機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法

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1、2 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法,,主講人：張珂 沈陽(yáng)建筑大學(xué),2.1 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型,2.1.1 創(chuàng)新設(shè)計(jì) 2.1.2 變型設(shè)計(jì) 2.1.3 組合設(shè)計(jì),2.1.1 創(chuàng)新設(shè)計(jì),創(chuàng)新設(shè)計(jì)通常應(yīng)從市場(chǎng)調(diào)研和預(yù)測(cè)開(kāi)始，明確產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)，經(jīng)過(guò)產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)等四個(gè)階段； 還應(yīng)通過(guò)產(chǎn)品試制和產(chǎn)品試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證新產(chǎn)品的技術(shù)可行性；通過(guò)小批試生產(chǎn)來(lái)驗(yàn)證新產(chǎn)品的制造工藝和工藝裝備的可行性； 一般需要較長(zhǎng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期，投入較大的研制開(kāi)發(fā)工作量。,2.1.2 變型設(shè)計(jì),適應(yīng)型設(shè)計(jì)和變參數(shù)型設(shè)計(jì)統(tǒng)稱“變型設(shè)計(jì)”。都是在原有產(chǎn)品基礎(chǔ)上，基本工作原理和總體結(jié)構(gòu)保持不變. 變型設(shè)計(jì)應(yīng)在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上

2、，按照一定的規(guī)律演變出各種不同的規(guī)格參數(shù)、布局和附件的產(chǎn)品，擴(kuò)大原有產(chǎn)品的性能和功能，形成一個(gè)產(chǎn)品系列。 開(kāi)展變型設(shè)計(jì)的依據(jù)是原有產(chǎn)品，它應(yīng)屬于技術(shù)成熟的“基形”產(chǎn)品。 作為變型設(shè)計(jì)依據(jù)的原有產(chǎn)品，通常是采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法完成的。,2.1.3 組合設(shè)計(jì),組合設(shè)計(jì)又稱模塊化設(shè)計(jì)，是按合同要求，選擇適當(dāng)?shù)墓δ苣K，直接拼裝成所謂的“組合產(chǎn)品”。組合產(chǎn)品是系列產(chǎn)品的進(jìn)一步細(xì)化，組合產(chǎn)品中的模塊也應(yīng)按系列化設(shè)計(jì)的原理進(jìn)行。 組合設(shè)計(jì)通常是MRP一驅(qū)動(dòng)的，可由銷售部門承擔(dān)，或在銷售部門中成立一個(gè)專門從事組合設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)組承擔(dān)，有關(guān)設(shè)計(jì)資料可直接交付生產(chǎn)計(jì)劃部門，對(duì)組成產(chǎn)品的各個(gè)模塊安排投產(chǎn)，并將這些模塊拼裝

3、成所需的產(chǎn)品。,,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，機(jī)械制造裝備產(chǎn)品中有一大半屬于變型產(chǎn)品和組合產(chǎn)品，創(chuàng)新產(chǎn)品只占一小部分。 盡管如此，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要意義不容低估。這是因?yàn)椋翰捎脛?chuàng)新設(shè)計(jì)方法不斷推出嶄新的產(chǎn)品，是企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝的必要條件；變型設(shè)計(jì)和組合設(shè)計(jì)是在基型和模塊系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，而基型和模塊系統(tǒng)也是采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法完成的。,2.2 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法,2.2.1 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的典型步驟 2.2.2 系列化設(shè)計(jì) 2.2.3 模塊化設(shè)計(jì) 2.2.4 合理化工程,2.2.1 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的典型步驟,(一)產(chǎn)品規(guī)劃階段 (二)方案設(shè)計(jì)階段 (三)技術(shù)設(shè)計(jì)階段 (四)施工設(shè)計(jì)階段,(一)產(chǎn)品規(guī)劃

4、階段,產(chǎn)品規(guī)劃階段的任務(wù)是明確設(shè)計(jì)任務(wù)，通常應(yīng)在市場(chǎng)調(diào)查與預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上識(shí)別產(chǎn)品需求，進(jìn)行可行性分析，制訂設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書(shū)。 在產(chǎn)品規(guī)劃階段將綜合運(yùn)用技術(shù)預(yù)測(cè)、市場(chǎng)學(xué)、信息學(xué)等理論和方法來(lái)解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題。,(一)產(chǎn)品規(guī)劃階段,1需求分析 需求分析的任務(wù)是將需求具體化和恰到好處，明確設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。是設(shè)計(jì)工作的開(kāi)始，指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行。 識(shí)別需求是一個(gè)創(chuàng)造性的過(guò)程，設(shè)計(jì)人員必須重視需求分析，及時(shí)找到和預(yù)測(cè)市場(chǎng)的需求，并在市場(chǎng)大量需求到來(lái)之前完成新產(chǎn)品的研制工作，搶先投放市場(chǎng)，以取得豐厚的回報(bào)。 需求分析一般包括對(duì)銷售市場(chǎng)和原材料市場(chǎng)的分析.,,1)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)面向的社會(huì)消費(fèi)群體，他們對(duì)產(chǎn)品功能、

5、技術(shù)性能、質(zhì)量、數(shù)量、價(jià)格等方面的要求； 2)現(xiàn)有類似產(chǎn)品的功能、技術(shù)性能、價(jià)格、市場(chǎng)占有情況和發(fā)展趨勢(shì)； 3)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)及發(fā)展趨向； 4)主要原材料、配件、半成品等的供應(yīng)情況、價(jià)格及變化趨勢(shì)等。,(一)產(chǎn)品規(guī)劃階段,2. 調(diào)查研究 (1)市場(chǎng)調(diào)研 一般從以下幾方面進(jìn)行調(diào)研： 用戶需求有關(guān)產(chǎn)品功能、性能、質(zhì)量、使用、保養(yǎng)、維修外觀、顏色、風(fēng)格、需求量和價(jià)格等方面的要求。 產(chǎn)品情況產(chǎn)品在其生命周期曲線中的位置，新老產(chǎn)品交替的動(dòng)向分析等。 同行情況同行產(chǎn)品經(jīng)營(yíng)銷售情況和發(fā)展趨勢(shì)主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)及發(fā)展趨向。 供應(yīng)情況主要原材料、配件、半成品等的質(zhì)量、

