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一、Inventor工业产品设计教学简介
Inventor工业产品设计是一门实践性较强的专业技术课程,涉及的内容主要有以下几方面:(1)零件设计。首先根据产品的设计方案和分析计算进行概念化设计,然后再进行详细设计,是将几何设计与零件设计融为一体。(2)装配设计。AutodeskInventor的装配设计完全支持各种设计流程,无论是自顶向下,还是自底向上设计,或者是混合设计,AutodeskInventor都可很方便地在零件环境和装配环境中转换。由于在装配过程中采用了自适用技术,所以,装配设计是基于装配关系的关联设计,从而使得设计流程更加顺畅。(3)表达视图。表达视图演示了在整个装配的过程及装配体的具体组成,整个分解过程可以录制并保存动画。这样,可使学生很好地理解装配体的安装及拆解过程,更好地读懂装配体。(4)二维工程图。AutodeskInventor软件中二维工程图是由三维实体模型直接生成的,包括基准视图、轴测图、剖视图、辅助视图、投影视图和局部放大视图等。二维工程图与对应的零件模型或装配体模型具有全相关性,其二维工程图可以保存为其他格式,便于和其他软件交流。而机械制图课程是培养学生的空间想象能力、空间分析能力和对空间形体的表达能力。由“体”到“面”、再由“面”到“体”即由“三维实体”到“二维图形”、再由“二维图形”到“三维实体”是其教学的主要过程,这一过程与传统的设计过程是一致的,即设计者在设计过程中首先构思出整个产品的三维模型,再根据一定的投影原理,表达成二维图形;看图者根据二维图形想象出产品的三维形状。
二、机械制图在inventor教学中的应用
1.在“物体三视图”教学中的应用
“物体三视图”是机械制图教学中最重要、最基本的教学内容,它是教导学生怎样利用二维平面图形来表达空间物体的三维形状。由于现在教学时间的减少,对于点、线、面的投影往往省略,从正投影的基本性质直接进入到物体的三视图的画法当中。而在这一学习的过程中,很多学生无法搞清物体的表面对投影面的位置关系以及对投影面的投影特性,因此,绘制出来的物体的三视图往往是不正确的。现在利用inventor进行工业产品设计,我们可以利用其提供的功能,来解决这一难题。具体的实现过程是:首先依次选择三个平面作为三个投影面,在右键菜单选择“新建草图”,进入到绘制草图状态,再选择“投影几何图元”的功能,依次选择物体的各个表面并加以确认,结果,物体在投影面上的投影(视图)就自动创建了。这一过程直观地显示出,物体的表面与投影面的位置关系及其投影特性。“投影几何图元”的功能相当于画法几何中的“正投影”。
2.在“相贯线”教学中的应用
在机械制图教学过程中“,过渡线”是教学的重点也是难点,尤其是一些稍微复杂的形体相交产生相贯线(包括过渡线),特别是对于特殊的相贯线,由于没有比较直观、逼真的实体模型,学生在理解上非常困难。即便是花费了大量的时间,有的学生仅停留在对于两个较简单形体相交产生的外部相贯线的理解上,但对于较复杂形体相交、多个形体相交、形体空腔内部的相贯线以及过渡线却束手无策。利用inventor进行工业产品设计时绘制泵体的实体模型。它不仅清楚地将泵体外部相互接触的形体产生的相贯线(过渡线)显示出来,而且还可以利用它提供的分割工具,将泵体从中间分开,则泵体内部孔与孔之间的相贯线也一览无余,还可根据不同要求变换各种位置,做各个方向的投影和轴测图,更优秀的是它的参数化功能,通过改变相交形体的形状和尺寸,来观察相贯线的变化情况。这样学生可以从不同角度观察形体,极大地增强了空间想象力。
关键词:工业设计;机械设计;应用发展;
0 前言
目前,我国正处在世界经济一体化,经济全球化迅速推进的新阶段,许多新方法,新思想,新技术不断的涌现。现阶段,科技的新发展的具体体现之一就是传统的学科和专业不断的相互融合,跨学科、跨专业的研究目前也是许多研究领域的热点。这一新发展要求我们不但要在传统的专业学科领域深入研究,还要求在继承传统的基础上开拓创新,将不同的学科进行有机的融合,以满足市场对工业产品的新要求。先进的工业设计理念会给传统的机械产品赋予更加优秀的外观设计与更加精良的加工水平的要求。这一新要求不但要求相关制造企业拥有扎实的机械加工水平与极高的制造工艺水平。根据相关的研究报告显示,在实现产品的差异化、国际知名品牌的建设上、产品的附加值的提高上以及市场占有率的提升方面,工业设计起着重要的作用,从IPHONE的设计与苹果的成功上面就可以管窥工业设计的巨大的作用。从以上所述内容中,可以看出工业设计能够提供富有创造力的手段,从而有力的解决机械产品中的人与产品的距离问题,使产品迅速得到市场的认可。工业设计的作用也体现在使企业生产出内在功能与外观造型受消费者青睐的产品,从而使企业受到市场的追捧上。
