第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)-先進(jìn)制造技術(shù)課件

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件

第2章現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)

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2.1概述Introduction第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件以社會需求為目標(biāo)，在一定設(shè)計原則的約束下，利用設(shè)計方法和手段創(chuàng)造出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的過程。指在設(shè)計過程中解決具體設(shè)計問題的各種方法和手段。相繼經(jīng)歷了直覺設(shè)計階段—經(jīng)驗設(shè)計階段—半理論半經(jīng)驗設(shè)計（傳統(tǒng)設(shè)計）階段。產(chǎn)品設(shè)計

設(shè)計技術(shù)2.1.1先進(jìn)設(shè)計技術(shù)的內(nèi)涵

先進(jìn)設(shè)計技術(shù)以滿足應(yīng)市產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、時間、成本／價格綜合效益最優(yōu)為目的，以計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)為主體，以知識為依托，以多種科學(xué)方法及技術(shù)為手段，研究、改進(jìn)、創(chuàng)造產(chǎn)品活動過程所用到的技術(shù)群體的總稱。第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件2.1.2先進(jìn)設(shè)計技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件包括運動學(xué)、靜力學(xué)、動力學(xué)、材料力學(xué)、熱力學(xué)、電磁學(xué)、工程數(shù)學(xué)等。指計算機(jī)支持的設(shè)計技術(shù)，包括：計算機(jī)輔助X

。優(yōu)化設(shè)計，有限元分析，模擬仿真，虛擬設(shè)計，工程數(shù)據(jù)庫，快速響應(yīng)設(shè)計等。基礎(chǔ)技術(shù)

主體技術(shù)2.1.2先進(jìn)設(shè)計技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)

支撐技術(shù)主要包括：①現(xiàn)代設(shè)計理論與方法。包括模塊化設(shè)計、價值工程、反求工程、綠色設(shè)計、面向?qū)ο笤O(shè)計、可靠性設(shè)計等。②設(shè)計試驗技術(shù)。應(yīng)用技術(shù)針對實用目的解決各類具體產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域的技術(shù)，如機(jī)床、汽車、工程機(jī)械等設(shè)計的知識和技術(shù)。第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件靜態(tài)的設(shè)計原理向動態(tài)的延伸，經(jīng)驗、類比的設(shè)計方法向精確的、優(yōu)化的方法延伸，而且設(shè)計范疇也在不斷擴(kuò)大。

現(xiàn)代的機(jī)械產(chǎn)品，如數(shù)控機(jī)床、加工中心、工業(yè)機(jī)器人等，正朝著機(jī)電一體化，物質(zhì)、能量、信息一體化，集成化，模塊化方向發(fā)展，從而對產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性、穩(wěn)定性、穩(wěn)健性及效益等均提出更為嚴(yán)格的要求。

2.1.1先進(jìn)設(shè)計技術(shù)的特征

是傳統(tǒng)設(shè)計理論與方法的繼承、延伸與擴(kuò)展

多種設(shè)計技術(shù)、理論與方法的交叉與綜合設(shè)計手段的計算機(jī)化

已從計算機(jī)輔助計算和繪圖發(fā)展到優(yōu)化設(shè)計、并行設(shè)計、三維特征建模、面向制造與裝配的設(shè)計制造一體化，形成了CAD、CAPP、CAM的集成化、網(wǎng)絡(luò)化和可視化。第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件采用可靠性設(shè)計描述載荷等隨機(jī)因素的分布規(guī)律，通過有限元法、動態(tài)分析等分析工具和建模手段，從而得到比較符合實際工況的真實解，提高了設(shè)計的精確化程度。

2.1.1先進(jìn)設(shè)計技術(shù)的特征

設(shè)計結(jié)果的精確化設(shè)計過程的并行化

、智能化并行設(shè)計的核心是在產(chǎn)品設(shè)計階段就考慮產(chǎn)品生命周期中的所有因素，強調(diào)對產(chǎn)品設(shè)計及其相關(guān)過程進(jìn)行并行的、集成的一體化設(shè)計，使產(chǎn)品開發(fā)一次成功，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。智能CAD系統(tǒng)是模擬人腦對知識處理，并拓展了人在設(shè)計過程中的智能活動。原來由人完成的設(shè)計過程，已轉(zhuǎn)變?yōu)橛扇撕陀嬎銠C(jī)友好結(jié)合共同完成的智能設(shè)計活動。

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件人們對產(chǎn)品質(zhì)量除要求滿足一定功能外，對可靠性、合理的壽命、便于使用和維護(hù)等也提出了更高的要求，并要符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法律和生態(tài)環(huán)境要求。這就需要對產(chǎn)品進(jìn)行動態(tài)的、多變量的、全方位的可信性設(shè)計。

2.1.1先進(jìn)設(shè)計技術(shù)的特征

面向產(chǎn)品生命周期全過程的可信性設(shè)計多種設(shè)計試驗技術(shù)的綜合運用

根據(jù)不同產(chǎn)品的特點和要求，進(jìn)行物理模型試驗、動態(tài)試驗、可靠性試驗、產(chǎn)品環(huán)保性能試驗等；借助功能強大的計算機(jī)，在建立數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，對產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)字仿真試驗和虛擬現(xiàn)實試驗，預(yù)測產(chǎn)品的性能；亦可運用快速原型技術(shù)，直接利用CAD數(shù)據(jù)，將材料快速成形為三維實體模型，該模型可直接用于設(shè)計外觀評審或裝配試驗，第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件

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2.2

CAD技術(shù)

CADTechnology第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件CAD的功能與含義

是以計算機(jī)為工具，處理產(chǎn)品設(shè)計過程中的圖形和數(shù)據(jù)信息，過程的輔助完成產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)。產(chǎn)品的造型、裝配、工程圖繪制；產(chǎn)品渲染、動態(tài)顯示；工程分析，如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、運動仿真等。內(nèi)容包括