6、品種、價(jià)格、供應(yīng)等方面的情況及變化趨勢(shì)等。,,(2)技術(shù)調(diào)研 一般包括產(chǎn)品技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)； 行業(yè)技術(shù)和專業(yè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)； 新型元器件、新材料、新工藝的應(yīng)用和發(fā)展動(dòng)態(tài)；競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)分析； 競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)動(dòng)向； 環(huán)境對(duì)研制的產(chǎn)品提出的要求，如使用環(huán)境的空氣、濕度、有害物質(zhì)和粉塵等對(duì)產(chǎn)品的要求；為保證產(chǎn)品的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，研制的產(chǎn)品對(duì)環(huán)境提出的要求等。,,(3)社會(huì)調(diào)研 一般包括企業(yè)目標(biāo)市場(chǎng)所處的社會(huì)環(huán)境和有關(guān)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策，如產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策、投資動(dòng)向、環(huán)境保護(hù)及安全等方面的法律、規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)； 社會(huì)的風(fēng)俗習(xí)慣； 社會(huì)人員的構(gòu)成狀況、消費(fèi)水平、消費(fèi)心理和購(gòu)買能力； 本企業(yè)實(shí)際情況、發(fā)展動(dòng)向

7、、優(yōu)勢(shì)和不足、發(fā)展?jié)摿Φ取?(一)產(chǎn)品規(guī)劃階段,3. 預(yù)測(cè) (1) 定性預(yù)測(cè) 在數(shù)據(jù)和信息缺乏時(shí)，依靠經(jīng)驗(yàn)和綜合分析對(duì)未來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r作出推測(cè)和估計(jì)。采用的方法有走訪調(diào)查、查資料、抽樣調(diào)查、類比調(diào)查、專家調(diào)查等。 (2) 定量預(yù)測(cè) 對(duì)影響預(yù)測(cè)結(jié)果的各種因素進(jìn)行相關(guān)分析和篩選，根據(jù)主要影響因素和預(yù)測(cè)對(duì)象的數(shù)量關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)市場(chǎng)發(fā)展情況作出定量預(yù)測(cè)。采用的方法有時(shí)間序列回歸法、因果關(guān)系回歸法、產(chǎn)品壽命周期法等。,(一)產(chǎn)品規(guī)劃階段,4. 可行性分析 所謂產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可行性分析是指通過(guò)調(diào)查研究與預(yù)測(cè)后，對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的重大問(wèn)題應(yīng)進(jìn)行充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，判斷是否可行。 一般包括技術(shù)分析、經(jīng)濟(jì)分

8、析和社會(huì)分析三個(gè)方面。 最后應(yīng)提出產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的可行性報(bào)告。,,可行性報(bào)告一般包括如下內(nèi)容： 1)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的必要性，市場(chǎng)調(diào)查及預(yù)測(cè)情況，包括用戶對(duì)產(chǎn)品功能、用途、質(zhì)量、使用維護(hù)、外觀、價(jià)格等方面的要求； 2)同類產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外技術(shù)水平，發(fā)展趨勢(shì)； 3)從技術(shù)上預(yù)期產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能達(dá)到的技術(shù)水平； 4)從設(shè)計(jì)、工藝和質(zhì)量等方面需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題； 5)投資費(fèi)用及開(kāi)發(fā)時(shí)間進(jìn)度，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益估計(jì)； 6)現(xiàn)有條件下開(kāi)發(fā)的可能性及準(zhǔn)備采取的措施。,5編制設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)是指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性文件，其主要任務(wù)是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行選型，確定最佳設(shè)計(jì)方針。,(二)方案設(shè)計(jì)階段,1對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的抽象 設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)

9、任務(wù)進(jìn)行抽象，抓住主要要求，兼顧次要要求，才能避免由于知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的局限性，思想上的種種框框，誤導(dǎo)設(shè)計(jì)方案的制訂。 對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行抽象是對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的再認(rèn)識(shí)，通過(guò)功能關(guān)系和與任務(wù)相關(guān)的主要約束條件的分析，對(duì)“設(shè)計(jì)要求表”一步一步進(jìn)行抽象，找出具有本質(zhì)性的和主要的要求，即本質(zhì)功能，以便找到能實(shí)現(xiàn)這些本質(zhì)功能的解，再進(jìn)一步找出其最優(yōu)解。,2建立功能結(jié)構(gòu) 總功能是表達(dá)輸入量轉(zhuǎn)變成輸出量的能力。 總功能可逐級(jí)往下分解，分解到子功能的要求比較明確，便于求解為止。 分功能和多級(jí)子功能及它們之間的關(guān)系稱為功能結(jié)構(gòu)。 便于了解產(chǎn)品中哪些子功能重復(fù)出現(xiàn)，為制訂通用零部件規(guī)范提供依據(jù)。,功能間的聯(lián)系存在三種基本結(jié)構(gòu)型

10、式： 串聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖22a所示，又稱順序結(jié)構(gòu)。 并聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖22b所示。 環(huán)形結(jié)構(gòu)如圖22c所示，是輸出反饋為輸入的循環(huán)結(jié)構(gòu)。 圖22e則是有選擇性地進(jìn)行反饋的循環(huán)結(jié)構(gòu)。,(二)方案設(shè)計(jì)階段,3尋求原理解與求解方法 所謂原理解就是能實(shí)現(xiàn)某種功能的工作原理，和實(shí)現(xiàn)該工作原理的技術(shù)手段和結(jié)構(gòu)原理，即所謂功能載體。 工作原理是科學(xué)原理和技術(shù)原理的統(tǒng)稱。是設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵、最富于創(chuàng)造性的一個(gè)環(huán)節(jié)。 從技術(shù)上和結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)工作原理的功能載體是以它具有的某種屬性來(lái)完成某一功能的。,(二)方案設(shè)計(jì)階段,4初步設(shè)計(jì)方案的形成 (1)系統(tǒng)結(jié)合法 ：按功能結(jié)構(gòu)的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，根據(jù)邏輯關(guān)系把原理解結(jié)合起來(lái)。具體方法是采用如圖所

11、示的圖表。 (2)數(shù)學(xué)方法結(jié)合法：當(dāng)子功能原理解的物理和幾何特征可以定量的形式表達(dá)時(shí)，有可能借助電子計(jì)算機(jī)，采用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行初步設(shè)計(jì)方案的組合。,(二)方案設(shè)計(jì)階段,5.初步設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)與篩選 (1)初步設(shè)計(jì)方案的初選：觀察淘汰法和分?jǐn)?shù)比較法。 (2)初步設(shè)計(jì)方案的具體化 (3)對(duì)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),(三)技術(shù)設(shè)計(jì)階段,1.確定結(jié)構(gòu)原理方案 (1)確定結(jié)構(gòu)原理方案的主要依據(jù) 其中包括決定尺寸的依據(jù)；決定布局的依據(jù)；決定材料的依據(jù)；決定和限制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的空間條件等。 (2)確定結(jié)構(gòu)原理方案 在上述依據(jù)的約束下，對(duì)主要功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)思，初步確定其材料和形狀，進(jìn)行粗略的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 (3)評(píng)

