2022年胡庆峰—面向MC的轴套类零件的变型设计方案.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 河南科技学院2022 届本科毕业论文 已成为学术界和企业界争先讨论的重点;从市场进展总的趋势来看 ,采纳大批量生产和按订单研制的市场策略的企业在逐步削减 ,而追求多品种小批量和大批量定制策略的企业在日益增 加; 1997 年底,美国乔治 华盛顿高校的一个专家小组对新兴技术进展作了预 测,提出 21 世纪2001-2030年 的 85 项技术,其中包括大批量定制生产技术;大批量定制是一种依据每一位客户的特别需求,以大批量生产的效益进行定制 产品的生产方式,大批量定制实现了客户的个性化和大批量生产的有机结合 1;为了降低产品成本并提高开发速度,企业
2、应最大程度地重用现有资源,但 满意客户个性化需求,意味着不能充分地利用企业的现有资源;解决这一冲突 的有效途径是采纳变型设计的策略 5 ;变型设计是指在原有零部件或产品模型 基础上,通过对它们的参数和尺寸关系的转变,最终形成与原有零部件和产品 相像的零部件或产品的设计方法;产品变型设计是基于学问的过程,学问是实 施变型设计技术的关键;为了快速响应市场需求,产品变型设计越来越受到产 品设计人员的关注 9;是一套基于 Windows 的 CAD /CAE / CAM / PDM 桌面集 SolidWorks 成系统 , 是由美国 SolidWorks 公司在总结和继承了大型机械 CAD 软件的基础
3、上, W indow s 环境下实现的第一个机械三维CAD 软件 .它全面采纳非全约束的特点建模技术 , 其设计过程全相关性 ,可以在设计过程的任何阶段修改设计 , 同时牵动相关部分的转变;它仍可以动态模拟装配过程进行静态干涉检查、运算质量特点等;它集成了设计、分析、加工和数据治理的整个过程 , 具有较好的开发性接口和功能扩充性 , 能轻松实现各种CAD 软件之间的数据转换传送;为了适合特定企业的特定要求 , 使 SolidWorks 在企业中更有效地发挥作用 , SolidWorks 仍供应了几百个 API 应用程序接口 函数 , 这些 API 函数是SolidWorks 的 OLE 对象的
4、嵌入与链接 或 COM 组件对象模型 接口 , 用户可以使用 VB /VBA /VC /Delphi 等高级语言对 SolidWorks 进行二次开发 , 建立适合用户需要的、专用的 Solidworks 功能模块; SolidWorks 是简洁易学、技术进展最快、性价比最优的三维CAD 软件, 已被广泛应用于国内外制造业;用户仍可以通过软件的设计表功能便利快速的对零件实施变型设计,以适应工 业化进展的要求;1 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2 大批量定制概述2.1 大批量定制的概念大批量定制是一种集
5、企业、客户、供应商和环境等于一体,在系统思想指 导下,用整体优化的观点,充分利用企业已有的各种资源,在标准化技术、现 代设计方法学、信息技术和先进制造技术等的支持下,依据客户的个性化需 求,以大批量生产的低成本、高质量和高效率供应定制产品和服务的生产方式 14;2.2 大批量定制的产生与进展在 20 世纪占主导位置的大批量生产方式越来越不适应市场的需求,随着市 场竞争的日益加剧和客户需求的多样化、个性化,使得企业在成本、质量、交 货期和客户中意度方面面临着越来越大的压力,而能以大批量生产的效率快速 向客户供应定制产品的大批量定制生产很好地迎合了市场;大批量定制生产方 式兼顾了企业和客户双方的利
6、益,近些年来得到了快速的进展,正在成为 21 世纪制造业的主流生产方式;大批量定制技术的实施需要PDM 系统的支持以管理企业目前存在着的大量产品设计和工艺资源,同时治理设计和生产过程中产 生的各种信息,通过产品配置和产品族治理来缩短订单产品的通过时间;2.3 面对大批量定制的设计技术大批量定制生产设计技术以客户需求和将来市场需求猜测为基础,以产品 族设计为核心,依据客户订单从产品族中配置产品满意订单;当接到客户订单时,第一对订单进行分析,确认订单产品是否能够接受;如订单能够接受,就对订单产品进行处理和分解,确定订单产品是属于产品快 速组合设计的哪种情形,即直接配置、产品变型设计仍是产品全新设计
7、;产品 的变型设计是从产品族中配置出相像产品,在相像产品的基础上进行变型设 计,可以进行标准化审核,作为产品族的一个产品实例;订单产品设计完成 后,能够自动生成产品的模型图,在产品生产以前对产品的各种参数进行分析 以削减设计的失误;由于每个部门对产品数据的需求不同,从产品结构中生成 不同的 BOM 视图供各部门使用;在大批量定制中 , 面对大批量定制的设计 design for mass custom ization DFMC 是最为关键的环节; DFMC 不同于 传统设计方法 , 它在产品设计中尽可能利用以往的产品信息、利用现成的产品模 块和零件 , 设计出满意用户个性化和多样化的新产品;2
8、.3.1 DFMC 中的产品配置设计方法配置是指对被描述在技术文档中或者表达在产品实际使用过程中的产品功 2 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 能特性和物理特性进行表示;配置设计是在一个可配置的、包括全部标准构件的模块化产品系统的产品主结构基础上,通过基于Web 的产品配置系统 ,配置客户需求的定制产品;通过对零部件的标准化和规范化,企业内部的零部件数量和种类数削减 ,零件分布日趋合理 ,在定制产品中标准件的比例得到提高 ,零部件的 重用性得到提高 ,从而提高定制效率、保证定制质量、降低定制成本;产品配置