1. 关于工业设计的解析
工业设计在我国曾被赋予了多个名称,包括工业美术设计、产品造型设计、产品设计等。事实上,早在一九八零年举办的共计工业设计协会联合会的第十一次年会上,这一会议组织就制定了工业设计的定义:对于批量生产的工业产品,使用技术知识、设计经验等手段赋予产品的材料、构型、形态、色彩、表明加工等属性全新的品质与感官感受,即称为工业设计。从这个定义,可以看出工业设计实际上是一种富有创新精神的工作,这一工作针对的是工厂中大量生产的工业产品,而这项工作的目的是为了给产品以及产品所在的整个生命周期中的系统建立一种独特的品质。从这些概念中,看以看出工业设计实际上是一项专门的服务性工作,它可以为工业产品提供外形、功能以及具体的使用价值的优选与设计。事实上,工业设计自身就是一门涉及多学科综合的新兴学科。工业设计集机械工业技术、美学知识、人机工程学以及经济学多门学科于一体。随着工业设计在机械设计上应用的发展,世界上一流公司成功地运用工业设计,设计出了一些深受消费者喜欢的产品,所以工业设计在近些年得到了各行各业的重视,许多大学都开设了相关的专业。
根据定义,看以看出工业设计师参与到了工业产品的很多制造方面与能多工艺流程之中。甚至在产品的包装、宣传以及市场方法的时候,工业设计师也参与其中,使用自己的专业知识、成功经验、以及产品的视觉评价对相关的问题给予成功的解决方案。特别是现阶段,由于我国的很多机械制造工厂有关工业设计的工作才刚刚开始展开,这些企业的机械产品同质化相当严重。而将机械设计与工业设计有机地结合起来,正是解决这一问题的有力手段。
工业设计中的准则与方法主要涉及造型美学与商品美学的原则、造型中的色彩使用的问题、造型中产品表面肌理的设计问题等等。
2. 关于机械设计的内涵与发展现状研究
机械的定义是一个非常广泛的范围。除了通常意义下的机械设备以外,还包括各式各样的仪器、仪表、器具、交通车辆、航空器等大大小小的不同设备与装置。机械是人类得以成功、高效地改造自然的必不可少的劳动工具。而机械设计则既是一门科,也是一门艺术。通过机械师的巧妙构思的富含创造力的工作,运用物理、化学、数学、经济学、心理学与环境学等学科的知识,获得可以满足使用着需要的各种各样的机械设计产品。一般意义上,机械设计包括了设计的理论与方法、产品结构的设计、工艺流程设计以及机械产品的材料选用。
随着科学技术、社会、经济与文化的发展,对机械设计的要求也不断的提高,要求机械设计的时候考虑越来越多的方面。不同的机械产品根据其工作的目的,其工作的环境与使用的方法有很大的区别。而对于机械产品本身而言,其功能与要求也各不相同。通常在设计机械产品时,要求机械产品满足运动要求、动力要求、体积以及重量要求、操作性要求、可靠性与寿命要求、安全性要求、经济型要求、环境保护的要求,以及其他种种要求。
3 工业设计与机械设计相结合的发展趋势
一般而言,工业设计与机械产品设计相结合的具体应用主要体现在人机工程学方面。着主要是指在传统的机械设计中主要是讲设计产品作为最为重要的目的。也就是说,传统的机械设计主要实现的机械产品自身的功能,以及如何使使用着更好的适用于机械产品。这样设计的机械产品通常不能保证机械产品的操作者的工作效率处于最佳的状态下,也不能从人的角度对机械产品客观的给出评价。但是将工业设计与机械设计相结合之后,强调人和机器的统一。也就是说,将操作者与机械产品进行统一的总体设计,操作者不用一味地去适应机械,而操作着与机械产品的设计目的都是为了更好的完成相关的工作。在这种新型的设计理念下设计的机械产品,可以获得系统的最好的工作效率。
在新的设计思路的要求下,机械设计的过程中应该在反映当代审美观、产品特点的内容以及本民族的特征,突出产品的外形与结构特征,从而更好更快的满足市场的需要。在这一设计的新要求下,应该讲造型设计的美学的原则融入在机械产品的设计中,其中包括机械产品的正确的比例的选择,视觉上的均衡与稳定等等。
总结:
目前市场要求机械产品不光是具有其本来的功能,还要求机械产品外观的美观以及设计的人性化。而工业设计正是为了这一目的而存在的。只有将工业设计与机械设计有机的结合起来,才能设计出不但拥有优秀的功能,而且还能满足人们的审美的需求并符合时代特征的机械产品。
参考文献:
[1] [美]莱曼・温纳,魏立原,黄向阳译.产品管理[M].北京: 北京大学出版社, 1998.