與大CAD技術(shù)的核心是幾何模型的建立。CAD系統(tǒng)為用戶提供了顏色、網(wǎng)格、圖層等輔助功能，提供了縮放、平移、旋轉(zhuǎn)等各種圖形變換工具，提供了各種渲染、動畫等可視化操作。2.2.1計算機(jī)輔助設(shè)計的概念第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件CAD技術(shù)的特征CAD技術(shù)強調(diào)產(chǎn)品設(shè)計過程中計算機(jī)的支持和參與

強調(diào)計算機(jī)的輔助作用

CAD系統(tǒng)不可能也沒有必要涉及產(chǎn)品設(shè)計的所有環(huán)節(jié)CAD技術(shù)的優(yōu)越性大大提高設(shè)計質(zhì)量

提高設(shè)計生產(chǎn)率，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期

較大幅度地降低生產(chǎn)成本

將技術(shù)人員從繁重的計算、繪圖、修改工作中解放出來

2.2.1計算機(jī)輔助設(shè)計的概念第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件產(chǎn)品的造型建模技術(shù)

2.2.2CAD的關(guān)鍵技術(shù)CAD的造型建模過程也就是對被設(shè)計對象進(jìn)行描述，并用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲在計算機(jī)內(nèi)．以建立計算機(jī)內(nèi)部模型的過程。被設(shè)計對象的造型建模技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)歷了線框模型、表面(曲面)模型、實體建模(SolidModelling)、特征造型(FeatureModelling)、特征參數(shù)模型、產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型的演變過程。特征造型具有：①能更好地表達(dá)統(tǒng)一完整的產(chǎn)品信息；②能更好地體現(xiàn)設(shè)計意圖，使產(chǎn)品模型便于理解和組織生產(chǎn)；③有助于加強產(chǎn)品設(shè)計、分析、加工制造、檢驗等各個部門之間的聯(lián)系。

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件CAD技術(shù)的集成體現(xiàn)在以下幾個方面CAD與CAE集成、CAD與CAPP／CAM的集成、CAD與PDM的集成、CAD與ERP等軟件模塊集成，為企業(yè)提供了產(chǎn)品生產(chǎn)制造一體化解決方案，推動企業(yè)信息化進(jìn)程。將CAD技術(shù)的算法、功能模塊以至整個系統(tǒng)，以專用芯片的形式加以固化，一方面可提高CAD系統(tǒng)的運行效率，另一方面可供其他系統(tǒng)直接調(diào)用。

CAD在網(wǎng)絡(luò)計算環(huán)境下實現(xiàn)異地、異構(gòu)系統(tǒng)的企業(yè)間集成，如全球化設(shè)計、虛擬設(shè)計、虛擬制造以及虛擬企業(yè)就是該集成層次的具體體現(xiàn)。

2.2.2CAD的關(guān)鍵技術(shù)CAD與其它CAX系統(tǒng)的集成技術(shù)第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件計算機(jī)輔助產(chǎn)品的概念設(shè)計

2.2.3CAD的研究熱點

概念設(shè)計涉及產(chǎn)品的基本功能、動作原理和結(jié)構(gòu)要素，需要考慮產(chǎn)品的價格、性能、可靠性、安全性等目標(biāo)；概念設(shè)計所涉及的設(shè)計需求和各種約束往往是不精確的或未知的。概念設(shè)計的上述特征和要求，給CAD技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用帶來很大難度和挑戰(zhàn)。為使CAD技術(shù)有效地支持概念設(shè)計，需要解決建模和推理兩大技術(shù)難題。

建模技術(shù)，是需要對產(chǎn)品的功能、動作和結(jié)構(gòu)等要素及其相互間的關(guān)系進(jìn)行完整、清晰描述

推理就是根據(jù)用戶的需求和給定的條件進(jìn)行產(chǎn)品的功能設(shè)計，生成和選擇合適的產(chǎn)品設(shè)計方案。第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件計算機(jī)支持的協(xié)同設(shè)計

2.2.3CAD的研究熱點

計算機(jī)支持的協(xié)同設(shè)計，便于設(shè)計成員間的思想交流，能及時發(fā)現(xiàn)各設(shè)計組成部分之間的矛盾和沖突，并能及時地加以協(xié)調(diào)和解決。協(xié)同設(shè)計有利于避免或減少設(shè)計工作的反復(fù)，提高產(chǎn)品設(shè)計的效率和質(zhì)量。計算機(jī)支持的產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計必須解決以下幾個難題：群體成員間多媒體信息傳輸實用的協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)必須能在異構(gòu)環(huán)境中運行，包括數(shù)據(jù)傳輸、工具集成，還有跨平臺的交互界面等，這需要通過標(biāo)準(zhǔn)化工作來解決。

人—人交互目前自動發(fā)現(xiàn)矛盾和沖突，并進(jìn)行自動協(xié)調(diào)和解決的技術(shù)還不成熟，因此人一人交互的手段成為必要第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件海量信息的存儲、管理和檢索技術(shù)如何快速、有效地對海量信息進(jìn)行存儲、管理和檢索，成為人們關(guān)注的焦點。傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)已難以適應(yīng)日益增長的數(shù)據(jù)管理的要求。智能CAD技術(shù)產(chǎn)品的設(shè)計是人類的一種創(chuàng)造性的活動，設(shè)計過程智能化是CAD發(fā)展的必然選擇。雖然，當(dāng)前的CAD系統(tǒng)也體現(xiàn)了一些智能的特點，這些智能與人們所期望值相比還有很大的距離。智能CAD就是將人工智能技術(shù)與CAD技術(shù)融為一體而建立的系統(tǒng)，而人類的思維模型的建立和表達(dá)還有待繼續(xù)予以研究和完善。2.2.3CAD的研究熱點

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件CAD技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的集成

