分支，其工藝過程如圖3-2所示。3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.1粉末冶金3．粉末冶金的工藝過程粉料制備與壓制成型現(xiàn)有的制粉方法大體可分為兩類：機(jī)械法和物理化學(xué)法。機(jī)械法可分為機(jī)械粉碎法及霧化法；物理化學(xué)法可分為電化腐蝕法、還原法、化合法、還原-化合法、氣相沉積法、液相沉積法以及電解法。其中，應(yīng)用最為廣泛的是還原法、霧化法和電解法。成型的目的是制得一定形狀和尺寸的壓坯，并使其具有一定的密度和強(qiáng)度。制取的粉末經(jīng)過篩分與混合，并加入適當(dāng)?shù)脑鏊軇┖螅M(jìn)行壓制成型，在壓力作用下，粉粒間的原子通過固相擴(kuò)散和機(jī)械咬合作用，結(jié)合為具有一定強(qiáng)度的整體。壓力越大，制件密度越大，強(qiáng)度也越大。有時(shí)為減小壓力和增加制件密度，也可采用熱等靜壓成型的方法。3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.1粉末冶金3．粉末冶金的工藝過程燒結(jié)將壓制成型的制件放置在采用還原性氣氛的閉式爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度約為基體金屬熔點(diǎn)的2/3～3/4。由于高溫下不同種類原子的擴(kuò)散、粉末表面的氧化物被還原以及變形粉末的再結(jié)晶，粉末冶金制品的強(qiáng)度將會(huì)增加，得到與一般合金相似的組織。燒結(jié)是粉末冶金工藝中的關(guān)鍵性工序。成型后的壓坯通過燒結(jié)可得到所要求的物理與機(jī)械性能。3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.1粉末冶金3．粉末冶金的工藝過程后處理燒結(jié)后的處理，可以根據(jù)產(chǎn)品要求的不同，采取多種方式，如精整、浸油、機(jī)加工、熱處理及電鍍等。此外，近年來軋制、鍛造等工藝也應(yīng)用于粉末冶金材料燒結(jié)后的加工，取得了較理想的效果。一般情況下，燒結(jié)好的制件能夠達(dá)到所需性能，可直接使用。但有時(shí)還需進(jìn)行必要的后處理。例如，精壓處理，可提高制件的密度和尺寸形狀精度；對鐵基粉末冶金制件進(jìn)行淬火、表面淬火等處理，可改善其機(jī)械性能；對制件進(jìn)行浸油或浸漬其他潤滑劑處理，可達(dá)到潤滑或耐腐蝕的目的；將低熔點(diǎn)金屬滲入制件孔隙中去的熔滲處理，可提高制件的強(qiáng)度、硬度、可塑性或沖擊韌性等。3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.1粉末冶金4．粉末成型方法模壓成型模壓成型又稱壓制成型，是指將一定量的預(yù)混料或預(yù)浸料加入金屬對模內(nèi)，經(jīng)加熱、加壓后固化成型的方法。模壓成型工藝的優(yōu)點(diǎn)主要包括以下幾方面：2產(chǎn)品尺寸精度高，重復(fù)性好1生產(chǎn)效率高，便于實(shí)現(xiàn)專業(yè)化和自動(dòng)化生產(chǎn)4能一次成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制件3表面光潔，無需二次修飾5可批量生產(chǎn)，價(jià)格相對低廉3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.1粉末冶金4．粉末成型方法模壓成型模壓成型的不足之處在于模具制造復(fù)雜，投資較大，加上受壓機(jī)限制，僅適合于批量生產(chǎn)中小型復(fù)合材料制品。隨著金屬加工技術(shù)、壓機(jī)制造水平及合成樹脂工藝性能的不斷改進(jìn)和發(fā)展，壓機(jī)噸位和臺(tái)面尺寸不斷增大，模壓料的成型溫度和壓力也相對降低，使得模壓成型制品的尺寸逐步向大型化發(fā)展，目前已能生產(chǎn)大型汽車部件、浴盆、整體衛(wèi)生間組件等。3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.1粉末冶金4．