文档介绍：1
第五章机械产品的实用化设计
第一节产品设计核心
和外围问题
一、产品设计的核心
1、设计理解为一个“空间”:
整个设计“空间”分为两部分:
1)内部空间:设计应遵循的主要阶段,其任务是使设计要求转化为“硬件”以满足需求,这也是设计的最终目的,故称内部空间为设计核心工作。
2)外部空间:所列举的问题为对设计的各种要求和应用的技术方法,是设计的外围问题。
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2、设计含义:
是为提供社会所需的产品进入市场所必要的一系列创新思维和活动。最后以技术文件的形式,提供产品制造依据的全过程工作。
设计活动主要经过以下几个阶段:了解市场需求、拟定设计任务和技术要求、功能原理设计、实用化设计、商品化设计、制造和销售。
3、产品设计的核心即核心技术(内部空间设计):
是指产品实现总功能和主要要求的技术。对不同的机械其核心技术是不相同的。核心技术对于产品设计主要体现为产品的性能指标:
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a)对于以能量转换为主的机械如动力机械,其主要性能指标是热效率;
b)对于轻工机械,常要完成各种繁杂灵巧的动作,其机构设计问题比较突出,主要性能指标是生产率、有节奏地可靠工作、自动化程度高;
c)重型机械特点是巨型、重载,其承载能力、强度和刚度是其性能指标;
d)对于金属切削机床,主要性能指标是生产率、加工精度和加工范围;
e)对于以信号为主的仪器,主要性能指标是灵敏度、精度和稳定性;
f)对于以材料转换为主的各种离心机、筛选机和过滤器的主要性能指标是生产效率和分离出物料的纯净度。
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4、关键技术和核心技术是两个不同的概念:
关键技术是实现某种功能过程中需要解决的技术难题。它与核心技术是两个不同的概念,在核心技术中也有关键技术问题。例如,对于板(带)轧钢机:可采用液压弯辊,利用液压缸的压力,在轧制过程中随时根据轧制条件变化迅速对轧辊施以附加弯曲力、使产生附加弯曲变形。为了实现对板厚偏差和板型的合理控制,在轧制过程中希望轧机当量刚度系数K’能够根据不同工艺要求随时调整,一般是采用液压压下系统来实现。核心技术问题:液压弯辊和液压压下。
关键技术:其中厚度、压力、位置传感器、数据处理系统等组成的电液闭环控制系统则是解决核心技术问题的关键技术(参见图5—2、图5—3)。
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轧钢机主传动装置是由联轴器、减速机、齿轮座和接轴等部件所组成,作用是将电动机的运动和力矩传给工作机座中的轧辊进行轧制。
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二、设计的外围问题
1、主要设计要求
(1)功能要求(2)适应性要求(3)性能要求
(4)生产能力要求(5)可靠性要求(6)使用寿命要求(7)效率要求(8)成本要求(9)人机工程要求(10)安全性要求(11)包装、运输要求
2、其它设计要求
(1)强度、刚度要求(2)制造工艺要求
(3)零件加工技术要求(4)工作循环图要求
由销售反馈信息,进行市场分析,改进技术要求,再进行设计的循环,是一个相互作用不断完善的迭代过程,使产品不断地发展。产品设计过程中的各种设计要求,是设计的依据和前提,它们就是设计的外围问题。
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第二节实用化设计的任务和主要内容
1、实用化设计:
实用化设计是在功能原理设计成熟的基础上,把原理方案结构化、实体化,。
实用化设计的前期工作:工作原理确定后首先要进行工艺动作构思和分解,初步拟定各执行构件的动作和各动作的相互协调关系,即进行机械运动方案设计和机械简图设计。
该阶段总的任务:完成产品的总体设计、部件、零件设计、完成交付制造的和施工的图样资料,同时编制全套技术文件。
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2、具体工作:
如果说功能原理设计是产品创新和保证质量的关键,则实用化设计就是得到高质量产品的保证。在实用化设计阶段。工作既要具体化又要精细化,要处理大量的结构设计等方面的问题,主要有:
零部件的形状、装配关系、材料选择、尺寸大小、加工要求、表面处理、总体布置、安装等。这些问题处理合理与否,对产品功能、性能指标和技术经济指标,对机器的强度、刚度、寿命、对靠性、振动、噪声等有着直接的影响。