12、價(jià)和修改 對(duì)確定的結(jié)構(gòu)原理方案經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)提供依據(jù)。,(三)技術(shù)設(shè)計(jì)階段,2.總體設(shè)計(jì) (1)主要結(jié)構(gòu)參數(shù) (2)總體布局 包括部件組成、各部件的空間位置布局和運(yùn)動(dòng)方向、操作位置、各部件相對(duì)運(yùn)動(dòng)配合關(guān)系。 (3)系統(tǒng)原理圖 包括產(chǎn)品總體布局圖、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)圖、液壓系統(tǒng)圖、電力驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)圖等。 (4)經(jīng)濟(jì)核算 包括產(chǎn)品成本和運(yùn)行費(fèi)用的估算、成本回收期、資源的再利用等。 (5)其它,(三)技術(shù)設(shè)計(jì)階段,3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主要任務(wù)是在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)原理方案結(jié)構(gòu)化，繪制產(chǎn)品總裝圖、部件裝配圖；提出初步的零件表，加工和裝配說(shuō)明書(shū)；對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。 必須遵守有關(guān)國(guó)家、部門和企業(yè)頒

13、布的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，通常要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、審核、修改、再審核、再修改多次反復(fù)，才可批準(zhǔn)投產(chǎn)。 經(jīng)常采用諸如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，來(lái)解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)問(wèn)題。,(四)施工設(shè)計(jì)階段,1. 零件圖設(shè)計(jì) 2完善裝配圖 3. 商品化設(shè)計(jì) 4編制技術(shù)文檔,2.2.2 系列化設(shè)計(jì),(一)系列化設(shè)計(jì)的基本概念 (二)系列化設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn) (三)系列化設(shè)計(jì)的步驟,系列化設(shè)計(jì)方法是在設(shè)計(jì)的某一類產(chǎn)品中，選擇功能、結(jié)構(gòu)和尺寸等方面較典型的產(chǎn)品為基型，以它為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出其它各種尺寸參數(shù)的產(chǎn)品，構(gòu)成產(chǎn)品基型系列。 在產(chǎn)品基型系列的基礎(chǔ)上，派生出不同用途的變型產(chǎn)品，構(gòu)成產(chǎn)品派生系列。編制反映基型系列

14、和派生系列關(guān)系的產(chǎn)品系列型譜。 系列化設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“產(chǎn)品系列化、零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化”原則，結(jié)構(gòu)的典型化” 即所謂的“四化”原則。 系列化設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理化的一條途徑，是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、開(kāi)發(fā)變型產(chǎn)品的重要途徑之一。,(一)系列化設(shè)計(jì)的基本概念,1)可以較少品種規(guī)格的產(chǎn)品滿足市場(chǎng)較大范圍的需求。 2)系列產(chǎn)品是依據(jù)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格性能試驗(yàn)和長(zhǎng)期生產(chǎn)考驗(yàn)的基型產(chǎn)品演變和派生而成的，可以大大減少設(shè)計(jì)工作量，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，縮短產(chǎn)品的研制周期； 3)產(chǎn)品有較高的結(jié)構(gòu)相似性和零部件的通用性，可壓縮工藝裝備數(shù)量和種類，縮短產(chǎn)品的研制周期，降低生產(chǎn)成本； 4)零備件的種類少，系列中的產(chǎn)品結(jié)

15、構(gòu)相似，便于進(jìn)行產(chǎn)品的維修，改善售后服務(wù)質(zhì)量； 5)為開(kāi)展變型設(shè)計(jì)提供技術(shù)基礎(chǔ)。,(二)系列化設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn),,系列化設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)： 為以較少品種規(guī)格的產(chǎn)品滿足市場(chǎng)較大范圍的需求，每個(gè)品種規(guī)格的產(chǎn)品都具有一定的通用性，滿足一定范圍的使用需求，用戶只能在系列型譜內(nèi)有限的一些品種規(guī)格中選擇所需的產(chǎn)品，選到的產(chǎn)品，一方面其性能參數(shù)和功能特性不一定最符合用戶的要求，另方面有些功能還可能冗余。,1主參數(shù)和主要性能指標(biāo)的確定 主參數(shù)和主要性能指標(biāo)應(yīng)最大程度地反映產(chǎn)晶的工作性能和設(shè)計(jì)要求。 例如普通車床的主參數(shù)是在床身上的最大回轉(zhuǎn)直徑，主要性能指標(biāo)之一是最大的工件長(zhǎng)度；主要性能指標(biāo)是工作臺(tái)工作面的長(zhǎng)度；搖臂鉆床

16、的主參數(shù)是最大鉆孔直徑，主要性能指標(biāo)是主軸中心線至立柱母線的最大距離等。上述參數(shù)決定了相應(yīng)機(jī)床的主要幾何尺寸、功率和轉(zhuǎn)速范圍，因而決定了該機(jī)床的設(shè)計(jì)要求。,(三)系列化設(shè)計(jì)的步驟,,2. 參數(shù)分級(jí) 經(jīng)過(guò)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析，將產(chǎn)品的主參數(shù)和主要性能指標(biāo)按一定規(guī)律進(jìn)行分級(jí)，制訂參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品的主參數(shù)應(yīng)盡可能采用優(yōu)先數(shù)系。優(yōu)先數(shù)系如表22所示。,,3. 制訂系列型譜 系列型譜通常是二維甚至多維的，其中一維是主參數(shù)，其它維是主要性能指標(biāo)。通過(guò)系列型譜的制訂，確定產(chǎn)品的品種、基型和變型、布局，各產(chǎn)品品種的技術(shù)性能和技術(shù)參數(shù)等。 在系列型譜中，結(jié)構(gòu)最典型、應(yīng)用最廣泛的是所謂的“基型產(chǎn)品”，產(chǎn)品的系列設(shè)計(jì)通常從

17、基型產(chǎn)品開(kāi)始。 系列型譜內(nèi)的產(chǎn)品是在基型產(chǎn)品的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)演變和派生而擴(kuò)展成的。擴(kuò)展的方式有縱系列、橫系列和跨系列擴(kuò)展三類。,2.2.3 模塊化設(shè)計(jì),(一)模塊化設(shè)計(jì)的基本概念 (二)模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn) (三)模塊化設(shè)計(jì)的步驟,為了開(kāi)發(fā)多種不同功能結(jié)構(gòu)，或相同功能結(jié)構(gòu)而性能不同的產(chǎn)品，不必對(duì)每種產(chǎn)品單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是精心設(shè)計(jì)出一批模塊，將這些模塊經(jīng)過(guò)不同的組合來(lái)構(gòu)造具有不同功能結(jié)構(gòu)和性能的多種產(chǎn)品。模塊上具有特定的聯(lián)接表面和聯(lián)接方法，以保證相互組合的互換性和精確度。 模塊化設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理化的另一條途徑，是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、加快設(shè)計(jì)，進(jìn)行組合設(shè)計(jì)重要途徑。 模塊化系統(tǒng)多數(shù)是屬于模塊和非模

