反求工程与创新设计教材.ppt

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1、11 六月 2023反求工程与创新设计教反求工程与创新设计教材材反求设计与创新设计的意义反求设计与创新设计的意义中外农业机械的比较中外农业机械的比较中国农业机械的弱点中国农业机械的弱点我国农业机械反求设计的成功案例我国农业机械反求设计的成功案例总结反求设计的意义总结反求设计的意义 创新型创新型HarvestLabHarvestLab检测器可以分析检测器可以分析 农作物成分农作物成分新推出的农机同步系统新推出的农机同步系统Machine Machine SyncSync可优化农作物收割物流可优化农作物收割物流美国小麦收获机美国小麦收获机马铃薯收获机德国德国我国我国我国落后的农业装备我国落后的农业

2、装备美欧的大型拖拉机，作业宽度有十八米美欧的大型拖拉机，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。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说还停留在简陋的机械方面，没有配套的统单一，一般来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电子系统，更别提相应的检测系主要落后在以下几个方面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；结构落后，新技术含量低，外观质量差；整机结构显得笨重，调

3、节不便，作业速度低；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；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、我国农业机械普遍存在着产品内在质量不高、外观质量粗外观质量粗糙和可靠性差等问题。利用糙和可靠性差等问题。利用反求工程与创新设计反求工程与创新设计反求工程与创新设计反求工程与创新设计相结合是解相结合是解决以上问题的捷径之一。决以上问题的捷径之一。成功案例：大型联合收割机市场成功案例：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，佳木斯联合收割机厂为引进世界先进技术，

4、在我国生产技术含量高的农用机械。于在我国生产技术含量高的农用机械。于19811981年，引进美国约翰迪尔的年，引进美国约翰迪尔的10001000系列联合收割系列联合收割机技术。经消化吸收，填补了中国大型联合机技术。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收割机生产的空白，结束了中国大型联合收割机全部依靠进口的历史割机全部依靠进口的历史。反求设计的意义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。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，为实现国产化改进，最终占领国际

5、市场，就迫切需要对别国产品进行消化、吸收、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改进和挖潜，这就离不开反求设计的发展机制。机制。反求工程与创新设计反求工程与创新设计一、反求设计与创新设计的意义一、反求设计与创新设计的意义二、反求设计概述二、反求设计概述三、技术引进与反求设计三、技术引进与反求设计四、已知机械设备的反求设计四、已知机械设备的反求设计 反求设计概述反求设计概述反求工程及反求工程的过程反求工程及反求工程的过程什么是反求设计什么是反求设计反求设计的两个阶段反求设计的两个阶段反求设计的三种形式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设计

6、概述反求设计概述反求工程及反求工程的过程反求工程及反求工程的过程什么是反求设计什么是反求设计反求设计的两个阶段反求设计的两个阶段反求设计的三种形式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 把别人的先进科技成果加以引进，消把别人的先进科技成果加以引进，消化吸收，改进提高，或进行创新设计，近化吸收，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，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就被称为反求工程（这一过程是发展民族经济的捷径）。经济的捷径）。什么是反求工程什么是反求工程反求工程的过程反求工程的过程1 1、产品的引进过程、产品的

7、引进过程2 2、引进技术的应用过程、引进技术的应用过程3 3、引进技术的消化过程、引进技术的消化过程4 4、引进技术的反求过程、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，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。特别要找出它的关键技术及不足之处产生的根源。在消化吸收的的在消化吸收的的基础上，来进行基础上，

8、来进行创新设计，开发创新设计，开发出具有自身特色出具有自身特色的新产品。的新产品。如果仅仅依赖国外进如果仅仅依赖国外进口的生产线和设备提口的生产线和设备提高生产的技术和水平，高生产的技术和水平，而对技术转让、技术而对技术转让、技术服务等引进很少，就服务等引进很少，就很难引进先进技术。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，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

9、不足之处。要发现产品、设备的不足之处。反求设计概述反求设计概述反求工程及反求工程的过程反求工程及反求工程的过程什么是反求设计什么是反求设计反求设计的两个阶段反求设计的两个阶段反求设计的三种形式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 反求设计是对已有的产品或技术进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、改进设计法，对原产品进行仿造设计、改进设计或创新设计。或创新设

