2022年面向生命周期铸件结构设计方案方法研究报告.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用摘要传统的铸件结构设计主要采纳串行的设计方法,第一由零件结构设计人员设 计出零件的基本结构,在交由铸造工艺设计人员进行铸造工艺设计和结构调整;由于零件结构设计人员对铸造工艺过程缺乏足够的熟识,而铸造工艺人员又对零 件结构设计的整体思想缺乏明白,彼此之间难以沟通和沟通,导致铸件的设计和 生产脱节;一方面铺张了大量的时间和资源,另一方面使铸件的性能难以得到保 证,使铸件的设计与制造陷入尴尬的境地;本课题环绕铸件全生命周期过程,分析了传统铸件结构设计中的不足,说明 了面对生命周期的铸件结构设计的重要性,综合利用各种理论学问,
2、包括全生命 周期理论、绿色制造、并行设计、面对制造的设计等,探究一种既能满意铸件结 构要求,又能适应铸造过程中工艺技术要求的可行性的优化设计方法,从而达到 提高铸件设计的可行性与一次性胜利率的目的;关键词 :铸件结构设计,全生命周期理论,绿色制造,面对制造设计,并行工 程名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用ABSTRACT The traditional casting structural design mainly uses the serial design method. The b
3、asic structure of the components is designed first by the components structure designer, and then handed to the foundry technique designers for the foundry technique design and the structural adjustment in the junction. The components structural designers lack the enough knowledge of the foundry tec
4、hnique process while the foundry technique designers cant understand to the components structural designs overall thought so that communications and exchanges between each other become difficult, the design and the production of the casting comes apart. On the one hand, a lot of wasted time and reso
5、urces, On the other hand it is difficult to make the performance of castings to be assured,So that the design and manufacture of castings into embarrassment The thesis regarding the casting entire life cycle process, analyzes shortcomings of the traditional casting structural design, explains the im
6、portance of the casting life cycle-oriented structural design, with the comprehensive utilization of kinds of theoretical knowledge, including the entire life cycle theory, the green manufacturing, the concurrent design, the manufacturing-oriented design and so on, explores a optimization method not
7、 only be able to satisfy with the requirements of the casting structure, but also to satisfy with the request of the manufacturing feasibility, in order to enhance the casting manufacture the feasibility and the onetime success ratio.Key words:casting structural design, entire life cycle theory, gre
8、en manufacturing, 名师归纳总结 design for manufacturing, concurrent engineering第 2 页,共 40 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用目 录中文摘要IABSTRACT1 绪论 11.1 课题背景 1名师归纳总结 1.1.1全生命周期的定义17第 3 页,共 40 页1.1.2铸件的生命周期组成11.1.3面对生命周期铸件结构设计的定义11.1.4面对生命周期铸件结构设计的必要性21.2 面对生命周期铸件结构设计的讨论现状与进展31.2.1国内讨论现状31.2
9、.2国外讨论现状41.3 本课题的主要讨论内容51.4 本课题的主要讨论目的及方法62 面对生命周期铸件结构设计理论体系及相关理论基础2.1 面对生命周期铸件结构设计理论体系的建立72.2 全生命周期评估理论82.2.1全生命周期评估理论的定义82.2.2全生命周期评估的起源与进展过程92.2.3 全生命周期评估的内容和方法102.3 基于产品全生命周期的绿色制造GM102.3.1绿色制造的熟识102.3.2绿色制造提出的背景与必要性112.3.3绿色制造与传统制造的区分132.3.4绿色制造在全生命周期设计中的位置与作用142.4 基于产品全生命周期的并行工程CE)162.4.1并行工程的熟