虛擬現(xiàn)實(VirtualReality，VR)技術(shù)是利用計算機(jī)生成的一種模擬現(xiàn)實環(huán)境的技術(shù)，通過數(shù)據(jù)頭盔(HeadMountedDisplay)、數(shù)據(jù)手套(DataGlove)、數(shù)據(jù)衣(DataSuit)等多種傳感設(shè)備構(gòu)造虛擬環(huán)境，向設(shè)計者提供諸如視覺、聽覺、觸覺等各種直觀而又自然實時的感知。CAD技術(shù)與VR技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，能夠快速地顯示設(shè)計內(nèi)容、顯示設(shè)計對象性能特征，以及設(shè)計對象與周圍環(huán)境的關(guān)系，設(shè)計者可與虛擬設(shè)計系統(tǒng)進(jìn)行自然的交互，靈括方便地修改設(shè)計，大大提高設(shè)計效果與質(zhì)量。目前，VR技術(shù)所需的軟硬件價格還相當(dāng)昂貴。技術(shù)開發(fā)的復(fù)雜性和難度還較大，VR技術(shù)與CAD技術(shù)的集成還有待進(jìn)一步研究和完善。2.2.3CAD的研究熱點

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2.3計算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計ComputerAidedProcessPlanning

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件◆CAPP的含義：計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計是通過向計算機(jī)輸入被加工零件的幾何信息和加工工藝信息等，由計算機(jī)自動進(jìn)行編碼、編程直至最后輸出經(jīng)過優(yōu)化的零件工藝規(guī)程。可以代替工藝師的繁重勞動提高工藝規(guī)程的設(shè)計質(zhì)量

縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期

減少生產(chǎn)費用，提高經(jīng)濟(jì)效益。

CAPP是實現(xiàn)CAD/CAM集成的紐帶。◆CAPP的作用：基本概念2.3.1概述第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件2.3.1概述CAPP的內(nèi)容與步驟

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件2.3.1概述CAPP的功能模塊

零件信息描述工藝過程擬訂工藝參數(shù)計算工藝方案分析工藝文件生成毛坯選擇第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件◆零件編碼描述法：利用成組技術(shù)中的零件分類編碼對零件的一些主要設(shè)計制造特征進(jìn)行描述。

輸入操作簡單，但輸入的信息量少，適用于只需要確定工藝路線的場合

缺點是對零件信息的描述較粗糙，難以包括零件的細(xì)節(jié)，而且也不完整，只能達(dá)到將零件分類的目的。對于要求給出詳細(xì)工藝規(guī)程和采用創(chuàng)成原理實現(xiàn)的CAPP系統(tǒng)，很難依據(jù)這樣的零件設(shè)計信息做出工藝決策?！籼攸c：基于工程圖紙的交互輸入方法

2.3.2CAPP系統(tǒng)零件信息描述方法與輸入

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件圖8-1第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件◆零件特征描述法：是將組成零件的各特征逐個地并按一定順序輸入到計算機(jī)中去，在計算機(jī)內(nèi)構(gòu)成零件的數(shù)學(xué)表達(dá)。一般采用人機(jī)交互的形式把零件表面的數(shù)據(jù)輸入到計算機(jī)內(nèi)。

輸入操作較繁瑣、費時，但可以較完善、準(zhǔn)確地輸入零件的圖形信息?！籼攸c：基于工程圖紙的交互輸入方法

2.3.2CAPP系統(tǒng)零件信息描述方法與輸入

◆上述兩種方法，都是作為獨立開發(fā)的CAPP系統(tǒng)中的一個交互式輸入模塊而存在的，與其他系統(tǒng)之間沒有信息交換關(guān)系，尤其是它們均不能提供自動獲取CAD系統(tǒng)已有零件原始信息的途徑。不僅造成重復(fù)工作，也使基于這些輸入方法的CAPP系統(tǒng)無法實現(xiàn)與CAD系統(tǒng)的集成。第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件◆特征提取與模式識別：當(dāng)CAD系統(tǒng)采用實體造型方法，如CSG（結(jié)構(gòu)化實體模型）和B-rep（邊界表示法）時，為從CAD幾何模型中分離出CAPP需要的特征信息，可以在CSG和B-rep模型基礎(chǔ)上進(jìn)行特征識別。

缺點是必須要求三維CAD軟件開放其內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以便由所給出的B-rep數(shù)據(jù)創(chuàng)建AAG圖，從而得到特征信息。

◆特點：直接由CAD模型獲取產(chǎn)品零件信息2.3.2CAPP系統(tǒng)零件信息描述方法與輸入

◆這種方法較適于識別單一特征。對于組合特征、特征交差以及復(fù)雜零件上的不規(guī)則特征等則很難分離出來，在實用上受到一定限制。第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件◆基于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或自定義數(shù)據(jù)格式的特征表達(dá)

：隨著數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)如初始圖形交換標(biāo)準(zhǔn)IGES（InitialGraphicsExchangeSpecification）等的出現(xiàn)，有些CAPP系統(tǒng)利用CAD軟件生成的IGES文件格式實現(xiàn)產(chǎn)品信息的傳遞。如日本東京大學(xué)研制的TOM系統(tǒng)，清華大學(xué)開發(fā)的THCAPP系統(tǒng)等。直接由CAD模型獲取產(chǎn)品零件信息2.3.2CAPP系統(tǒng)零件信息描述方法與輸入

◆基于STEP的特征造型系統(tǒng)

。產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)STEP（StandardfortheExchangeofProductmodeldata）是正在建立和完善中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)，其宗旨是支持產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的全部信息的完整表示。STEP標(biāo)準(zhǔn)獨立于各種計算機(jī)輔助系統(tǒng)（如CAD、CAPP、CAM等），它為各系統(tǒng)提供了產(chǎn)品數(shù)據(jù)及其共享、交換的一種中性表達(dá)。第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件2.3.3派生型CAPP系統(tǒng)

