反求工程与创新设计教材

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1、反求工程与创新设计,一、反求设计与创新设计的意义 二、反求设计概述 三、技术引进与反求设计 四、已知机械设备的反求设计,反求设计与创新设计的意义,中外农业机械的比较 中国农业机械的弱点 我国农业机械反求设计的成功案例 总结反求设计的意义,创新型HarvestLab检测器可以分析 农作物成分 新推出的农机同步系统Machine Sync可优化农作物收割物流,美国小麦收获机,马铃薯,马铃薯收获机,德国,我国,我国落后的农业装备,美欧的大型拖拉机，作业宽度有十八米 我国黑龙江水田插秧设备基本被日本垄断 德国的旋耕机，旋到石头都不会折。 我国小型农用机械方面，还凑活，但工作原理方面相当传统单一，一般来

2、说还停留在简陋的机械方面，没有配套的电子系统，更别提相应的检测系,主要落后在以下几个方面,结构落后，新技术含量低，外观质量差； 整机结构显得笨重，调节不便，作业速度低； 液压技术和电子监控技术应用很少； 新材料和新工艺还没得到广泛应用 我国农业机械普遍存在着产品内在质量不高、 外观质量粗糙和可靠性差等问题。利用反求工程与创新设计相结合是解决以上问题的捷径之一。,成功案例：大型联合收割机市场,佳木斯联合收割机厂为引进世界先进技术，在我国生产技术含量高的农用机械。于1981年，引进美国约翰迪尔的1000系列联合收割机技术。经消化吸收，填补了中国大型联合收割机生产的空白，结束了中国大型联合收割机全部

3、依靠进口的历史。,反求设计的意义,研究和应用反求设计可以有效回避开发探索的风险，实现在高起点去创新产品。 为实现国产化改进，最终占领国际市场，就迫切需要对别国产品进行消化、吸收、改进和挖潜，这就离不开反求设计的发展机制。,反求工程与创新设计,一、反求设计与创新设计的意义 二、反求设计概述 三、技术引进与反求设计 四、已知机械设备的反求设计,反求设计概述,反求工程及反求工程的过程 什么是反求设计 反求设计的两个阶段 反求设计的三种形式 反求设计与知识产权,反求设计概述,反求工程及反求工程的过程 什么是反求设计 反求设计的两个阶段 反求设计的三种形式 反求设计与知识产权,把别人的先进科技成果加以引

4、进，消化吸收，改进提高，或进行创新设计，近而发展自己的新技术、开发新产品的过程，就被称为反求工程（这一过程是发展民族经济的捷径）。,什么是反求工程,反求工程的过程,1、产品的引进过程,2、引进技术的应用过程,3、引进技术的消化过程,4、引进技术的反求过程,对其设计原理、结构、材料、制造工艺等进行深入研究，用现代设计理论、方法及测试手段对其性能进行计算测定，了解其材料配方、工艺流程、技术标准、质量控制等技术条件，特别要找出它的关键技术及不足之处产生的根源。,在消化吸收的的基础上，来进行创新设计，开发出具有自身特色的新产品。,如果仅仅依赖国外进口的生产线和设备提高生产的技术和水平，而对技术转让、技

5、术服务等引进很少，就很难引进先进技术。,在生产实践中逐步熟悉产品或设备的操作、使用与维修，使其在生产中发挥作用。然后再结合其软件资料，进一步了解它的结构、技术性能、技术特点，尤其是要发现产品、设备的不足之处。,反求设计概述,反求工程及反求工程的过程 什么是反求设计 反求设计的两个阶段 反求设计的三种形式 反求设计与知识产权,反求设计是对已有的产品或技术进行分析研究，掌握其功能原理、零部件的设计参数、材料、结构、尺寸、关键技术等指标，再根据现代设计理论与方法，对原产品进行仿造设计、改进设计或创新设计。,反求设计,创新有两种方式: 第一种是从无到有。完全凭借基本知识、思维、灵感与丰富的经验。 第二

