机械制造装备设计方法
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（1）缩短开发周期、提高产品质量、降低成本和加强市场竞争能力。 （2）根据科学技术的发展，便于用新技术设计性能更好的模块，取代原
有旧的模块，提高产品的性能，组合出功能更完善、性能更先进的 组合产品，加快产品的更新换代。 （3）大大缩短设计和供货周期。 （4）有利于采用成组加工等先进工艺，有利于组织专业化生产，既提高 质量，又降低成本。 （5）维护修理更为方便，Biblioteka Baidu生产影响少。
（一）建立目标系统和确定评价标准 （二）确定重要性系数
（三）确定各设计方案的评价分数
（四）总权重值 ZQj
n
ZQj qij i1
（五）技术评价 Tj
Tj ZQj Q max
（六）经济评价 Ej
（三）技术设计阶段 1. 确定结构原理方案 （1）确定结构原理方案的主要依据 （2）确定结构原理方案 （3）评价和修改 2. 总体设计
（四）工艺设计阶段 1. 零件图设计 2. 完善装配图 3. 商品化设计 4. 编制技术文档
（1）主要结构参数
（2）总体布局
（3）系统原理图
（4）经济核算
（5）其他
3. 结构设计
结构设计阶段的主要任务是在总体设计的基础上，对结构原理方案
结构化，绘制产品总装图、部件装配图；提出初步的零件表，加工
和装配说明书；对结构设计进行技术经济评价。
二、系列化设计
▪ 系列化设计的基本概念 ▪ 系列化设计的优缺点 ▪ 系列化设计的步骤
（一）系列化设计的基本概念 （二）系列化设计的优缺点 优点：1）可以用较少品种规格的产品满足市场较大范围的需求。
2）系列中不同规格的产品是经过严格性能试验和长期生产考验的基 型产品演变和派生而成的，可以大大减少设计工作量，提高设计 质量，减少产品开发的风险、缩短产品的研制周期。
3）产品有较高的结构相似性和零部件的通用性，因而可以压缩工艺 装备的数量和种类，有助于缩短产品的研制周期，降低生产成本。
4) 零备件的种类少，系列中的产品结构相似，便于进行产品的维 修，改善售后服务质量。
（三）模块化设计的步骤 1.明确设计任务
2.建立功能结构
3.合理确定产品的系列型谱和参数 4.模块的组合 5.模块的计算机管理系统
1）对模块进行编码，以便进行计算机管理。 2）给出模块系统最多可组合的产品数。 3）对于用户的某一给定的设计要求，分析是否存在一种有效的组合方案。 4）在满足要求的几种组合方案中进行评价，选择最佳的组合方案。 5）若干有效的组合方案满足用户要求，为新的模块设计提供信息。 6）给出已选方案的模块组装图、明细表及价格表。
（1）系统结合法 所谓系统结合法是按功能结构的树状结构，根据逻辑关系把原理
解结合起来。 （2）数学方法结合法
5.初步设计方案的评价与筛选 （1）初步设计方案的初选
1）观察淘汰法 2）分数比较法 （2）初步设计方案的具体化
具体化采用的方法大致有： ① 绘出方案原理图、整机总体布局草图、主要零部件草图。 ② 进行运动学、动力学和强度方面的粗略计算。 ③ 进行必要的原理试验。 ④ 对于大型、复杂设备，可制作模型。 （3）对初步设计方案进行技术经济评价
第二章 机械制造装备设计方法
▪ 机械制造装备设计的类型 ▪ 机械制造装备设计的方法 ▪ 机械制造装备设计的评价
第一节 机械制造装备设计的类型
创新设计
创造性思维
适应型设计
直觉思维 逻辑思维
变型设计
变参数型设计
模块化设计
第二节 机械制造装备设计的方法
• 机械制造装备设计的典型步骤 • 系列化设计 • 模块化设计 • 合理化工程
三、模块化设计
▪ 模块化设计的基本概念 ▪ 模块化设计的优缺点 ▪ 模块化设计的步骤
（一）模块化设计的基本概念 为了开发多种不同功能结构，或相同功能结构而性能不同的产品，不必
对每种产品单独进行设计，而是精心设计出一批模块，将这些模块经过不同 的组合来构造具有不同功能结构和性能的多种产品。 （二）模块化设计的优缺点
