汽油发电机新产品开发的工业设计策略

　　产品的生产活动一般分为设计、加工、装配等若干阶段。设计是产品制造的开始,设计的费用在制造系统中所占的比例虽然不大,但它对产品最终成本的影响却可达80%[1]。合理的工业设计策略对新产品的开发有着不可估量的意义。汽油发电机新产品开发的工业设计过程可以概括为:人机工程研究)概念设计)外观造型设计)计算机建模)油泥模型制作)模型数据采集)数字模型建立与模具开发、设计。

 

 

　　1 汽油发电机的工业设计策略

 

 

　　1. 1 人机工程研究

 

 

　　在汽油发电机的油箱、控制面板、机架、按钮和插座的位置、形状、结构设计上,充分考虑不同使用者的人体生理尺寸、功能尺寸、操作力、操作速度和操作频率、动作的准确性和耐力极限等;对信息的接受、存贮、记忆、传递、输出等能力,以及各种感觉通道的生理极限能力;人在劳动过程中的心理调节能力、心理反射机制以及人在正常情况下失误的可能性和其因等。同时对开关、仪表、输出电源插座等其他零部件的设计要符合人机工程学、美学、设计心理学和产品语义学。尽量减少使用者在使用时的身体疲劳和因误解而导致的错误操作,力求“设计者”的意图和“使用者”的需求统一。

 

 

　　1.2 概念设计

 

 

　　图1 概念设计的一般流程Fig. 1 General flow of conceptual design

 

 

　　从设计过程看,概念设计具有创新性、多样性和递归性的特点;从设计对象看;概念设计又具有层次性和残缺性的特点。其中,创新性是概念设计的本质和灵魂。图1描述了一般概念设计的工作流程,它包含综合与评价两个基本过程。综合是指由设计要求推理而生成的多个方案,是个发散过程;评价则从方案集中择出最优,是个收敛过程。

 

 

　　1.3 外观造型设计

 

 

　　1)考虑产品造型与环境的和谐关系;

 

 

　　02)整体造型清楚表达产品的功能;

 

 

　　3)产品造型能符合操作功能,充分表达产品和其附件的功能操作方式,以减少操作的复杂程度;

 

 

　　4)产品造型具有独创性,避免雷同;

 

 

　　5)要满足汽油发电机的装配工艺、制造工艺;具有稳定性和抗震动性。同时要适合模具开发;

 

 

　　6)利用标志、使用说明书、包装提升产品形象。

 

 

　　1.4 计算机建模

 

 

　　应用3DSMAX、Rhino、Pro /Engineer、UG、Photoshop、CAD等绘画软件将设计概念转为更为精确、直观的计算机二维和三维效果图。对关键部分或特殊结构要绘制大样图。对零件的设计可用CAD或Pro /Engineer绘制表现。

 

 

　　1.5 油泥模型制作

 

 

　　1、基础框架的搭接制作。基础框架主要材料有木材、聚苯乙烯和硬泡沫等,这些材料与油泥不需粘接剂结合。制作基础框架要注意留有足够的余量空间敷油泥(至少留有4~5rnrn的厚度)。好的油泥模型既可节约油泥成本、减少敷油泥的工作量,又可作为敷油泥的参考基础面,减少造型过程中的变形及出现不清晰的结构轮廓。

 

 

　　2、1B1胶带图制作。将1B1的效果图与1B1的汽油发电机结构二维图相结合,在图板上进行胶带图的制作。胶带图表现概念设计的空间要素,至少包括主视图和俯视图两个方向,以便指导油泥模型的制作。

 

 

　　3、敷油泥。防止刮削油泥时出现气泡,敷油泥时用力要均匀,符合/宽、长、平、薄0的原则。大面轮廓要清晰,保证层与层之间紧密贴合。如果对设计方案把握不是很成熟时油泥可敷厚一些,如果方案掌握得很好了,可以敷薄一些。虽然说不同机体敷的厚度不等。但是厚度仍然不要相差太大。以免油泥干时收缩不一产生裂纹。

 

 

　　4、油泥模型的制作。快速表现模型的外型。特别要注意控制中心线和重要的轮廓线,如是对称的部分要尽量保持对称。然后进行精刮,确保其光滑,外观清晰。

 

 

　　5、油泥模型的覆膜喷色处理。在高弹性的彩色膜或在无色膜上喷色漆,待漆干后覆膜在模型表面。完成覆膜后可将汽油发电机进行展示评估。

 

 

　　1.6 模型数据采集

 

 

　　机械工程师利用三维坐标测量技术采集油泥模型数据,数据采集可由接触式与非接触式两种方法来实现。接触式方法由于对物体表面的颜色和光照没有要求,因此物体边界的测量相对精确,但对软质材料适应性差且速度慢;而非接触式方法(以激光为媒介的非接触三维表面数据采集法)在采集实物模型的表面资料时,采集速度快,可形成/点云0资料,缺点是精度较低而且对样件表面和光照有较高的要求。

 

 

　　1.7 数字模型建立与模具开发、设计

 

 

　　将所测数据导入UG、Pro /Engineer软件中之后,再进模具的开发与设计。

 

　　2 结 语

 

　　随着中国加入WTO,对中国的企业来说是机遇同时也是挑战。这意味着中国的汽油发电机企业不能再同以往一样在外型和结构上一味模仿国外的企业。为了生存与发展,现代企业必须响应产品时间(T, Timetomarket)、成本(C, Cost)、质量(Q,Qualty)、售后服务(S, Service)的竞争压力。在新产品开发过程中采用适合于本企业的设计过程模型、设计策略与方法已成为新产品开发的关键环节之一。