[2] 丁玉兰.人机工程学[M].北京: 北京理工大学出版社, 2001.
【关键词】工业设计;机械设计制造技术;制造
人们为了达到某种特定的目标开展的一系列创造性活动就是设计,其在一切人造物品形成过程中均有所体现[1]。工业设计是指综合运用工学、美学等对工业产品进行设计的一门学科,涉及的范围十分广泛。工业设计是一个非常重要的设计门类,在我们日常生活的很多方面都有所体现。工业设计作为一门通过艺术、工程等形式提高企业市场竞争力的设计门类,在扩展文化领域方面也发挥着关键作用。机械设计制造技术包含产品的设计、生产和加工等多个环节,是一个包括物流和信息等的系统而完整的工程,一个国家的科学技术水平与机械设计制造技术息息相关。
1.工业设计的特点与发展情况概述
1.1 工业设计的概念与特点
工业设计综合了美学、工学等多门学科,在工业革命后迅速兴起,一般分为传统和现代两部分[2]。传统的工业设计侧重于设计工业产品,通过一系列创造活动让产品符合人们预想的目标。随着社会的发展与科学技术的进步,人们已经不再满足于传统的工业产品设计模式,现代工业设计的理念也由此提出。现代工业设计通过制定完善的实施方案,运用合适的工程手段达到预定的目标,包含了服务设计与现代设计方法等过程。
工业设计的学科特点有:
(1)学科知识高度综合。工业设计长期以来被人们片面地看成产品外形设计,同时人们很容易将其与机械操作环境、冰冷的机器等联系起来。其实工业设计不仅体现在设计产品方面,也能够有效解决产品制造和环境等方面的问题,具有很强的综合性,是一门艺术和技术高度融合的学科。工业设计中涵盖了生物学、经济学、美学和工程学等诸多学科,在心理学和社会学等领域也有涉及[3]。
(2)实践性和应用型较强。工业设计是人们在不断地创造和设计中形成的,其目的是探讨更加合理舒适的人类生活方式,其在日常生活中的应用可以让我们的生活变得更加自然、和谐。
(3)时代感较强。在不同的时代工业设计有不同的要求,而绿色、环保、节能是当代对工业设计的要求,可见工业设计具有很强的时代感。
1.2 工业设计的发展情况概述
工业设计在工业革命以后迅速兴起并得到了较快的发展,在电气革命之后世界各国逐渐加大了对这门学科的重视,促进了先进设计和制造技术的发展。我国的工业设计发展时间较短,并且发展的速度较慢,大致可以分为“拿来”、“模仿”和“创新”三个阶段。随着近年来我国对外贸易范围的不断扩大以及国际贸易进出口量的逐年增长,很多企业涉及到的经济纠纷越来越多,一些企业开始关注和重视工业设计创新,并且在工业设计中投入了大量人力和财力,希望通过工业设计创新提高企业的市场竞争力。目前我国很多高校也开设了工业设计专业,为社会培养了一大批工业设计人才。
2.机械设计制造技术的发展现状分析
机械设计制造技术包含产品的设计、加工等多个环节,并且涉及到销售和维修服务等过程[4]。我国的机械设计制造基础比较薄弱,与发达国家相比在机械制造方面还存在很大的差距。从整体的角度来看我国的机械制造技术还存在很多不足,目前我国的机械制造业主要依靠引进技术和制定赶超发展战略,但在自主研发方面还存在很大的空白,这也在一定程度上限制了机械设计制造技术的发展。同时我国有丰富的劳动力资源,但在资金投入方面还比较短缺,这也是机械设计制造行业发展滞后的原因之一。虽然在机械制造产品的数量方面我国已经排在了世界前列,但这些多为劳动密集型产品,自主研发的高、精、尖产品较少。此外,近年虽然我国机械制造产品的质量得到了大幅度提升,但在产品的外观设计和使用性能方面还存在很多欠缺。所以可以说我国是制造大国,但不是制造强国[5]。
