已知機械設(shè)備中的反求與創(chuàng)新設(shè)計

　　● 具有形象直觀的實物，有利于形象思維；

　　● 可對產(chǎn)品或設(shè)備的性能、材料等項內(nèi)容直接進行測試與分析，以獲得詳細的設(shè)計 資料；

　　● 可對產(chǎn)品或設(shè)備的尺寸直接進行測試與分析，以獲得重要的尺寸設(shè)計資料；

　　● 目的是反求仿制時，縮短了設(shè)計周期，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)起點與速度；

　　● 仿制產(chǎn)品與引進產(chǎn)品有可比性，有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量；

　　● 在仿制的基礎(chǔ)上加以改進和創(chuàng)新，為開發(fā)新產(chǎn)品提供了有利條件。

　　（2）機械設(shè)備反求設(shè)計的過程

　　機械設(shè)備反求設(shè)計一般要經(jīng)歷圖所示的流程。

　　圖 機械設(shè)備反求設(shè)計流程圖

　?。?）零部件測繪前的準備和設(shè)備的分解原則

　　在進行測繪之前，應(yīng)備齊、讀懂有關(guān)資料，為反求設(shè)計做前期準備工作，如產(chǎn)品說明書、維修手冊、同類產(chǎn)品樣本及產(chǎn)品廣告等。還要收集與測繪有關(guān)的資料，如機器的裝配與分解方法，零件的公差及測量，典型零件（齒輪、軸承、螺紋、花鍵、彈簧等）的畫法，標準件的有關(guān)資料，制圖及國家標準等資料。

　　在進行零部件的測繪之前，首先要明確待反求設(shè)備中各零部件的功能。這是測繪過程中進行分析的*的內(nèi)容。

　　測繪之前，要對樣機進行分解，以便進行尺寸測量。分解實物時要注意以下原則：

　?、僮裱?ldquo;能恢復(fù)原機”的原則進行拆機。也就是說，拆完后能按原樣裝配。

　?、诜纸獾牧悴考礄C器的組成進行編號，并有專人保管。

　?、鄄鸷蟛灰讖?fù)位的零件（如游標、度盤等部件）、過盈配合的零件或有些特殊的組件可不進行分解。

　?、芊纸膺^程中要有分解記錄。要特別注意記錄那些難拆的零件和有裝拆技巧的零件的分解過程，以減少恢復(fù)原機的困難。

　?。?）測繪的一般方法

　　被測零件的形狀千差萬別，但按其在機械中所起的作用可分為連接、緊固零件、傳動零件、密封件和箱殼類零件等。在測繪時要標明是否為標準件。

　　測繪時要基本按比例畫出零件草圖，然后標注測量尺寸。尺寸的測量對實物反求至關(guān)重要。在進行尺寸測量時要注意以下問題：

　?、龠x擇測量基準。機械零件有兩種尺寸，即表示零件基本形體相對位置的定位尺寸和表示零件基本形體大小的形狀尺寸，定位尺寸確定后才能確定形體尺寸。一般可選擇零件的底面、端面、中心線、軸線或?qū)ΨQ面為尺寸基準。

　　②關(guān)鍵零件的尺寸要進行多次測量，取其干均值為測量尺寸。

　?、蹖ε浜铣叽?、定位尺寸等功能性尺寸要測量到小數(shù)點后三位數(shù)字，沒有公差的非功能性尺寸，僅測量到小數(shù)點后一位數(shù)字到小數(shù)點后三位數(shù)字即可，沒有公差的非功能性尺寸，僅測量到小數(shù)點后一位數(shù)字即可。

　?、軌呜至烤哂袕?fù)雜形面的零件時（如汽輪機葉片、凸輪廓線等），要邊測量、邊畫放大圖，以檢查測量中出現(xiàn)的問題，及時修正測量結(jié)果。

　?、萦行┎荒苤苯訙y量到的尺寸，要根據(jù)產(chǎn)品性能、技術(shù)要求、工作范圍等條件，通過分析計算求出來。

　?。?）實測尺寸數(shù)據(jù)的處理

　　實測尺寸不等于原設(shè)計尺寸，需要從實測尺寸推論出原設(shè)計尺寸。假設(shè)所測的零件尺寸均為合格的尺寸，實測值一定是圖樣上規(guī)定的公差范圍內(nèi)的，其計算公式為：

　　實測值＝基本尺寸±制造誤差±測量誤差

　　式中，制造誤差與測量誤差之和，必定小于或等于給定的公差，故實測值應(yīng)在zui大極限尺寸和zui小極限尺寸之間。又根據(jù)概率統(tǒng)計原理，零件尺寸的制造誤差與測量誤差的概率分布服從正態(tài)分布規(guī)律，尺寸誤差位于公差中值的概率zui大，這是處理實測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。

