面向制造和装配的产品设计指南

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15000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。 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 For X（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。 本书第1版出版后，我收到了不少读者的邮件和电话，经常共同探讨书中的技术问题，以及读者在应用DFMA过程中出现的问题，与读者的交流使我深受启发。非常欢迎广大读者一如既往地对本书第2版提出建议和指正错误，共同推进DFMA在中国的发展，为中国制造业的腾飞贡献我们的智慧。作者联系方式：邮箱3945996@qq.com，电话13564227795，微信号zhongyuan1978。 钟元 2016年5月于上海第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。 本书首先介绍了面向制造和装配的产品开发；然后重点介绍了面向制造和装配的设计指南，其中包括面向装配的设计指南、塑胶件设计指南、钣金件设计指南、压铸件设计指南和公差分析等；后提供了面向制造和装配的产品设计检查表，用于系统化地检查产品设计是否满足产品制造和装配的需求。本书根据作者多年产品开发实际经验编写，并结合了国内外先进的产品开发理念和产品设计思想，具有以下特色：1.详细介绍面向装配的设计指南与产品的制造一样，产品的装配处于同等重要甚至更为重要的地位，但长期被忽视。本书详细介绍了面向装配的设计指南，以确保产品设计符合产品装配的要求，减少装配错误，降低装配成本，提高装配效率和装配质量。2.实用性强本书没有复杂的理论，而是从产品开发的实际应用着手，介绍了面向制造和装配的设计指南。每一条设计指南都来源于真实的产品开发经验和教训总结，违反其中任何一条设计指南都可能会造成产品开发成本的增加、产品开发周期的延长和产品质量的降低。另外，本书提供的产品设计检查表能够帮助产品设计工程师系统化地检查产品设计，确保产品设计符合制造和装配的要求，具有非常高的实用性。3.实例丰富、强调实践本书的设计指南辅以图形和真实案例，简单易懂。作者从一个产品设计工程师的角度来分析和讲述每一条设计指南对产品开发的影响，指导产品设计工程师利用每一条设计指南来提高产品开发的质量。 我要感谢妻子曾颖和女儿钟曾，她们是我写这本书的动力。鉴于作者水平有限，书中错误在所难免，欢迎广大读者批评指正。读者可以发邮件至joezhong@hotmail.com与作者进行交流。 钟元 2011年5月于上海

本书第1版自2011年出版以来深受广大读者好评，前后印刷了6次，销售15000余册。为答谢广大读者的厚爱，使之更符合读者的需求、更实用，我们根据近几年的技术发展和读者的反馈进行了修订再版。面向制造和装配的产品设计（DFMA）是企业以“更低的产品成本、更短的产品开发周期、更高的产品质量”进行产品开发的关键。DFMA通过提高产品的可制造性和可装配性，使得产品非常适合进行制造和装配，继而保证制造和装配时的高生产效率、低不良率、高产品质量和低产品成本等。在劳动力成本日益上升的今天，DFMA对企业显得更为重要和迫切。 本书详细介绍了如何在产品开发中应用DFMA以及DFMA设计指南，包括面向装配的设计指南、塑胶件设计指南、钣金件设计指南、压铸件设计指南、机械加工件设计指南和公差分析等，并辅以图形和真实案例及DFMA检查表，具有非常高的实用价值。 本书非常适合从事产品开发的工程师和管理人员阅读，也可供高等院校机械类专业教师和学生学习参考。

