熊良山版机械制造技术基础 第一章 机械产品的生产和开发课件

1、第一章 机械产品的生产和开发第一节 机械零件的加工工艺第二节 机械产品的开发第三节 制造过程与生产组织 第一章 机械产品的生产和开发 机械产品的生产围绕 新产品开发、产品制造、产品销售和服务三个阶段。 新产品的开发在市场导向下，根据技术的发展和企业的资源，通过设计、试制、生产准备，推出有市场前景的产品。 产品的制造根据市场和订单所确定的批量，制造已开发的产品。 产品销售和服务以一定的渠道将产品推向市场，使企业获得相应的利润。同时为用户提供产品售后安装、调试、维修、使用指导、收集意见等服务。 第一节 机械零件的加工工艺 机械制造过程中，零件的加工是最基本的。零件的加工工艺方法分为“材料去除法、材

2、料成形法、材料累加法”。 1. 普通切削加工 利用切削刀具在机床上切除多余的金属，使工件的形状、尺寸和表面质量符合设计要求的工艺方法。 2. 特种加工 利用电能、光能对工件进行材料去除的加工方法。 3. 超精密切削加工 利用超精密车削、超精密研磨等对工件进行高精度的加工。 一、材料去除制造工艺（m0） 材料累积制造工艺 是以微元叠加方式逐渐累积生成零件。是利用计算机对零件三维体模型数据进行处理，控制材料的累积过程，形成所需的零件。 特点：能实现快速成形，不需要刀具、夹具的作用，就可制造出任意复杂形状的零件，直接可供设计评估、投标或样件展示。此工艺可加速企业新产品的开发，提高市场竟争能力。 应用

3、：用于产品样件的制造、模具制造和少量零件的制造。 第一节 机械零件的加工工艺 快速成形法主要有光固化法、层叠制造法、溶化堆积造型法。 一、产品开发的意义 1. 机械产品开发的意义 社会的文明发展，人类消费水平的提高，科学技术研究的创新，国民经济生产部门的技术革新与改进，国防的现代化等都要求开发功能全、高质量的机械装备。 为了能在市场经济的竞争环境中，赢得稳步的发展，制造业必须不断地推出新的机械产品。 第二节 机械产品的开发 2. 机械产品的市场寿命周期 介绍期 为产品作市场宣传、改进产品以及为批量生产作准备的阶段。 成长期 产品迅速占领市场，销售额扩大。进入批量生产，成本降低，利润迅速增长。

4、成熟期 市场接近饱和，产品销售量大，但增幅趋缓，企业利润丰厚。 衰退期 市场饱和，产品价格压至极低，销售额持续下降，无利润。或市场出现升级换代的新产品。 制造业要取得良好的经济效益，应该经营好成长期和成熟期产品，加强新产品的开发。 第二节 机械产品的开发 企业应该开发什么样的产品，来源于系统全面的市场调研、评价分析和科学的决策。 第二节 机械产品的开发 10%10%10%70%市场前景企业效益100010010 1资金投入比例生产上市小批试制技术开发开发决策 过 程影 响 正确的决策至关重要 1. 开发调研 开发调研是新产品开发决策的依据。 （1）科技调研 调查科技新动态，形成产品的技术源。如

5、技术的先进性、成熟性、可行性及风险的承担能力。 （2）市场调研 调查市场需求。分析产品可能达到的市场目标，市场可能接受的产品功能及价格。 （3）竞争环境调研 研究国家的法律、法规、行业政策导向；研究国内外竞争对手的产品功能、质量、价格、经营状态。 （4）企业内部调研 研究企业资源（设备、资金、人力、技术），考虑在拟项目的优劣，确立中长和短期目标及经营策略。 第二节 机械产品的开发 2. 立项决策要 素 类要 素等级（1-10）权 值得 分技术评估先进新颖性70.10.7成熟度70.10.7技术独占度90.151.35通用性评估与原技术兼容性30.050.15现有设备可用性80.10.8现有人才