6、种是从有到新。借助已有的产品已存在的可感观的实物，创新出更先进、更完美的产品。反求设计就属于第二种创新方式。,反求设计是创新的重要方法,反求设计概述,反求工程及反求工程的过程 什么是反求设计 反求设计的两个阶段 反求设计的三种形式 反求设计与知识产权,反求设计的第一阶段,反求分析阶段 通过对原有产品的剖析，寻找原产品的技术缺陷，吸取其技术精华、关键技术，为改进或创新设计提出方向。包括宏观分析和详细分析。,反求设计的第二阶段,再设计阶段 是一个创新设计阶段，包括变异设计和开发设计。是在对原产品进行反求分析的基础上，开发出符合市场需求的新产品的过程，称为“再设计”。,反求设计概述,反求工程及反求工

7、程的过程 什么是反求设计 反求设计的两个阶段 反求设计的三种形式 反求设计与知识产权,1、仿造设计： 完全按照引进产品进行设计，制造的产品与引入产品完全相同。一些技术力量和经济力量比较薄弱的厂家、且引进产品相对先进时，常常采用仿造设计的方法。,反求设计一般有三种形式,2、改进设计： 在对原产品分析研究的基础上，进行局部的改造性设计，其性能与特征基本上同原产品，但局部性能有所改善。我国的大部分厂家都采取了这种反求设计。,3、创新设计： 以原产品为基础，充分运用创新的设计思维与创新技法，设计、制造出优于原产品的新产品。反求工程中的创新设计是我国及其他发展中国家目前大力提倡的方法。,反求设计概述,反

8、求工程及反求工程的过程 什么是反求设计 反求设计的两个阶段 反求设计的三种形式 反求设计与知识产权,反求设计与知识产权,反求技术的发展基础是仿制技术，但不同于仿制技术。其着眼于对原有事物的修改和再设计而制造出新产品。避免了侵权的问题。 从事反求设计时，一定要懂得知识产权，不要侵害别人的专利权、著作权、商标权等受保护的知识产权。同时也要注意保护自己所创新部分的知识产权。,反求设计的例子,日本honda,反求工程与创新设计,一、反求设计与创新设计的意义 二、反求设计概述 三、技术引进与反求设计 四、已知机械设备的反求设计,技术引进与反求设计,引进技术的基本原则 引进技术的模式 反求设计的共性问题,

9、技术引进与反求设计,引进技术的基本原则 引进技术的模式 反求设计的共性问题,引进技术的基本原则,1、待引进的技术项目首先要是国内或本单位的 急需关键技术 2、待引进的技术必须是科技含量高的先进技术 3、有技术和经济实力，能把引进的技术产品化 4、引进技术转换的产品要能产生良好的社会经 济效益,技术引进与反求设计,引进技术的基本原则 引进技术的模式 反求设计的共性问题,引进技术的模式 引进技术的模式一般有以下两种：,技术引进与反求设计,引进技术的基本原则 引进技术的模式 反求设计的共性问题,反求设计的共性问题,1、研究产品的结构设计 2、对产品的零件公差与配合公差进行析 3、对产品中零件的材料进

10、行分析 4、对产品的工作性能进行分析 5、对产品的造型进行分析,产品结构是功能目标的具体保证，是反求的重点,测量只能得到零件的加工尺寸。要合理进行精度设计。难点,硬度测量，化学、光谱、金相等分析,分析运动、动力等特性，提出改进创新措施,造型、色彩进行分析，重视美学、客户需求等因素,反求工程与创新设计,一、反求设计与创新设计的意义 二、反求设计概述 三、技术引进与反求设计 四、已知机械设备的反求设计,已知机械设备的反求设计,机械设备反求设计的特点 机械设备反求设计的一般过程 功能反求 系统原理方案的反求 机械设备的分解 制造工艺及材料的反求,机械设备反求设计的特点,1、具有形象直观的实物，有利于

11、形象思维。 2、可对产品或设备的性能、材料等项内容直接进行测试与分析，能获得详细的设计资料。 3、可对产品或设备的尺寸直接进行测量分析，能够获得非常重要的尺寸设计资料。,机械设备反求设计的特点,4、目的是反求仿制时，缩短设计周期，提高了产品的生产起点与速度。 5、仿制产品与引进产品有可比性，有利于提高产品的质量。 6、在仿制的基础上加以改进和创新，为开发新产品提供了有利条件,已知机械设备的反求设计,机械设备反求设计的特点 机械设备反求设计的一般过程 功能反求 系统原理方案的反求 机械设备的分解 制造工艺及材料的反求,可按各功能元所具有的作用和功能目标分别求解。功能元的求解是功能分析与设计的重点