18、塊的混合系統(tǒng)。,(一)模塊化設(shè)計(jì)的基本概念,1) 便于用新技術(shù)設(shè)計(jì)性能更好的模塊取代原有舊的模塊，提高產(chǎn)品的性能，組合出功能更完善、性能更先進(jìn)的組合產(chǎn)品，加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代。 2)采用模塊化設(shè)計(jì)，可快速滿足用戶提出的特殊訂貨要求，大大縮短設(shè)計(jì)和供貨周期。 3)模塊化設(shè)計(jì)方法推動(dòng)了整個(gè)企業(yè)技術(shù)、生產(chǎn)、管理和組織體制的改革。有利于采用成組加工等先進(jìn)工藝，有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，既提高質(zhì)量，又降低成本。 4)模塊系統(tǒng)中大部分部件由模塊組成，設(shè)備如發(fā)生故障，只需更換有關(guān)模塊，維護(hù)修理更為方便，對(duì)生產(chǎn)影響少。,(二)模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn),1明確任務(wù) 為了能以最少的模塊組合出數(shù)量最多、總功能各不相同的產(chǎn)品，需

19、要對(duì)市場(chǎng)需求進(jìn)行深入調(diào)查，對(duì)所有欲實(shí)現(xiàn)的總功能加以明確，摒棄市場(chǎng)需求很少而又需要付出很大設(shè)計(jì)和制造代價(jià)的那些總功能。 表23是以車床的市場(chǎng)需求為例。,(三)模塊化設(shè)計(jì)的步驟,,2. 建立功能結(jié)構(gòu) 劃分模塊的出發(fā)點(diǎn)是功能分析。根據(jù)產(chǎn)品的總功能分解為分功能、功能元，求相應(yīng)的功能模塊，再具體化為生產(chǎn)模塊。 分功能包括基本功能、輔助功能、特殊功能和附加功能等幾類，相應(yīng)地建立基本模塊、輔助模塊、特殊模塊、調(diào)整模塊和非標(biāo)模塊等，如圖24所示。,,3. 合理確定產(chǎn)品的系列型譜和參數(shù) 模塊化系統(tǒng)也應(yīng)遵循系列化設(shè)計(jì)的原理，確定模塊的系列型譜。 縱系列模塊系統(tǒng)中模塊功能及原理方案相同，結(jié)構(gòu)相似，而尺寸參數(shù)有變化。

20、隨參數(shù)變化對(duì)系列產(chǎn)品劃分合理區(qū)段，同一區(qū)段內(nèi)模塊通用。 橫系列模塊系統(tǒng)是在一定基型產(chǎn)品基礎(chǔ)上更換或添加模塊，以得到擴(kuò)展功能的同類變型產(chǎn)品。 跨系列模塊系統(tǒng)中包括具有相近動(dòng)力參數(shù)的不同類型產(chǎn)品功能模塊。,,4模塊的組合 模塊化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要考慮模塊如何組合，達(dá)到用較少種類的模塊組合出盡可能多的組合產(chǎn)品。 模塊系統(tǒng)分開(kāi)式和閉式兩類。閉式系統(tǒng)由一定數(shù)量種類的模塊組成有限數(shù)量的組合，而開(kāi)式系統(tǒng)則是由模塊得到無(wú)限多的組合。閉式系統(tǒng)可計(jì)算出模塊的理論組合數(shù)。實(shí)際組合時(shí)要考慮使用需要、工藝可能及相容關(guān)系，實(shí)際組合數(shù)大大小于理論組合數(shù)。 模塊組合要精心設(shè)計(jì)結(jié)合部的結(jié)構(gòu)，結(jié)合部位的形狀、尺寸、配合精度等應(yīng)盡量符合

21、標(biāo)準(zhǔn)。,,5. 模塊的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng) 1)對(duì)模塊進(jìn)行編碼，以便進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理； 2)給出模塊系統(tǒng)最多可組合的產(chǎn)品數(shù)； 3)對(duì)于用戶的某一給定的設(shè)計(jì)要求，分析是否存在一種有效的組合方案； 4)在滿足要求的幾種組合方案中進(jìn)行評(píng)價(jià)，選擇最佳的組合方案； 5)若無(wú)有效的組合方案滿足用戶要求，為新的模塊設(shè)計(jì)提供信息； 6)給出已選方案的模塊組裝圖、明細(xì)表及價(jià)格表。,2.2.4 合理化工程,合理化工程是一種管理哲理，適用于合同型企業(yè)。 目的是采用先進(jìn)的信息處理技術(shù)，縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，降低產(chǎn)品的成本，改善售后服務(wù)。 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的重組是進(jìn)行系列產(chǎn)品和組合產(chǎn)

22、品的開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品編碼和產(chǎn)品技術(shù)文件的系統(tǒng)化，從而減少零部件的類別數(shù)。 產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程的重組是將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程分成全新產(chǎn)品設(shè)計(jì)和合同產(chǎn)品設(shè)計(jì)兩部分。全新產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行的是換代產(chǎn)品和創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。合同產(chǎn)品設(shè)計(jì)是進(jìn)行變型設(shè)計(jì)或組合設(shè)計(jì)。 為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的重組，企業(yè)必須采用CADCAM和MRP一技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)兩者之間的信息集成。,2.3 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià),2.3.1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 2.3.2 可靠性評(píng)價(jià) 2.3.3 人機(jī)工程評(píng)價(jià) 2.3.4 結(jié)構(gòu)工藝性評(píng)價(jià) 2.3.5 產(chǎn)品造型評(píng)價(jià) 2.3.6 標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià),2.3.1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),技術(shù)的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)的合理性 (一)建立目標(biāo)系

23、統(tǒng)和確定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 將表21所表示的“設(shè)計(jì)要求表”中的必達(dá)目標(biāo)按層次分級(jí)，形成樹(shù)狀目標(biāo)系統(tǒng)，每個(gè)樹(shù)葉代表一個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。,,(二)確定重要性系數(shù) 每個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)計(jì)方案優(yōu)劣的影響程度是不同的，其影響程度用重要性系數(shù)(權(quán)系數(shù))來(lái)表示，取值范圍是01。 如圖27所示的樹(shù)狀四級(jí)目標(biāo)系統(tǒng)為例，每個(gè)評(píng)價(jià)目標(biāo)圓圈內(nèi)有兩個(gè)數(shù)字；左面的數(shù)字表示隸屬于同一上級(jí)目標(biāo)的各同級(jí)目標(biāo)之間的相對(duì)重要性系數(shù)，其總和應(yīng)等于1，一般由設(shè)計(jì)人員或設(shè)計(jì)組共同商定；右面的數(shù)字表示每一個(gè)評(píng)價(jià)目標(biāo)在目標(biāo)系統(tǒng)中所居的重要程度，簡(jiǎn)稱重要性系數(shù)。,,(三)確定各設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù) 目標(biāo)系統(tǒng)中的每個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(樹(shù)葉)的重要性系數(shù)算出后，可按評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)確