6、可用性60.050.3竞争能力评估市场宽度30.10.3可达市场占有率70.10.7与发展政策关系90.050.45新产品开发评估等级表 第二节 机械产品的开发 立项评估的内容：经济分析和风险分析 （1）经济分析 其方法有盈亏平衡销售量法、投资回收期法、资金利润率发、利润贴现率法。 1）盈亏平衡消售量法 是计算达到投入、产出平衡的最少销售量。式中 Q 盈亏平衡的销售量； F 年平均固定成本； P 单位产品售价； V 单位产品变动成本。 如果市场预测销售量超过Q, 该产品就有盈利。 第二节 机械产品的开发 2）利润贴现率法 主要反映资金的时间价值。式中 I 产品所需要的最初投资；Ri 第i 年的

7、税后收入； Ci 第i 年的产品总成本。 r 利润贴现率。 利润现贴率法 既反映了资金的投入效益，又反映资金的时间价值，分析效果更好。 盈亏平衡销售法 分析简单，但其固定成本、销售价格及变动成本是不变的，与真实情况有出入。 第二节 机械产品的开发 （1）独立研制 指依靠本企业自身力量独立进行新产品开发。适合于技术经济实力较雄厚的企业，或一般企业开发不太复杂产品。 三、新产品开发的方式 （2）合作研制 指由企业和高校或科研机构合作进行技术开发。 （3）技术引进 通过购买专利，引进国内外先进技术等方式，使企业的产品迅速赶上先进水平，进入国际市场。关键是减少风险和避免损失。 第二节 机械产品的开发

8、新产品开发的顺序为：概念设计、方案设计、技术设计、工艺设计、样机试制、评审鉴定、试销、批量生产。 四、新产品开发的步骤 （1）新产品概念设计 包括产品基本特征、技术原理、主要结构、主要功能、市场定位、技术规格、主要参数、目标成本及与国内外产品的比较。 产品的侠义概念指具体产品。 产品的广义概念指整体产品。 第二节 机械产品的开发 整体产品概念由“核心部分、形式部分及延伸部分”组成。使 用 价 值包 装品 质售 后 保 证维 修品 牌式 样运 输安 装 第二节 机械产品的开发 （2）产品的方案设计 产品方案设计 主要确定实现概念设计的总体方案。包括： 1）确定机械结构方案； 2）电气、液压传动控

9、制方案； 3）确定外形方案； 4）绘制产品工作原理草图； 5）定出主要尺寸等。 第二节 机械产品的开发 （3）产品的技术设计 是将方案设计确定的基本结构和主要参数具体化。包括： 通过计算、分析确定重要零部件的结构、尺寸。 画出产品总图、重要零部件图、液压、电气系统图。 编写部件、通用件、标准件、外购件及材料明细表。 编写设计说明书，计算重要零件的强度、刚度。 制定加工和装配的技术条件、验收的技术条件。 确定产品的技术经济指标。 技术设计后要进行设计评审，修改，完成样机制造，样机测试，设计资料完善及新产品鉴定。 第二节 机械产品的开发 （4）产品的生产设计 是指用于生产的“施工图设计”。是将经过

10、审核和修正的技术设计具体化为生产所用的工作图。 工作步骤： 绘制全套施工图样，准备有关制造和使用所需的技术文件及各种明细表，为企业提供可靠的生产依据。 确定生产的组织和生产设备的安排，设计制造专门的刀具、夹具、模具、检测器具等工艺装备。 进入小批试制、销售，最后大批量生产。 第二节 机械产品的开发 工艺过程分为铸造、锻造、焊接、机械加工、热处理、装配等工艺过程。 一、机械制造过程 是指从原材料到产品制成的全过程，包括生产设计、生产准备、生产计划、毛坯制定、机械加工、热处理、装配、质量检验、储运等一系列制造活动。 1. 机械产品的制造过程 第三节 制造过程与生产组织 是指制造过程中改变物料的性质

