材料加工新技術(shù)與新工藝第8章反求設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-03-19 09:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 根據(jù)影像資料可得到一些設(shè)計(jì)概念，引導(dǎo)人們?nèi)ミM(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。 首先根據(jù)產(chǎn)品的工作要求分析其功能和原理方案。如從執(zhí)行系統(tǒng)的動作和原動機(jī)情況分析傳動系統(tǒng)的功能和組成機(jī)構(gòu)。 分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和材料，往往要根據(jù)其外部已知信息，參照功能和工作原理進(jìn)行推理。 二次設(shè)計(jì) 在分析反求已有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，稱之為 “ 再設(shè)計(jì) ” 或 “ 二次設(shè)計(jì) ” 。 進(jìn)行二次設(shè)計(jì)與一般創(chuàng)新設(shè)計(jì)相同。在各個設(shè)計(jì)階段進(jìn)行多方案分析，盡量利用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論和方法，探索新原理、新機(jī)構(gòu)、新結(jié)構(gòu)、新材料，力爭在原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上有所突破、有所前進(jìn)，開發(fā)出更具競爭性的創(chuàng)新產(chǎn)品。 二次設(shè)計(jì)包括 擬仿設(shè)計(jì) 、 變異設(shè)計(jì) 和 開發(fā)設(shè)計(jì)三種類型。 擬仿設(shè)計(jì)基本模仿原設(shè)計(jì)。有時在材料國產(chǎn)化和標(biāo)準(zhǔn)件國標(biāo)化方面作些改變。 變異設(shè)計(jì) 變異設(shè)計(jì)就是在現(xiàn)有產(chǎn)品基礎(chǔ)上對參數(shù)、機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、材料等改進(jìn)設(shè)計(jì)，或進(jìn)行產(chǎn)品的系列化設(shè)計(jì)。 變異設(shè)計(jì) 例 81 激光分層實(shí)體制造設(shè)備激光分層實(shí)體制造設(shè)備是一種先進(jìn)的激光成型設(shè)備。1)原設(shè)備分析激光器 x向運(yùn)動：電機(jī) 5絲杠 6滑塊 13移動 (梁 7上導(dǎo)軌導(dǎo)向 )。激光器 y向運(yùn)動：電機(jī) 1絲杠 2梁 7移動 (導(dǎo)軌 9導(dǎo)向 )。熱壓輥 y向運(yùn)動：電機(jī) 14軸 3同步帶 11熱壓輥 10移動 (圓柱導(dǎo)軌 12導(dǎo)向 )。矛盾 ： y方向兩種運(yùn)動不同時進(jìn)行，是否可能精簡并共用機(jī)構(gòu)。 變異設(shè)計(jì)2) 二次設(shè)計(jì) 利用激光器 y向運(yùn)動的傳動系統(tǒng) (電機(jī) 1，絲杠 2，梁 7)和熱壓輥 y向運(yùn)動的導(dǎo)向系統(tǒng) (圓柱導(dǎo)軌 12)同時滿足兩種 y向運(yùn)動，其關(guān)鍵結(jié)構(gòu)是增加鎖扣 A。當(dāng)需要熱壓紙材時，驅(qū)動梁 7與梁 10接觸，通過鎖扣將兩梁聯(lián)接在一起，梁 10即可 y，向運(yùn)動。 新方案 結(jié)構(gòu)簡單，在精度、工作效率不受影響的前提下大大降低了生產(chǎn)成本。 開發(fā)設(shè)計(jì) 開發(fā)設(shè)計(jì)就是在分析原有產(chǎn)品基礎(chǔ)上，抓住功能的本質(zhì)，從原理方案開始進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。 開發(fā)設(shè)計(jì)例 82 計(jì)時裝置的反求設(shè)計(jì)1) 原裝置分析 取機(jī)械表為反求對象，以各零件作為分功能載體，求其解法原理和分功能并分析系統(tǒng)的總功能。 開發(fā)設(shè)計(jì)例 82 計(jì)時裝置的反求設(shè)計(jì)2) 二次設(shè)計(jì) (1)以顯示時間作為總功能求解其他計(jì)時裝置方案。搜索各分功能的不同解法、列出形態(tài)學(xué)矩陣。 開發(fā)設(shè)計(jì)例 82 計(jì)時裝置的反求設(shè)計(jì)方案一 : 指針式石英電子表微型電池 (化學(xué)能一電能 )石英晶體振蕩器 (電磁擺 )輪系 指針刻度 旋鈕 開發(fā)設(shè)計(jì)例 82 計(jì)時裝置的反求設(shè)計(jì)方案二：液晶式石英電子鐘電能 石英晶體振蕩器 (電磁擺 ) 驅(qū)動電路 液晶數(shù)字顯示 按鈕 開發(fā)設(shè)計(jì)例 82 計(jì)時裝置的反求設(shè)計(jì)2) 二次設(shè)計(jì) (2)進(jìn)一步創(chuàng)新設(shè)計(jì) 計(jì)時裝置的功能是顯示時間，抓住其功能本質(zhì)可進(jìn)一步開發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品。電波表由國家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室原子鐘 (精度百萬分之一秒 )發(fā)出時間無線電波信號，經(jīng)廣播電臺播出。計(jì)時裝置只需接受時間信號并顯示信號，按此思路設(shè)計(jì)的電波表結(jié)構(gòu)簡單，計(jì)時精度高，歐洲早有使用，我國也成功用于北京中華世紀(jì)壇計(jì)時裝置。 開發(fā)設(shè)計(jì)例 83 體外沖擊波碎石機(jī)1) 體外碎石機(jī)的分析 70年代末、 80年代初聯(lián)邦德國科學(xué)家首先開發(fā)出體外碎石機(jī)，患者躺在特制的溫水槽中，經(jīng)約一分鐘放電，體內(nèi)結(jié)石即可擊碎。 (1)電力液壓效應(yīng) (水閃電 )：兩個電極在水里進(jìn)行高壓放電時，電極附近會產(chǎn)生巨大壓力，能將堅(jiān)硬的寶石擊碎。 (2)橢球焦點(diǎn)效應(yīng)：橢球一個焦點(diǎn)發(fā)出的波，經(jīng)橢球面的反射，必在另一焦點(diǎn)匯集。 開發(fā)設(shè)計(jì)例 83 體外沖擊波碎石機(jī)2)新型體外碎石機(jī)的開發(fā) 根據(jù)原有的體外碎石機(jī)可分析其功能，而其中關(guān)鍵功能為產(chǎn)生沖擊波、聚波、測位 (確定結(jié)石部位 )三項(xiàng)： 開發(fā)設(shè)計(jì)例 83 體外沖擊波碎石機(jī)2)新型體外碎
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