24、定每一個(gè)設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)，評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)可按5分制(04)或10分制(09)給出。評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)的大小代表了技術(shù)方案的優(yōu)劣程度。 (四)總權(quán)重值 將每個(gè)初步設(shè)計(jì)方案n個(gè)“加權(quán)值”進(jìn)行累加，可得出該方案的總權(quán)重值。,,(五)技術(shù)評(píng)價(jià) 技術(shù)評(píng)價(jià)值越高，表示方案的技術(shù)性能越好。技術(shù)評(píng)價(jià)值為最大值，也就是等于方案是技術(shù)上最理想方案； 技術(shù)評(píng)價(jià)值小于06的方案在技術(shù)上不合格，必須加以改進(jìn)，否則應(yīng)摒棄； 技術(shù)評(píng)價(jià)值處于lo6之間的方案為技術(shù)上可行方案。 如果技術(shù)上可行的設(shè)計(jì)方案，其個(gè)別評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)數(shù)特別低，說(shuō)明該設(shè)計(jì)方案在這方面有明顯弱點(diǎn)，應(yīng)認(rèn)真地對(duì)這些弱點(diǎn)進(jìn)行分析，判斷這些弱點(diǎn)將來(lái)有無(wú)可能禍及全局，如果有這可能

25、，必須對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改，排除弱點(diǎn)，重新參與評(píng)價(jià)，再考慮能否作為初步優(yōu)選方案。,,(六)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)是理想生產(chǎn)成本與實(shí)際生產(chǎn)成本之比。 產(chǎn)品成本的組成如圖所示。 產(chǎn)品成本主要包括材料成本和開(kāi)發(fā)制造成本兩大部分。,,(七)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)TEj 設(shè)計(jì)方案的技術(shù)評(píng)價(jià)了Tj和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)Ej經(jīng)常不會(huì)同時(shí)都是最優(yōu)，進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的綜合評(píng)價(jià)才能最終選出最理想的方案。技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)TE，有兩種計(jì)算方法: 1)當(dāng)Tj和Ej的值相差不太懸殊時(shí)，可用均值法計(jì)算: TEj （Tj Ej）/2 2)當(dāng)Tj和Ej的值相差很懸殊時(shí)，建議用雙曲線法計(jì)算: TEj （Tj Ej)1/2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)TEj值越大，設(shè)計(jì)方案的

26、技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合性能越好，一般TEj值不應(yīng)小于065。,2.3.2 可靠性評(píng)價(jià),可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。 (一)可靠性特征量,,(二)可靠性預(yù)測(cè) 目的是為了發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，提供方案比較、修改、優(yōu)選和進(jìn)行可靠性分配的依據(jù)，并對(duì)產(chǎn)品的維修費(fèi)用以至全壽命運(yùn)行費(fèi)用作出估計(jì)。 可靠性預(yù)測(cè)包括單元可靠性預(yù)測(cè)和系統(tǒng)可靠性預(yù)測(cè)。 可靠性預(yù)測(cè)有許多方法，隨預(yù)測(cè)的目的、設(shè)計(jì)的時(shí)期、系統(tǒng)的規(guī)模、失效的類型及數(shù)據(jù)情況等的不同而用不同的方法，如統(tǒng)計(jì)分析法、失效模式、影。向及后果分析法(FMECA)、故障樹(shù)分析法(FTA)、可靠性邏輯框圖法及近似值法等。,,在分析系統(tǒng)可靠性時(shí)，必須了解系統(tǒng)

27、中每個(gè)單元的功能，各單元間在可靠性功能上的聯(lián)系，以及這些單元功能、失效模式對(duì)系統(tǒng)功能的影響，這是建立可靠性邏輯框圖的基礎(chǔ)。,根據(jù)單元在系統(tǒng)中所處的狀態(tài)及其對(duì)系統(tǒng)的影響，系統(tǒng)可分為如圖211所示-的幾種類型。,,(三)可靠性指標(biāo)的分配 1)對(duì)技術(shù)成熟的單元，能夠保證實(shí)現(xiàn)較高的可靠性，或預(yù)期投入使用時(shí)可靠性可有把握達(dá)到較高水平的單元，可分配較高的可靠度； 2)對(duì)較簡(jiǎn)單的單元，組成單元的零部件數(shù)量少，裝配容易保證質(zhì)量或故障后易于修復(fù)的單元，可分配較高的可靠度； 3)對(duì)重要的單元，該單元的失效將引起嚴(yán)重的后果，或該單元失效會(huì)導(dǎo)致全系統(tǒng)失效，應(yīng)分配較高的可靠度； 4)對(duì)整個(gè)任務(wù)時(shí)間內(nèi)需連續(xù)工作，或工作

28、條件嚴(yán)酷的單元，應(yīng)分配較低的可靠度。,2.3.3 人機(jī)工程評(píng)價(jià),(一)人因素方面 1人體靜態(tài)尺寸 人體靜態(tài)尺寸隨地區(qū)和人種、性別而異； 經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，制訂出相應(yīng)的指導(dǎo)性設(shè)計(jì)規(guī)范GBl000088。 其中包括我國(guó)成年人人體主要尺寸、立姿人體尺寸、坐姿人體尺寸和人體水平尺寸等。為了應(yīng)用方便，各項(xiàng)人體尺寸數(shù)值均同時(shí)標(biāo)明等于和小于該尺寸的人群占總?cè)藬?shù)的百分比。,,2人體動(dòng)態(tài)尺寸 人體動(dòng)態(tài)尺寸是指人在工作位置上的活動(dòng)空間尺度，主要包括立姿時(shí)人的活動(dòng)空間和坐姿時(shí)人的活動(dòng)空間。 每種活動(dòng)空間又包括上體不動(dòng)時(shí)的活動(dòng)空間和上體一起動(dòng)時(shí)的活動(dòng)空間。這些可以在GBl000088標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上分析出來(lái)。,,3人體操縱力