第2版前言

第1版前言

第1章面向制造和装配的产品开发

1.1产品设计的重要性

1.1.1iPhone利润分配的启示

1.1.2产品设计的作用

1.1.3好的产品设计

1.2Design For X

1.2.1产品生命周期

1.2.2DFX产生的背景

1.2.3DFX：面向产品生命周期的设计

1.2.4DFX：面向各种要求的设计

1.2.5DFX的内涵

1.3产品开发模式

1.3.1产品开发模式的进化

1.3.2传统产品开发流程

1.3.3传统产品开发模式的弊端

1.4面向制造和装配的产品开发模式

1.4.1DFMA概述

1.4.2DFMA的开发流程

1.4.3DFMA的价值

1.4.4DFMA与并行工程

1.4.5DFMA在各企业的成功应用

1.5DFMA的实施

1.5.1实施的障碍

1.5.2实施的关键

第2章面向装配的设计指南

2.1概述

2.1.1装配的概念

2.1.2好和差的装配工序

2.1.3面向装配的设计的概念

2.1.4面向装配的设计的目的

2.1.5面向装配的设计的历史

2.2设计指南

2.2.1减少零件数量

2.2.2减少紧固件的数量和类型

2.2.3零件标准化

2.2.4模块化产品设计

2.2.5设计一个稳定的基座

2.2.6设计零件容易被抓取

2.2.7避免零件缠绕

2.2.8减少零件装配方向

2.2.9设计导向特征

2.2.10先定位后固定

2.2.11避免装配干涉

2.2.12为辅助工具提供空间

2.2.13为重要零部件设计装配止位特征

2.2.14防止零件欠约束和过约束

2.2.15宽松的零件公差要求

2.2.16防错的设计

2.2.17装配中的人机工程学

2.2.18线缆的布局

第3章塑胶件设计指南

3.1概述

3.1.1塑胶的概念

3.1.2塑胶的优缺点

3.1.3注射成型

3.2塑胶材料的选择

3.2.1塑胶材料的分类

3.2.2常用塑胶材料的性能

3.2.3塑胶材料的选择原则

3.3塑胶的性能参数

3.3.1物理性能

3.3.2力学性能

3.3.3热性能

3.3.4环境性能

3.3.5阻燃性

3.3.6UL746

3.3.7电性能

3.4设计指南

3.4.1零件壁厚

3.4.2避免尖角

3.4.3脱模斜度

3.4.4加强筋的设计

3.4.5支柱的设计

3.4.6孔的设计

3.4.7提高塑胶件强度的设计

3.4.8提高塑胶件外观质量的设计

3.4.9降低塑胶件成本的设计

3.4.10注射模具可行性设计

3.4.11注射模具讨论要点

3.5塑胶件的装配方式

3.5.1卡扣装配

3.5.2机械紧固

3.5.3热熔

3.6超声波焊接

3.6.1超声波简介

3.6.2超声波焊接

3.6.3超声波焊接工艺

3.6.4塑料的超声波焊接性能

3.6.5塑胶件的超声波焊接结构设计

3.6.6塑胶件的超声波焊接结构设计指南

第4章钣金件设计指南

4.1概述

4.1.1钣金概述

4.1.2冲压概述

4.1.3常用钣金材料的介绍

4.2设计指南

4.2.1冲裁

4.2.2折弯

4.2.3拉深

4.2.4凸包

4.2.5止裂槽

4.2.6指明飞边的方向和需要压飞边的边

4.2.7提高钣金件强度的设计

4.2.8减少钣金件成本的设计

4.2.9其他钣金件设计的考虑

4.3钣金件常用的装配方式

4.3.1卡扣装配

4.3.2拉（铆）钉装配

4.3.3自铆

4.3.4螺钉机械装配

4.3.5点焊

4.3.6各种装配方式比较

第5章压铸件设计指南

5.1概述

5.1.1压铸的概念

5.1.2压铸的优缺点

5.1.3关于压铸件的六大误解

5.2常用压铸材料介绍

5.2.1铝合金

5.2.2锌合金

5.2.3镁合金

5.3设计指南

5.3.1零件壁厚

5.3.2压铸件小孔

5.3.3避免压铸型局部过薄

5.3.4加强筋的设计

5.3.5脱模斜度

5.3.6圆角的设计

5.3.7支柱的设计

5.3.8字符

5.3.9螺纹

5.3.10为飞边和浇口的去除提供方便

5.3.11压铸件的公差要求

5.3.12简化模具结构，降低模具成本

5.3.13机械加工

5.3.14使用压铸件简化产品结构，降低产品成本

第6章机械加工件设计指南

6.1概述

6.1.1机械加工的概念

6.1.2机械加工的分类

6.1.3机械加工的优缺点

6.2通用机械加工件设计指南

6.2.1尽量避免使用机械加工

6.2.2毛坯的选择

6.2.3宽松的零件公差要求

6.2.4简化产品和零件结构

6.2.5降低加工难度

6.2.6保证位置精度

6.2.7尺寸标注便于测量

6.2.8保证零件热处理后的质量

6.2.9零件结构要有足够的刚度

6.2.10采用标准化参数

6.2.11零件应便于装夹

6.2.12减少装夹次数

6.2.13减少机械加工面积

6.2.14减少走刀次数

6.2.15零件结构应便于刀具工作

6.2.16不同要求的表面明显分开

6.3车削件设计指南

6.4钻削件设计指南

6.5铣削件设计指南

第7章公差分析

7.1概述

7.1.1引言

7.1.2公差

7.1.3公差分析

7.1.4常见公差分析的错误做法

7.2公差分析的计算步骤

7.2.1定义公差分析的目标尺寸和判断标准

7.2.2定义尺寸链

7.2.3判断尺寸链中尺寸的正负

7.2.4将非双向对称公差转换为双向对称公差

7.2.5公差分析的计算

7.2.6判断和优化

7.3公差分析的计算模型

7.3.1极值法

7.3.2均方根法

7.3.3极值法和均方根法的区别

7.4装配偏移

7.5公差分析指南

7.5.1明确目标尺寸及其判断标准

7.5.2公差与成本的关系

7.5.3公差一致性

7.5.4公差分析结果不满足判断标准时的解决方法

7.6产品开发中的公差分析

7.6.1定义关键尺寸及公差

7.6.2优化的产品设计

7.6.3公差分析的计算

7.6.4二维图样尺寸公差标注

7.6.5制程能力测量

7.6.6真实产品公差分析

7.7利用Excel进行公差分析

第8章面向制造和装配的设计检查表

8.1和谐的设计

8.2设计检查表

8.2.1概述

8.2.2使用方法

参考文献

本书第1版自2011年出版以来深受广大读者好评，前后印刷了6次，销售15000余册。为答谢广大读者的厚爱，使之更符合读者的需求、更实用，我们根据近几年的技术发展和读者的反馈进行了修订再版。面向制造和装配的产品设计（DFMA）是企业以“更低的产品成本、更短的产品开发周期、更高的产品质量”进行产品开发的关键。DFMA通过提高产品的可制造性和可装配性，使得产品非常适合进行制造和装配，继而保证制造和装配时的高生产效率、低不良率、高产品质量和低产品成本等。在劳动力成本日益上升的今天，DFMA对企业显得更为重要和迫切。 本书详细介绍了如何在产品开发中应用DFMA以及DFMA设计指南，包括面向装配的设计指南、塑胶件设计指南、钣金件设计指南、压铸件设计指南、机械加工件设计指南和公差分析等，并辅以图形和真实案例及DFMA检查表，具有非常高的实用价值。 本书非常适合从事产品开发的工程师和管理人员阅读，也可供高等院校机械类专业教师和学生学习参考。

本书第1版自2011年出版以来深受广大读者好评，前后印刷了6次，销售15000余册。