10、计。反求设计反求设计创新有两种方式创新有两种方式:第一种是从无到有。完全凭借基本知识、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。思维、灵感与丰富的经验。第二种是从有到新。借助已有的产品已第二种是从有到新。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。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是创新的重要方法反求设计概述反求设计概述反求工程及反求工程的过程反求工程及反求工程的过程什么是反求设计什么是反求设计反求设计的两个阶段反求设计的两个阶段反求设计的三种形式反求

11、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设计的第一阶段反求设计的第一阶段反求分析阶段反求分析阶段通过对原有产品的剖析，寻找原产品的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，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。包括宏观为改进或创新设计提出方向。包括宏观分析和详细分析。分析和详细分析。反求设计的第二阶段反求设计的第二阶段再设计阶段再设计阶段是一个创新设计阶段，包括变异设计和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的基础上，开发出符合市场

12、需求的新产品的过程，称为品的过程，称为“再设计再设计”。反求设计概述反求设计概述反求工程及反求工程的过程反求工程及反求工程的过程什么是反求设计什么是反求设计反求设计的两个阶段反求设计的两个阶段反求设计的三种形式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1 1、仿造设计：、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。造设计的方法。反求设计一般有三种形式反求

13、设计一般有三种形式2 2、改进设计：、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。种反求设计。3 3、创新设计：、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

14、力提倡的方法。国家目前大力提倡的方法。反求设计概述反求设计概述反求工程及反求工程的过程反求工程及反求工程的过程什么是反求设计什么是反求设计反求设计的两个阶段反求设计的两个阶段反求设计的三种形式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。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，不从事反求设计时，一定要懂得知识产权，不要侵害别人的专

15、利权、著作权、商标权等受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。创新部分的知识产权。反求设计的例子反求设计的例子日本日本honda引进500多种摩托车反求新型本田摩托车反求工程与创新设计反求工程与创新设计一、反求设计与创新设计的意义一、反求设计与创新设计的意义二、反求设计概述二、反求设计概述三、技术引进与反求设计三、技术引进与反求设计四、已知机械设备的反求设计四、已知机械设备的反求设计 技术引进与反求设计技术引进与反求设计引进技术的基本原则引进技术的基本原则引进技术的模式引进技术的模式反求设计的共性问

16、题反求设计的共性问题 技术引进与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基本原则引进技术的模式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 引进技术的基本原则引进技术的基本原则1 1、待引进的技术项目首先要是国内或本单位的、待引进的技术项目首先要是国内或本单位的 急需关键技术急需关键技术2 2、待引进的技术必须是科技含量高的先进技术、待引进的技术必须是科技含量高的先进技术3 3、有技术和经济实力，能把引进的技术产品化、有技术和经济实力，能把引进的技术产品化4 4、引进技术转换的产品要能产生良好的社会经、引进技术转换的产品要能产生良好的社会经 济效益济效益技术引进与反求设计技

17、术引进与反求设计引进技术的基本原则引进技术的基本原则引进技术的模式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 引进技术的模式引进技术的模式引进技术的模式一般有以下两种：引进技术的模式一般有以下两种：技术引进（软件引进）技术引进（软件引进）产品引进（产品引进（硬件引进）硬件引进）引进整机引进整机 引进部件引进部件 引进零件引进零件 生产图样生产图样专利文献专利文献 产品说明书产品说明书 技术引进与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基本原则引进技术的模式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 反求设计的共性问题反求设计的共性问题 1 1、研究产品的结构设计、

18、研究产品的结构设计 2 2、对产品的零件公差与配合公差进行析、对产品的零件公差与配合公差进行析 3 3、对产品中零件的材料进行分析、对产品中零件的材料进行分析4 4、对产品的工作性能进行分析、对产品的工作性能进行分析5 5、对产品的造型进行分析、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反求工程与创新设计一、反求设计与创新设计的意义一、反求设计与创新设计的意义二、反求设计概述二、反求设计概述三

19、、技术引进与反求设计三、技术引进与反求设计四、已知机械设备的反求设计四、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特点机械设备反求设计的一般过程机械设备反求设计的一般过程功能反求功能反求系统原理方案的反求系统原理方案的反求机械设备的分解机械设备的分解制造工艺及材料的反求制造工艺及材料的反求机械设备反求设计的特点机械设备反求设计的特点1 1、具有形象直观的实物，有利于形象思维。、具有形象直观的实物，有利于形象思维。2 2、可对产品或设备的性能、材料等项内容、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，能获得详细的设计直

