先进制造技术课件(第二章).ppt

第二章 先进设计技术  本章要点 1、现代设计技术的基本内容 2、CAD的关键技术 3、模块化设计的关键技术 4、创新设计 5、逆向工程 华中科技大学武昌分校机械电子工程专业课程《先进制造技术》 华中科技大学武昌分校机械电子工程专业课程《先进制造技术》 CAD技术的优越性 大大提高设计质量 提高设计生产率，缩短产品开发周期 较大幅度地降低生产成本 将技术人员从繁重的计算、绘图、修改工作中解放出来 华中科技大学武昌分校机械电子工程专业课程《先进制造技术》 2.3.1 模块化设计的基本概念和方法 2.3 模块化设计 模块、模块化产品与模块化设计 模块：一组具有同一功能和接合要素（指联接部位的形状、尺寸、联接件间的配合或啮合等），但性能、规格或结构不同却能互换的单元. 由模块组成的产品称为模块化产品。模块化产品又有两种类型，即纯模块化产品和混合模块化产品。纯模块化产品完全由模块 华中科技大学武昌分校机械电子工程专业课程《先进制造技术》 组成，混合模块化产品则以模块组成为主，同时含有非模块部分。 模块化设计：在对产品进行市场预测、功能分析的基础上，划分并设计出一系列通用的功能模块；根据用户的要求，对这些模块进行选择和组合，就可以构成不同功能、或功能相同但性能不同、规格不同的产品。这种设计方法称为模块化设计。 华中科技大学武昌分校机械电子工程专业课程《先进制造技术》 按某一模块连接其它模块的数量，模块的连接方式可分为单向连接、双向连接和多向连接三种类型。 按模块的相关性，模块的连接方式可分为刚性连接和柔性连接两种。若连接的两模块几何相关(即有直接的装配关系)，称两模块的连接为刚性连接。刚性连接又有固定连接和活 华中科技大学武昌分校机械电子工程专业课程《先进制造技术》 动连接之分：固定连接指连接后两模块之间没有相对运动；而活动连接的两模块之间可以相对运动(如直线运动、旋转运动等)。若连接的两模块没有直接的装配关系，称两模块的连接为柔性连接。例如与机床分离的液压站，它虽然通过油管、电缆等与主机相联系，但非几何相关，故属于柔性连接。 模块接口设计直接影响模块化产品的性能(精度、刚度、效率、经济性等)和模块组合的方便性与快捷性，必须给予充分注意。 华中科技大学武昌分校机械电子工程专业课程《先进制造技术》 分析是对问题的明确描述和对问题本质的认识过程。对于复杂问题，要将其分解为逻辑关系与层次清晰的各级子问题。 综合是分析的反向过程，在求得各子问题的解之后，通过连接构成整体，实现最终功能和目标。其中连接是关键，通常可以建立多种连接方式的解域，再通过评价确定最优解。分解与综合过程常常就是一个创新过程。 华中科技大学武昌分校机械电子工程专业课程《先进制造技术》 收敛思维首先确定一个理想目标，然后寻求通向目标的多个途径，最后找出一条实现目标的最佳可行解。这实际是在设计中经常使用的方法，即根据设计要求，提出多种可行方案，并从中择优。 发散思维是在已经掌握一个(或多个)原始解的情况下，去设法寻求更多和更好的解决方案。这种新的更好的解决方案的产生就是一种创新。例如电灯开关可以用多种形式，如机械式、电动式、电磁式、光敏式等，但也可以采用声控或红外控制式。 华中科技大学武昌分校机械电子工程专业课程《先进制造技术》 很多事物将其分解可能意味着创新。如电话听筒与主机分离，产生了子母电话机：磨床主轴与床身分离，产生了手动磨头。 很多事物，彼此组合会构成创新。如电视与电话组合在一起，出现了电视电话；收割机、脱粒机、打包机组合在一起，产生了联合收割机：电解加工与磨削加工组合在一起，形成了电解磨削。 在制造领域，产品的模块化设计是运用离散(分解)与组合式思维的典型范例。 华中科技大学武昌分校机械电子工程专业课程《先进制造技术》 人类的许多发明创造都是对应与联想式思维的产物。例如，看到鸟儿在空中飞翔，联想到人也可以在空中飞行，经过不懈努力最终制造出了飞机。再如，由人的手臂动作，联想到机械手和机器人，并最终产生了关节式机器人。 许多创新设计都是出于联想的结果。联想通常是在可类比的对象之间产生。例如，将船只与车辆联系在一起，制造出了两栖登陆艇。