基本原理

大多數(shù)派生型CAPP系統(tǒng)均采用成組技術(shù)（GT）的零件分類編碼系統(tǒng)。即利用成組技術(shù)的原理，將零件按其制造特征分為若干零件組，為每一零件組設(shè)計一個標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程，將標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程存入計算機(jī)數(shù)據(jù)庫中。在利用計算機(jī)設(shè)計一個新零件的工藝規(guī)程時，先對要編工藝規(guī)程的零件進(jìn)行分類編碼，當(dāng)把零件編碼輸入計算機(jī)后，便將檢索出相應(yīng)零件組的標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程。當(dāng)待編工藝規(guī)程零件的技術(shù)要求與標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程范圍不同時，要對標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程進(jìn)行編輯修改。因此，派生型CAPP系統(tǒng)也叫檢索式或變異式CAPP系統(tǒng)。第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件

圖8-6第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件2.3.3派生型CAPP系統(tǒng)

零件分類編碼系統(tǒng)

基本概念——零件分類編碼系統(tǒng)是用字符（數(shù)字、字母或符號）對零件有關(guān)特征進(jìn)行描述和識別的一套特定的規(guī)則和依據(jù)。

分類編碼系統(tǒng)簡介★Opitz分類編碼系統(tǒng)特點：1）結(jié)構(gòu)簡單，使用方便2）對零件形狀（特別是回轉(zhuǎn)類零件）描述較完善3）適用范圍較廣（設(shè)計、工藝、管理…）4）工藝信息反映不夠充分5）對非回轉(zhuǎn)類零件描述較粗糙★JLBM-1分類編碼系統(tǒng)（圖2-1）第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件2.3.3派生型CAPP系統(tǒng)

名稱類別粗分類0123456789回轉(zhuǎn)類零件非回轉(zhuǎn)類零件輪盤類環(huán)套類銷桿軸齒輪類異形件專用件桿條類板塊類座架類箱體類名稱類別細(xì)分類0123456789盤蓋防護(hù)蓋法蘭盤帶輪手輪離合器分度盤滾輪活塞其它回轉(zhuǎn)類零件的形狀及加工碼外部形狀加工基本形狀功能要素內(nèi)部形狀加工基本形狀功能要素平面曲面加工外平面內(nèi)平面輔助孔成形刻線輔助碼

材料

毛坯原始形狀

熱處理主要尺寸

精度

直徑或?qū)挾?/p>

長度非回轉(zhuǎn)類零件形狀及加工碼圖2-1JLBM-1分類編碼系統(tǒng)第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件開發(fā)一個變異式CAPP系統(tǒng)，一般要做以下幾方面工作：根據(jù)產(chǎn)品的特點，選擇合適的編碼系統(tǒng)?？梢赃x用標(biāo)準(zhǔn)編碼系統(tǒng)，也可以根據(jù)零件的特點自己設(shè)計編碼。制訂計算機(jī)輔助編碼系統(tǒng)或零件信息輸入方式，以助于對已有零件的整理和設(shè)計零件的輸入按編碼系統(tǒng)對零件分類歸族，按族整理出每族主樣件的

標(biāo)準(zhǔn)工藝路線和相應(yīng)的工序內(nèi)容，并設(shè)計存儲和檢索方法建立必要的工藝數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)文件，以存儲工藝數(shù)據(jù)和規(guī)范。進(jìn)行系統(tǒng)總體設(shè)計，實現(xiàn)對標(biāo)準(zhǔn)工藝的存儲、檢索、編輯和結(jié)果輸出。

2.3.3派生型CAPP系統(tǒng)

系統(tǒng)的開發(fā)第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件用編碼及零件輸入模塊，完成對所設(shè)計零件的描述和輸入。檢索及判斷新零件是否屬于某零件族，如屬于則調(diào)出，否則返回。對標(biāo)準(zhǔn)工藝進(jìn)行刪改，形成所設(shè)計零件的工藝規(guī)范。對設(shè)計結(jié)果存儲和輸出。

變異式CAPP系統(tǒng)的工作過程2.3.3派生型CAPP系統(tǒng)

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件2.3.4創(chuàng)成型CAPP系統(tǒng)

基本原理

新零件的工藝規(guī)程不是依靠檢索方法生成，而是直接向系統(tǒng)輸入零件的信息，系統(tǒng)依靠存儲的知識、規(guī)則、邏輯推理和決策算法，在無人工干預(yù)的情況下自動產(chǎn)生一個新的工藝規(guī)程。故稱之為創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)。創(chuàng)成型CAPP系統(tǒng)的輸入信息應(yīng)是全面且準(zhǔn)確的零件設(shè)計信息，輸出信息是零件的工藝規(guī)程。創(chuàng)成型CAPP系統(tǒng)需要在數(shù)據(jù)庫和工藝知識庫的支持下，經(jīng)過建立在系統(tǒng)內(nèi)部的一系列邏輯決策模型及計算程序進(jìn)行工藝過程決策。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中存儲的主要是有關(guān)各種加工方法的加工能力、各種機(jī)床的適用范圍、切削用量等基本工藝知識數(shù)據(jù)。工藝知識庫中存放的是設(shè)計工藝過程中要遵循的工藝原則和知識。工藝過程決策后的輸出結(jié)果可以是選擇好的加工方法，也可以是零件的加工工藝路線，包括詳細(xì)的工序設(shè)計內(nèi)容，還可包括工序圖。第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件2.3.4創(chuàng)成型CAPP系統(tǒng)

