材料加工新技術(shù)與新工藝反求設(shè)計(jì)

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)系第八章反求設(shè)計(jì)反求工程(ReverseEngineering)是針對(duì)消化吸收先進(jìn)技術(shù)的一系列分析方法和應(yīng)用技術(shù)的組合。8.1概述反求設(shè)計(jì)(ReverseDesign)是以先進(jìn)的產(chǎn)品或技術(shù)作為對(duì)象，進(jìn)行深入的分析研究，探索掌握其關(guān)鍵技術(shù)，在消化、吸收的基礎(chǔ)上，開發(fā)出同類型創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。反求設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)剖析原產(chǎn)品時(shí)在“求”上狠下功夫，吃透原設(shè)計(jì)；而再設(shè)計(jì)時(shí)在“改”和“創(chuàng)”上作文章，力圖在較高起點(diǎn)上設(shè)計(jì)出競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)的創(chuàng)新產(chǎn)品。反求設(shè)計(jì)分為兩個(gè)階段：8.1概述

反求階段：通過對(duì)原有產(chǎn)品的剖析，知其所以然。吸取其技術(shù)精華、關(guān)鍵技術(shù)，達(dá)到為我所用。分析原有產(chǎn)品的技術(shù)矛盾，為改進(jìn)或創(chuàng)新設(shè)計(jì)提出方向。

再設(shè)計(jì)階段：進(jìn)行二次設(shè)計(jì)(再設(shè)計(jì))，開發(fā)出同類型的創(chuàng)新產(chǎn)品。反求設(shè)計(jì)的過程：8.1概述8.2.1宏觀分析8.2產(chǎn)品反求分析的思路和內(nèi)容機(jī)電產(chǎn)品系統(tǒng)的功能體現(xiàn)為能量、物料、信息的變化，且系統(tǒng)與周圍環(huán)境有密切聯(lián)系。剖析產(chǎn)品時(shí)首先要抓住能量、物料、信息、環(huán)境這四個(gè)基本方面分析其工作原理和產(chǎn)品特點(diǎn)。根據(jù)能量、物料、信息輸入和輸出的變化，分析產(chǎn)品系統(tǒng)的總功能和主要的輔助功能。8.2.1宏觀分析8.2產(chǎn)品反求分析的思路和內(nèi)容根據(jù)能量流、物流、信息流的途徑，分析系統(tǒng)中動(dòng)力源、傳動(dòng)系統(tǒng)(驅(qū)動(dòng)器)、執(zhí)行系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的具體組成和特點(diǎn)。

1．探索產(chǎn)品設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想8.2.2詳細(xì)分析

一些家用產(chǎn)品往往從擴(kuò)展功能、降低成本、精美造型等方面提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

為降低成本、便于使用，許多產(chǎn)品以“小型化”作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。

為貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，強(qiáng)調(diào)節(jié)能、保護(hù)環(huán)境，綠色設(shè)計(jì)從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、加工、裝配、使用、報(bào)廢整個(gè)壽命周期充分考慮產(chǎn)品的環(huán)境屬性，防止影響環(huán)境的噪聲或廢棄物產(chǎn)生，使零件或材料在產(chǎn)品達(dá)到壽命周期時(shí)以最高附加值回收并重復(fù)利用。

1．探索產(chǎn)品設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想8.2.2詳細(xì)分析

隨著人民生活水平的提高，人的價(jià)值觀從重視物質(zhì)發(fā)展到重視精神，商品不僅滿足需要而且要使人舒服，考慮宜人因素的舒適性設(shè)計(jì)也提到日程上來。

