材料加工新技術(shù)與新工藝第一章引言(編輯修改稿)
2025-03-19 12:35 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 工程設(shè)計是建立技術(shù)系統(tǒng)的第一道工序，它對產(chǎn)品的技術(shù)水平和經(jīng)濟效益起決定性的作用，據(jù)統(tǒng)計，產(chǎn)品成本的 75％ 80％由設(shè)計階段確定的。 設(shè)計的本質(zhì)是革新和創(chuàng)造。 強調(diào)創(chuàng)新設(shè)計是要求在設(shè)計中更充分發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造力，利用最新科技成果，在現(xiàn)代設(shè)計理論和方法的指導(dǎo)下，設(shè)計出更具有競爭力的新穎產(chǎn)品。一、設(shè)計過程 設(shè)計一般分為產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、施工設(shè)計等四個階段。 產(chǎn)品規(guī)劃階段進行詳細(xì)的需求調(diào)查、市場預(yù)測，確定設(shè)計參數(shù)和制約條件，最后給出詳細(xì)的設(shè)計任務(wù)書 (或設(shè)計要求表 )作為設(shè)計、評價、決策的依據(jù)。 方案設(shè)計 (也稱概念設(shè)計， Concept Design) 階段確定產(chǎn)品的工作原理，并對產(chǎn)品的執(zhí)行系統(tǒng)、原動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、測控系統(tǒng)等作方案性設(shè)計，將有關(guān)機械機構(gòu)、液壓線路或電控線路用簡圖形式表達。 技術(shù)設(shè)計階段在原理方案基礎(chǔ)上進行具體結(jié)構(gòu)化設(shè)計，選材料，定零件的構(gòu)形和尺寸，進行各種必要的性能計算，最后畫出部件的裝配草圖。 為了提高產(chǎn)品的競爭力還需應(yīng)用先進的設(shè)計理論和方法提高產(chǎn)品的價值 (改善性能、降低成本 )，進行產(chǎn)品的系列設(shè)計，考慮人機工程原理提高產(chǎn)品的宜人性，利用工業(yè)美學(xué)原則對產(chǎn)品進行更好的外觀設(shè)計等，使產(chǎn)品既實用，又適應(yīng)市場商品化的需要。 這階段往往要通過模型試驗檢驗產(chǎn)品的功能原理和性能。 施工設(shè)計階段進行零件設(shè)計和部件裝配圖的細(xì)節(jié)設(shè)計，完成全部生產(chǎn)圖紙并編制設(shè)計說明書、工藝卡、使用說明書等技術(shù)文件。 正式投產(chǎn)前產(chǎn)品的試制將檢驗加工工藝和裝配工藝，并進行較詳細(xì)的成本核算，從而提出修改意見，進一步完善整個產(chǎn)品的設(shè)計。 通過計算機輔助設(shè)計進行方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、繪制圖形、產(chǎn)品的數(shù)控切削加工或成型加工、虛擬仿真。 不論采用什么設(shè)計手段，合理掌握設(shè)計過程，抓住每個設(shè)計階段的特點和重點，有利于調(diào)動設(shè)計人員的創(chuàng)新精神，提高產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量。二、創(chuàng)新設(shè)計的類型 創(chuàng)新設(shè)計可分為開發(fā)設(shè)計、變異設(shè)計和反求設(shè)計三種類型。 開發(fā)設(shè)計 針對新任務(wù)，提出新方案，完成從產(chǎn)品規(guī)劃、原理方案、技術(shù)設(shè)計到施工設(shè)計的全過程。 變異設(shè)計 在已有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，針對原有缺點或新的工作要求，從工作原理、機構(gòu)、結(jié)構(gòu)、參數(shù)、尺寸等方面進行一定變異，設(shè)計新產(chǎn)品以適應(yīng)市場需要，提高競爭力。 在基本產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，開發(fā)不同參數(shù)、尺寸或不同功能的變型系列產(chǎn)品就是變異設(shè)計的結(jié)果。 反求設(shè)計 針對已有的先進產(chǎn)品或設(shè)計，進行深入分析研究，探索掌握其關(guān)鍵技術(shù)，在消化、吸收的基礎(chǔ)上，開發(fā)出同類型的創(chuàng)新產(chǎn)品。 開發(fā)設(shè)計以開創(chuàng)、探索創(chuàng)新， 變異設(shè)計通過變異創(chuàng)新， 反求設(shè)計在吸取中創(chuàng)新。 創(chuàng)新是各種類型設(shè)計的共同點，也是設(shè)計的生命力所在。 設(shè)計人員必須發(fā)揮創(chuàng)造思維，掌握基本設(shè)計規(guī)律和方法，在實踐中不斷提高創(chuàng)新設(shè)計的能力。 三、創(chuàng)新設(shè)計的特點 創(chuàng)新設(shè)計必須具有獨創(chuàng)性和實用性，取得創(chuàng)新方案的基本方法是多方案選優(yōu)。 獨創(chuàng)性 創(chuàng)新設(shè)計必須具有其獨創(chuàng)性和新穎性。 新功能 新原理 新機構(gòu) 新材料 在求異和突破中體現(xiàn)創(chuàng)新。 洗衣機通過水流的沖刷帶走衣服中的污物，有攪拌式、滾筒式、波輪式； 開發(fā)出內(nèi)桶可旋轉(zhuǎn)加強搓洗的離心式，洗凈效果更好。 突破機械攪水方式的真空洗衣機、臭氧洗衣機、電磁洗衣機、超聲波洗衣機等又為洗衣機創(chuàng)出新路，洗衣機正是在原理、結(jié)構(gòu)不斷創(chuàng)新的過程中發(fā)展和取得市場效益的。 清華大學(xué)第十七屆挑戰(zhàn)杯由學(xué)生設(shè)計制造的爬竿機器人。 這種機器人模仿尺蠖 (huo)的動作向上爬行，其爬行機構(gòu)為曲柄滑塊機構(gòu)。 電機與曲柄固接，驅(qū)動裝置運動。 上下兩個自鎖套是實現(xiàn)上爬的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，當(dāng)自鎖套有向下運動的趨勢時，錐套、鋼球與圓桿之間會形成可靠的自鎖，使裝置不下滑，而上行時自鎖解除。圖
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