12、和难点，也是反求设计中的创新突破点。,根据引进产品的具体工作情况和结构特点，画出其机构系统运动简图。对其再进行运动分析、受力分析，明确其工作原理和具体结构，对其进行改造设计或创新设计。,已知机械设备的反求设计,机械设备反求设计的特点 机械设备反求设计的一般过程 功能反求 系统原理方案的反求 机械设备的分解 制造工艺及材料的反求,分解的目的： 测绘之前，要对待反求的设备进行分解，以便进行尺寸测量、材质分析。 分解时要注意以下两点：,机械设备的分解,（1）遵循“能恢复原机”的原则进行拆机。也就是说，拆完后能按原样装配完毕。 （2）拆后不易复位的零件（如游标、度盘等部件）、过盈配合的零件或有些特殊的

13、组件可不进行分解。,已知机械设备的反求设计,机械设备反求设计的特点 机械设备反求设计的一般过程 功能反求 系统原理方案的反求 机械设备的分解 制造工艺及材料的反求,材料的反求 机械零件材料的选择与热处理方法直接影响到零件的强度、刚度、寿命、可靠性等指标，材料的选择是机械设计中的重要问题。,（1）音质判别法：根据敲击材料声音的清脆不 同，判别材料的成份。铸铁音质哑，钢材 的音质脆、余音长。 （2）原子发射光谱分析法：可通过几毫克几 十毫克的粉末对材料进行定量分析。 （3）红外光谱分析法：该方法多用于橡胶、塑 料等非金属材料的成份分析。,材料的成份分析,（4）化学成份分析法：该方法是金属材料的常

14、用定量分析法。可根据分析结果从有关手 册上查取材料的牌号。 （5）微探针分析法：该方法是最近发展起来的 材料表面成份的分析方法、利用电子探 针、离子探针等仪器对材料的表面进行定 性分析或定量分析。,材料的工艺分析 材料的工艺分析是指材料的成型方法。铸造、锻压、挤压、烧结、焊接、机加工以及热处理等是最常见的工艺。反求时，可根据对机械零件的分析情况进行反求处理。,材料的表面处理方法分析 可通过硬度计测定材料的表面硬度，并根据硬度或表面处理的厚度对处理方法进行判别： 一般情况下： 利用喷丸、滚压等表面形变硬化手段形成的硬化层约为0.150.3mm。 利用高频感应加热淬火形成的硬化层约为0.21.5m

15、m。 利用渗碳淬火形成的硬化层约为0.81.5mm。 利用氰化处理（碳氮共渗）形成的硬化层约为0.50.8mm。 详细情况可查阅有关手册。,零件测绘过程中应注意的问题,（1）对配合尺寸、定位尺寸等功能性尺寸要测量到小数点后三位数字，没有公差的非功能性尺寸，仅测量到小数点后一位数字即可。 （2）有些不能直接测量到的尺寸，要根据产品性能、技术要求、工作范围等条件，通过分析计算求出来。,实测尺寸不等于原设计尺寸，假设所测的零件尺寸均为合格的尺寸，实测值一定是图样上规定的公差范围内的某一数值。即： 实测值=基本尺寸制造误差测量误差,实测尺寸数据的处理,在处理基本尺寸小数点后面两位的尾数时，可按国际数字修约规则。逢四则舍，逢六则进，遇五以保证偶数的原则决定舍进。,表面粗糙度的确定,机械零件的表面粗糙度可用粗糙度仪较准确的测量出来，再根据零件的功能、实测值、加工方法，参照国家标准，选择出合理的表面粗糙度,机械设备反求设计的一般过程,引进技术,功能分析与测试,原理方案分析,设备分解,零件测绘,绘制草图,机械功能反求,设计思想反求,尺寸公差材料反求,装配工艺反求,制造工艺反求,反 求 设 计,制 造 样 机,样 机 实 验,评 价,谢谢,