多方法融合的冲模结构系统化创新设计

发布时间：2017-09-15 00:36

  本文关键词：多方法融合的冲模结构系统化创新设计

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【摘要】：在模具整个生命周期中,结构设计是一项至关重要的设计环节,在此环节中它把抽象的模糊的设计概念转变为具体的实体构架。要实现模具结构的系统化创新设计,需要从概念设计开始,概念阶段的方案创新是原创性程度较高的。要实现创新,方法是关键。冲压模具结构系统化设计过程中,发明问题解决理论、公理设计、Pahl及Beitz理论和质量功能展开等设计理论比较适用,为充分发挥系统化理论在冲模结构设计中引导、启发、协同和促进作用,本课题借鉴国内外TRIZ理论应用的先进模式、方法与成功实践经验,结合我国冲模结构设计的发展情况,以TRIZ为主线、融合美国的公理设计(AD)和德国的普适设计方法学(PB)、日本的Kano模型和质量功能布置(QFD)等工具,提出一种面向创新的、多方法融合的冲压模具结构系统化设计方法,突破以往基于经验的设计过程,以提高冲压模具行业的创新效率、创新成功率与自主创新能力。本文研究的主要内容如下:(1)冲压模具设计概述。通过研读大量模具相关的文献了解模具的发展和设计方法,对冲压模具的研究现状和设计方法进行分析,并总结出当前模具结构设计的方法和其优缺点。(2)冲压模具结构设计过程模型的建立。研究多种创新设计理论的原理及流程,结合冲压模具的设计过程,确定将各个方法用在冲模结构设计的不同设计阶段的可行性,提出多方法融合的冲压模具结构系统化的设计过程,并建立模型。(3)实现冲压模具结构设计模型的技术措施。模型主要分为三个部分:用户需求分析过程模型、需求—功能转化模型、功能结构化过程模型。模具设计的需求过程从产品零件、模具的使用者两方面的需求,最终转化为模具的设计者需求,然后借助技术进化路线确定模具发展方向作为兴奋需求;借助QFD的质量功能屋实现用户产品需求到功能需求转化。并判断质量功能屋中技术措施的相关性,若负相关则用TRIZ解决冲突,最终实现用户需求到功能的转化。基于AD的功能结构转化,对于模具的功能需求进行分析整理,然后将功能进行分解,并依据AD模型实现功能到结构的转化并确定模具的结构,然后判断其是否满足独立公理,如若不满足用TRIZ解决耦合问题,最终对所确定的所有方案进行评价。(4)工程实例。通过一个冲压产品零件对所形成的系统化设计过程模型进行验证,确定该模型的可行性。
【关键词】：多方法融合 冲模结构 系统化 设计过程模型 创新设计
【学位授予单位】：天津职业技术师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG385.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景9
• 1.2 冲压模具工业综述9-13
• 1.2.1 冲压模具概述9-11
• 1.2.2 冲压模具国内外发展概述11-12
• 1.2.3 冲模结构设计的研究现状12-13
• 1.3 冲模设计理论研究现状13-14
• 1.3.1 设计理论融合研究现状13-14
• 1.3.2 设计理论在冲模设计中的应用14
• 1.4 课题研究意义14-15
• 1.5 课题主要研究内容15
• 1.6 本章小结15-17
• 第2章 冲模结构系统化创新方法研究17-26
• 2.1 KANO模型17
• 2.2 质量功能展开（QFD）17-19
• 2.2.1 QFD概念及流程17-18
• 2.2.2 QFD核心—质量屋HOQ18-19
• 2.3 公理化设计（AD）19-20
• 2.4.普适设计理论与方法（P&B）20-21
• 2.4.1 P&B系统化概念20
• 2.4.2 功能概念20-21
• 2.5 发明问题解决理论(TRIZ)21-23
• 2.5.1 TRIZ概念21
• 2.5.2 TRIZ理论体系及包含的工具和方法21-22
• 2.5.3 TRIZ解决问题流程22-23
• 2.6 冲模设计多方法融合分析23-24
• 2.7 多方法融合冲模结构系统化设计过程模型建立24-25
• 2.8 本章小结25-26
• 第3章 冲模结构设计需求分析26-37
• 3.1 需求分析26-27
• 3.1.1 冲压产品零件需求26-27
• 3.1.2 冲压模具使用者需求27
• 3.2 冲压模具技术进化27-32
• 3.2.1 冲压模具基本形式27-29
• 3.2.2 基于需求的进化模式29-30
• 3.2.3 冲压模具技术进化路线30-32
• 3.3 基于QFD理论用户需求到模具功能的映射32-36
• 3.3.1 产品特征分析32-33
• 3.3.2 用户需求到产品功能映射33-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 冲模设计功能结构化37-45
• 4.1 公理化设计37-38
• 4.1.1 公理化设计中的域37
• 4.1.2 公理设计中“之”字映射37-38
• 4.2 功能分解38-40
• 4.2.1 基于成型方式的功能分解38-39
• 4.2.2 基于TRIZ完备性法则的功能分解39-40
• 4.3 冲模设计的功能结构化40-44
• 4.3.1 冲模结构分解40-41
• 4.3.2 结构选择41-43
• 4.3.3 耦合及解耦43-44
• 4.4 方案评价44
• 4.5 本章小结44-45
• 第5章 工程实例45-58
• 5.1 托架弯曲件分析45
• 5.2 托架的用户需求确定45-46
• 5.3 托架用户需求向功能的转化46-53
• 5.3.1 托架用户需求向技术特性转化46-47
• 5.3.2 确定托架加工基本工艺47-50
• 5.3.3 托架技术特性向产品功能转化50-52
• 5.3.4 托架加工模具基本结构形式52-53
• 5.4 托架冲压模具功能结构化53-57
• 5.4.1 模具功能分解53
• 5.4.2 模具功能向结构的映射53-57
• 5.5 方案评价57
• 5.6 本章小结57-58
• 第6章 总结与展望58-60
• 6.1 总结58
• 6.2 展望58-60
• 参考文献60-63
• 致谢63-64
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文64

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本文编号：853310