在創(chuàng)成型CAPP系統(tǒng)中，系統(tǒng)的決策邏輯是軟件的核心，它控制著程序的走向。就決策知識的應(yīng)用形式來分，創(chuàng)成型CAPP系統(tǒng)有常規(guī)程序?qū)崿F(xiàn)和采用人工智能技術(shù)實現(xiàn)兩種類型。前者按工藝決策知識利用決策表、決策樹或公理模型等技術(shù)來實現(xiàn)；后者為工藝設(shè)計專家系統(tǒng)，它利用人工智能技術(shù)，綜合工藝設(shè)計專家的知識和經(jīng)驗，進(jìn)行自動推理和決策。理論上，創(chuàng)成型CAPP系統(tǒng)是一個完備的、高級的系統(tǒng)，它擁有工藝設(shè)計所需要的全部信息，在其軟件系統(tǒng)中包含著全部決策邏輯，因此使用極為方便。但是，由于工藝過程的設(shè)計因素很多，開發(fā)完全自動生成工藝規(guī)程的創(chuàng)成型系統(tǒng)還存在著許多技術(shù)上的困難。目前，許多CAPP系統(tǒng)的設(shè)計都采用以派生法為主、創(chuàng)成法為輔的綜合法，它具有兩種類型系統(tǒng)的優(yōu)點。我國自行開發(fā)的CAPP系統(tǒng)大多為這種類型。

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件第2章現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)

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2.4模塊化設(shè)計ModularizationDesign第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件2.4.1模塊化設(shè)計的基本概念和方法

模塊：一組具有同一功能和接合要素（指聯(lián)接部位的形狀、尺寸、聯(lián)接件間的配合或嚙合等），但性能、規(guī)格或結(jié)構(gòu)不同卻能互換的單元.由模塊組成的產(chǎn)品稱為模塊化產(chǎn)品。模塊化產(chǎn)品又有兩種類型，即純模塊化產(chǎn)品和混合模塊化產(chǎn)品。純模塊化產(chǎn)品完全由模塊組成，混合模塊化產(chǎn)品則以模塊組成為主，同時含有非模塊部分。模塊化設(shè)計：在對產(chǎn)品進(jìn)行市場預(yù)測、功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計出一系列通用的功能模塊；根據(jù)用戶的要求，對這些模塊進(jìn)行選擇和組合，就可以構(gòu)成不同功能、或功能相同但性能不同、規(guī)格不同的產(chǎn)品。這種設(shè)計方法稱為模塊化設(shè)計。模塊、模塊化產(chǎn)品與模塊化設(shè)計第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件2.4.2機(jī)械模塊化設(shè)計的分類

橫系列模塊化設(shè)計不改變產(chǎn)品主參數(shù)，利用模塊發(fā)展變形產(chǎn)品。這種方式是易實現(xiàn)，應(yīng)用最廣。常是在基型品種上更換或添加模塊，形成新的變形品種。例如，更換端面銑床的銑頭，可以加裝立銑頭、臥銑頭、轉(zhuǎn)塔銑頭等，形成立式銑床臥式銑床或轉(zhuǎn)塔銑床等。在產(chǎn)品的橫系列模塊化設(shè)計過程中，關(guān)鍵之處就是要在結(jié)構(gòu)上采取必要的措施，如留出足夠位置、設(shè)計合理接口、預(yù)先加工出連接的定位面、定位孔等，以便于在進(jìn)行產(chǎn)品變型時可順利增加和更換各種模塊部件。

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件縱系列模塊化設(shè)計縱系列模塊化設(shè)計指在同一類型中對不同規(guī)格的基型產(chǎn)品進(jìn)行變型產(chǎn)品的設(shè)計。它的特點是要改變基型產(chǎn)品主參數(shù)。而主參數(shù)不同的產(chǎn)品，其動力參數(shù)往往也是不同的，這就導(dǎo)致產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)型式及尺寸等發(fā)生變化。如果產(chǎn)品的動力參數(shù)發(fā)生變化，仍試圖以同一種尺寸規(guī)格的模塊去滿足不同主參數(shù)產(chǎn)品的要求，則勢必導(dǎo)致模塊的強度或剛度產(chǎn)生欠缺或冗余，因而縱系列模塊化設(shè)計比橫系列模塊化設(shè)計的難度大得多。因而，在與動力參數(shù)有關(guān)的模塊設(shè)計時，往往合理劃分區(qū)段，只在同一區(qū)段內(nèi)模塊通用；而對于與動力或尺寸無關(guān)的模塊，則可在更大范圍內(nèi)通用。2.4.2機(jī)械模塊化設(shè)計的分類

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件跨系列模塊化設(shè)計跨系列模塊化設(shè)計的方法是指針對總體結(jié)構(gòu)相差不大的產(chǎn)品所進(jìn)行的變型設(shè)計。它的特點是在基本相同的基礎(chǔ)件結(jié)構(gòu)上選用不同模塊而構(gòu)成跨系列產(chǎn)品；或者是在基礎(chǔ)件結(jié)構(gòu)不同的跨系列產(chǎn)品上，對具有同一功能的單元，選用相同的模塊。例如，龍門銑床、龍門刨床和龍門磨床．它們的立柱、橫粱，床身的結(jié)構(gòu)形式相差不大，如果能夠合理選擇上述基礎(chǔ)件的形狀和尺寸，并兼顧到上進(jìn)各類機(jī)床的剛度要求，那么就可在同一基礎(chǔ)件上更換各種銑頭、磨頭、刨頭，從而形成跨系列機(jī)床產(chǎn)品。2.4.2機(jī)械模塊化設(shè)計的分類

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件全系列模塊化設(shè)計全系列模塊化設(shè)計的方法是指縱系列模塊化設(shè)計加橫系列模塊化設(shè)計。全系列模塊化設(shè)計與跨系列模塊化設(shè)計是有很大區(qū)別的?？缦盗心K化設(shè)計只是橫系列兼顧部分縱系列或是縱系列兼顧部分橫系列的模塊化設(shè)計。而全系列模塊化設(shè)計指的是某類產(chǎn)品的全部橫、縱系列范圍內(nèi)的模塊化設(shè)計?？梢?，只有當(dāng)跨系列模塊化設(shè)計覆蓋了整個該類產(chǎn)品時．才稱為全系列模塊化設(shè)計。從這個意義上來講，跨系列模塊化設(shè)計是全系列模塊化設(shè)計的特例。所以全系列模塊化設(shè)計的復(fù)雜程度和難度都很大．所需的模塊種類也將更多。2.4.2機(jī)械模塊化設(shè)計的分類