發(fā)展系列產(chǎn)品是滿足多品種、低成本、短開發(fā)周期以提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的有效手段。2．．原原理理方方案案分分析析8.2.2詳詳細(xì)細(xì)分分析析各種種產(chǎn)產(chǎn)品品是是針針對(duì)對(duì)其其功功能能要要求求進(jìn)進(jìn)行行設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的。。在在功功能能分分析析的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上了了解解現(xiàn)現(xiàn)有有原原理理方方案案的的工工作作原原理理和和機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)組組成成，，探探索索其其構(gòu)構(gòu)思思過過程程和和特特點(diǎn)點(diǎn)，，并并進(jìn)進(jìn)一一步步研研究究實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)同同樣樣功功能能新新的的原原理理解解法法。。分析析原原理理方方案案首首先先掌掌握握?qǐng)?zhí)執(zhí)行行系系統(tǒng)統(tǒng)的的特特點(diǎn)點(diǎn)，，可可從從動(dòng)動(dòng)力力源源、、傳傳動(dòng)動(dòng)系系統(tǒng)統(tǒng)、、測(cè)測(cè)量量系系統(tǒng)統(tǒng)、、控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)等等方方面面逐逐項(xiàng)項(xiàng)分分析析，，并并了了解解各各路路間間的的聯(lián)聯(lián)系系和和接接口口。。3．．結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析8.2.2詳詳細(xì)細(xì)分分析析零部部件件是是功功能能載載體體，，其其結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)首首先先要要滿滿足足功功能能的的需需要要。。分析析結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)同同時(shí)時(shí)要要考考慮慮提提高高性性能能(提提高高強(qiáng)強(qiáng)度度、、剛剛度度、、精精度度、、壽壽命命，，減減少少磨磨損損，，降降低低噪噪聲聲等等)、、降降低低成成本本、、提提高高安安全全可可靠靠度度等等方方面面的的特特點(diǎn)點(diǎn)。。4．．材材料料分分析析8.2.2詳詳細(xì)細(xì)分分析析根據(jù)據(jù)零零件件的的功功能能、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、、加加工工工工藝藝特特點(diǎn)點(diǎn)分分析析、、鑒鑒定定材材料料及及其其熱熱處處理理方方式式。。有時(shí)時(shí)需需通通過過材材料料分分析析進(jìn)進(jìn)行行材材料料代代用用，，遵遵循循立立足足國(guó)國(guó)內(nèi)內(nèi)的的方方針針，，考考慮慮資資源源及及成成本本，，選選擇擇合合用用的的國(guó)國(guó)產(chǎn)產(chǎn)材材料料。。代代用用的的原原則則是是首首先先滿滿足足力力學(xué)學(xué)、、物物理理性性能能，，其其次次滿滿足足化化學(xué)學(xué)成成分分的的要要求求，，并并參參照照其其他他同同類類產(chǎn)產(chǎn)品品，，確確定定代代用用材材料料的的牌牌號(hào)號(hào)及及技技術(shù)術(shù)條條件件。。5．．形形體體尺尺寸寸分分析析8.2.2詳詳細(xì)細(xì)分分析析對(duì)于于實(shí)實(shí)物物或或圖圖紙紙，，測(cè)測(cè)量量分分析析零零部部件件形形體體尺尺寸寸，，并并用用圖圖紙紙表表達(dá)達(dá)或或利利用用計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)儲(chǔ)儲(chǔ)存存信信號(hào)號(hào)。。對(duì)對(duì)于于圖圖像像，，通通過過透透視視法法求求得得尺尺寸寸之之間間的的比比例例，，再再按按參參照照物物確確定定各各尺尺寸寸。。6．．外外觀觀造造型型分分析析8.2.2詳詳細(xì)細(xì)分分析析造型型設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)和和分分析析的的基基本本原原則則是是實(shí)實(shí)用用、、經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)、、美美觀觀，，首首先先要要滿滿足足功功能能要要求求。。而而通通常常的的美美學(xué)學(xué)原原理理如如合合理理的的尺尺度度、、比比例例，，造造型型上上的的對(duì)對(duì)稱稱與與均均衡衡，，穩(wěn)穩(wěn)定定與與輕輕巧巧，，統(tǒng)統(tǒng)一一與與變變化化，，節(jié)節(jié)奏奏與與韻韻律律等等也也應(yīng)應(yīng)作作為為分分析析時(shí)時(shí)的的參參考考難難則則。。色彩能美美化產(chǎn)品品并引起起感情效效果。