前言
章結構設計1
節車身衝壓件開發1
一、衝壓零件的典型斷面結構設計2
二、衝壓件的可行性分析11
三、衝壓件的模具設計12
四、衝壓件與白車身總成的質量管理與統計學分析15
五、國際上白車身質量控制理論17
六、基準參考點RPS/PLP管理21
七、汽車車身衝壓件的間隙、面差設計DTS22
八、衝壓零件設計案例24
九、座椅橫梁的MBD標注30
十、座椅橫梁的測量33
十一、衝壓件的焊接設計、檢測和工裝設計 38
第二節機加工零件設計53
一、軸類零件的設計 53
二、軸的材料選擇 54
三、軸的布置 54
四、疲勞設計理論 56
五、工裝夾具設計82
第三節塑料件設計101
一、塑料件的材料及工藝設備101
二、內外飾塑料件的典型結構104
三、汽車內飾設計109
第四節電子產品的公差設計111
一、新能源汽車直流充電接口111
二、幾何公差應用在NVIDIA公司開發的TESLA M6主板上的測量技術分析117
第二章連接設計與高強度螺栓VDI2230123
節螺栓的靜態失效問題124
第二節螺紋的精度124
第三節螺紋的強度125
一、螺紋強度基礎125
二、螺紋的載荷分析126
三、影響螺紋靜態強度的參數127
四、螺紋的質量控制129
五、螺栓的剛度和應變129
六、螺栓、螺母、墊片的綜合剛度132
七、連接件的剛度計算133
八、螺栓連接原理圖136
第三章公差疊加分析145
第四章汽車輕量化設計149
一、階段減重設計方案151
二、第二階段減重設計方案151
三、第三階段減重設計方案152
四、第四階段減重設計方案153
五、第五階段減重設計方案154
六、第六階段減重設計方案155
七、第七階段減重設計方案156
八、第八階段減重設計方案157
九、第九階段減重設計方案160
十、第十階段減重設計方案160
參考文獻164

我國的工業將向復雜化、精密化的高附加值方面轉變。相關產業，如工業機器人、人工智能設備、國防工業、輪船、汽車、飛機發動機、芯片制造設備等，對產業設計能力提出了更高要求。我國的工業要達到發達國家水平，需要跨過復制加工階段，進入原創設計階段。工業發達國家德國、日本和韓國都經歷過這樣的發展階段，國家在戰略上推動，從代加工的制造型工業向創造型的工業進行政策扶持，從而達到工業繁榮。這個關鍵時期對於工業研發人員是很大的機遇，但要實現這個目標，目前需要提高設計人員的設計能力，學習應用國際上的研發工具和研發理念。因為工業發展推動從制造型到創造型的革命性轉變，設計者的作用和重要性將會提高，預計對於高端設計人員的需求會增多。基於這些原因和目的，筆者以多年的國際合作研發經驗，在本書中介紹推廣國際上先進的設計工具。
本書對從基礎到高級的關鍵設計技術做了總結，共4章，包含產品的結構設計、公差設計、檢具工裝設計和輕量化設計。為了增加實際應用效果，每章都給出實際案例。關於結構設計和CAE分析的工具，推薦使用CATIA，因為對於設計者來說在結構設計後直接獲得產品的物理性能結果能夠提高設計效率，避免後期更改導致研發進度推遲，並且可以控制產品整個壽命周期的成本。因為三維設計軟件的操作思路極為相似，對於使用UG或Pro/E工具的設計者也可以參考本書案例。對於統計相關的分析會使用到Minitab和Excel，讓設計者集中在結果分析上，書中僅介紹必要的理論，以便在優化設計中有目的地改變設計參數。本書給出研發設計的整體思路，從結構原理設計到產品性能設計、工藝設計、檢測方法、質量控制、供應商的制造管理、模具檢具工裝設計、驗證方法、批量生產，整體上提出解決方案。本書對於初學者可提供繫統的設計指導手冊，對於有經驗的設計工程師的工作可做出指導和參考。本書中的案例主要針對汽車零件，但對消費電子和其他制造行業也具有相同的參考意義。
本書涵蓋了所有在汽車零件設計時用到的主要流程和工具，可使讀者繫統地掌握設計知識。