20、接进行测试与分析，能获得详细的设计资料。资料。3 3、可对产品或设备的尺寸直接进行测量分、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。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机械设备反求设计的特点4 4、目的是反求仿制时，缩短设计周期，、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。提高了产品的生产起点与速度。5 5、仿制产品与引进产品有可比性，有利、仿制产品与引进产品有可比性，有利于提高产品的质量。于提高产品的质量。6 6、在仿制的基础上加以改进和创新，为、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开发新产品提供了有利条

21、件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特点机械设备反求设计的一般过程机械设备反求设计的一般过程功能反求功能反求系统原理方案的反求系统原理方案的反求机械设备的分解机械设备的分解制造工艺及材料的反求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

22、反求设计的特点机械设备反求设计的一般过程机械设备反求设计的一般过程功能反求功能反求系统原理方案的反求系统原理方案的反求机械设备的分解机械设备的分解制造工艺及材料的反求制造工艺及材料的反求分解的目的：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。量、材质分析。分解时要注意以下两点：分解时要注意以下两点：机械设备的分解机械设备的分解（1 1）遵循）遵循“能恢复原机能恢复原机”的原则进行拆机。也就是说，的原则进行拆机。也就是说，拆完后能按原样装配完毕。拆完后能按原样装配完毕。（2 2）拆后不易复位的零件（如游标、度盘等部

23、件）、）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组件可不进行分解。过盈配合的零件或有些特殊的组件可不进行分解。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特点机械设备反求设计的一般过程机械设备反求设计的一般过程功能反求功能反求系统原理方案的反求系统原理方案的反求机械设备的分解机械设备的分解制造工艺及材料的反求制造工艺及材料的反求材料的反求材料的反求机械零件材料的选择与热处理方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、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可靠性等指标，材料

24、的选择是机械设计中的重要问题。中的重要问题。（1 1）音质判别法：根据敲击材料声音的清脆不）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，钢材同，判别材料的成份。铸铁音质哑，钢材 的音质脆、余音长。的音质脆、余音长。（2 2）原子发射光谱分析法：可通过几毫克几）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。十毫克的粉末对材料进行定量分析。（3 3）红外光谱分析法：该方法多用于橡胶、塑）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。料等非金属材料的成份分析。材料的成份分析材料的成份分析（4 4）化学成份分析法：该方法是金属材料的常）

25、化学成份分析法：该方法是金属材料的常 用定量分析法。可根据分析结果从有关手用定量分析法。可根据分析结果从有关手 册上查取材料的牌号。册上查取材料的牌号。（5 5）微探针分析法：该方法是最近发展起来的）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。性分析或定量分析。材料的工艺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。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、机加工以铸造、锻压、挤压、烧结、焊接、机加工以及热处理等

26、是最常见的工艺。反求时，可根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。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：理的厚度对处理方法进行判别：一般情况下：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0.150.150.3mm0.3mm。利用高频感应加热淬火形成的硬化层约为利用高频感应加热淬火形成的硬化层约为0.20.21.5mm1.5m

27、m。利用渗碳淬火形成的硬化层约为利用渗碳淬火形成的硬化层约为0.80.81.5mm1.5mm。利用氰化处理（碳氮共渗）形成的硬化层约为利用氰化处理（碳氮共渗）形成的硬化层约为0.50.50.8mm0.8mm。详细情况可查阅有关手册。详细情况可查阅有关手册。零件测绘过程中应注意的问题零件测绘过程中应注意的问题（1 1）对配合尺寸、定位尺寸等功能性尺）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，仅测量到小数点后差的非功能性尺寸，仅测量到小数点后一位数字即可。一位数字即可。（2 2）有些不能直接测量到的尺寸，要根）有些不能直接测

28、量到的尺寸，要根据产品性能、技术要求、工作范围等条据产品性能、技术要求、工作范围等条件，通过分析计算求出来。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：上规定的公差范围内的某一数值。即：实测值实测值=基本尺寸基本尺寸 制造误差制造误差 测量误差测量误差 实测尺寸数据的处理实测尺寸数据的处理在处理基本尺寸小数点后面两位的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。尾数时，可按国际数字修约规则。逢四则舍，逢六则进，遇五以保证逢四则舍，逢六则进，遇五以保证偶数的原则决定舍进。偶数的原则决定舍进。表面粗糙度的确定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，选择出合理值、加工方法，参照国家标准，选择出合理的表面粗糙度的表面粗糙度