對(duì)對(duì)有關(guān)產(chǎn)產(chǎn)品色調(diào)調(diào)的選擇擇與配色色、色彩彩的對(duì)比比與調(diào)和和等方面面作相應(yīng)應(yīng)分析，，有利于于了解它它的設(shè)計(jì)計(jì)風(fēng)格。。7．工藝和精精度分析8.2.2詳詳細(xì)分析析許多先進(jìn)設(shè)備備的關(guān)鍵技術(shù)術(shù)是先進(jìn)的工工藝，分析產(chǎn)產(chǎn)品的加工過過程和關(guān)鍵工工藝十分必要要。在此基礎(chǔ)礎(chǔ)上選擇合理理工藝參數(shù)，，確定新設(shè)計(jì)計(jì)產(chǎn)品的制造造工藝方法。。各種構(gòu)件都由由表面形狀、、尺寸、元素素的相對(duì)位置置所確定，在在反求過程中中對(duì)尺寸精度度、形狀誤差差和相對(duì)位置置誤差要進(jìn)行行必要的分析析。8．工作性能能分析8.2.2詳詳細(xì)分析析對(duì)產(chǎn)品的主要要工作性能如如強(qiáng)度、剛度度、精度、壽壽命等要進(jìn)行行試驗(yàn)測(cè)定，，掌握其設(shè)計(jì)計(jì)和設(shè)計(jì)規(guī)范范。9．其他8.2.2詳詳細(xì)分析析包括使用、維維護(hù)、包裝技技術(shù)等。先進(jìn)的產(chǎn)品應(yīng)應(yīng)具有良好的的使用性能和和維護(hù)性能。。8.2.3關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的的分析和反求求某些機(jī)電產(chǎn)品品往往來用一一些非同一般般的技術(shù)手段段，以達(dá)到同同類產(chǎn)品難以以達(dá)到的技術(shù)術(shù)水平，體現(xiàn)現(xiàn)特色，提高高其競(jìng)爭(zhēng)能力力。這些技術(shù)術(shù)常稱為關(guān)鍵鍵技術(shù)(KnowHow)。對(duì)研究對(duì)象進(jìn)進(jìn)行反求分析析，最重要的的是探求其關(guān)關(guān)鍵技術(shù)———關(guān)鍵功能、、關(guān)鍵原理、、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)、、關(guān)鍵材料等等。掌握關(guān)鍵鍵技術(shù)是進(jìn)一一步提高產(chǎn)品品水平的前提提。8.2.3關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的的分析和反求求1．關(guān)鍵功能能的分析分析產(chǎn)品的各各項(xiàng)功能要重重點(diǎn)抓主要功功能，而其中中一些關(guān)鍵功功能的解決對(duì)對(duì)產(chǎn)品的水平平和特色起決決定性的作用用。自支承齒輪泵泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，，成本低。其其關(guān)鍵功能是是“支承”。。泵中沒有軸軸承，如何解解決齒輪與泵泵體之間的支支承就是它的的關(guān)鍵技術(shù)。。8.2.3關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的的分析和反求求1．關(guān)鍵功能能的分析八音盒機(jī)芯動(dòng)動(dòng)力為卷簧，，通過傳動(dòng)齒齒輪帶動(dòng)音鼓鼓回轉(zhuǎn)，撥動(dòng)動(dòng)音鍵奏出美美妙的音樂。。其中控制音音鼓均勻回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的“調(diào)速””功能是關(guān)鍵鍵功能。不同同的八音盒機(jī)機(jī)芯往往采用用不同的調(diào)速速機(jī)構(gòu)，突出出自己的設(shè)計(jì)計(jì)特點(diǎn)。8.2.3關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的的分析和反求求2．關(guān)鍵原理理的分析產(chǎn)品的同一功功能可以選用用不同的原理理方案。某些些產(chǎn)品在工作作原理上實(shí)現(xiàn)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)形形成特色。8.2.3關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的的分析和反求求2．關(guān)鍵原理理的分析對(duì)連續(xù)運(yùn)動(dòng)中中固態(tài)物料流流量的測(cè)量，，一般機(jī)械測(cè)測(cè)量裝置都不不令人滿意。。近年來我國(guó)國(guó)開發(fā)的核子子秤，利用物物質(zhì)吸收Y射射線的原理，，出色地完成成非接觸連續(xù)續(xù)計(jì)量的任務(wù)務(wù)，成為具有有國(guó)際水平的的高技術(shù)產(chǎn)品品。