一位資深非標(biāo)機(jī)械設(shè)計(jì)師難得的經(jīng)驗(yàn)與感悟

機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分，是機(jī)械生產(chǎn)的第一步，是決定機(jī)械性能的最主要的因素。

機(jī)械設(shè)計(jì)的努力目標(biāo)是：在各種限定的條件(如材料、加工能力、理論知識(shí)和計(jì)算手段等)下設(shè)計(jì)出最好的機(jī)械，即做出優(yōu)化設(shè)計(jì)。

優(yōu)化設(shè)計(jì)需要綜合地考慮許多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少環(huán)境污染。那么，如何成為一名優(yōu)秀的非標(biāo)機(jī)械設(shè)計(jì)師？應(yīng)該儲(chǔ)備哪些知識(shí)？具備怎樣的素質(zhì)呢？小編特為您奉上一位資深機(jī)械設(shè)計(jì)師難得的經(jīng)驗(yàn)與感悟。

機(jī)械設(shè)計(jì)所要了解的周邊知識(shí)以及所要具備的觀(guān)察視角

1、熟練翻閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)件以及常用件的一些技術(shù)特征要了熟于心。比如要清楚各類(lèi)軸承，帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)，絲杠傳動(dòng)，蝸輪蝸桿等的使用場(chǎng)合，使用方式，以及相關(guān)的技術(shù)特征。對(duì)于具體應(yīng)用時(shí)的選型計(jì)算則可對(duì)照設(shè)計(jì)手冊(cè)的圖表和公式進(jìn)行具體確定。

2、知道N家常用件供應(yīng)商并熟練翻閱其產(chǎn)品樣本

現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計(jì)趨向于模塊化，對(duì)于機(jī)械設(shè)備制造工廠(chǎng)的整體技術(shù)要求更側(cè)重于對(duì)于一些配件和部件的組裝應(yīng)用。比如臺(tái)灣HIWIN、日本THK、德國(guó)FAG、FESTO。對(duì)于此，要做到當(dāng)你在設(shè)計(jì)某個(gè)零件或部件或要完成某個(gè)動(dòng)作或功能的時(shí)候必須得知道目前是否有專(zhuān)業(yè)的廠(chǎng)商在生產(chǎn)或提供能實(shí)現(xiàn)某個(gè)部位的功能要求的成熟的零配件。

3、熟悉原材料情況

比如你要知道目前市場(chǎng)上有賣(mài)的冷軋或熱軋鐵板以及各類(lèi)型材的規(guī)格尺寸，有經(jīng)驗(yàn)的工程師往往都會(huì)知道你安排給采購(gòu)的單子往往到最后是會(huì)變得面目全非的。因?yàn)樵阡摬氖袌?chǎng)，普遍存在變薄，變窄，變短這些情況，采購(gòu)買(mǎi)回來(lái)的東西往往是和你坐辦公室根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)里選出來(lái)的相關(guān)數(shù)據(jù)存在比較大的折扣。

4、深度了解各類(lèi)常用機(jī)床的結(jié)構(gòu)原理和性能特點(diǎn)

所謂萬(wàn)變不離其宗，機(jī)床亦是如此。設(shè)計(jì)一臺(tái)機(jī)器的過(guò)程可類(lèi)比是小孩堆積木一般，一個(gè)部件一個(gè)組件進(jìn)行堆積，然后把這些具備不同功能的部件或組建遵循某種規(guī)律聯(lián)系起來(lái)。在這個(gè)過(guò)程中就需要你熟練掌握一些常用機(jī)構(gòu)或裝置的功能和特性。而我們所常見(jiàn)的車(chē)，銑，鉆，刨，磨，鏜。等機(jī)床上應(yīng)用的結(jié)構(gòu)或原理都是經(jīng)過(guò)了數(shù)十上百年的考驗(yàn)，對(duì)于其穩(wěn)定性和可應(yīng)用性我們無(wú)需過(guò)多地懷疑。比如車(chē)床的刀架結(jié)構(gòu)，卡盤(pán)結(jié)構(gòu)，尾座的鎖緊機(jī)構(gòu)，主軸軸承布置，磨床主軸密封結(jié)構(gòu)，刨床的連桿機(jī)構(gòu)等等。