10、识162.4.2并行工程提出的背景与必要性162.4.3并行工程与传统设计的区分162.4.4并行工程在全生命周期设计中的位置与作用18- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用2.5 面对制造的设计 ;材料属性 轻质节能性、毒害性、可再生性和可降解性 ; ;能源属性 能源类型、生产阶段能耗和使用阶段能耗 环境属性 生产阶段污染物排放、使用阶段污染物排放和回收利用率 ;技术先进性 质量、功能用户友好性 ;全生命周期成本 设计成本和后续成本;面对生命周期铸件结构设计其主名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 40 页精选
11、学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用要内容为 :第一在铸件设计的初始阶段,通过产品分析讨论 ,必需全面、有效、清晰地表达产品生命周期中每一个阶段对铸件设计的要求;其次 ,在设计过程中 ,除需 考虑其功能要求外 ,仍必需在满意可制造工艺方面取得和谐 ,并对预成型铸件进行 环境影响评判和成本分析,以求得产品在其生命周期内最优化、最合理的设计方 案 ,从而使产品在设计这个阶段就具有良好的可使用性,可制造性、可装配性、可 爱护性以及社会生产效益等方面的性能;面对生命周期铸件结构设计,在进行铸件设计时,采纳的基本方法往往是基于绿色制造,并行设计以及DFM 技术的设计方
12、法;产品设计过程中最终必需满意的各自生命周期内的各种需求 ,这样面对产品生命周期的设计方法实质上就是绿色制造,并行设计与 DFX技术的综合体;1.1.4 面对生命周期铸件结构设计的必要性随着市场竞争日益猛烈 ,构思新奇的产品不断涌现 ,产品更新的周期不断缩短 ,对产品的综合性能要求越来越高;传统的产品设计和开发过程 ,是以次序的任务方式完成的;整个过程被分割成如干串行的阶段,每个阶段的启动需以上一阶段的完成作为前提 ,阶段与阶段之间具有明显的交接痕迹 ,各种信息及看法沟通仅局限于相邻的上下两个阶段;它打算了设计人员在产品开发的每个阶段只能从本专业的角度来看待问题、处理问题及提出解决相关问题的方
13、法;然而对一个具体的产品在实际开发过程中,除了要满意最基本的市场需求外,仍必需考虑其他领域对产品设计的要求 ,如:可制造性要求、经济性要求、牢靠性要求及可爱护性要求等等;因此 ,按以上设计方式设计的产品在制造时,反复的修改将不行防止;但对企业而言 ,在市场竞争特别猛烈、产品更新换代特别快速的情形下 ,一个产品的修改不行 能反复多次长时间进行;传统的铸件结构设计主要由零件结构设计人员综合铸件的各方面要求,设计 出零件的基本结构,铸造工艺设计人员在工艺设计之前,结合铸造合金、铸造工 艺及装备等方面的要求,从保证铸件品质和简化铸造工艺过程、生产率高、成本 低等方面对零件结构进行适当的调整,最终拟定工
14、艺路线进行生产;由于零件结 构设计人员对铸造工艺过程缺乏足够的熟识,而铸造工艺人员对零件结构设计的 整体思想缺乏明白,彼此之间难以沟通和沟通;2然而面对生命周期的铸件结构设计技术除了考虑以上要素外,仍需符合铸件 制造的要求,这就要求在铸件的设计过程中,从大局动身,综合考虑到产品的全名师归纳总结 生命周期,运用绿色制造,并行设计以及DFM 技术的思想从概念设计、外形设第 6 页,共 40 页计、生产工艺、拆卸和回收等过程中兼顾到资源消耗最小)和环境影响,数值模 拟 CAE和运算机帮助制造 CAM 技术已经获得了广泛的应用;尽管如此,多年 来在传统的生产模式下,铸造产品的设计和制造始终采纳串行工程
15、方法,造成设 计与制造环节彼此相对分别,缺乏有效的信息沟通和淘通;由于在产品开发过程 中不能及早完善地考虑产品的可制造性、质量保证等问题,使所设计的产品难以 满意要求,这必定要求修改设计,使产品开发过程变成设计、加工、试验、修改 设计的大循环,而且可能多次重复这一过程,从而造成设计改动量大、产品开发 周期长、开发成本高等问题;因此我国的铸件生命周期设计方法应当在综合国内外产品生命周期设计方法讨论的基础上,依照ISO14000 框架,讨论开发出一种全新的、完善的技术对铸件生命周期设计方法进行分析和评估,并建立相应的评判模型和指标体系;这种 设计与评估方法必需和中国的国情和铸造业现状水平相适应,应
16、当具有可定制性 和易操作性,设计与评判过程透亮、简洁,并且应当尽可能适用于面对铸件产品 系统设计和决策过程,从而为我国的铸造业供应关键技术和工具;全生命周期铸 件结构设计技术及其支持工具的讨论开发无疑将具有宽阔的产业化应用前景;名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用1.2.2 国外讨论现状就全生命周期方法而言,目前,国外欧、美、日发达国家的技术应用较为普遍,已经成为产品开发、环境认证、规避贸易壁垒等的重要手段;部分软件工具已经形成商品化 ,有广泛的应用基础 ,相比之下 ,国内有关产品生命周期设
17、计方法和软件工具的讨论和应用虽然取得了肯定进展,但总的说来 ,仍然具有较大的差距;表 1.1描述了在产品全生命周期不同阶段的方法讨论现状表 1.1 中符号“ ” 表示可操作,符号“ ” 表示概念阶段 ,操作性差 ,符号“ ” 表示无说明;明显很多阶段仍处于概念阶段 以操作;,操作性较差 ,只有部分元素可产品全生命周期方法讨论现状表 1.1生命周期设计的阶段和要素 讨论现状目标定义 范畴定义功能单元 评判标准挑选 时间范畴 技术范畴 产品系统的定义范畴 分派 清单分析影响评判影响潜在因素分类和描述 全球环境影响 区域环境影响标准化 权重 分析表 1.1 中 LCA 的讨论现状可知 ,虽然产品的生
18、命周期环境影响评判是LCA 系统的重要环节 ,但表 1.1 中并未给出确定的影响评判方法 ,缘由在于 ,环境影响机理的科学依据仍处于不断讨论之中,人们仍不能完全建立环境排放、资源消耗和环境影响之间的完全因果关系 ,其影响机制、理论仍在不断探究之中;评判的本质主要是人们对环境问题价值的判定,没有必要用同一种价值取向去约束不同国名师归纳总结 家、地域及其不同的敏锐人群,但是 ,环境影响评判作为当前生命周期分析的一个第 8 页,共 40 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用重要讨论和应用热点 ,也说明白全生命周期设计存在的重要性;在
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