3.机械设计制造技术和工业设计之间的关系与应用趋势
3.1 机械设计制造技术和工业设计之间的关系
工业设计是涉及到多学科、多门类,是一门综合性较高的学科。工业设计的首要条件就是科学技术,在工业产品设计和生产过程中都应该严格按照科学技术的要求执行,如果设计违背了科学技术的客观规律就很难实现。一些设计者能够设计出功能完备、外形美观的产品,但由于违反了科学技术和机械制造的客观规律,在实际生产过程中很难满足力学、机械学等方面的要求。我们可以说工业设计中的关键科学技术就是机械设计制造技术,工业设计者应该全面了解和掌握机械设计制造的基本知识,并在此基础上进行工业设计工作,然后运用工业设计理念从色彩、结构等方面对设计作品进行细致雕琢,并注意尊重机械设计制造的客观规律,以此设计出更容易被人们接受的产品。
机械设计制造中工业设计的重要作用主要表现在人机工程学方面。人机工程学在设计产品过程中树立了服务“人”的理念,在一切设计过程中均从人的角度出发,然后结合多种因素做出综合判断。人机工程学中涵盖了环境、人和机器这三个基本要素,同时对于消费者或者使用者等都有系统而深入的研究。在现代社会的机械设计制造中,但凡成功的机械产品中均可以找到人机工程学的身影。
3.2 机械设计制造技术和工业设计结合的应用趋势
工业设计与机械设计制造均有各自不同的特点,将两者有效结合在一起能够提高企业的经济效益和市场竞争力。从现有的情况来看,我国很多中小型企业由于受到生产技术和资金等方面的限制,在机械制造和工业设计方法的运用方面还比较落后,加上政府部门对于工业设计缺乏必要的投入,或者在企业的机械设计制造方面缺乏有效的激励,导致很多企业在工业设计发展方面存在很多困难。因此,政府部门应该充分利用宏观调控政策,对市场经济进行必要的调节,合理运用政府的干预职能引导企业向节能、绿色、环保的方向发展,并且鼓励中小企业联合应用机械制造技术和工业设计。对于中小企业结合应用机械设计制造和工业设计的战略方案给予一定的财力支持,引导中小企业转变传统的工业设计和机械制造理念。此外,在工业设计方面大力发展高等教育,建立相应的人才培养机构和研发中心,以此为社会培养更多的高层次人才。
4.结语
随着现代化进程的不断深入推进,人们对工业产品的要求将会越来越高,工业设计和机械设计制造技术也将得到进一步完善。设计者应该充分了解我国机械制造和工业设计的发展现状,学会抓住机遇、扬长避短,力争将我国打造成制造强国。
参考文献
[1]赵海晖,王志刚,王惠艺.论工业设计与现代机械设计的辩证统一[J].现代企业教育,2011,10(11).
[2]苏兆兴.Pro/ENGINEER软件在工业设计教学中的应用[J].淮北职业技术学院学报,2010(03).
[3]樊小年.浅谈UG在机械设计中的应用[J].岳阳职业技术学院学报,2011(06).
[4]罗敬东.SolidWorks软件在《机械设计》教学中的应用[J].职业教育研究,2012(01).