11、、形状、尺寸及相对位置，使其成为成品的过程。 2. 工艺过程 3. 机械制造系统 原材料 存储 运输 检验成品 能 量 系 统信 息 系 统制造产品订单生产计划电、机械、热能源加工图纸工艺文件物质系统 第三节 制造过程与生产组织 表示批量制造某个零件的机械加工顺序和加工过程。 2）机械加工工艺过程 机械加工工艺过程 由加工工序、工步、走刀等组成。 3）工艺过程的组成 4）机械加工工艺路线 是指按机械加工顺序列出“工序名称”和“加工要求的简略工艺过程”。工艺路线与生产类型密切相关。 第三节 制造过程与生产组织 三、生产类型与生产方式 产品的用途不同，其市场的需求量也不同，即不同的产品有不同的生产

12、批量。 如：家用电器，汽车零件市场需求量大，而专用模具、巨型发电机组的市场需求是单件，因而形成不同的生产类型。 1. 生产类型 生产类型 是指适应市场需求的生产规模。如大批大量生产、中批量生产、单件小批生产等。 第三节 制造过程与生产组织 3）多品种小批生产 采用数控机床、加工中心及智能化技术，能使小批生产接近大批生产的效益及成本。 2. 生产规模与生产组织方式 1）大批量生产 零件加工有多工序，由自动线、专用生产线协作完成。产品的开发和大批制造中间有小批试制阶段。 4）迅速响应市场的生产 采用敏捷制造、并行工程等先进生产模式，产品的开发和生产组织之间消除了明显的界限。 第三节 制造过程与生产

13、组织 2）单件、小批生产 采用通设备，靠人的技术或技艺来完成。产品的开发和生产过程结合一体。 第三节 制造过程与生产组织 企业组织产品生产的现有模式 生产全部零部件，组装机器 该模式企业是大而全，适应市场变化能力差，固定设备资产的利用率低。 完全不生产零部件，自己只负责设计及销售。 企业设备投资少，转产容易，适宜市场变化。但不利于掌握产品的核心工艺技术。 生产部分关键零部件，其余的由其它企业供应 适宜大企业，如美国的汽车制造业，利用周围众多的中小企业提供零配件、工模具和专用生产设备。 四、制造哲理与生产模式 1. 大批量制造 大批量制造宗旨 提高工序效率，提高生产率，降低制造成本，赢得市场竞争

14、时间。 生产方式 采用高热稳性能刀具，强力、大吃刀量的磨削技术，高主轴转速，高热稳性的通用和专用机床。 生产特点 生产准备终结时间短、加工的装卡和换刀时间较少。基本加工时间所占比例较大。高切削速度，大进给量。 第三节 制造过程与生产组织 1）制造中，为防止质量事故、设备故障因素的超量投料。 2）工作进度不平衡，设备有闲置时间。 3）工作准备时间长（工装准备，编制数控程序、对刀）。 4）工件在机床工序间的运输时间长，装夹、检测时间长。 2. 多品种、小批量制造 近年在欧、美、日的制造业中，产品的70%75%是按多品种、小批量的生产方式组织的。 多品种、小批量制造宗旨 减少制品流通时间，提高机床利用率，缩短辅助生产时间，赢得市场竞争时间。 第三节 制造过程与生产组织 多品种、小批量制造出现的瓶颈： 多品种、小批量制造方法 1）采用数控机床（CNC）、加工中心及传感器检测系统、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）等自动化制造系统。 2）采用准时生产（JIT），即在需要的时间生产需要数量的合格品，及生产监控法，即在生产线中保证进入下工序的是100%的合格品。 3）采用基于网络的远程设计及制造信息，开展敏捷制造方式（虚拟公司与动态联盟），实现快速响应市场。 第三节 制造过程与生产组织 虚拟制造公司及其特点 1