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件NYYN用戶需求分析系列型譜確定基型設(shè)計功能分析，建立功能模塊優(yōu)化主參數(shù)，建立生產(chǎn)模塊，模塊接口設(shè)計和產(chǎn)品技術(shù)設(shè)計基型產(chǎn)品試制與評估變型產(chǎn)品設(shè)計滿意？功能分析，建立功能模塊和生產(chǎn)模塊變型產(chǎn)品試制與評估滿意？完成系列產(chǎn)品設(shè)計2.4.3模塊化設(shè)計過程第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件用戶需求分析這是模塊化設(shè)計成功的前提。必須準(zhǔn)確把握同類產(chǎn)品的市場需求，以及同類產(chǎn)品中基型和各種變型需求的比例，同時進(jìn)行可行性分析。對于那些需求量很小，而研制費用較高的產(chǎn)品，不宜采用模塊化設(shè)計。2.4.3模塊化設(shè)計過程確定產(chǎn)品系列型譜合理確定產(chǎn)品的主參數(shù)范圍和產(chǎn)品系列型譜（即產(chǎn)品種類和規(guī)格）是模塊化設(shè)計的關(guān)鍵一步。種類和規(guī)格過多，雖對市場應(yīng)變能力強，有利于占領(lǐng)市場，但設(shè)計難度大，工作量大。反之，則對市場應(yīng)變能力減弱，但設(shè)計容易，易于提高產(chǎn)品性能和針對性。第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件確定參數(shù)范圍及主參數(shù)產(chǎn)品的參數(shù)（如尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和動力參數(shù)等）須合理確定，過高過寬會造成浪費，過低過窄不能滿足要求。另外，參數(shù)數(shù)值大小和數(shù)值在參數(shù)范圍內(nèi)的分布也很重要，最大、最小值應(yīng)依使用要求而定。主參數(shù)是表示產(chǎn)品主要性能、規(guī)格大小的參數(shù)。

2.4.3模塊化設(shè)計過程模塊劃分與設(shè)計模塊劃分的合理性直接影響到模塊化產(chǎn)品的性能、外觀、模塊的通用化程度和產(chǎn)品成本。在設(shè)計模塊時，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)，保證模塊便于制造、組裝、維修和更換，還需考慮各主要模塊壽命相當(dāng)。對設(shè)計好的模塊應(yīng)按其功能、類型、規(guī)格、層次等進(jìn)行編碼，并以適當(dāng)?shù)姆绞酱嫒肽K庫內(nèi)以備調(diào)用。第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件模塊標(biāo)準(zhǔn)化它是指模塊結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化，尤其是模塊接口標(biāo)準(zhǔn)化。模塊化設(shè)計所依賴的是模塊的組合，即聯(lián)接或嚙合，又稱為接口。顯然，為了保證不同功能模塊的組合和相同功能模塊的互換，模塊應(yīng)具有可組合性和可互換性兩個特征，而這兩個特征主要體現(xiàn)在接口上，必須提高其標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、規(guī)格化的程度。例如，具有相同功能、不同性能的單元一定要具有相同的安裝基面和相同的安裝尺寸，才能保證模塊的有效組合。在計算機(jī)行業(yè)中，由于采用了標(biāo)準(zhǔn)的總線結(jié)構(gòu)，來自不同國家和地區(qū)廠家的模塊均能組成計算機(jī)系統(tǒng)并協(xié)調(diào)工作，使這些廠家可以集中精力，大量生產(chǎn)某些特定的模塊，并不斷進(jìn)行精心改進(jìn)和研究，促使計算機(jī)技術(shù)達(dá)到空前的發(fā)展。相比之下，機(jī)械行業(yè)針對模塊化設(shè)計所做的標(biāo)準(zhǔn)化工作就遜色一些。機(jī)械產(chǎn)品中模塊化設(shè)計僅應(yīng)用于為數(shù)不多的機(jī)床行業(yè)。2.4.4模塊化設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件模塊的劃分與組合

2.4.4模塊化設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)

◆模塊的劃分應(yīng)遵循的原則：盡量減少產(chǎn)品包含的模塊總數(shù)，并最大限度地簡化模塊自身的結(jié)構(gòu)，以避免模塊組合時產(chǎn)生混亂；以有限的模塊數(shù)獲得盡可能多的實用組合方案，以滿足用戶的多方面需求；劃分的模塊應(yīng)具有功能獨立性和結(jié)構(gòu)完整性；充分注意模塊間的結(jié)合要素，以便于模塊的組合和分離；模塊劃分應(yīng)有利于保證產(chǎn)品精度、剛度和其他性能指標(biāo)；模塊的劃分要充分考慮經(jīng)濟(jì)因素?！裟K的組合包括模塊組合的形式和可行的、實用的、經(jīng)濟(jì)的組合產(chǎn)品方案，用以指導(dǎo)模塊化產(chǎn)品設(shè)計。

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件模塊的連接方式與接口設(shè)計按某一模塊連接其它模塊的數(shù)量，模塊的連接方式可分為單向連接、雙向連接和多向連接三種類型。按模塊的相關(guān)性，模塊的連接方式可分為剛性連接和柔性連接兩種。若連接的兩模塊幾何相關(guān)(即有直接的裝配關(guān)系)，稱兩模塊的連接為剛性連接。剛性連接又有固定連接和活動連接之分：固定連接指連接后兩模塊之間沒有相對運動；而活動連接的兩模塊之間可以相對運動(如直線運動、旋轉(zhuǎn)運動等)。若連接的兩模塊沒有直接的裝配關(guān)系，稱兩模塊的連接為柔性連接。例如與機(jī)床分離的液壓站，它雖然通過油管、電纜等與主機(jī)相聯(lián)系，但非幾何相關(guān)，故屬于柔性連接。模塊接口設(shè)計直接影響模塊化產(chǎn)品的性能(精度、剛度、效率、經(jīng)濟(jì)性等)和模塊組合的方便性與快捷性，必須給予充分注意。