粉末成型方法特殊成型等靜壓成型粉末連續(xù)成型粉末鍛造粉末注射成型13245爆炸成型3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.2精密鑄造1．熔模鑄造熔模鑄造又稱失蠟鑄造，簡單地說，是用易熔材料（如蠟料或塑料）制成可熔性模型（簡稱熔模或模型），再在其上涂覆若干層特制的耐火涂料，經(jīng)過干燥和硬化后形成一個(gè)整體型殼，然后用蒸汽或熱水從型殼中熔掉模型，把型殼置于砂箱中，在其四周填充干砂造型，最后將鑄型放入焙燒爐中高溫焙燒，鑄型經(jīng)焙燒后，就可向其中澆注熔融金屬得到鑄件。熔模鑄造的工藝流程如圖3-3所示。圖3-3熔模鑄造工藝流程3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.2精密鑄造1．熔模鑄造熔模鑄造具有以下兩大優(yōu)點(diǎn)：熔模鑄件具有很高的尺寸精度和表面光潔度，可減少機(jī)械加工量，只需在零件上要求較高的部位留下少許加工余量即可，甚至某些鑄件只留打磨、拋光余量，不必機(jī)械加工即可使用。由此可見，采用熔模鑄造方法可大量節(jié)省機(jī)床設(shè)備和加工工時(shí)，大幅度節(jié)約金屬原材料。熔模鑄造可以鑄造各種合金的復(fù)雜鑄件，特別是可以鑄造高溫合金鑄件。例如，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)葉片具有流線型外廓與冷卻用內(nèi)腔，用機(jī)械加工工藝幾乎無法成型，用熔模鑄造工藝生產(chǎn)不僅可以做到批量生產(chǎn)，保證鑄件的一致性，而且避免了機(jī)械加工后殘留的應(yīng)力集中。3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.2精密鑄造2．陶瓷型鑄造陶瓷型鑄造是用陶瓷漿作為造型材料灌漿制成鑄型，經(jīng)高溫焙燒后，再合箱澆注金屬液，鑄成零件。陶瓷鑄型可分為兩種：一種是全陶瓷漿料灌制的陶瓷型；另一種是采用砂型或金屬型底套式的陶瓷型。陶瓷型鑄造的優(yōu)點(diǎn)是鑄件具有較高的表面光潔度和尺寸精度，利用該工藝可鑄出大型精密鑄件，并且投資少，投產(chǎn)快，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短；缺點(diǎn)是原材料價(jià)格昂貴，由于有灌漿工序，不適用于批量大、重量輕、形狀較復(fù)雜的鑄件，并且生產(chǎn)工藝過程難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.2精密鑄造3．消失模鑄造消失模鑄造又稱實(shí)型鑄造，是用泡沫塑料或石蠟制作成與鑄件形狀一致的實(shí)型模具，經(jīng)過浸涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中三維振動(dòng)造型，然后在負(fù)壓狀態(tài)下澆入熔化的金屬液，實(shí)體模具受熱汽化抽出，進(jìn)而被液體金屬取代，液體金屬冷卻凝固后形成鑄件的鑄造方法。消失模鑄造可以消除起模斜度，減少鑄件壁厚，能夠獲得表面光潔度和尺寸精度較高、無飛邊、少無余量的精密鑄件。3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.2精密鑄造4．金屬型鑄造金屬型鑄造又稱硬模鑄造或永久型鑄造，是指將金屬液澆注到由金屬制成的鑄型中而獲得鑄件的鑄造方法。金屬型鑄造可以得到尺寸精度高、表面粗糙度值低的鑄件，且批量生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定性較好，因此，目前主要用于大批量生產(chǎn)形狀簡單的非鐵金屬及合金鑄件，如鋁合金活塞、鋁合金油泵殼體、銅合金軸瓦、銅合金軸套等。金屬型的熱導(dǎo)率和熱容量大，冷卻速度快，鑄件組織致密，力學(xué)性能比砂型鑄件高15%左右。但由于澆注的金屬液很快結(jié)晶凝固，降低了充型能力，所以金屬型鑄造不適用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜的零件或薄壁件。