主功能系统设计方案的关键要素

在功能分析的基础上，对机械系统的原理方案进行研究，进而提出满足功能要求的设计方案。

在工作对象一定的情况下，系统的主功能与工艺过程密切相关，需要分析其工艺过程，在较大的领域内进行工作原理的搜索。不同的工艺原理，所对应的技术系统是不同的，甚至完全不一样，因而实现主功能所采用的技术原理对整个技术系统有决定性的影响。例如，同样是制造一个零件，采用切削加工的方法是从毛坯上去除不必要的部分，采用挤压成形的方法就需要使毛坯产生塑性变形；而采用激光烧结快速成形的方法就是让组成零件的材料分层堆积凝聚成形。这是三种完全不同的成形方法。所对应的技术系统分别是切削机床、压力加工机床和激光快速成形设备。

下面举出螺纹加工机床总体原理方案的分析实例。根据“形成螺纹”的总功能，在机械化加工的范围内可以采用的五种方案，如图7-4所示。图7-4a为车削加工螺纹，图7-4b为铣削加工螺纹，图7-4c、d、e为无切削加工，利用液压加工进行搓螺纹，而由于执行元件的不同，也会有不同的搓螺纹方案。根据螺纹的特殊性决定加工要求（强度、批量、成本等）选定总体方案，然后才能进行机器的具体设计。在提出多个原理方案以后，接着就要对提出的方案进行选择，也就是进行功能求解。功能求解是原理方案设计中重要的阶段。

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图7-4 为执行螺纹加工的基本功能可采取的几种不同的技术方案

a）车削加工螺纹 b）铣削加工螺纹 c）、d）、e）无切削加工