29、 人在操作和使用機(jī)器時(shí)需作一些操作動(dòng)作。操作件使人體承受一定的負(fù)荷，隨年齡、性別、身體素質(zhì)、健康情況、和訓(xùn)練程度等情況的不同，操作負(fù)荷達(dá)到一定的強(qiáng)烈程度和持續(xù)時(shí)間，將導(dǎo)致人體疲勞。 在通常情況下，操作應(yīng)輕快、靈活，但也不能過(guò)于輕快，以至承受不起人體肢體的靜重而產(chǎn)生誤操作。 相反，有些不需要或只有在特殊情況下才容許人進(jìn)行操作的部位，例如緊急停車、電氣控制柜門把等，其操作力應(yīng)設(shè)計(jì)得大一些，甚至超過(guò)人的正常體力，有時(shí)非得借助工具才能動(dòng)作。,,4人的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)特性 要實(shí)現(xiàn)正確的操作，人必須能夠準(zhǔn)確、全面、及時(shí)地接受外界的信息。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)研究和分析人感官器官的感知能力和范圍，確定合適的人機(jī)界面。 視野是指

30、人的頭部和眼球固定不動(dòng)的情況下，眼睛自然可見(jiàn)的空間范圍，常以度(o)來(lái)表示。正常人的視野在水平面內(nèi)約左右60，有效區(qū)域?yàn)樽笥?020；垂直面內(nèi)向上50；向下70，有效區(qū)域向上30，向下40。 視距是指人在操作過(guò)程中正常的觀察距離。一般操作視距范圍在380760mm之間。,,人的眼睛沿水平方向運(yùn)動(dòng)比垂直方向運(yùn)動(dòng)靈活，感覺(jué)水平尺寸的誤差也比垂直尺寸精確，且不易疲勞，因此視覺(jué)接受的信號(hào)源應(yīng)盡可能水平排列。 人的視線習(xí)慣從左到右、從上到下按順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)。當(dāng)眼睛觀察視區(qū)時(shí)，視區(qū)的右上象限觀察效果最優(yōu)，依次是左上象限、左下象限和右下象限。 人眼對(duì)直線輪廓比對(duì)曲線輪廓更易接受。 人眼最易辨別紅色，依次為綠

31、、黃、白；當(dāng)兩種顏色匹配在一起時(shí)，最易辨別的順序是黃底黑字、黑底白字、藍(lán)底白字、白底黑宇等。,,人的聽(tīng)覺(jué)器官也是重要的信息接受器。人們對(duì)來(lái)自聽(tīng)覺(jué)的信息反應(yīng)較來(lái)自視覺(jué)信息的反應(yīng)大約快3050ms。 人們可以聽(tīng)到的聲音頻率范圍在202000Hz之間，可以聽(tīng)到的聲強(qiáng)級(jí)范圍在0120db之間。當(dāng)超過(guò)110130db時(shí)人們會(huì)感到不舒服。 機(jī)器的聲音信號(hào)的頻率和聲強(qiáng)應(yīng)適于入耳的接受范圍，而且應(yīng)有別于機(jī)器周圍或機(jī)器本身產(chǎn)生的聲音。聲音信號(hào)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)信號(hào)的意義，如報(bào)警、提示、顯示運(yùn)行狀態(tài)等的區(qū)別。 設(shè)計(jì)成不同的音響形式。音響形式可以是連續(xù)音響、斷續(xù)音響、音樂(lè)等，使人聽(tīng)到該音響后馬上產(chǎn)生相應(yīng)的條件反射，進(jìn)行必

32、要的操作。,2.3.3 人機(jī)工程評(píng)價(jià),(二)機(jī)器因素方面 1信號(hào)顯示裝置設(shè)計(jì) 主要包括儀表顯示和信號(hào)燈顯示兩種。 應(yīng)根據(jù)人的生理和心理特征進(jìn)行設(shè)計(jì)，使人接受信息速度快、可靠性高、誤讀率低，并減輕精神緊張和身體疲勞。 儀表顯示有指針式和數(shù)顯式兩類。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)正確選擇信號(hào)燈的顏色和位置。,,2操縱裝置設(shè)計(jì) 操縱裝置有手動(dòng)和腳動(dòng)兩類。 手動(dòng)操縱裝置按運(yùn)動(dòng)方式分有旋轉(zhuǎn)式、移動(dòng)式、按壓式操縱器等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意其形狀、大小、位置、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和操縱力的大小等，這些都應(yīng)符合生物力學(xué)和生理學(xué)的規(guī)律，以保證操縱時(shí)的舒適和方便。 人們?cè)诓倏v時(shí)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的生活和工作實(shí)踐、以及培訓(xùn)，人們逐漸形成了一套習(xí)慣進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，

33、必須遵循這些操作習(xí)慣。,,(1)手柄操作方向 當(dāng)運(yùn)動(dòng)件作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，手柄操作方向應(yīng)大致平行于運(yùn)動(dòng)件的移動(dòng)軌跡，并與運(yùn)動(dòng)件產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)方向一致。 當(dāng)運(yùn)動(dòng)件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，手柄的回轉(zhuǎn)平面應(yīng)與運(yùn)動(dòng)件的回轉(zhuǎn)平面平行，手柄的操作方向應(yīng)與運(yùn)動(dòng)件產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)方向一致。,,(2)按鈕位置 按鈕的排列直線應(yīng)和運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向相平行，即操縱運(yùn)動(dòng)件向右、向前或向上的按鈕應(yīng)布置在按鈕板的最右、最前和最上方，如圖所示。,如運(yùn)動(dòng)件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，按鈕位置的排列方向應(yīng)與距該組按鈕最近的運(yùn)動(dòng)件上的圓周線速度方向相一致。,,(3)手輪操作方向 如運(yùn)動(dòng)件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，操縱者面對(duì)手輪軸端，順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí)，運(yùn)動(dòng)件應(yīng)作順時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)。如運(yùn)動(dòng)

34、件作徑向運(yùn)動(dòng)，操縱者面對(duì)手輪軸端，順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí)，運(yùn)動(dòng)件應(yīng)向中心方向運(yùn)動(dòng)。 (4)特殊情況 如一個(gè)操作件可以使運(yùn)動(dòng)件實(shí)現(xiàn)多個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，上述原則應(yīng)用于最常用的一個(gè)方向；如同時(shí)操縱主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，上述原則適用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。,,3安全保障技術(shù) 包括系統(tǒng)本身安全性和操作人員安全性兩大方面。 為保證系統(tǒng)本身的安全性，應(yīng)自動(dòng)設(shè)置安全工作區(qū)限，設(shè)計(jì)互鎖安全操作，工作環(huán)境條件監(jiān)測(cè)監(jiān)控，非正常工作狀態(tài)的自動(dòng)停機(jī)，對(duì)操作失誤的自動(dòng)安全處理等。 為保證人員的安全性，應(yīng)采取各種保障人身安全的措施，如漏電保護(hù)、報(bào)警指示、急停操作和快速制動(dòng)等，同時(shí)對(duì)危險(xiǎn)工作區(qū)要設(shè)置自動(dòng)光電柵欄和工作區(qū)自動(dòng)防護(hù)及有害物和危險(xiǎn)物的