3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.2精密鑄造5．壓力鑄造壓力鑄造簡稱壓鑄，是在高壓作用下，將液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度壓入高精度的型腔內(nèi)，使其在壓力下快速凝固，以獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的高效鑄造方法。在各種有色金屬精密鑄造工藝中，壓力鑄造所占的比例最大。壓力鑄造件的線性尺寸精度可達(dá)6～8級(jí)，部分可達(dá)5級(jí)。壓力鑄造的工藝流程如圖3-4所示。涂料準(zhǔn)備涂料配制成品廢品合金熔化合金液保溫鑄型設(shè)計(jì)與制造鑄型安裝與調(diào)試預(yù)熱與噴制涂料合型與澆料壓鑄與冷卻開型與取件質(zhì)量檢驗(yàn)圖3-4壓力鑄造工藝流程3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.2精密鑄造1．精密鍛造的基本概念精密鍛造是指零件鍛造成型后，只需少量加工或不再加工即符合零件要求的成型技術(shù)。該加工方法的優(yōu)點(diǎn)包括速度快，模具成型產(chǎn)品精度高，一致性好，適合大批量生產(chǎn)，可以生產(chǎn)特殊的材料和制品，減輕制品的質(zhì)量，提高產(chǎn)品的安全性、可靠性和使用壽命等。3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.2精密鑄造2．精密鍛造工藝方法冷精鍛工藝?yán)渚懝に囀窃谑覝叵逻M(jìn)行的精密鍛造工藝，利用該方法制造出的工件具有形狀和尺寸較容易控制，強(qiáng)度和精度高，表面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.2精密鑄造2．精密鍛造工藝方法熱精鍛工藝熱精鍛工藝是指在再結(jié)晶溫度之上進(jìn)行的精密鍛造工藝，其常用的工藝方法為閉式模鍛，由于這種方法會(huì)存在下料不準(zhǔn)、模具設(shè)計(jì)制造精度不足等問題，因此最后合模階段變形抗力很大，對設(shè)備和模具會(huì)造成較大傷害。一般的解決方法是采用分流降壓原理，即在封閉型腔最后充滿的地方設(shè)置形狀與尺寸大小合理的分流降壓腔孔。3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.2精密鑄造2．精密鍛造工藝方法溫精鍛工藝溫精鍛工藝是在再結(jié)晶溫度之下某個(gè)合適的溫度進(jìn)行的精密鍛造工藝。溫精鍛工藝克服了冷精鍛工藝中變形抗力大、零件形狀不能太復(fù)雜、需要中間熱處理和表面處理工序的局限性，同時(shí)還解決了熱精鍛中因強(qiáng)烈氧化作用而降低表面質(zhì)量和尺寸精度的問題。但是溫精鍛工藝由于鍛造溫度低、鍛造溫度范圍狹窄、鍛造范圍要求較嚴(yán)格等原因，需要高精度專門設(shè)備，而且對模具結(jié)構(gòu)和模具材料要求也較高。3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.2精密鑄造2．精密鍛造工藝方法復(fù)合精鍛工藝隨著對精鍛工件的形狀和精度要求的不斷提高，單一的冷、溫、熱鍛已無法滿足要求。為此產(chǎn)生了復(fù)合精鍛工藝，它是將冷、溫、熱鍛工藝進(jìn)行組合，共同完成一個(gè)工件鍛造的方法。它既具有冷、溫、熱鍛的優(yōu)點(diǎn)，又摒棄了它們的缺點(diǎn)。利用復(fù)合精鍛工藝生產(chǎn)的工件，其機(jī)械性能、尺寸精度、表面粗糙度等方面比機(jī)械加工和熱鍛都有所提高。3.2精密成型技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)3.2.2精密鑄造2．精密鍛造工藝方法等溫精鍛工藝等溫精鍛工藝是指坯料在趨于恒定的溫度下模鍛成型的精密鍛造工藝。為保證恒溫成型條件，模具也必須加熱到與坯料相同的溫度。等溫精鍛工藝主要用于鍛造變形溫度較窄的金屬材料，尤其是對變形溫度非常敏感的鈦合金，同時(shí)還適用于具有薄的腹板、高筋