其實(shí)說(shuō)這么多，想表述的就兩字，對(duì)于這些穩(wěn)定的常用的結(jié)構(gòu)我們要學(xué)會(huì)在設(shè)計(jì)新機(jī)床時(shí)“借鑒”或者說(shuō)是“參照”。從另一方面來(lái)說(shuō)了解各類(lèi)常用機(jī)床的結(jié)構(gòu)原理和性能特點(diǎn)是出一張零件圖紙的前提基礎(chǔ)。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)就是當(dāng)你完成一張圖紙時(shí)最起碼你自己要知道這張圖紙上的這個(gè)零件的大體加工過(guò)程。這個(gè)所謂的大體了解樓主個(gè)人認(rèn)為是好比要加工一條常見(jiàn)的軸類(lèi)零件，當(dāng)你了解車(chē)床，銑床，磨床的一些特性后就不會(huì)在圖紙上出現(xiàn)沒(méi)有了螺紋退刀槽，砂輪越程槽等情況，同時(shí)也不會(huì)對(duì)軸類(lèi)零件的長(zhǎng)度方向尺寸隨意標(biāo)注個(gè)IT6，IT7的公差要求。

5、掌握一定的機(jī)床裝配能力

很多人會(huì)問(wèn)，這完全是裝配工的活了，我做為一個(gè)設(shè)計(jì)人員過(guò)多地了解這方面知識(shí)干什么？當(dāng)然，會(huì)這么問(wèn)的往往都是些剛?cè)胄械男率帧．?dāng)你永遠(yuǎn)不去了解這方面的知識(shí)時(shí)就永遠(yuǎn)理解不了針對(duì)一條長(zhǎng)軸進(jìn)行過(guò)渡或過(guò)盈裝配時(shí)因?yàn)槟隳菆D紙上的左軸承位和右軸承位相距太大而軸承卻只能從左到右或從右到左裝配時(shí)，那兩軸承位之間那么長(zhǎng)一段裝配距離所帶來(lái)的痛苦。當(dāng)然，你也肯定不會(huì)想起當(dāng)這條軸最后要進(jìn)行軸端螺紋鎖緊時(shí)，因?yàn)槟銏D紙上缺少了限制這條軸鎖緊時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)用的夾持平面而導(dǎo)致無(wú)法順利鎖緊。當(dāng)然，你就更想不到或是理解不了哪個(gè)位置哪些孔或哪些銷(xiāo)位是需要裝配時(shí)定配的。

6、具備一定的電氣，液壓，氣動(dòng)等方面的知識(shí)

社會(huì)分工越來(lái)越細(xì)，個(gè)人工作方向越來(lái)越專(zhuān)。當(dāng)然，這里強(qiáng)調(diào)這些“旁系”學(xué)科并不是要求作為一個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)人員必須得能夠根據(jù)機(jī)床功能進(jìn)行液壓或氣動(dòng)的集成塊的油路布置或進(jìn)行強(qiáng)電線(xiàn)路的規(guī)劃或弱電程序的編寫(xiě)。但至少我們要能看懂人家提供的液壓系統(tǒng)原理圖或電氣原理圖/接線(xiàn)圖等。但能讀懂或編寫(xiě)通用的PLC程序或一些運(yùn)動(dòng)控制器的C程序是更為妥當(dāng)。了解這些交叉科目知識(shí)的主要目的是能夠和專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)液壓，氣動(dòng)或電氣控制的工程師進(jìn)行技術(shù)溝通和協(xié)調(diào)。

往寬泛了說(shuō)，當(dāng)你了解透徹了這臺(tái)機(jī)床的液壓和電氣后就能進(jìn)行合理的“預(yù)留”。

在你設(shè)計(jì)初期就在頭腦里把液壓和電氣所要連接的線(xiàn)路和管道進(jìn)行了交叉排布，在設(shè)計(jì)時(shí)就能充分考慮這些管道和線(xiàn)路的空間位置問(wèn)題。

7、養(yǎng)成在生活中捕捉，發(fā)現(xiàn)，簡(jiǎn)化，總結(jié)，借鑒的能力

對(duì)于一個(gè)搞機(jī)械設(shè)計(jì)的人員，在日常生活中應(yīng)當(dāng)更擅長(zhǎng)去發(fā)現(xiàn)“動(dòng)”的事物和現(xiàn)象。我們舉些簡(jiǎn)單的例子，比如冰箱，就算你不知道它的制冷原理，但我們可以去觀(guān)察學(xué)習(xí)冰箱的門(mén)的密封結(jié)構(gòu)，再如榨汁機(jī)，它是利用刀盤(pán)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行物料的切削，同樣是利用刀盤(pán)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力進(jìn)行過(guò)濾和分離。再比如汽車(chē)后輪差速器，去琢磨當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)候左右輪為什么出現(xiàn)速度差。這些都是要求我們?cè)谌粘Ｉ町?dāng)中去捕捉去發(fā)現(xiàn)并去琢磨然后再進(jìn)行提煉最后都是可以在設(shè)計(jì)中進(jìn)行借鑒的。