一、机械制造装备设计的典型步骤
▪ 产品规划阶段 ▪ 方案设计阶段 ▪ 技术设计阶段 ▪ 工艺设计阶段
（一）产品规划阶段 1.需求分析 2.调查研究 （1）市场调研：一般从用户需求、产品情况、同行情况、供应情况几 方面进行调研。 （2）技术调研 （3）社会调研 3.预测 （1）定性预测：采用的方法有走访调查、查资料、抽样调查、类比调 查、专家调查等。 （2）定量预测：采用的方法有时间序列回归法、因果关系回归法、产 品寿命周期法等。
（二）方案设计阶段 1.对设计任务的抽象 2.建立功能结构
分功能和多级子功能及它们之间的关系称为功能结构。
3.寻求原理解与求解方法 所谓原理解就是能实现某种功能的工作原理，以及实现该工作原理
的技术手段和结构原理，即所谓的功能载体。 从技术上和结构上实现工作原理的功能载体是以它具有的某种属性
来完成某一功能的。 4.初步设计方案的形成
4.可行性分析 可行性报告一般包括如下内容： 1)产品开发的必要性，市场调查及预测情况，包括用户对产品功能、用途、 质量、使用维护、外观、价格等方面的要求。 2)同类产品国内外技术水平，发展趋势。 3)从技术上预期产品开发能达到的技术水平。 4)从设计、工艺和质量等方面需要解决的关键技术问题 5)投资费用及开发时间进度，经济效益和社会效益估计。 6）现有条件下开发的可能性及准备采取的措施。 5.编制设计任务书
四、合理化工程
第三节 机械制造装备设计的评价
▪ 技术经济评价 ▪ 可靠性评价 ▪ 人机工程学评价 ▪ 结构工艺性评价 ▪ 产品造型评价 ▪ 标准化评价
一、技术经济评价
▪ 建立目标系统和确定评价标准 ▪ 确定重要性系数 ▪ 确定各设计方案的评价分数 ▪ 总权重值 ZQj ▪ 技术评价 Tj ▪ 经济评价 Ej
5) 为开展变型设计提供技术基础。 缺点：1）用户有可能选不到最满意的产品。
2）用户选择的产品有些功能可能冗余。
（三）系列化设计的步骤 1.主参数和主要性能指标的确定 2.参数分级 表2－2 3.制定系列型谱
系列型谱内的产品是在基型产品的基础上经过演变和派生而扩展成 的。 （1）纵系列产品 （2）横系列产品 （3）跨系列产品
有旧的模块，提高产品的性能，组合出功能更完善、性能更先进的 组合产品，加快产品的更新换代。 （3）大大缩短设计和供货周期。 （4）有利于采用成组加工等先进工艺，有利于组织专业化生产，既提高 质量，又降低成本。 （5）维护修理更为方便，Biblioteka Baidu生产影响少。
（一）建立目标系统和确定评价标准 （二）确定重要性系数
（三）确定各设计方案的评价分数
（四）总权重值 ZQj
n
ZQj qij i1
（五）技术评价 Tj
Tj ZQj Q max
（六）经济评价 Ej
（三）技术设计阶段 1. 确定结构原理方案 （1）确定结构原理方案的主要依据 （2）确定结构原理方案 （3）评价和修改 2. 总体设计
（四）工艺设计阶段 1. 零件图设计 2. 完善装配图 3. 商品化设计 4. 编制技术文档
（1）主要结构参数
（2）总体布局
（3）系统原理图
（4）经济核算
（5）其他
3. 结构设计
结构设计阶段的主要任务是在总体设计的基础上，对结构原理方案
结构化，绘制产品总装图、部件装配图；提出初步的零件表，加工
和装配说明书；对结构设计进行技术经济评价。
二、系列化设计
▪ 系列化设计的基本概念 ▪ 系列化设计的优缺点 ▪ 系列化设计的步骤
（一）系列化设计的基本概念 （二）系列化设计的优缺点 优点：1）可以用较少品种规格的产品满足市场较大范围的需求。
2）系列中不同规格的产品是经过严格性能试验和长期生产考验的基 型产品演变和派生而成的，可以大大减少设计工作量，提高设计 质量，减少产品开发的风险、缩短产品的研制周期。
3）产品有较高的结构相似性和零部件的通用性，因而可以压缩工艺 装备的数量和种类，有助于缩短产品的研制周期，降低生产成本。
4) 零备件的种类少，系列中的产品结构相似，便于进行产品的维 修，改善售后服务质量。