　　對于有些國家的英制產(chǎn)品，也可參照上述方法處理。

　　對于一些重要的配合尺寸，還要把實測尺寸分解為基本尺寸和公差值。

　?。?）公差的反求設(shè)計與創(chuàng)新

　　機械零件的尺寸公差確定的優(yōu)劣，直接影響部件的裝配和整機的工作性能。反求設(shè)計中，因為零件的公差是不能測量的，尺寸公差只能通過反求設(shè)計來解決。 ．

　?。?）機械零件材料的反求設(shè)計與創(chuàng)新

　　機械零件材料的選擇與熱處理方法直接影響到零件的強度、剛度、壽命、可靠性等指標，材料的選擇是機械設(shè)計中的重要問題。

　　①材料的成分分析：是指確定材料中的化學(xué)成分。在對材料的整體、局部1表面進行定性分析或定量分析時，可通過火花鑒別法、音質(zhì)判別法、原子發(fā)射光譜分析法、紅外光譜分析法、化學(xué)成分分析法、微探針分析法等手段對材料的表面進行定性分析或定量分析。

　　②材料的組織結(jié)構(gòu)分析：是指材料的宏觀組織結(jié)構(gòu)和微觀組織結(jié)構(gòu)。進行材料的宏觀組織結(jié)構(gòu)分析時，可用放大鏡觀察材料的晶粒大小、淬火硬層的分布、縮孔的缺陷等情況。利用顯微鏡可觀察材料的微觀組織結(jié)構(gòu)。

　?、鄄牧系墓に嚪治觯菏侵覆牧系某尚头椒?，鑄造、鍛壓、擠壓、燒結(jié)、焊接、機加工以及熱處理等是zui常見的工藝。反求時，可酌情處理。

　?、懿牧系挠捕确治觯嚎赏ㄟ^硬度計測定材料的表面硬度，并根據(jù)硬度或表面處理的厚度判別材料的表面處理方法。

　?。?）關(guān)鍵零件的反求設(shè)計與創(chuàng)新

　　因為機械是可見的實物，容易仿造，所以任何機器中都會有一些關(guān)鍵零件，也就是生產(chǎn)商要控制的技術(shù)。這些零件是反求的重點，也是難點。在進行反求設(shè)計時，要找出這些關(guān)鍵零件。如發(fā)動機中的凸輪軸、紡織機械中的打緯凸輪、高速機械中的軸承、重型減速器中的齒輪等都是反求設(shè)計中的關(guān)鍵零件。特別是高速凸輪的反求，要把實測的凸輪廓線坐標值擬合為若干段光滑曲線，而且要利其運動規(guī)律相一致，難度很大。因此，發(fā)動機廠家都把凸輪作為發(fā)動機的壟斷技術(shù)。對機械中關(guān)鍵零件的反求成功，技術(shù)上就有突破，就會有創(chuàng)新。不同的機械設(shè)備，其關(guān)鍵零件不同。關(guān)鍵零件的確定，要視具體情況。一般情況下，關(guān)鍵零件的反求都需要較深的專門知識和技術(shù)。

　　（9）機構(gòu)系統(tǒng)的反求與創(chuàng)新

　　根據(jù)工作要求設(shè)計出機構(gòu)系統(tǒng)的簡圖，然后選擇材料，根據(jù)強度、剛度、制造工藝等要求進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，畫出總裝圖、零件圖，這一過程為正設(shè)計。而根據(jù)已有的設(shè)備，畫出其機構(gòu)系統(tǒng)的運動簡圖，對其進行運動分析、動力分析及性能分析，并根據(jù)分析結(jié)果改進機構(gòu)系統(tǒng)的運動簡圖，稱之為反設(shè)計。機構(gòu)系統(tǒng)的反求設(shè)計就屬此類。它是反求設(shè)計中的重要創(chuàng)新手段。

　　進行機構(gòu)系統(tǒng)的反求時，要注意產(chǎn)品的設(shè)計策略反求。一般情況下，可借助價值工程中提高價值的5個基本途徑作為產(chǎn)品的反求設(shè)計策略有：

　　①功能不變，降低成本；

　?、谠黾庸δ?，降低成本；

　?、墼黾庸δ埽杀静蛔?；

　　④減少功能，降低更多的成本；

　?、菰黾庸δ?，增加成本。

　　其中第二條zui為理想，但有困難，只有依賴新技術(shù)、新材料、新工藝的突破。例如，大規(guī)模的集成電路的研制成功，計算機產(chǎn)品的功能越來越強大，而價格卻在下降。

　　機械設(shè)備等具體實物的反求設(shè)計是目前世界各國廣泛采用的吸取別國先進經(jīng)驗的方法，我國起步較晚。因此，在進行某一產(chǎn)品的反求設(shè)計時，要廣范收集國內(nèi)外同類產(chǎn)品的設(shè)計生產(chǎn)、使用等方面的資料，進行分析對比，找出其優(yōu)點和不足之處，取優(yōu)去劣，寫出進行反求設(shè)計的可行性報告，再開始工作。