2.4.4模塊化設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件典型案例——數(shù)控成型磨齒機(jī)的計算機(jī)輔助模塊化設(shè)計第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件典型案例——數(shù)控成型磨齒機(jī)的計算機(jī)輔助模塊化設(shè)計第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件典型案例——數(shù)控成型磨齒機(jī)的計算機(jī)輔助模塊化設(shè)計第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件典型案例——數(shù)控成型磨齒機(jī)的計算機(jī)輔助模塊化設(shè)計第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件第2章現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)

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2.5創(chuàng)新設(shè)計InventionDesign第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件定義創(chuàng)新設(shè)計通常是指不同于以往的設(shè)計，可能是一種全新的設(shè)計，也可能是對原有設(shè)計的改進(jìn)。創(chuàng)新設(shè)計的兩個基本特征是設(shè)計的非常規(guī)性(包括新穎性和非連續(xù)性)和設(shè)計的成功實現(xiàn)。2.5.1創(chuàng)新設(shè)計的類型特點創(chuàng)新設(shè)計與一般意義上的發(fā)明、創(chuàng)造有所不同，主要區(qū)別是創(chuàng)新設(shè)計更強調(diào)經(jīng)濟(jì)層面上的特征和創(chuàng)新本身的商業(yè)價值。因此，創(chuàng)新設(shè)計被認(rèn)為是一種技術(shù)經(jīng)濟(jì)活動，是以技術(shù)為手段實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的活動。

獨創(chuàng)性追求與前任、眾人不同的方案，在求異和突破中實現(xiàn)創(chuàng)新實用性集優(yōu)性第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件突破性創(chuàng)新又稱原理性創(chuàng)新，是指在技術(shù)上有重大突破的創(chuàng)新。例如，相對于汽油機(jī)汽車而言，電動汽車就是一種突破性的創(chuàng)新，因為它采用了完全不同形式的動力源。再如，數(shù)控機(jī)床對于普通機(jī)床而言，也是一種突破性的創(chuàng)新。盡管兩者的基本切削運動相同，但運動的控制方法完全不同。在過程設(shè)計中，零件成形方法的變革(例如用精密鍛造取代機(jī)械加工，用快速原型制造代替?zhèn)鹘y(tǒng)的去除加工)，加工工藝的重大改進(jìn)(例如采用成組工藝)等，也屬于突破性的創(chuàng)新。通常，突破性創(chuàng)新所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益是巨大的，但這種效益常常具有隱式特點，即可能需要經(jīng)過較長時間才能顯現(xiàn)。突破性創(chuàng)新而產(chǎn)生的技術(shù)進(jìn)步往往是帶有革命性的。2.5.1創(chuàng)新設(shè)計的類型創(chuàng)新設(shè)計類型第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件漸進(jìn)式創(chuàng)新又稱局部創(chuàng)新，實質(zhì)上是一種技術(shù)上的改進(jìn)。例如在產(chǎn)品設(shè)計中，改變產(chǎn)品的造型、色彩、尺度、參數(shù)或局部結(jié)構(gòu)等，使產(chǎn)品的性能和外觀得到改進(jìn)，更加適應(yīng)市場的需要。在過程設(shè)計中，通過改變加工設(shè)備或工藝參數(shù)，使產(chǎn)品制造周期縮短，質(zhì)量提高，成本降低。漸進(jìn)式創(chuàng)新總會伴隨著一定的經(jīng)濟(jì)效益，且這種效益常常是顯式的和在短期由可以顯現(xiàn)的。漸進(jìn)式創(chuàng)新也是促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的巨大動力，因為突破性創(chuàng)新在其發(fā)展和擴(kuò)散的過程中一定會伴隨著大量的、漸進(jìn)式的改善才能走向成熟。2.5.1創(chuàng)新設(shè)計的類型第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件形象與抽象思維

形象思維形象思維是理性認(rèn)識，是工程技術(shù)創(chuàng)新活動中的一種基本思維方式。運用形象思維，可以激發(fā)人們的聯(lián)想、類比和創(chuàng)新能力。例如行星軋壓法的創(chuàng)新，就是由形象思維激發(fā)聯(lián)想而獲得成功的。以往將金屬軋制成板材，是將金屬原料送到兩個軋輥之間，靠兩個軋輥的轉(zhuǎn)動和原料板的推進(jìn)而完成的。這種方法對于延展性能良好的鋼材適用，但較脆的金屬材料在軋制中會出現(xiàn)裂紋。為了解決這一技術(shù)難題，日本某鋼廠的一位工程師借鑒他妻子在面板上搟蕎麥面的姿勢和方法，研究出了軋制鋼板的新方法-行星軋壓法。2.5.2創(chuàng)造性思維模式

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件形象與抽象思維

抽象思維抽象思維是以抽象的概念和推論為形式的思維方式。早在17世紀(jì)初，伽利略就運用抽象思維先于牛頓發(fā)現(xiàn)了物體運動的慣性規(guī)律。為了研究物體下落的運動規(guī)律，伽利略進(jìn)行了有名的斜面小球?qū)嶒?。由此，伽利略發(fā)現(xiàn)了物體運動的慣性定律。2.5.2創(chuàng)造性思維模式

分析與綜合思維分析是對問題的明確描述和對問題本質(zhì)的認(rèn)識過程。對于復(fù)雜問題，要將其分解為邏輯關(guān)系與層次清晰的各級子問題。綜合是分析的反向過程，在求得各子問題的解之后，通過連接構(gòu)成整體，實現(xiàn)最終功能和目標(biāo)。其中連接是關(guān)鍵，通?？梢越⒍喾N連接方式的解域，再通過評價確定最優(yōu)解。分解與綜合過程常常就是一個創(chuàng)新過程。第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件收斂與發(fā)散思維

