材料加工新技術與新工藝第一章引言(編輯修改稿)
2025-03-19 12:35 本頁面
【文章內容簡介】 工程設計是建立技術系統(tǒng)的第一道工序，它對產品的技術水平和經濟效益起決定性的作用，據統(tǒng)計，產品成本的 75％ 80％由設計階段確定的。 設計的本質是革新和創(chuàng)造。 強調創(chuàng)新設計是要求在設計中更充分發(fā)揮設計者的創(chuàng)造力，利用最新科技成果，在現代設計理論和方法的指導下，設計出更具有競爭力的新穎產品。一、設計過程 設計一般分為產品規(guī)劃、方案設計、技術設計、施工設計等四個階段。 產品規(guī)劃階段進行詳細的需求調查、市場預測，確定設計參數和制約條件，最后給出詳細的設計任務書 (或設計要求表 )作為設計、評價、決策的依據。 方案設計 (也稱概念設計， Concept Design) 階段確定產品的工作原理，并對產品的執(zhí)行系統(tǒng)、原動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、測控系統(tǒng)等作方案性設計，將有關機械機構、液壓線路或電控線路用簡圖形式表達。 技術設計階段在原理方案基礎上進行具體結構化設計，選材料，定零件的構形和尺寸，進行各種必要的性能計算，最后畫出部件的裝配草圖。 為了提高產品的競爭力還需應用先進的設計理論和方法提高產品的價值 (改善性能、降低成本 )，進行產品的系列設計，考慮人機工程原理提高產品的宜人性，利用工業(yè)美學原則對產品進行更好的外觀設計等，使產品既實用，又適應市場商品化的需要。 這階段往往要通過模型試驗檢驗產品的功能原理和性能。 施工設計階段進行零件設計和部件裝配圖的細節(jié)設計，完成全部生產圖紙并編制設計說明書、工藝卡、使用說明書等技術文件。 正式投產前產品的試制將檢驗加工工藝和裝配工藝，并進行較詳細的成本核算，從而提出修改意見，進一步完善整個產品的設計。 通過計算機輔助設計進行方案設計、技術設計、繪制圖形、產品的數控切削加工或成型加工、虛擬仿真。 不論采用什么設計手段，合理掌握設計過程，抓住每個設計階段的特點和重點，有利于調動設計人員的創(chuàng)新精神，提高產品的設計質量。二、創(chuàng)新設計的類型 創(chuàng)新設計可分為開發(fā)設計、變異設計和反求設計三種類型。 開發(fā)設計 針對新任務，提出新方案，完成從產品規(guī)劃、原理方案、技術設計到施工設計的全過程。 變異設計 在已有產品的基礎上，針對原有缺點或新的工作要求，從工作原理、機構、結構、參數、尺寸等方面進行一定變異，設計新產品以適應市場需要，提高競爭力。 在基本產品的基礎上，開發(fā)不同參數、尺寸或不同功能的變型系列產品就是變異設計的結果。 反求設計 針對已有的先進產品或設計，進行深入分析研究，探索掌握其關鍵技術，在消化、吸收的基礎上，開發(fā)出同類型的創(chuàng)新產品。 開發(fā)設計以開創(chuàng)、探索創(chuàng)新， 變異設計通過變異創(chuàng)新， 反求設計在吸取中創(chuàng)新。 創(chuàng)新是各種類型設計的共同點，也是設計的生命力所在。 設計人員必須發(fā)揮創(chuàng)造思維，掌握基本設計規(guī)律和方法，在實踐中不斷提高創(chuàng)新設計的能力。 三、創(chuàng)新設計的特點 創(chuàng)新設計必須具有獨創(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)新設計必須具有其獨創(chuàng)性和新穎性。 新功能 新原理 新機構 新材料 在求異和突破中體現創(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)出內桶可旋轉加強搓洗的離心式，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、結構不斷創(chuàng)新的過程中發(fā)展和取得市場效益的。 清華大學第十七屆挑戰(zhàn)杯由學生設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，其爬行機構為曲柄滑塊機構。 電機與曲柄固接，驅動裝置運動。 上下兩個自鎖套是實現上爬的關鍵結構，當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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