8.2.3關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的的分析和反求求2．關(guān)鍵原理理的分析在無發(fā)動(dòng)機(jī)的的慣性玩具汽汽車中，除用用飛輪(慣性性輪)存貯動(dòng)動(dòng)力外，還利利用慣性原理理使汽車遇到到障礙物反向向行駛。其中中飛輪及小齒齒輪所在軸A沿軸向可滑滑移。圖a為向前行駛狀狀態(tài)。車遇障障礙物后，由由于慣性，滑滑移軸前沖，，達(dá)到圖b位置，小齒輪輪與冕狀齒輪輪另一側(cè)相嚙嚙合，使車輪輪反轉(zhuǎn)倒行。。8.2.3關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的的分析和反求求3．關(guān)鍵結(jié)構(gòu)構(gòu)的分析某些產(chǎn)品以巧巧妙的結(jié)構(gòu)形形成關(guān)鍵技術(shù)術(shù)。代替鋼梁的一一種三角柱狀狀構(gòu)件。柱的的三種組件均均在其強(qiáng)度最最大的方向承承受載荷，等等強(qiáng)度下其重重量?jī)H為同材材料鋼梁的1／4.5。。8.2.3關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的的分析和反求求4．關(guān)鍵材料料的分析一些產(chǎn)品中采采用特殊材料料形成關(guān)鍵技技術(shù)。形狀記憶合金金等具有記憶憶形狀的特點(diǎn)點(diǎn)。8.2.4不不同反求求對(duì)象的分析析特點(diǎn)根據(jù)反求的對(duì)對(duì)象不同可分分為實(shí)物反求求、軟件反求求和影像反求求三種:1．實(shí)物反求求實(shí)物物可為設(shè)備、、部件、零件件。實(shí)物反求求對(duì)象最具體體，具有較好好的分析條件件。2．軟件反求求軟件件指產(chǎn)品圖紙紙，技術(shù)資料料文件，產(chǎn)品品樣本、說明明書等。3．影像反求求根據(jù)據(jù)照片、圖片片、影視畫面面等影像資料料進(jìn)行產(chǎn)品反反求設(shè)計(jì)稱為為影像反求。。8.2.4不不同反求求對(duì)象的分析析特點(diǎn)1．實(shí)物反求求實(shí)物反求時(shí)先先對(duì)有關(guān)產(chǎn)品品進(jìn)行外觀分分析和性能試試驗(yàn)。在功能能分析、原理理方案分析的的基礎(chǔ)上按部部件、組件、、零件逐步解解體，測(cè)求各各零件的材料料、結(jié)構(gòu)、形形狀、尺寸和和零件之間的的組裝關(guān)系。。根據(jù)需要分析析零件的加工工工藝和精度度。通過全面面反求，掌握握產(chǎn)品的關(guān)鍵鍵技術(shù)和存在在的矛盾及不不足。8.2.4不不同反求求對(duì)象的分析析特點(diǎn)2．軟件反求求通過軟件反求求一般可知產(chǎn)產(chǎn)品的功能、、原理方案和和結(jié)構(gòu)組成，，若有零件圖圖則可詳細(xì)了了解零件的材材料、尺寸、、精度。為分析產(chǎn)品或或零件性能需需要進(jìn)行適當(dāng)當(dāng)?shù)挠?jì)算和模模擬試驗(yàn)。對(duì)于外國(guó)產(chǎn)品品應(yīng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)換算和材料料國(guó)產(chǎn)牌號(hào)代代換。8.2.4不不同反求求對(duì)象的分析析特點(diǎn)3．影像反求求通過影像資料料得到的設(shè)計(jì)計(jì)信息最少，，反求難度最最大，要求設(shè)設(shè)計(jì)者具有較較豐富的設(shè)計(jì)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。。根據(jù)影像資料料可得到一些些設(shè)計(jì)概念，，引導(dǎo)人們?nèi)トミM(jìn)行創(chuàng)新設(shè)設(shè)計(jì)。首先根據(jù)產(chǎn)品品的工作要求求分析其功能能和原理方案案。如從執(zhí)行行系統(tǒng)的動(dòng)作作和原動(dòng)機(jī)情情況分析傳動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)的功能能和組成機(jī)構(gòu)構(gòu)。分析產(chǎn)品的結(jié)結(jié)構(gòu)和材料，，往往要根據(jù)據(jù)其外部已知知信息，參照照功能和工作作原理進(jìn)行推推理。8.3二二次設(shè)計(jì)在分析反求已已有產(chǎn)品的基基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)設(shè)計(jì)，稱之為為“再設(shè)計(jì)””或“二次設(shè)設(shè)計(jì)”。進(jìn)行二次設(shè)計(jì)計(jì)與一般創(chuàng)新新設(shè)計(jì)相同。。