（三）模块化设计的步骤 1.明确设计任务
2.建立功能结构
3.合理确定产品的系列型谱和参数 4.模块的组合 5.模块的计算机管理系统
1）对模块进行编码，以便进行计算机管理。 2）给出模块系统最多可组合的产品数。 3）对于用户的某一给定的设计要求，分析是否存在一种有效的组合方案。 4）在满足要求的几种组合方案中进行评价，选择最佳的组合方案。 5）若干有效的组合方案满足用户要求，为新的模块设计提供信息。 6）给出已选方案的模块组装图、明细表及价格表。
（1）系统结合法 所谓系统结合法是按功能结构的树状结构，根据逻辑关系把原理
解结合起来。 （2）数学方法结合法
5.初步设计方案的评价与筛选 （1）初步设计方案的初选
1）观察淘汰法 2）分数比较法 （2）初步设计方案的具体化
具体化采用的方法大致有： ① 绘出方案原理图、整机总体布局草图、主要零部件草图。 ② 进行运动学、动力学和强度方面的粗略计算。 ③ 进行必要的原理试验。 ④ 对于大型、复杂设备，可制作模型。 （3）对初步设计方案进行技术经济评价
第二章 机械制造装备设计方法
▪ 机械制造装备设计的类型 ▪ 机械制造装备设计的方法 ▪ 机械制造装备设计的评价
第一节 机械制造装备设计的类型
创新设计
创造性思维
适应型设计
直觉思维 逻辑思维
变型设计
变参数型设计
模块化设计
第二节 机械制造装备设计的方法
• 机械制造装备设计的典型步骤 • 系列化设计 • 模块化设计 • 合理化工程
三、模块化设计
▪ 模块化设计的基本概念 ▪ 模块化设计的优缺点 ▪ 模块化设计的步骤
（一）模块化设计的基本概念 为了开发多种不同功能结构，或相同功能结构而性能不同的产品，不必
对每种产品单独进行设计，而是精心设计出一批模块，将这些模块经过不同 的组合来构造具有不同功能结构和性能的多种产品。 （二）模块化设计的优缺点
一、机械制造装备设计的典型步骤
▪ 产品规划阶段 ▪ 方案设计阶段 ▪ 技术设计阶段 ▪ 工艺设计阶段
（一）产品规划阶段 1.需求分析 2.调查研究 （1）市场调研：一般从用户需求、产品情况、同行情况、供应情况几 方面进行调研。 （2）技术调研 （3）社会调研 3.预测 （1）定性预测：采用的方法有走访调查、查资料、抽样调查、类比调 查、专家调查等。 （2）定量预测：采用的方法有时间序列回归法、因果关系回归法、产 品寿命周期法等。
（二）方案设计阶段 1.对设计任务的抽象 2.建立功能结构
分功能和多级子功能及它们之间的关系称为功能结构。
3.寻求原理解与求解方法 所谓原理解就是能实现某种功能的工作原理，以及实现该工作原理
的技术手段和结构原理，即所谓的功能载体。 从技术上和结构上实现工作原理的功能载体是以它具有的某种属性
来完成某一功能的。 4.初步设计方案的形成
4.可行性分析 可行性报告一般包括如下内容： 1)产品开发的必要性，市场调查及预测情况，包括用户对产品功能、用途、 质量、使用维护、外观、价格等方面的要求。 2)同类产品国内外技术水平，发展趋势。 3)从技术上预期产品开发能达到的技术水平。 4)从设计、工艺和质量等方面需要解决的关键技术问题 5)投资费用及开发时间进度，经济效益和社会效益估计。 6）现有条件下开发的可能性及准备采取的措施。 5.编制设计任务书
四、合理化工程
第三节 机械制造装备设计的评价
▪ 技术经济评价 ▪ 可靠性评价 ▪ 人机工程学评价 ▪ 结构工艺性评价 ▪ 产品造型评价 ▪ 标准化评价
一、技术经济评价
▪ 建立目标系统和确定评价标准 ▪ 确定重要性系数 ▪ 确定各设计方案的评价分数 ▪ 总权重值 ZQj ▪ 技术评价 Tj ▪ 经济评价 Ej
5) 为开展变型设计提供技术基础。 缺点：1）用户有可能选不到最满意的产品。
2）用户选择的产品有些功能可能冗余。
（三）系列化设计的步骤 1.主参数和主要性能指标的确定 2.参数分级 表2－2 3.制定系列型谱
系列型谱内的产品是在基型产品的基础上经过演变和派生而扩展成 的。 （1）纵系列产品 （2）横系列产品 （3）跨系列产品