数字化设计制造应用技术基础(作者刘溪涓)(2)

2012-10-15

全书共7章。介绍了产品数字化设计制造的相关常用技术，包括数字化产品开发中基于知识的变型设计、设计意图表达与参数化建模、运动学分析与结构优化、数控加工等基础技术，每一章都配有应用实例给出了一个“滚丝机”中凸轮连杆机构设计、优化.

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		数字化设计制造应用技术基础(作者刘溪涓)
		数字化设计制造应用技术基础(作者刘溪涓)

序言

21世纪，随着中国经济的高速增长，中国制造的产品已渗透到世界各个角落。中国已成为制造业大国，在世界经济中的地位日趋重要。但与美国、日本等制造业强国相比，还存在着较大的差距，还有许多问题急需解决，我国的制造业还处在国际分工体系中的末端地位，要摆脱目前这种状况，中国制造业必须走创新设计之路，通过信息化技术提升制造业层次。数字化设计制造是当今世界制造业发展的大趋势，是中国制造业实现跨越发展的重要机遇。为了使读者能够在较短的时间内了解产品数字化开发过程全貌，掌握数字化设计与制造的核心技术和基础知识，理解各个知识模块间的技术依赖和前后次序，特编写了这本教材。
在作者近年来从事机械数字化设计制造专业方向的教学中，苦于难找到一本面向技术应用型人才培养的比较合适的教材，主要问题有两点：一是在理论基础和实践技术两方面内容的比例分配欠妥；二是教学案例的缺乏。努力解决上述两个问题是编写本教材的初衷。
从技术应用型人才培养的定位出发，在理论基础和实践技术的内容篇幅比例方面，本书进行了精心取舍。本书从应用角度，撷取了数字化产品开发过程中相关理论的部分内容，并综合考虑了理论知识的前后连续性。包括：概念设计中的基于知识的设计理论、详细设计中的建模理论和设计意图的表达、有限元基础理论、数控加工的基本原理、产品生命周期管理理念。在实践技术方面，本书选取了符合本科层次的面向技术应用的有关内容，并在行文中重视可操作性。本书中从第2章到第7章都包含实例讲解，第7章以一个“滚丝机”中的部分结构的功能分解、概念设计、详细设计、结构优化、运动仿真、数控加工将前6章的内容“串”起来，对前6章的内容进行了具体应用，该实例简单有趣、方便易行，有具体的参数和详细的步骤，方便读者作为计算机模拟练习和上机加工练习的实例。
本书中教学实例丰富、新颖，绝大多数实例均来自作者经验：教学实践、曾完成的科研项目或专利。本书重点突出，实例丰富，主线明确，帮助读者在学习各个相对独立技术的同时，理解其间的技术依赖和先后次序，进而激发读者兴趣，在掌握部分已知模块的前提下，去探索和学习其他本书未涵盖到的相关技术领域。
前4章由刘溪涓副教授编写，后3章由刘镝时高工编写，于忠海教授主审。本书的编写过程中，得到了上海电机学院的宋又廉、高鸿庭教授的帮助，感谢他们与作者的多次探讨使得本书内容得到丰富。本书从构思到出版得到了王侃夫、于忠海教授、机械工业出版社的贡克勤老师的大力支持和关心，在此谨向他们表示诚挚地感谢。在本书编写过程中，编者参阅了大量文献，未能一一列出，在此向有关作者深表感谢。由于水平和时间所限，书中难免仍有疏漏和不足，恳请读者批评指正，不吝赐教。

文摘

插图：

1.4.2 产品开发过程的发展
1.无分工时代
在知识不发达的年代，社会分工还不够细化，没有什么“设计师”的概念，那时产品设计和制造被看做是一回事，即边设计边制造。设计、制造经常都是同一个人独立完成的。对设计而言更是这样，小到一把“小榔头”、“手工艺品”、“编织竹器”，大到一座“赵州桥”，个人的力量在产品的设计中作用是举足轻重的。个人对自己的产品具有完全的控制能力。由于生产规模很小，这时候的产品在很大程度上就相当于现代生产中的一个原型或样机，只能在很小的范围推广。这是一种单件的到小批量的、进度随意度大、设计需求内容更改较少的相对稳定的设计过程，个人的灵感、习惯、经验、手头拥有的工具等因素都能够间接地决定一件产品的特点和风格。这时候，设计过程在某种程度上是无序的，一个好的设计有时甚至是不具有重复性的。2.抛过墙时代到了20世纪中叶，产品变得越来越复杂，其制造过程要求具有各种专业知识才能完成。一个人已经不再有知识、能力来应付产品设计和制造过程中的一系列活动。社会分工细化，人们组成了不同的团队，来分别负责市场需求发现、设计开发、加工操作、生产管理、项目管理，由于各个活动的展开往往是顺序进行的，各个阶段不能及时有效地沟通，像有一堵无形的墙在其中，人们形象地称其为“抛过墙（Overthewall）”设计，如图1.5 所示。
图].5 抛过壻设计
其中，设计人员在完成了一项设计之后，将图样“抛过墙”式的传递给制造人员，必要时会附几句口头补充和说明。当制造人员发现图样中存在不易加工的设计细节或其他技术困难时，只能再度将图样“抛回去”，这样等待设计人员去改进设计，而由于设计人员可能不像制造专业人员那样了解制造过程，有些零件画得出却可能加工不出来，或无法使用现有设备加工，因此造成大量的设计更改和返工。问题就出现了，这种“抛过墙”的方式由于缺乏专业之间的及时沟通、反馈，因而会影响产品的开发进度，或是增加开发成本。另外，在这种“顺序式进行”的工作方式中，设计师不得不反复地修改其最初的设计意图，以满足其他环节对设计提出的约束。