9、就是指依据肯定的配置规章、方法和手段完成一个产品所对应的 解空间;因此,配置精确程度的提高意味着解的具体化;产品配置的最终结果 是完成产品的空间拓扑结构、明确产品各组成部分的构成关系;产品配置的具 体内容包括: 1、创建产品 部件)族:族是产品配置的基本部分,可以是一个零件,也可以是一个部件或产品;产品配置规律在产品 部件)族上进行定义; 2、创建可选参数表:可选参数表包括各个参数及参数间的约束条件;表的 列是用户想要限制的参数的可能取值;可选参数表把参数和它们的具体值联系起来,通过可选参数表所建立的约束条件,用户在使用过程中就可以通过只选取一个参数的值而得到多个参数的值;3、创建通用产品结构
10、:用树状形式建立产品所包含的产品 部件)族的结构;生成配置方案:在配置生成器中通过输 入一些参数以得到具体的解决方案;包括产品中包含的产品 部件)族及其数量;一个配置方案是对多个产品 ;产品配置本身并不能实现产品的快速组 合设计,它为产品族和客户需求之间建立了联系;产品快速组合设计的真正实 现仍依靠于产品族的设计以及零部件的变型设计等;2.3.2 DFMC 中的产品变型设计方法很多产品往往在相同的基本功能和结构的基础上作一些适当的变型以满意 各种用户的不同的需要 , 其基型就称为典型产品;典型产品往往由企业内部或行 业的标准化手册采纳母图的形式予以描述;通过一些参数的修改或确定 , 由母图 可
11、以快速得到新的产品图;在机器的部件和组件的结构外形已定的情形下 , 仅仅 使尺寸作或大、或小变动的设计称为变型设计;在进行这种设计之前 , 一般先要通过调查讨论 , 作好这类产品对象的系列设计;设计时, 设计人员依据已知的条件挑选结构形式 , 将产品转化为部件 , 再把复杂部件转化为简洁零件 , 并完成尺寸运算 , 然后在系列中挑选相应的零件尺寸;在这类设计中, 只需要系统地转变尺寸 , 而零件和组件仍能重复使用;在设计过程中 , 不仅对零件采纳变型设计方法, 而且对部件这一级引入变型设计方法也是完全必要的;它的优点是能重复使用结构合理经过实践检验的部件 , 削减部件的类别和便于信息处理 ,
12、使设计自动化;另外 , 在设计过程中 , 要对各种设计方案进行比较;使用这种变型设计方法 , 能提高运算机帮助设计的效率 , 削减设计人员的重复设计工作 , 满意用户的多样化需求 , 而且进一步为以后的加工合理化供应便利;图 过程;1 描述了产品变型设计产品变型设计是快速响应市场需求的有效产品设计方法;企业必需在产品 设计和制造过程中尽量重用已有的信息资源,只有这样才能提高设计速度和产 品质量,信息资源的重用包括原理、功能、系统结构的重用,仍包括设计结果 的直接重用,如设计结构、工艺方案等;在进行可变型的工艺规程之前,肯定要充分分析所加工零件的相像性,形 成个性化的零件族,并依据零件族中零件的
13、结构和参数,设计工艺流程的相关 工艺操作参数及其变化范畴;同时为了削减产品加工的帮助时间;在产品的设 计过程中也要充分考虑到现有加工系统的加工才能,尽量挑选加工才能范畴内 的设计方案,以便充分利用现有资源;产品的变型设计是从产品族中配置出相像产品,在相像产品的基础上进行 变型设计,可以进行标准化审核,作为产品族的一个产品实例;订单产品设计 4 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 完成后,能够自动生成产品的模型图,在产品生产以前对产品的各种参数进行 分析以削减设计的失误 15;为了适应大批量定制生产模式的要求
14、,设计部门需要在产品设计原型的基 础上进行系列化工作,针对市场需求的多样性,进行产品结构和参数的调整;企业中存在大量相像的零部件,在新设计的零部件中,大部分零部件与已 有的零部件结构相像;分析已有相像零部件参数,其目的是削减零部件的可变参数,从而削减工具、夹具类型,简化加工过程;建立零部件模型,通过零部件模型中参数的修改生成新零部件;这样做尽管单个零部件不是最优,但通过 削减加工工具、工装装备等,降低了加工成本并简化了治理,从而实现整体的 优化;通过分析已有的相像零部件,建立零部件模型,并建立零部件模型的图 形,确定零部件模型的可变参数和不变参数,这些参数作为零部件模型的一类 信息进行保护,建
15、立零件模型;对零部件进行变型设计时,第一检索零部件主模型,在满意条件的零部件 主模型的基础上,通过修改零部件主模型的可变参数,自动生成与零部件主模 型相像的零部件图形;生成零部件图形后,设计人员对零部件图形进行检查,假如与设计要求一样,就把零部件储存到设计资源库中,同时对零部件进行分 类;如生成的零部件图形与设计要求不一样要重新设计;新生成的零部件与零 部件模型共用同一图形文件,只是在图形文件中添加一个配置,其零部件属性 储存到图形文件的配置属性中,这样可削减零部件图形文件的数量,从治理的 角度便于保证数据的一样性;变型设计答应设计者对产品进行变型设计,使产品向系列化、标准化、组 合化进展,有
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