在各個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)階段進(jìn)行多多方案分析，，盡量利用先先進(jìn)的設(shè)計(jì)理理論和方法，，探索新原理理、新機(jī)構(gòu)、、新結(jié)構(gòu)、新新材料，力爭(zhēng)爭(zhēng)在原有設(shè)計(jì)計(jì)的基礎(chǔ)上有有所突破、有有所前進(jìn)，開開發(fā)出更具競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)性的創(chuàng)新新產(chǎn)品。二次設(shè)計(jì)包括括擬仿設(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)基本本模仿原設(shè)計(jì)計(jì)。有時(shí)在材材料國(guó)產(chǎn)化和和標(biāo)準(zhǔn)件國(guó)標(biāo)標(biāo)化方面作些些改變。8.3.1變變異設(shè)計(jì)計(jì)變異設(shè)計(jì)就是是在現(xiàn)有產(chǎn)品品基礎(chǔ)上對(duì)參參數(shù)、機(jī)構(gòu)、、結(jié)構(gòu)、材料料等改進(jìn)設(shè)計(jì)計(jì)，或進(jìn)行產(chǎn)產(chǎn)品的系列化化設(shè)計(jì)。8.3.1變變異設(shè)計(jì)計(jì)例8-1激激光分層實(shí)實(shí)體制造設(shè)備備激光分層實(shí)實(shí)體制造設(shè)備備是一種先進(jìn)進(jìn)的激光成型型設(shè)備。1)原設(shè)備分分析激光器x向運(yùn)動(dòng)：電機(jī)機(jī)5-絲杠6-滑塊13移動(dòng)(梁7上導(dǎo)軌導(dǎo)向向)。激光器y向運(yùn)動(dòng)：電機(jī)機(jī)1-絲杠2-梁7移動(dòng)動(dòng)(導(dǎo)軌9導(dǎo)導(dǎo)向)。熱壓輥y向運(yùn)運(yùn)動(dòng)：電機(jī)14-軸3-同步帶8、、11-熱壓壓輥10移動(dòng)動(dòng)(圓柱導(dǎo)軌軌4、12導(dǎo)導(dǎo)向)。矛盾：y方向兩種運(yùn)動(dòng)動(dòng)不同時(shí)進(jìn)行行，是否可能能精簡(jiǎn)并共用用機(jī)構(gòu)。8.3.1變變異設(shè)計(jì)計(jì)2)二次設(shè)設(shè)計(jì)利用激光器y向運(yùn)動(dòng)的傳傳動(dòng)系統(tǒng)(電電機(jī)1，絲杠杠2，梁7)和熱壓輥y向運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)導(dǎo)向系統(tǒng)(圓圓柱導(dǎo)軌4、、12)同時(shí)時(shí)滿足兩種y向運(yùn)動(dòng)，其其關(guān)鍵結(jié)構(gòu)是是增加鎖扣A。當(dāng)需要熱熱壓紙材時(shí)，，驅(qū)動(dòng)梁7與與梁10接觸觸，通過鎖扣扣將兩梁聯(lián)接接在一起，梁梁10即可y，向運(yùn)動(dòng)。。新方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，，在精度、、工作效率率不受影響響的前提下下大大降低低了生產(chǎn)成成本。8.3.2開發(fā)發(fā)設(shè)計(jì)開發(fā)設(shè)計(jì)就就是在分析析原有產(chǎn)品品基礎(chǔ)上，，抓住功能能的本質(zhì)，，從原理方方案開始進(jìn)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)設(shè)計(jì)。8.3.2開發(fā)發(fā)設(shè)計(jì)例8-2計(jì)計(jì)時(shí)裝裝置的反求求設(shè)計(jì)1)原裝裝置分析取機(jī)械表為為反求對(duì)象象，以各零零件作為分分功能載體體，求其解解法原理和和分功能并并分析系統(tǒng)統(tǒng)的總功能能。8.3.2開發(fā)發(fā)設(shè)計(jì)例8-2計(jì)計(jì)時(shí)裝裝置的反求求設(shè)計(jì)2)二次次設(shè)計(jì)(1)以顯顯示時(shí)間作作為總功能能求解其他他計(jì)時(shí)裝置置方案。搜搜索各分功功能的不同同解法、列列出形態(tài)學(xué)學(xué)矩陣。