工业设计是指以工学、美学、经济学为基础对工业产品进行设计。
工业设计分为产品设计、环境设计、传播设计、设计管理4类。包括造型设计、机械设计、电路设计、服装设计、环境规划、室内设计、建筑设计、平面设计、包装设计、广告设计、动画设计、展示设计、网站设计等。 工业设计又称工业产品设计学,工业设计涉及到心理学,社会学,美学,人机工程学,机械构造,摄影,色彩学,方法学等,是一门综合性将工业产品加以美化与功能化的学科。用以增加顾客的购买欲望,达到生产者的销售目的。
(来源:文章屋网 )
在机械设备及各种零部件实际加工生产过程中,工业设计与机械设计制造技术水平直接影响着产品质量与性能的好坏。若设计水平低,则产品质量就差,在实际应用中就可能给工业生产引发事故,进而给作业人员的生命财产安全构成威胁。相反,若设计水平高,则产品性能就好,在实际应用中事故发生概率就小。因而对这两种技术在实践中的运用进行分析有利于技术水平提高。
工业设计概述
工业设计,是工学、美学等多种学科技术相互融合下的一种产物,其在实际中的运用是一种创造性的活动,是人们为达到某种特定目的而采取的一种措施。较之发达国家工业设计,由于我国工业发展缓慢,工业设计起步较晚,因而工业设计水平与国际水平之间有着较大一段距离[1]。但自改革开放以后,我国工业领域人士逐渐意识到工业设计的重要性,开始积极改进企业工业设计技术来提升工业设计与机械设计制造技术水平。同时,许多高校开始开设工业设计、机械设计课程,加大对此类人才的培养力度,这极大地推进了我国工业设计与机械设计制造技术向着现代化转变。
工业设计具有实践性、应用性强,学科综合性高,时代特征突出等几个基本特点。工业设计囊括了机械学、美学、物理学、经济学等多种学科知识,主要应用于实践生产中的产品设计和设计制造过程中出现问题的解决,以提高生产能力,提高人们生活质量,并随着时代的发展和人们需求的转变来对产品进行设计,确保产品符合当前人们需求。
机械设计制造技术概述
机械设计制造技术包括产品研发设计、加工制造、销售、维修维护等多方面,它作为机械工程中的重要组成部分之一,对机械性能有着直接深远的影响[2]。伴随互联网、信息技术的不断成熟与科技的不断进步,机械设计制造技术取得了飞跃性发展,不仅融合了现代虚拟仿真技术、计算机技术、数字化处理技术、网络技术、纳米技术、自动化智能技术等多种先进技术,而且随着时代的发展得到了不断的改进与完善。为响应国家提倡的节能环保生产理念,一些先进节能技术与方法被应用在机械设计制造技术当中,又进一步提高了制造技术水平[3]。相比于以往,目前我国机械设计制造技术已经达到较高水平,但大多是建立在对国外先进技术的借鉴与引进上,因而我国机械设计制造技术还需进一步加强,努力研发出专属于自己的机械设计制造技术。
工业设计与机械设计制造技术的实践运用
在实际生产中,工业设计与机械设计制造技术往往是相互影响、相互制约的,因而将两者进行有效融合与贯通,进行综合运用,既能够促进两者各自技术水平的不断提高,又能够达到一个相互弥补的应用效果。
以某工厂为例,对工业设计与机械设计制造技术在实践中的运用进行分析。以往该工厂对于工业设计与机械设计制造技术的运用都是独立分开来进行的,两者之间缺乏有效的沟通与交流,使得生产过程中经常出现各种问题,生产效率低下,产品质量不合格率较高。后随着工厂对工业设计与机械设计制造技术认识的逐渐提高,其开始尝试将两种技术进行综合运用。与此同时,要求相关负责人与技术操作人员进行不断学习,了解与掌握与工业设计和机械设计制造技术相关的最新理论知识,在综合运用过程中加强沟通与交流,并要求技术水平高的人员运用自身所学知识对工业设计与机械设计制造技术各环节进行规范性指导,包括工业设计正确思路,产品结构、外观设计等。通过员工的不断学习与两种技术的有效融合,该工厂产品在质量与性能上均有了明显的改善与提升,不仅产品工业设计符合机械设计制造技术要求,而且产品操作可行性增强,相比以往更能够满足人们对产品的不同需求。这一案例充分说明了工业设计与机械设计制造技术综合运用以及提高相关人员理论知识与操作技能的重要性。
总结
总之,随着工业化发展步伐的不断加快,人们对于工业产品与设计技术要求会变得越来越高,所以工业设计与机械设计制造技术在实践运用的同时,也需要进行不断的改进与创新,以适应和满足工业领域发展需要,推动我国工业化水平进一步提高。
参考:
[1]王思硕.工业设计及机械设计制造技术的运用探析[J].品牌,2015,04:185.