機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究

【摘要】 我國制造業(yè)的工業(yè)增加值已經(jīng)進(jìn)入世界前四位，成了制造大國，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是制造強(qiáng)國，與發(fā)達(dá)國家的差距還很大，主要表現(xiàn)在產(chǎn)品的性能和品質(zhì)上，更為關(guān)鍵的是缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，缺乏自主創(chuàng)新產(chǎn)品。要求加快機(jī)械產(chǎn)品的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法學(xué)研究，走可持續(xù)發(fā)展的道路。

【關(guān)鍵詞】 機(jī)械;創(chuàng)新;制造業(yè)

一、機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的原則

(一)經(jīng)濟(jì)效益最好原則

設(shè)計(jì)的機(jī)械零件既要功能滿足客戶要求，又要成本低廉?？紤]經(jīng)濟(jì)最佳性必須從設(shè)計(jì)和制造兩個(gè)方面上入手。設(shè)計(jì)上保證合理的原理方案，選用正確的材料;制造上考慮零件的加工工藝性和裝配工藝性。

(二)生態(tài)效益最好原則

不論是在產(chǎn)品制造過程中，還是在產(chǎn)品使用過程中，都要求產(chǎn)品對(duì)周圍環(huán)境“零污染”。這就要求在設(shè)計(jì)過程中盡量選擇低污染的材料及零部件，避免選用有毒、有害和有輻射性的材料。

(三)安全可靠原則

安全可靠是機(jī)械產(chǎn)品品質(zhì)的保證，必須確定零件在強(qiáng)度、剛度、耐磨性、穩(wěn)定性及熱平衡性上滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)于重型機(jī)械，一般要求有自鎖裝置和保險(xiǎn)裝置，以確保操作員人身安全。

二、機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法研究

(一)創(chuàng)新技術(shù)主題的確定與分類

搜集的專利可以分為發(fā)明專利、實(shí)用新型專利和外觀設(shè)計(jì)專利。發(fā)明和實(shí)用新型專利的說明書提供了發(fā)明或?qū)嵱眯滦偷募夹g(shù)特征，清楚、簡(jiǎn)要地表述請(qǐng)求專利保護(hù)的范圍。外觀設(shè)計(jì)專利提供了該外觀設(shè)計(jì)的圖片或照片，必要時(shí)會(huì)作一定的簡(jiǎn)要說明。在專利局專利分類方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合一般產(chǎn)品的特點(diǎn)，提出了一般產(chǎn)品創(chuàng)新技術(shù)主題的確定與分類方法。創(chuàng)新技術(shù)主題的確定應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書為主，并適當(dāng)結(jié)合說明書(包括說明書附圖)。以權(quán)利要求書為主確定技術(shù)主題，應(yīng)當(dāng)完整地掌握權(quán)利要求中所記載的技術(shù)內(nèi)容，如以獨(dú)立權(quán)利要求來確定技術(shù)主題時(shí)，則應(yīng)當(dāng)將其前序部分記載的技術(shù)特征和特征部分記載的技術(shù)特征結(jié)合起來確定。下面以鉆夾頭為例，確定創(chuàng)新技術(shù)主題的方法有:

(1)對(duì)于發(fā)明專利和實(shí)用新型專利，一般情況下以獨(dú)立權(quán)利要求中的前序部分記載的技術(shù)特征為主，將特征部分記載的技術(shù)特征看作是對(duì)前序部分的限定。例:一種新型鎖緊式鉆夾頭，其特征在于:空心鉆體的前端開有一截面為三角形的環(huán)形溝槽，所述前套的前端與該溝槽卡接。創(chuàng)新技術(shù)主題:以前套與絲母套之間的溝槽卡接為特征的鎖緊式鉆夾頭。

(2)對(duì)于發(fā)明專利和實(shí)用新型專利的特殊情況，即獨(dú)立權(quán)利要求中前序部分所描述的對(duì)象在分類表中沒有確切位置的，以特征部分記載的技術(shù)特征為主，將前序部分記載的技術(shù)特征看作是對(duì)特征部分的限定。例:一種鉆夾頭，包括有一前套、一后套、一空心鉆體和一絲母，在所述空心鉆體中部臺(tái)階面與所述絲母后端面之間安裝有一組滾珠，其特征在于:所述絲母為一整體結(jié)構(gòu)件。創(chuàng)新技術(shù)主題:鉆夾頭的絲母為一整體結(jié)構(gòu)件。

(二)基于專利的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程

創(chuàng)新的途徑很多但它們都需要大量的已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的支持。實(shí)踐證明，除了基本的科學(xué)技術(shù)知識(shí)外，專利信息已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的最有效的知識(shí)來源之一。作為前人創(chuàng)新成果的結(jié)晶，相對(duì)其他知識(shí)，專利更富有創(chuàng)新性，技術(shù)含量高，可用性強(qiáng)因此，基于專利實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，就像站在前人的肩膀上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，使創(chuàng)新開始就處于一個(gè)較高的基礎(chǔ)上，大大提高創(chuàng)新效率和創(chuàng)新質(zhì)量。通過將創(chuàng)新設(shè)計(jì)系統(tǒng)與制造行業(yè)PDM的集成，提出了基于專利和PDM的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，其創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程(如圖1所示)。

產(chǎn)品配置是產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重點(diǎn)工作，根據(jù)制造企業(yè)的實(shí)際需求，采用三個(gè)層次的機(jī)械產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)方法，分別是:基于零部件數(shù)據(jù)庫的交互設(shè)計(jì)、基于歷史的產(chǎn)品嫁接設(shè)計(jì)、基于規(guī)則的產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)。

經(jīng)過對(duì)相關(guān)制造企業(yè)的深入調(diào)查和分析，提出了基于專利技術(shù)和PDM的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法。該方法支持一般產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)新和快速變型設(shè)計(jì)，提高零部件和生產(chǎn)過程標(biāo)準(zhǔn)化。通過將基于專利的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法和生產(chǎn)管理技術(shù)引入企業(yè)，必將增強(qiáng)企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新能力、有助于企業(yè)快速響應(yīng)客戶需求、提升管理水平，提高企業(yè)在市場(chǎng)中的綜合競(jìng)爭(zhēng)能力。

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