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机械设计所要了解的周边知识以及所要具备的观察视角

Date of issue:2022-06-27 10:28:38  Number of hits:9700

一、机械设计要了解的周边知识和要具备的观察视角。


1.熟练阅读机械设计手册。熟悉标准件和常用件的一些技术特征。例如,需要了解各种轴承、带传动、链传动、齿轮传动、螺旋传动、蜗轮传动等的应用场合、使用方式及相关技术特征。对于具体应用,可以通过比较设计手册中的图表和公式来具体确定选型计算。


2.了解N家常用件供应商,熟练阅读他们的产品样本。现在的机械设计趋向于模块化,对机械设备制造厂的整体技术要求更多的集中在一些附件和部件的装配应用上。


3.熟悉原材料。比如,你要知道目前市场上有冷轧或热轧铁板的规格尺寸和各种型材。有经验的工程师往往会知道,你安排采购的清单,到最后往往会变得面目全非。。因为在钢材市场上,减薄、变窄、变短是常见的,根据设计手册上选取的相关数据,坐在办公室里买的东西往往会有很大的折扣。


4.深刻理解各种常用机床的结构原理和性能特点。俗话说,万物不变,机床也不变。设计一台机器的过程可以比喻成一个孩子在堆木头,把部件一个个的堆起来,然后把这些部件或者不同功能的组件按照一定的规则连接起来。


在这个过程中,你需要掌握一些常用机构或装置的功能和特点。但车、铣、钻、刨、磨、镗等机床常用的结构或原理都经过了几十年或上百年的考验,我们不需要过分怀疑它们的稳定性和适用性。比如车床刀架结构、卡盘结构、尾座锁紧机构、主轴轴承布置、磨床主轴密封结构、刨床联动机构等等。


其实我想表达的只有两个字。我们在设计新的机床时,要学会“学习”或“借鉴”这些稳定的、常用的结构。另一方面,了解各种常用机床的结构原理和性能特点,是绘制零件图的前提。比如你完成一张图纸,至少你要知道这张图纸上这个零件的大致加工过程。


所谓一般理解楼主个人认为就像加工一个普通的轴类零件。当你知道车床、铣床、磨床的一些特性时,图纸上就不会有螺纹退刀槽、砂轮超程槽,同时对轴类零件的长度尺寸也不会有IT6、IT7公差要求。


5.有一定的机床装配能力。很多人会问,这完全是装配工的工作。作为设计师,为什么我对这些知识了解太多?当然,问这个问题的人往往是新人。


当你从来不知道这些知识的时候,你永远不会明白在长轴上进行过渡或过盈装配时,你的图纸中左轴承位置和右轴承位置之间如此长的装配距离所带来的痛苦,因为轴承只能从左到右或从右到左装配。


当然,你肯定不会记得,当这个轴最终被轴端螺纹锁紧时,因为你的图纸上没有夹紧平面来限制这个轴在锁紧时的转动,所以无法顺利锁紧。当然,你甚至想不到,也想不明白,组装时需要固定哪些位置,哪些孔,哪些销位。


6.具备一定的电气、液压和气动知识。社会分工越来越细,个人工作方向越来越专业化。当然,这里要强调的是,这些“并行”学科并不要求一个机械设计人员能够根据机床的功能来布置液压或气动集成块的油路或规划强电回路或编写弱电程序。但至少要能看懂别人提供的液压系统原理图或电气原理图/接线图,但能读写通用PLC程序或一些运动控制器的C程序更合适。


了解这些交叉学科知识的主要目的是为了能够与专门从事液压、气动或电气控制的工程师进行交流和协调。大致来说,当你对这种机床的液压和电气有了透彻的了解之后,你就可以进行合理的“预定”了。在设计初期,你在脑海中交叉布置了液压和电气的线路和管线,在设计时可以充分考虑这些管线和线路的空间位置。


7.培养在生活中捕捉、发现、简化、总结、学习的能力。对于一个从事机械设计的人来说,应该更善于发现日常生活中“动”的事物和现象。我们举一些简单的例子,比如冰箱。即使你不知道它的制冷原理,我们也可以观察和学习冰箱门的密封结构。再比如榨汁机,利用刀盘的旋转来切割物料,也利用刀盘旋转产生的离心力来过滤分离物料。


比如汽车的后轮差速器,要搞清楚为什么汽车转弯时左右轮会有速度差。。这些都需要我们在日常生活中捕捉、发现、琢磨,然后提炼。最后,它们可以作为设计的参考。


当然,学习和了解的最好机会是在机床展上,相信很多有经验的设计工程师对此都深有体会。机械展不仅是销售人员的一个很好的发展舞台和机会,也是机械设计师学习他人优秀设计经验,认识当前机械设备发展的一个很好的机会。所以楼主希望广大同行多参加相关的展会,在展会上多走走,多看看,多拍些照片。


8.了解一点钣金。一个好的设计作品要让外行人来看,让他们在脑海中的第一印象做出“漂亮”、“高级”、“牢固”、“稳定”这样的判断。很多机械设计工程师往往关注机床功能、效率、精度等一些技术方面。对于机床的钣金设计,液压管路和电气回路的布置往往被忽略。


举个简单的例子,如果奥拓车的外钣金罩放在奥迪车上,我相信很大比例的客户是不能认同和接受的。苹果之所以几乎人均销售一部手机,不仅在于其完善的功能和出色的运算速度,更在于其“美学”的产品设计。


说了这么多,无非是想强调一下,在机械设计中,要注意机床的外围钣金设计以及线路和管道的布局或者油漆颜色的协调。在不熟悉各种钣金加工设备的情况下,可以做折弯的地方经常使用铁板焊接,可以做折弯的地方使用直管拼接,可以做切割的地方出现弯扭的气割痕迹。


简单看一下机械设计的目的,即如何用简单的设计实现复杂的问题,如何让外行人以积极、欣赏的心态看到这个设计作品。


9.了解一点金属材料和热处理。对于事物或技能的掌握,我们可以分为认知-一知半解-掌握-熟练这样的阶段。作为机械设计工程师,我们从事的是这个行业的很多交叉学科。


所谓的专业知识,当然我们的前提是在自己的设计范围内做事,这里所需要的金属材料和热处理知识并不需要你去记忆铁碳合金的相图和各种金属在不同温度和热处理工艺下的金相组织。但是一些基础知识还是需要了解或者掌握的。比如低碳钢、中碳钢、高碳钢、普通合金钢的一些共同特性,一般材料热处理前后的屈服点、抗拉强度、硬度特性。


举个简单的例子,车间的师傅让你帮他弄一个刚性更好的车床用深孔镗杆。你一听就想得到一个又厚又结实高刚性的东西。结果在图纸的材料一栏写了一个40Gr。买买买,加工热处理后发现YG6的刀纹钎焊无法焊接到粗大结实的刀杆上。


10.设计软件只是一个工具,而不是使用它的目的。楼主面试过很多刚从学校毕业的热血男生,很多简历上都有这样或那样的证书,尤其是AUTOCAD,Pro/E .一类的中级制图员,高级制图员等等。楼主还加了一些类似SOLIDWORKS应用群的QQ群。发现一个现象,很多人经常沉浸和陶醉在讨论或研究采用什么建模方法,采用什么渲染或动画技术。


当然,并不是说你对某个软件的功能进行研究和深挖就是错的,而是要正确把握自己的学习能力和学习方向。


做机械设计的我们要明白,软件只是一个代替传统画板和丁字尺的工具。我们应该把主要的精力和时间花在纯粹的设计思路上,而不是被这些强大的软件所束缚。

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