在六西格玛设计中,产品的结构设计是在原理设计的基础上,确定整个产品的特征结构、形状和尺寸。在这个过程中,不涉及每个组件的详细设计。主要任务是在几何和结构层面考虑如何满足功能要求,将各种功能的输入输出变量、环境要求和工作条件按照一定的规则或原则转化为装配结构中的主要几何参数、材料参数等一些设计变量,是概念产品。
1.面向功能的结构设计
也就是说,功能被映射到主要组件中。根据不同的功能特性,功能连接可分为三种类型,即固定连接、运动连接和传动连接。它们的特点如下:
①固定连接:两个相关部件之间没有相对运动,两个位置都相对固定。它的主要功能是固定部件的位置。
②运动连接:两个相关部件有相对运动,其中一个有固定位置,另一个有运动,主要作用是限制相对运动。
③传动连接:两个相关部件有相对运动,两个部件都有运动,主要作用是传递运动和动力。
2.面向制造的结构设计
即,将设计视角从功能转变为制造实现。在需求模型规定的相关形状约束下,必须在主部件的基础上进行零部件的粗略几何形状设计,确定结构的材料,将功能连接作为零部件之间装配关系设计的基础,识别、合并或去除重叠结构,然后添加连接的功能面的自由面,形成实体零件。
3.多图是表达结构解的过程。
在图中,矩形节点表示主分量,圆形节点表示功能节点,染色节点是与较低级别相关的图节点,未染色节点是叶节点,A的子节点有B、C、D,节点B的父节点是A,还有子节点E、F、G、H,节点K有子节点E、M、N,其中E出现在其他地方,称为功能共享节点和可用源节点。可见多图可以描述不同层次的细节形状模型。如下图所示:
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