收斂思維首先確定一個理想目標(biāo)，然后尋求通向目標(biāo)的多個途徑，最后找出一條實現(xiàn)目標(biāo)的最佳可行解。這實際是在設(shè)計中經(jīng)常使用的方法，即根據(jù)設(shè)計要求，提出多種可行方案，并從中擇優(yōu)。發(fā)散思維是在已經(jīng)掌握一個(或多個)原始解的情況下，去設(shè)法尋求更多和更好的解決方案。這種新的更好的解決方案的產(chǎn)生就是一種創(chuàng)新。例如電燈開關(guān)可以用多種形式，如機(jī)械式、電動式、電磁式、光敏式等，但也可以采用聲控或紅外控制式。2.5.2創(chuàng)造性思維模式

離散與組合式思維很多事物將其分解可能意味著創(chuàng)新。如聽筒與主機(jī)分離，產(chǎn)生了子母機(jī)：磨床主軸與床身分離，產(chǎn)生了手動磨頭。很多事物，彼此組合會構(gòu)成創(chuàng)新。如電視與組合在一起，出現(xiàn)了電視；收割機(jī)、脫粒機(jī)、打包機(jī)組合在一起，產(chǎn)生了聯(lián)合收割機(jī)：電解加工與磨削加工組合在一起，形成了電解磨削。在制造領(lǐng)域，產(chǎn)品的模塊化設(shè)計是運用離散(分解)與組合式思維的典型范例。第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件對應(yīng)與聯(lián)想式思維

人類的許多發(fā)明創(chuàng)造都是對應(yīng)與聯(lián)想式思維的產(chǎn)物。例如，看到鳥兒在空中飛翔，聯(lián)想到人也可以在空中飛行，經(jīng)過不懈努力最終制造出了飛機(jī)。再如，由人的手臂動作，聯(lián)想到機(jī)械手和機(jī)器人，并最終產(chǎn)生了關(guān)節(jié)式機(jī)器人。許多創(chuàng)新設(shè)計都是出于聯(lián)想的結(jié)果。聯(lián)想通常是在可類比的對象之間產(chǎn)生。例如，將船只與車輛聯(lián)系在一起，制造出了兩棲登陸艇。2.5.2創(chuàng)造性思維模式

換元與移植式思維換元也常常表現(xiàn)為“替代”，而在很多情況下，替代本身就是創(chuàng)新。例如，用電阻絲替代炭火，使炭火鍋變成了電火鍋：用通用計算機(jī)或?qū)Ｓ糜嬎銠C(jī)替代傳統(tǒng)的硬件數(shù)控電路，使傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展成為計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。移植是把某一領(lǐng)域的成熟理論和方法應(yīng)用于另一領(lǐng)域。將力學(xué)方法應(yīng)用于生物學(xué)，開創(chuàng)了生物力學(xué)學(xué)科。將信息技術(shù)和其它高新技術(shù)引入制造過程，便出現(xiàn)了先進(jìn)制造技術(shù)。第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件正向，側(cè)向，逆向和迂回思維正向思維是工程設(shè)計中常用的思維方式，即從設(shè)計起點出發(fā)，一步一步向前推進(jìn)，直至達(dá)到雖終目標(biāo)。側(cè)向和逆向思維都是對現(xiàn)行解進(jìn)行分析，對其提出疑問，想一想“為什么”，“能否不是這樣”。力求突破“思維定勢”的束縛，以產(chǎn)生新的構(gòu)思。側(cè)向思維側(cè)重改變思考問題的角度，離開習(xí)慣思維模式和傳統(tǒng)思考方向。英國工程師查爾斯·德萊帕為泰晤士河設(shè)計的扇形防洪閘是側(cè)向思維的一個例子。逆向思維是從現(xiàn)有事物或習(xí)慣做法的對立面出發(fā)，按其相反的方向擊思索和研究，以獲取新的構(gòu)想。迂回思維是用側(cè)面代替正面、用間接代替直接、用漸進(jìn)代替一步到位等?？焖僭椭圃旒夹g(shù)，就是用平面生成立體的迂回思維的產(chǎn)物。

2.5.2創(chuàng)造性思維模式

第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件第2章現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)

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2.6逆向工程ReverseEngineering第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件逆向工程的產(chǎn)生與發(fā)展

二戰(zhàn)后，日本為了恢復(fù)和振興本國經(jīng)濟(jì)，制定了“吸收性戰(zhàn)略”的基本國策，這種觀點給日本國民經(jīng)濟(jì)注入了新的活力，推動了日本經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，到20世紀(jì)70、80年代成為世界上僅次于美國的第二經(jīng)濟(jì)強國。日本所采用的措施正是今天得到普遍重視的逆向工程技術(shù)(RE)。

逆向工程作為掌握、改進(jìn)和發(fā)展技術(shù)的一種手段，可使產(chǎn)品研制周期縮短40％以上，從而極大地提高了生產(chǎn)率。20世紀(jì)90年代后，數(shù)字化浪潮推動社會飛速發(fā)展，世界范圍內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域的競爭日趨激烈，企業(yè)必須不斷地開發(fā)新產(chǎn)品、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量以增強企業(yè)在市場的競爭力，從而大大推動了逆向工程技術(shù)的研究與發(fā)展。2.6.1概述第2章現(xiàn)代工程設(shè)計技術(shù)_先進(jìn)制造技術(shù)課件逆向工程的含義

正向工程。從市場需求出發(fā)，歷經(jīng)產(chǎn)品的概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、加工制造、裝配檢驗等產(chǎn)品開發(fā)過程。逆向工程。以設(shè)計方法學(xué)為指導(dǎo)，以現(xiàn)代設(shè)計理論、方法、技術(shù)為基礎(chǔ)，運用各種專業(yè)人員的工程設(shè)計經(jīng)驗、知識和創(chuàng)新思維，對已有產(chǎn)品進(jìn)行解剖、深化和再創(chuàng)造，使之成為新產(chǎn)品2.6.1概述二維圖紙CAD數(shù)據(jù)