8.3.2開發(fā)發(fā)設(shè)計(jì)例8-2計(jì)計(jì)時(shí)裝裝置的反求求設(shè)計(jì)方案一:指指針式石石英電子表表微型電池(化學(xué)能一一電能)-石英晶體振振蕩器(電電磁擺)-輪系-指針刻度-旋鈕8.3.2開發(fā)發(fā)設(shè)計(jì)例8-2計(jì)計(jì)時(shí)裝裝置的反求求設(shè)計(jì)方案二：液液晶式石英英電子鐘電能-石英晶體振振蕩器(電電磁擺)-驅(qū)動(dòng)電路-液晶數(shù)字顯顯示-按鈕8.3.2開發(fā)發(fā)設(shè)計(jì)例8-2計(jì)計(jì)時(shí)裝裝置的反求求設(shè)計(jì)2)二次次設(shè)計(jì)(2)進(jìn)一一步創(chuàng)新設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)裝置的的功能是顯顯示時(shí)間，，抓住其功功能本質(zhì)可可進(jìn)一步開開發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)產(chǎn)品。電波波表由國(guó)家家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室原子鐘鐘(精度百百萬分之一一秒)發(fā)出出時(shí)間無線線電波信號(hào)號(hào)，經(jīng)廣播播電臺(tái)播出出。計(jì)時(shí)裝裝置只需接接受時(shí)間信信號(hào)并顯示示信號(hào)，按按此思路設(shè)設(shè)計(jì)的電波波表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，計(jì)時(shí)時(shí)精度高，，歐洲早有有使用，我我國(guó)也成功功用于北京京中華世紀(jì)紀(jì)壇計(jì)時(shí)裝裝置。8.3.2開發(fā)發(fā)設(shè)計(jì)例8-3體體外沖擊擊波碎石機(jī)機(jī)1)體外外碎石機(jī)的的分析70年代末末、80年年代初聯(lián)邦邦德國(guó)科學(xué)學(xué)家首先開開發(fā)出體外外碎石機(jī)，，患者躺在在特制的溫溫水槽中，，經(jīng)約一分分鐘放電，，體內(nèi)結(jié)石石即可擊碎碎。(1)電力力液壓效應(yīng)應(yīng)(水閃電電)：兩個(gè)個(gè)電極在水水里進(jìn)行高高壓放電時(shí)時(shí)，電極附附近會(huì)產(chǎn)生生巨大壓力力，能將堅(jiān)堅(jiān)硬的寶石石擊碎。(2)橢球球焦點(diǎn)效應(yīng)應(yīng)：橢球一一個(gè)焦點(diǎn)發(fā)發(fā)出的波，，經(jīng)橢球面面的反射，，必在另一一焦點(diǎn)匯集集。8.3.2開發(fā)發(fā)設(shè)計(jì)例8-3體體外沖擊擊波碎石機(jī)機(jī)2)新型體體外碎石機(jī)機(jī)的開發(fā)根據(jù)原有的的體外碎石石機(jī)可分析析其功能，，而其中關(guān)關(guān)鍵功能為為產(chǎn)生沖擊擊波、聚波波、測(cè)位(確定結(jié)石石部位)三三項(xiàng)：8.3.2開發(fā)發(fā)設(shè)計(jì)例8-3體體外沖擊擊波碎石機(jī)機(jī)2)新型體體外碎石機(jī)機(jī)的開發(fā)北京某廠在在分析原機(jī)機(jī)的基礎(chǔ)上上開發(fā)出ESWL-III/ZM型體外沖擊擊波碎石機(jī)機(jī)，沖擊波波的產(chǎn)半及及聚波原理理與德國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品相同，，但提高了了性能，可可發(fā)出質(zhì)量量較高的沖沖擊波形，，其關(guān)鍵技技術(shù)采用B超與X射線雙重定定位測(cè)位技技術(shù)。8.3.2開發(fā)發(fā)設(shè)計(jì)例8-3體體外沖擊擊波碎石機(jī)機(jī)2)新型體體外碎石機(jī)機(jī)的開發(fā)法國(guó)開發(fā)的的新型碎石石機(jī)擊石振振動(dòng)源改為為超聲波發(fā)發(fā)生器，沖沖擊波為超超聲波，集集波方式為為拋物面聚聚焦，也很很有特色。。8.4計(jì)計(jì)算機(jī)輔輔助反求設(shè)設(shè)計(jì)對(duì)于實(shí)物零零件進(jìn)行參參數(shù)、形體體測(cè)量，通通過計(jì)算機(jī)機(jī)根據(jù)測(cè)量量數(shù)據(jù)重構(gòu)構(gòu)出實(shí)物的的CAD模模型。對(duì)于影像資資料，則可可利用攝像像機(jī)將照片片中的圖像像信息輸入入計(jì)算機(jī)，，經(jīng)過一定定處理變換換得到立體體的圖像和和尺寸，從從而反求出出其形體和和CAD模模型。根據(jù)測(cè)量數(shù)數(shù)據(jù)，通過過數(shù)控機(jī)床床加工出立立體實(shí)物；；或輸入激激光分層實(shí)實(shí)體制造設(shè)設(shè)備，利用用堆積成型型的原理，，快速形成成三維實(shí)體體零件。8.4計(jì)計(jì)算機(jī)輔輔助反求設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)物的計(jì)算算機(jī)輔助反反求設(shè)計(jì)過過程如下：：1．?dāng)?shù)據(jù)測(cè)測(cè)量采用三坐標(biāo)標(biāo)測(cè)量機(jī)、、坐標(biāo)高速速掃描儀、、激光掃描描儀或3D數(shù)字儀等等儀器，測(cè)測(cè)量有關(guān)實(shí)實(shí)物零件表表面的形狀狀和尺寸，，將物理模模型轉(zhuǎn)化為為測(cè)量數(shù)據(jù)據(jù)點(diǎn)。