Phương Pháp Và Tiến Trình Thiết Kế Cơ Khí

PHƯƠNG PHÁP VÀ TIẾN
TRÌNH THIẾT KẾ
Nguyễn Văn Dự

1


Giới thiệu môn học



Môn học “Design Process and Methods”, the State
University of New York at Buffalo
Mục tiêu:












to negotiate solutions to open problems. Open problems are
characterized as those for which there may be multiple solutions
or for which no solution may exist;
to work in teams, understand and deal with interpersonal
relationships and communicate at personal and technical levels;

to learn how to evaluate design alternatives and make rational
and effective decisions about product design and development;
to learn criteria and characteristics of good designs and reasons
and mistakes behind bad designs;
to become better decision makers as product designers, design
engineers, or manufacturing engineers;
to be able to handle ethical issues, information property issues,
and to understand the usefulness of patents.

2


Tài liệu








Ullman, D., The Mechanical Design Process,
McGraw-Hill, New York, NY.
Design for Manufacturity Handbook, McGrawHill.
Geoffrey Boothroyd, Design for Manufacture and
Assembly, Marcel Dekker.
Internet

3

Yêu cầu









Địa chỉ email cá nhân;
Danh sách email: gõ trong 1 file text; ngăn cách
bằng dấu chấm phảy; gửi cho thầy;
Vở ghi: theo lời khuyên trong “Đại cương về kỹ
thuật”;
Dịch tiếng Anh; kỹ năng soạn và trình bày báo
cáo bằng PowerPoint.
Chia nhóm;

4


Thông tin giáo viên









Họ tên: Nguyễn Văn Dự.
1985: Kỹ sư Cơ khí (K16MA), ĐHKTCN.
1997: Thạc sỹ Cơ khí, ĐH BK Hà nội.
2000: Kỹ sư Tin học, ĐH BK Hà nội.
2007: Tiến sỹ, ĐH Nottingham.
Email:
HandPhone: 091 605 6618

5


Nội dung môn học


Phần I: Lý thuyết thiết kế







Chương I: Cơ bản về thiết kế cơ khí
Chương II: Tiến trình và Kế hoạch thiết kế
Chương III: Phân tích mục tiêu bài toán thiết kế cơ khí
Chương IV: Thiết kế khái niệm

Phần II: Thiết kế và đánh giá sản phẩm






Chương V: Thiết kế theo chức năng
Chương VI: Thiết kế cho chế tạo và lắp ráp
Chương VII: Đánh giá sản phẩm
Chương VIII: Hoàn chỉnh thiết kế

6


Chương 1. Cơ bản về thiết kế cơ
khí
1.1. Khái niệm tiến trình thiết kế;
1.2. Thiết kế sản phẩm cơ khí

Các đặc trưng của sản phẩm

Ngôn ngữ thiết kế cơ khí

Các dạng bài toán thiết kế cơ khí

Các ràng buộc, mục tiêu và nguồn tài nguyên thiết kế
1.3. Nhóm thiết kế

7

1.1.1. Tiến trình thiết kế cơ khí

8


1.1.1. Tiến trình thiết kế cơ khí


Thiết kế sản phẩm:






Mẫu mã sản phẩm
Vật liệu
Quá trình gia công sản phẩm.

Nếu như con người đã thực hiện quá trình thiết
kế hàng ngàn năm và có hàng triệu sản phẩm cơ
khí đã và đang làm việc tốt, tại sao cần phải
nghiên cứu quá trình thiết kế?

9


10

11


Thiết kế và Chất lượng sản phẩm?

12


1.1.1. Tiến trình thiết kế cơ khí
1.

2.
3.

4.
5.

6.

Xác định nhu cầu hoặc phát biểu vấn đề cần
giải quyết.
Lập kế hoạch giải quyết vấn đề.
Làm rõ vấn đề bằng thông qua phân tích các
yêu cầu và tìm hiểu các lời giải của các vấn đề
tương tự.
Đề xuất các phương án giải quyết khác nhau.
Đánh giá các phương án bằng cách so sánh
chúng với yêu cầu thiết kế.
Quyết định các lời giải có thể chấp nhận được
được.

13


1.1.1. Tiến trình thiết kế




Hiệu quả của tiến trình thiết kế trên sản phẩm
được đánh giá qua ba yếu tố: Giá thành, chất
lượng và thời gian đưa ra thị trường.
Tại sao?

14


1.1.2. Lịch sử tiến trình thiết kế





Trước đây: 1 cá nhân thiết kế + chế tạo
Đến giữa thế kỷ 20, nhiệm vụ theo nhóm – thiết
kế “quẳng qua tường”
Hiện đại: Thiết kế đồng thời (Concurent Design),
thiết kế dốc (Lean Design), thiết kế 6 xich-ma (6
sigma design).

15

Vòng đời sản phẩm

16


1.1.3. Bài toán thiết kế




Bài toán 1: “Xác định kích thước bulông (không
khe hở) để kẹp chặt hai tấm thép 1045, mỗi tấm
dày 4 mm, chịu lực ngang 100 N, ứng suất cắt
cho phép bằng 100 MPa”;
Bài toán 2: “Xác định mối ghép cần thiết để kẹp
chặt hai tấm thép 1045, mỗi tấm dày 4 mm, chịu
lực ngang 100 N”;

17


1.1.3. Bài toán thiết kế


Nhận xét 2 bài toán?



Bài toán thiết kế cơ khí  sản phẩm thực.

18


1.2. Thiết kế sản phẩm cơ khí

19


1.2.1. Các đặc trưng của sản phẩm




Chức năng - Function
Ứng xử - Behavior
Kết quả vận hành – Performance

20


Chức năng?




Những gì một thiết bị có thể làm được!
Nhiều thiết bị được đặt tên theo chức năng
Ví dụ: chìa vặn, ổ đỡ, bàn kẹp …

21


Ứng xử





Sự đáp ứng của hệ thống khi được vận hành
(ON);
Có thể được mô phỏng hoặc đo đạc;
Phân biệt: Chức năng chỉ có thể được mô tả

22


Kết quả vận hành (hiệu quả hoạt động)




Sự đánh giá tổng hợp của cả chức năng và ứng
xử của hệ thống;
Kết quả vận hành đánh giá sản phẩm hoạt động
tốt đến mức nào so với mong muốn khi thiết kế

23

24


25