當(dāng)然，最好的學(xué)習(xí)和領(lǐng)悟的機(jī)會(huì)是在機(jī)床展會(huì)上，相信很多有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)工程師對(duì)此深有體會(huì)。機(jī)械設(shè)備會(huì)展既是銷(xiāo)售人員的一個(gè)良好的拓展舞臺(tái)和機(jī)會(huì)，同時(shí)也是機(jī)械設(shè)計(jì)人員學(xué)習(xí)別人優(yōu)秀設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知當(dāng)前機(jī)械設(shè)備發(fā)展概況的良好機(jī)會(huì)。所以，樓主希望廣大同行應(yīng)當(dāng)多多去參加相關(guān)展會(huì)，并不辭勞苦在展會(huì)上多走，多看，多拍照。

8、略知鈑金知識(shí)

一個(gè)好的設(shè)計(jì)作品，應(yīng)當(dāng)是讓外行人來(lái)觀(guān)看時(shí)，能讓他們?cè)陬^腦里第一印象做出“美觀(guān)”，“先進(jìn)”，“牢固”，“穩(wěn)定”等判斷。很多機(jī)械設(shè)計(jì)工程師往往側(cè)重關(guān)注于機(jī)床功能，效率，精度等一些技術(shù)性層面的東西。往往對(duì)于機(jī)床鈑金設(shè)計(jì)，液壓管道和電氣線(xiàn)路布局采取忽略，忽視的姿態(tài)。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，要是把奧拓車(chē)的外圍鈑金套弄到奧迪車(chē)上，我相信很大比例的客戶(hù)無(wú)法認(rèn)同和接受。

蘋(píng)果手機(jī)之所以賣(mài)得差不多人手一機(jī)，除了它的完善功能以及運(yùn)算速度的優(yōu)異，當(dāng)然其“美感”的產(chǎn)品外觀(guān)設(shè)計(jì)也是很大一部分原因。

說(shuō)了這么多，無(wú)非是突出在機(jī)械設(shè)計(jì)中要求注重機(jī)床的外圍鈑金設(shè)計(jì)以及線(xiàn)路管道布局或油漆色彩的協(xié)調(diào)。當(dāng)你不熟悉不了解各類(lèi)鈑金加工設(shè)備情況時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)在能進(jìn)行折彎的地方采用鐵板焊接處理，能進(jìn)行彎管的部位采取直線(xiàn)管道拼接，能進(jìn)行裁剪的地方出現(xiàn)彎彎扭扭的氣割痕跡。略窺機(jī)械設(shè)計(jì)的宗旨，那就是如何把復(fù)雜的問(wèn)題用簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，以及如何做到讓外行的人看到這個(gè)設(shè)計(jì)作品是持肯定和褒獎(jiǎng)態(tài)度。

9、略知金屬材料與熱處理知識(shí)

對(duì)于事物或技能的掌握程度我們可分為認(rèn)知—略知—掌握—熟練這么些階段。

我們作為機(jī)械設(shè)計(jì)工程師，因?yàn)槲覀儚氖碌倪@個(gè)行業(yè)交叉性的學(xué)科比較多。

所謂業(yè)精于專(zhuān)，當(dāng)然我們的前提是做好自己設(shè)計(jì)范疇內(nèi)的事情，而這里所要求知曉的金屬材料與熱處理知識(shí)并不是要求你能熟記鐵碳合金相圖以及各類(lèi)金屬在不同溫度不同熱處理工藝下的金相組織形態(tài)。但一些基礎(chǔ)性的知識(shí)還是需要了解或掌握的。比如低碳鋼，中碳鋼，高碳鋼，常見(jiàn)合金鋼一些常見(jiàn)的特性，通用性材料的屈服點(diǎn)，抗拉強(qiáng)度，熱處理前后硬度特性。

10、設(shè)計(jì)軟件只是工具，而非使用它就是目的

曾面試過(guò)好多一些學(xué)校剛畢業(yè)的熱血小伙，簡(jiǎn)歷上很多都有這樣那樣的等級(jí)證書(shū)，尤其常見(jiàn)AUTOCAD，PRO/E。一類(lèi)中級(jí)制圖員，高級(jí)制圖員等等頭銜。樓主也加了好些像SOLIDWORKS應(yīng)用群一類(lèi)的QQ群。發(fā)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象，很多人往往都沉浸和陶醉在討論或研究采用何種建模方法，采用怎樣的渲染或動(dòng)畫(huà)技巧一類(lèi)的問(wèn)題。當(dāng)然，并不是說(shuō)你去研究和深挖某個(gè)軟件的各項(xiàng)功能是錯(cuò)誤的，只是覺(jué)得一個(gè)人的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)方向應(yīng)該正確把握。我們做非標(biāo)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)的要明白軟件只不過(guò)是替代了傳統(tǒng)的圖板和丁字尺的一個(gè)工具而已。應(yīng)當(dāng)把主要的精力和時(shí)間花在純粹的設(shè)計(jì)構(gòu)想當(dāng)中，而不是讓自己被這些功能龐大的軟件給捆綁。