1机用虎钳：创新设计与应用

1.1机械创新设计的概念

1.创新的概念

发明与创造是人类文明进步的原动力，在人类社会的发展与进步过程中发挥了极其重要的作用。如创造原始的工具使原始人类进入劳动状态，使用原始工具的劳动创造了人类自身；火的发现与利用改变了原始人类茹毛饮血的野蛮生活，熟食提高了原始人类的智商，为人类进化提供了良好的物质基础；

发明与创造不但对人类科学世界观的形成和发展产生了巨大而深远的影响，而且使科学成为推动社会变革的有力杠杆，促进了人类社会的发展进程。20世纪末期，世界进入到知识经济时代。“创新”一词开始频繁出现，并超过了“发明”与“创造”的使用频率。

ü “发明”是指人们提出或完成原本不存在的、经过不断努力和探索后提出的或完成的具体结果。如中国古代的造纸术、活字排版印刷术、指南针、火药等伟大发明。

ü “创造”是一种完成新成果的过程，但这种新成果可能有一定的参照物，而不强调原本不存在的事物。创造往往是借助一种现实去实现另一种目的的过程。

ü “创新”是创造的具体实现，更强调创造成果的新颖性、独特性和实用性，是指提出或完成具有独特性、新颖性和实用性的理论或产品的过程。

从创新的内容看，一般把创新分为知识创新、技术创新和应用创新。

w 知识创新是指人们认识世界、改造世界的基本理论的总结。

w 技术创新是指针对具体的事物，提出并完成具有新颖性、独特性和实用性的新产品的过程。如计算机、机器人、加工中心、航天飞机、宇宙飞船等许多的高科技产品都是技术创新的具体体现。

w 应用创新是指把已存在的事物应用到某个新领域，并发生很大的社会与经济效益的具体实现过程。如曲柄滑块机构应用到内燃机的主体机构，平行四边形机构应用到升降装置中等都是典型的应用创新。

2.创新设计的概念

创新设计是指在设计领域中的创新。一般指在设计领域中，提出的新的设计理念、新的设计理论或设计方法，从而得到具有独特性和新颖性的产品，达到提高设计的质量、缩短设计时间的目的。

机械创新设计则是指机械工程领域内的创新设计，它涉及机械设计理论与方法的创新、制造工艺的创新、材料及其处理的创新、机械结构的创新、机械产品维护及管理等许多领域的创新。

1.2机械创新设计的方法

一般说来，可把设计方法分为正向设计和反向设计，反向设计也称反求设计。正向设计的过程是首先明确设计目标，然后拟订设计方案，进行产品设计、样机制造和实验，最后投产的全过程。正向设计方法可分为常规设计方法(又称传统设计方法)、现代设计方法和创新设计方法。它们之间有区别，也有共同性。反向设计的过程是首先引进待设计的产品，以此为基础，进行仿造设计、改进设计或创新设计的过程。

1.常规设计

常规机械设计是依据力学和数学建立的理论公式或经验公式为先导，以实践经验为基础，运用图表和手册等技术资料，进行设计计算、绘图和编写设计说明书的设计过程。一个完整的常规机械设计主要由下面的各个阶段组成：

(1)市场需求分析本阶段的标志是完成市场调研报告。

(2)明确产品的功能目标本阶段的标志是明确设计任务书。

(3)方案设计拟订运动方案，通过对设计方案的选择与评价，最后决策确定出一个相对最优方案是本阶段的工作标志。

(4)技术设计阶段技术设计是机械设计过程中的主体工作，该阶段的工作任务主要包括机构设计、机构系统设计(含运动协调设计)、结构设计、总装设计等，该阶段的工作标志是完成设计说明书和全部设计图的绘制工作。

(5)制造样机并对样机的各项性能进行测试与分析，完善和改进产品的设计，为产品的正式投产提供有力的证据。

2.现代设计

现代设计是以计算机为工具、以工程设计与分析软件为基础、运用现代设计理念的新型设计方法。与常规设计方法的最大区别是强调运用计算机、工程设计与分析软件和现代设计理念，其特点是产品开发的高效性和高可靠性。

现代设计方法强调运用计算机、工程设计与分析软件和现代设计理念的同时，其基本的设计过程仍然是运用常规设计的基本内容。所以在强调现代设计方法的时候，切不可忽视常规设计方法的重要性。

ADINA、 NASTRAN、-DEAS、Pro-E、UG、 Solid Edge、 Solid Works、 ADAMS等都是常用的工程设计分析应用软件。

3.机械创新设计