35、自動(dòng)封閉等。,,4人體舒適性和使用方便性 1)作業(yè)空間能使操作者感到舒適和安全，要照顧到不同操縱者的身體尺寸； 2)操作過(guò)程中避免差錯(cuò)，提高工作效率； 3)顯示裝置和操縱裝置的布局要既緊湊又可區(qū)分； 4)人作業(yè)時(shí)，四肢分擔(dān)的作業(yè)要均衡，避免身體局部超負(fù)荷作業(yè)； 5)要根據(jù)機(jī)器設(shè)備的功能特點(diǎn)、外觀形態(tài)來(lái)進(jìn)行合理的布局，以適應(yīng)人作業(yè)時(shí)的各種心理、生理感知特性。,2.3.3 人機(jī)工程評(píng)價(jià),(三)環(huán)境因素方面 1)作業(yè)空間。 如場(chǎng)地、廠房、機(jī)器布局、作業(yè)線布置、道路及交通、安全門等。 2)物理環(huán)境。 包括照明、空氣溫度、濕度、氣壓、粉塵、輻射、噪聲等。 3)化學(xué)環(huán)境。 包括有毒物質(zhì)、化學(xué)性有害氣

36、體及水質(zhì)污染等。,2.3.3 人機(jī)工程評(píng)價(jià),(四)人機(jī)系統(tǒng)方面 1)產(chǎn)品系統(tǒng)中人的功能和其它各部分功能之間的聯(lián)系和制約條件，以及人機(jī)之間功能的合理分配方法。 2)系統(tǒng)中被控對(duì)象狀態(tài)信息的處理過(guò)程，人機(jī)控制鏈的優(yōu)化。 3)人機(jī)系統(tǒng)可靠性和安全性。 4)環(huán)境因素對(duì)勞動(dòng)質(zhì)量及生活質(zhì)量的影響，提高作業(yè)舒適度和安全保障系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。,2.3.4 結(jié)構(gòu)工藝性評(píng)價(jià),(一)加工工藝性 1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理組合 根據(jù)工藝要求，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理地考慮產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)組合，把工藝性不太好或尺寸較大的零件分解成多個(gè)工藝性較好的較小零件。 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理組合也包括設(shè)計(jì)時(shí)把多個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸較小的零件合并為一個(gè)零件，以減輕重量，減少聯(lián)接

37、面數(shù)量，節(jié)省加工和裝配費(fèi)用，改善力學(xué)性能。 有些零件上各工作面的工作條件不同，常采用不同的材料，可將多個(gè)零件的坯件用不可拆方式聯(lián)接在一起，如熱壓配合、鉚接、粘接或螺紋聯(lián)接等，然而再整體地進(jìn)行加工，可取得很好的效果。,,2零件的加工工藝性 零件的結(jié)構(gòu)形狀、材料、尺寸、表面質(zhì)量、公差和配合等確定了其加工工藝性。 加工工藝性的評(píng)價(jià)應(yīng)依據(jù)制造廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，沒(méi)有一個(gè)絕對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)。 這些生產(chǎn)條件概括起來(lái)包括如下幾個(gè)方面：傳統(tǒng)的工藝習(xí)慣，本企業(yè)的加工設(shè)備和工裝條件，外協(xié)加工條件，與老產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的通用，材料、毛坯和半成品的供應(yīng)情況和質(zhì)量檢驗(yàn)的可能性等。,,(二)裝配工藝性 1便于裝配的產(chǎn)品結(jié)構(gòu) (1)裝配操作

38、的分解 (2)裝配操作的壓縮 (3)裝配操作的統(tǒng)一 (4)裝配操作的簡(jiǎn)化 2便于裝配的零件結(jié)合部位結(jié)構(gòu) 3便于裝配的零件結(jié)構(gòu),,(三)維修工藝性 1)平均修復(fù)時(shí)間短； 2)維修所需元器件或零部件的互換性好，并容易買到或有充足的備件； 3)有寬敞的維修工作空間； 4)維修工具、附件及輔助維修設(shè)備的數(shù)量和種類少，準(zhǔn)備齊全； 5)維修技術(shù)的復(fù)雜性低； 6)維修人員數(shù)量少； 7)維修成本低； 8)采用狀態(tài)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)記錄,2.3.5 產(chǎn)品造型評(píng)價(jià),機(jī)械產(chǎn)品的造型的總原則是經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、美觀大方。 “經(jīng)濟(jì)”指的是造型成本低，并有助于提高產(chǎn)品的可靠性、壽命和人機(jī)界面。 “實(shí)用”指的是使用操作方便、舒適、符合人

39、體的生理和心理特征，使人機(jī)系統(tǒng)的工作效能達(dá)到最高。 “美觀大方”是指產(chǎn)品的外觀形象給人的心理、生理及視覺(jué)效應(yīng)良好。 人的審美觀點(diǎn)盡管不全相同，但還是有相同規(guī)律可循，良好的外觀造型應(yīng)從產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)和產(chǎn)品色彩兩方面去評(píng)價(jià)。,2.3.5 產(chǎn)品造型評(píng)價(jià),(一)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)符合美學(xué)原理,有尺度感的造型，具有使用合理、與人的生理感覺(jué)和諧，與使用環(huán)境協(xié)調(diào)的特點(diǎn)，是造型美的基本因素之一。,人的視覺(jué)具有本能的喜愛(ài)比例得當(dāng)?shù)脑煨停此^的比率美。,,2對(duì)稱與均衡 對(duì)稱和均衡是取得良好視覺(jué)平衡的兩種基本形式。 對(duì)稱是自然界最常見(jiàn)的一種平衡方式，也廣泛地用于產(chǎn)品造型中，但對(duì)稱形式易使人的視覺(jué)停留在對(duì)稱線上，給人以單調(diào)

40、、呆板的感覺(jué)，故在應(yīng)用對(duì)稱形式造型時(shí)應(yīng)加以注意。 均衡是不對(duì)稱的平衡方式，來(lái)源于力學(xué)的平衡原理。均衡造型的產(chǎn)品具有靜中有動(dòng)、動(dòng)中有靜的條理美和動(dòng)態(tài)美。由于均衡形式的支點(diǎn)不夠確定，安定感比對(duì)稱形式差，處理不當(dāng)，易形成雜亂的效果。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須恰當(dāng)處理對(duì)稱與均衡，才能取得良好的造型效果。,,3安定與輕巧 造型的安定性來(lái)自實(shí)際安定和視覺(jué)安定兩方面。 但是輕巧與安定往往是矛盾的，是產(chǎn)品造型美對(duì)立統(tǒng)一的兩個(gè)方面。 在色彩方面，明度低的色彩，顯得重感較大，裝飾在產(chǎn)品形體的下部可增強(qiáng)安定感，裝飾在產(chǎn)品形體的上部會(huì)產(chǎn)生輕巧感；明度高的色彩的效果恰巧相反。,,4對(duì)比與調(diào)和 在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中，一般以調(diào)和為主

