機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)---第8章-反求設(shè)計(jì)與創(chuàng)新(編輯修改稿)
2025-02-17 23:59 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。掌握了功能原理，就可以變 被動(dòng) 為 主動(dòng) ，開發(fā)出實(shí)現(xiàn)同樣功能的不同原理解，也就實(shí)現(xiàn)了從反求到創(chuàng)新的過程。 ? 3． 結(jié)構(gòu)形狀 與 尺寸參數(shù) 的反求 結(jié)構(gòu)形狀與尺寸參數(shù)的反求既是 一個(gè)分析過程 ，也是一個(gè)實(shí)際 測(cè)繪 過程。反求活動(dòng)中包含有 實(shí)物測(cè)量 、 數(shù)據(jù)處理 、 誤差分析 等內(nèi)容。 對(duì)于實(shí)物反求，可以比較容易的獲得產(chǎn)品某部分的實(shí)際結(jié)構(gòu)形狀，這將有利于反求工作的進(jìn)行。一般情況，零件形狀可以劃分為規(guī)則的（如平面、圓柱、圓孔、凸臺(tái)、導(dǎo)軌等），以及不規(guī)則的形狀（如凸輪、葉輪、自由曲面等）。根據(jù)形狀的復(fù)雜程度，可以采用不同的測(cè)量手段、獲取數(shù)據(jù)的方法，以及誤差的分析方法。 對(duì)于不規(guī)則形狀零件的反求，首先要建立零件的 測(cè)量坐標(biāo)系 。測(cè)量時(shí)測(cè)點(diǎn)的位置在均勻分布的基礎(chǔ)上，再按曲率特性補(bǔ)充測(cè)點(diǎn)，使測(cè)量路徑既容易形成，又考慮到加工難度隨曲率變化的規(guī)律。目前用于 工業(yè)測(cè)量 的方法有坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、激光測(cè)量?jī)x、工業(yè) CT、逐層切削照相測(cè)量等。若采用 測(cè)量機(jī) 或 激光掃描 等采樣設(shè)備時(shí)，還要注意 測(cè)頭的方位 。 數(shù)據(jù)的處理 主要是指對(duì)不同測(cè)量方法所獲得的結(jié)果進(jìn)行 整理 ， 檢查 。 剔除廢點(diǎn) 數(shù)據(jù)， 增加必要的補(bǔ)償點(diǎn) ，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行 平滑處理 以消除 噪聲信號(hào) 及其他 干擾因素 造成的抖動(dòng)。然后對(duì)數(shù)據(jù)采用一定的方法進(jìn)行 擬合 ，并生成光滑的曲線輸出。或產(chǎn)生 NC軌跡，直接加工。 誤差分析 是指對(duì)反求所獲得的尺寸與參數(shù)和 原始 零件的尺寸與參數(shù)之間存在的誤差進(jìn)行分析。這些誤差包括 測(cè)量誤差 、 數(shù)據(jù)整理時(shí) 造成的計(jì)算誤差、 原始零件在制造過程中 產(chǎn)生的不可避免的制造誤差、原始零件在使用過程中 的磨損或破損誤差。 為了提高反求精度，可采取各種措施，如提高測(cè)量精度、提高擬合計(jì)算精度等。 圖 8－ 2所示為一健身器的反求設(shè)計(jì)。 圖（ a）是健身器掃描數(shù)據(jù)點(diǎn)暈， 圖（ b）為重構(gòu)曲面線框圖， 圖（ c）為重構(gòu)曲面光照?qǐng)D， 圖（ d）為重構(gòu)曲面 NC加工軌跡。 ? 有時(shí)無法獲得產(chǎn)品某一部分，而且是 關(guān)鍵部分的真實(shí)面目 ，若強(qiáng)行破壞會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，這時(shí)就可以采用 工業(yè) CT與分析相結(jié)合的手段。 ? 工業(yè) CT成本較高，精度較低，但不損傷實(shí)物。有了 CT的大概圖像，再?gòu)脑斫嵌仍敿?xì)分析可能的結(jié)構(gòu)形狀?；蛘呖梢愿鶕?jù)遮蓋物的外形分析內(nèi)部看不見的物體可能的結(jié)構(gòu)形式，再構(gòu)造其結(jié)構(gòu)形狀。 對(duì)于 規(guī)則形狀 零件的尺寸也可根據(jù) 概率統(tǒng)計(jì)原理 （即零件尺寸的制造誤差與測(cè)量誤差的概率分布服從正態(tài)分布規(guī)律，尺寸誤差位于公差中值的概率最大）來確定。對(duì)于一些重要的配合尺寸，首先應(yīng)判別是 基孔制 還是 基軸制 配合?；字婆浜系目椎纳掀顬檎?，下偏差為零；而基軸制配合的軸的上偏差為零，下偏差為負(fù)值。 對(duì) 影像 、 圖片 的反求，只能根據(jù)透視原理、色彩、參照物對(duì)比等效果所獲得的信息，再通過 功能原理 的 分析 進(jìn)行 推理 ，構(gòu)造產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀。 ? 例如，根據(jù)國(guó)外某 雜志 介紹的省力矩扳手的圓盤外形，以及 輸入輸出同軸特點(diǎn) 進(jìn)行分析，認(rèn)為可能是采用 行星齒輪傳動(dòng) ，以 大減速比 實(shí)現(xiàn)增矩的效果。按此設(shè)想進(jìn)行設(shè)計(jì)，果然效果很好。 ? 4． 材料 的反求 材料的反求包括材料成分的反求、材料組織結(jié)構(gòu)的反求、材料的力學(xué)性能反求以及材料的工藝反求。 材料的成分是指材料的化學(xué)成分。 金屬 材料常用的最簡(jiǎn)單反求方法有 火花鑒別 和 音質(zhì)鑒別 。前者是將材料與 砂輪磨削 后產(chǎn)生的火花形狀鑒別材料的成分，后者是根據(jù) 敲擊材料 的聲音頻率判斷材料的成分。比較準(zhǔn)確的材料成分反求有 原子發(fā)射光譜分析法 、微探針分析法 等，以及對(duì) 非金屬材料 反求采用的 紅外光譜分析法 。 材料的 組織結(jié)構(gòu) 是指材料的 化學(xué)成分 及 結(jié)構(gòu)組織 情況，可用顯微鏡觀察，然后通過計(jì)算機(jī)描述。 材料的 工藝 反求是指材料的 成形方法 ，包
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