2．?dāng)?shù)據(jù)處處理利用數(shù)字化化數(shù)據(jù)處理理系統(tǒng)將大大量的測(cè)量量數(shù)據(jù)進(jìn)行行編輯處理理，刪除噪噪聲點(diǎn)，增增加必要的的補(bǔ)償點(diǎn)，，進(jìn)行數(shù)據(jù)據(jù)點(diǎn)加密和和精化，并并提供幾種種坐標(biāo)變換換(平移、、旋轉(zhuǎn)、縮縮放、鏡面面對(duì)稱等)。8.4計(jì)計(jì)算機(jī)輔輔助反求設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)物的計(jì)算算機(jī)輔助反反求設(shè)計(jì)過過程如下：：3．?dāng)?shù)據(jù)輸輸出1)建立CAD模型：通過過曲面擬合合、曲面重重構(gòu)、三維維建模建立立相應(yīng)的CAD幾何模型。。2)產(chǎn)生NC軌跡：對(duì)有有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行刀具軌軌跡編輯，，產(chǎn)生NC軌跡，進(jìn)行行機(jī)械加工工?；蛐纬沙蒘TL文件，將信信號(hào)輸入有有關(guān)設(shè)備進(jìn)進(jìn)行快速原原型制造。。8.5反反求設(shè)計(jì)計(jì)案例例8-4倒倒車燈燈開關(guān)的反反求設(shè)計(jì)1)原產(chǎn)產(chǎn)品分析

壓力經(jīng)1、4、3、6、7、10傳到回位彈簧11，頂桿1受力壓下行程在1mm以內(nèi)時(shí)，銅頂柱3推動(dòng)小彈簧6使其產(chǎn)生變形，回位彈簧H則因預(yù)加載荷其彈力仍大于小彈簧6，維持原來形狀尺寸，使觸點(diǎn)對(duì)8保持閉合；只有當(dāng)頂桿1繼續(xù)受壓，其行程大于1mm后，回位彈簧11產(chǎn)生壓縮變形，使觸點(diǎn)對(duì)8脫開。釋放壓力后，頂桿I復(fù)位，電路閉合。8.5反反求設(shè)計(jì)計(jì)案例例8-4倒倒車燈燈開關(guān)的反反求設(shè)計(jì)1)原產(chǎn)產(chǎn)品分析制造后發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)基本本開閉功能能的關(guān)鍵零零件是兩個(gè)個(gè)彈簧，而而彈簧的變變形和力參參數(shù)難以保保證，裝配配工藝性差差，靠裝配配工調(diào)整頂頂圈7的位位置來改變變兩個(gè)彈簧簧的力，質(zhì)質(zhì)量不穩(wěn)定定，倒車燈燈開關(guān)性能能很難控制制。8.5反反求求設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)案案例例例8-4倒倒車車燈燈開開關(guān)關(guān)的的反反求求設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)2)二二次次設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)(2)功功能能分分析析采用用功功能能分分析析方方法法，，對(duì)對(duì)產(chǎn)產(chǎn)品品主主要要功功能能進(jìn)進(jìn)行行分分析析研研究究，，繪繪出出功功能能系系統(tǒng)統(tǒng)圖圖，，按按功功能能系系統(tǒng)統(tǒng)分分解解出出各各個(gè)個(gè)功功能能部部(零零)件件，，根根據(jù)據(jù)產(chǎn)產(chǎn)品品技技術(shù)術(shù)要要求求或或有有關(guān)關(guān)資資料料，，對(duì)對(duì)產(chǎn)產(chǎn)品品性性能能、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、、功功能能、、特特性性等等進(jìn)進(jìn)行行消消化化、、吸吸收收，，掌掌握握設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)中中需需解解決決的的關(guān)關(guān)鍵鍵問問題題。。8.5反反求求設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)案案例例例8-4倒倒車車燈燈開開關(guān)關(guān)的的反反求求設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)2)二二次次設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)(2)功功能能分分析析從功功能能系系統(tǒng)統(tǒng)圖圖中中可可以以看看出出，，通通斷斷電電路路是是開開關(guān)關(guān)的的基基本本功功能能；；保保證證復(fù)復(fù)位位、、密密封封防防油油是是保保證證基基本本功功能能所所不不可可缺缺少少的的輔輔助助功功能能。。