41、調(diào)，在調(diào)和的基礎(chǔ)上采用對(duì)比的手法。常用的手法有以下幾方面： (1)線型的對(duì)比與調(diào)和 (2)體量的對(duì)比與調(diào)和 (3)方向的對(duì)比與調(diào)和 (4)虛實(shí)的對(duì)比與調(diào)和 (5)質(zhì)感的對(duì)比與調(diào)和 (6)色彩的對(duì)比與調(diào)和,,5過(guò)渡與呼應(yīng) 過(guò)渡是指在兩個(gè)相鄰的形體、面或色彩之間，采用逐漸演變的形式把二者聯(lián)系起來(lái)，以取得和諧造型效果。 呼應(yīng)是指造型設(shè)計(jì)時(shí)，在前后、上下或左右對(duì)應(yīng)部位，利用“形”、“色”、“質(zhì)”的某些相同或相似的特點(diǎn)進(jìn)行處理，以取得它們之間在線型、大小、色彩及質(zhì)感等方面的藝術(shù)效果的一致性，產(chǎn)生心理和視覺(jué)印象上的聯(lián)系和位置的相互照應(yīng)，使整體造型顯得和諧、均衡、統(tǒng)一的效果。,,6節(jié)奏與韻律 產(chǎn)品造型的節(jié)奏

42、與韻律是指造型的某些要素，如形體、線型、色彩、肌理以及方向、大小等作有規(guī)則的變化和重復(fù)，在空間產(chǎn)生抑揚(yáng)頓措的視覺(jué)效果，給人帶來(lái)心理上的愉快和美感。 造型中的節(jié)奏與韻律必須符合人的視覺(jué)習(xí)慣，只有當(dāng)產(chǎn)品造型表現(xiàn)出來(lái)的節(jié)奏符合人的生理自然節(jié)奏時(shí)，才會(huì)感到和諧和愉快。,,7重點(diǎn)與一般 1)運(yùn)用形體和線型對(duì)比突出主體，即用比較突出的體量和比較復(fù)雜的輪廓形態(tài)，以引起觀察者的注意； 2)運(yùn)用色彩、材質(zhì)的對(duì)比突出主體，使主體鮮明； 3)運(yùn)用精細(xì)或特殊的加工工藝，獲得特別的面飾效果來(lái)突出主體； 4)采用特殊的外觀件或裝飾件來(lái)強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)； 5)利用造型中的方向性和透視感等因素，引導(dǎo)人們的視線集中于主體。,2.3.

43、5 產(chǎn)品造型評(píng)價(jià),(二)產(chǎn)品色彩 1色調(diào)選擇 工業(yè)產(chǎn)品色調(diào)的選擇要適合于人的心理、生理要求。不同的色調(diào)給人心理和生理上帶來(lái)不同的反應(yīng)。 綠色有助于勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高，而藍(lán)色和紫色則降低勞動(dòng)生產(chǎn)率。產(chǎn)品色彩還應(yīng)適合產(chǎn)品的使用環(huán)境。青年與老年對(duì)色彩的抽象聯(lián)想稍有不同， 工業(yè)產(chǎn)品種類繁多，功能、形態(tài)各異，色彩應(yīng)有區(qū)別。對(duì)于大型設(shè)備要增強(qiáng)其視覺(jué)的穩(wěn)定感和力度感，不宜用太淺的顏色，而是用純度、明度都較低的色彩為主色調(diào)。為了提高其生動(dòng)和活潑的效果，可以少部分用與主體調(diào)和的明度較高的其它色彩，有目的和有重點(diǎn)地配置。,,2配色方法 (1)統(tǒng)一配色 (2)均衡配色 (3)重點(diǎn)配色 (4)分割配色,2.3.6 標(biāo)準(zhǔn)

44、化評(píng)價(jià),(一)標(biāo)準(zhǔn)化及其目的 定義：在社會(huì)實(shí)踐中，制訂、發(fā)布和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到統(tǒng)一，以獲得最佳秩序和社會(huì)效益。 1)合理簡(jiǎn)化產(chǎn)品的品種規(guī)格； 2)促進(jìn)相互理解、相互交流，提高信息傳遞的效率；對(duì)重復(fù)性事物和概念通過(guò) 3)在生長(zhǎng)、流通等方面，能夠全面地節(jié)約人力和物力； 4)在商品交換與提高服務(wù)質(zhì)量方面，保護(hù)消費(fèi)者的利益和社會(huì)公共利益； 5)在安全、衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)方面，保障人類的生命、安全與健康； 6)在國(guó)際貿(mào)易中，消除國(guó)際貿(mào)易的“技術(shù)壁壘”。,按照標(biāo)準(zhǔn)的適于范圍，標(biāo)準(zhǔn)分為不同的級(jí)別，依次為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(包括專業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)、部委標(biāo)準(zhǔn))、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)六個(gè)級(jí)別。,按照標(biāo)準(zhǔn)的性

45、質(zhì)來(lái)分，有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)三類,按照標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象的特征來(lái)分，有基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)、安全衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)四大類；,（二）標(biāo)準(zhǔn)分類,（三）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu),標(biāo)準(zhǔn)體系是 由層次結(jié)構(gòu)和領(lǐng)域結(jié)構(gòu)組成。層次結(jié)構(gòu)表明各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)之間的縱向聯(lián)系； 領(lǐng)域結(jié)構(gòu)表明行業(yè)之間的橫向聯(lián)系。 按標(biāo)準(zhǔn)體系的適用范圍可分為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系。,,(四) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化 (1)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的審查： 包括編號(hào)、文件格式、編制方法是否符合上級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求和有關(guān) (2)設(shè)計(jì)文件的標(biāo)準(zhǔn)化審查： (3)工藝文件的標(biāo)準(zhǔn)化審查： 內(nèi)容包括工藝文件的成套性；格式、名稱，工藝術(shù)語(yǔ)、材料、代號(hào)；工藝尺寸的正確性、通用工具、量具是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；是否采用典型工藝等。 (4)工裝設(shè)計(jì)文件的標(biāo)準(zhǔn)化審查： 內(nèi)容包括工裝設(shè)計(jì)文件的成套性；是否采用標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)毛坯等。,