在在改改進(jìn)進(jìn)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)，，必必須須保保證證上上述述必必要要功功能能的的實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。。8.5反反求求設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)案案例例例8-4倒倒車車燈燈開開關(guān)關(guān)的的反反求求設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)2)二二次次設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)(2)功功能能分分析析小彈彈簧簧和和回回位位彈彈簧簧同同時(shí)時(shí)完完成成通通斷斷電電路路和和保保證證復(fù)復(fù)位位功功能能，，是是關(guān)關(guān)鍵鍵功功能能元元件件。。8.5反反求求設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)案案例例例8-4倒倒車車燈燈開開關(guān)關(guān)的的反反求求設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)2)二二次次設(shè)計(jì)計(jì)(3)方案案的評(píng)評(píng)價(jià)和和選優(yōu)優(yōu)改進(jìn)設(shè)設(shè)計(jì)中中提出出三個(gè)個(gè)不同同的方方案，，組織織技術(shù)術(shù)、質(zhì)質(zhì)檢、、生產(chǎn)產(chǎn)、財(cái)財(cái)務(wù)等等部門門專業(yè)業(yè)技術(shù)術(shù)人員員，對(duì)對(duì)三個(gè)個(gè)方案案進(jìn)行行評(píng)價(jià)價(jià)，選選出最最優(yōu)方方案。。a．評(píng)評(píng)價(jià)目目標(biāo)和和加權(quán)權(quán)系數(shù)數(shù)9、靜夜四四無鄰，，荒居舊舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨雨中中黃黃葉葉樹樹，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。14:16:1914:16:1914:1612/29/20222:16:19PM11、以我獨(dú)沈久久，愧君相見見頻。。12月-2214:16:1914:16Dec-2229-Dec-2212、故故人人江江海海別別，，幾幾度度隔隔山山川川。。。。14:16:1914:16:1914:16Thursday,December29,202213、乍見翻翻疑夢(mèng)，，相悲各各問年。。。12月-2212月-2214:16:1914:16:19December29,202214、他鄉(xiāng)生生白發(fā)，，舊國(guó)見見青山。。。29十十二月20222:16:19下午午14:16:1912月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月222:16下下午12月-2214:16December29,202216、行動(dòng)出成成果，工作作出財(cái)富。。。2022/12/2914:16:1914:16:1929December202217、做前，，能夠環(huán)環(huán)視四周周；做時(shí)時(shí)，你只只能或者者最好沿沿著以腳腳為起點(diǎn)點(diǎn)的射線線向前。。。2:16:20下午午2:16下午午14:16:2012月-229、沒有失失敗，只只有暫時(shí)時(shí)停止成成功！。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有結(jié)結(jié)果果，，但但是是不不努努力力卻卻什什么么改改變變也也沒沒有有。。。。14:16:2014:16:2014:1612/29/20222:16:20PM11、成功就是是日復(fù)一日日那一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小努力力的積累。。。12月-2214:16:2014:16Dec-2229-Dec-2212、世間成事事，不求其其絕對(duì)圓滿滿，留一份份不足，可可得無限完完美。。14:16:2014:16:2014:16Thursday,December29,202213、不知知香積積寺，，數(shù)里里入云云峰。。。12月月-2212月月-2214:16:2014:16:20December29,202214