機(jī)械設(shè)計(jì)工程師對(duì)制造的了解程度有多少？一位老機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的設(shè)計(jì)心得
機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的就業(yè)情況一直是市場(chǎng)缺口填不滿(mǎn)；既不光鮮也不多金的行業(yè)背景導(dǎo)致年輕人報(bào)考意愿和從業(yè)意愿都不強(qiáng)烈，是不是很多決定要加入我等機(jī)械“狗”的行列（此處應(yīng)有笑聲）的朋友都曾經(jīng)有過(guò)掙扎，畢竟用來(lái)糊口的工作若能實(shí)現(xiàn)人生價(jià)值，說(shuō)不定就變成事業(yè)了呢。
機(jī)械設(shè)計(jì)貫穿設(shè)計(jì)、制造、使用，維護(hù)的整個(gè)過(guò)程，設(shè)計(jì)時(shí)的疏忽總會(huì)在這些方面反映出來(lái)，成功與否是很容易判斷的。設(shè)計(jì)的過(guò)程中，受制造的影響很大，亦就是說(shuō)好的設(shè)計(jì)是不能脫離制造的，對(duì)制造越了解，越有助于提高設(shè)計(jì)水平。設(shè)計(jì)的圖紙，投入生產(chǎn)，我沒(méi)見(jiàn)過(guò)多少能立即按圖加工裝配，在審圖、工藝等過(guò)程發(fā)現(xiàn)大堆的問(wèn)題很常見(jiàn)，包括所謂“資深”的高工，總工拿出的圖紙，還是經(jīng)過(guò)多次開(kāi)會(huì)研究反復(fù)討論的出來(lái)的結(jié)果，原因是多方面的，繪圖的規(guī)范性，看圖者的水平是一方面，但設(shè)計(jì)方對(duì)制造工藝的了解不深入是主要原因。怎樣判定自己對(duì)制造的了解程度?最簡(jiǎn)單的方法是隨手抓一張自己設(shè)計(jì)的東西的圖紙你是否能說(shuō)出它的制造全過(guò)程。
鑄、鍛、車(chē)、鉗、銑、刨、磨，只是這樣子，肯定是不行，在機(jī)械廠(chǎng)做過(guò)幾年的誰(shuí)不知道?必須細(xì)分下去，要全面了解各過(guò)程。比如說(shuō)鑄造時(shí)候怎么分型，澆口冒口怎么放，可能會(huì)有什么樣的鑄造缺陷產(chǎn)生，零件結(jié)構(gòu)在熱處理的時(shí)候會(huì)不會(huì)導(dǎo)致意外情況發(fā)生的，怎么在零件結(jié)構(gòu)上進(jìn)行優(yōu)化，切削加工過(guò)程，在腦海中虛擬出來(lái)，總共用幾把刀，轉(zhuǎn)速，走刀量，甚至鐵屑望哪里飛，各把刀使用的順序，車(chē)工，銑工，磨工的操作動(dòng)作全過(guò)程，如此等等，才算是有了比較好的基礎(chǔ)。不是說(shuō)搞設(shè)計(jì)的一定要會(huì)玩車(chē)床，銑床，會(huì)燒電焊才可以，但是要知道這些作業(yè)特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)加以充分考慮，作為搞機(jī)械設(shè)計(jì)的人這樣才比搖車(chē)床燒電焊的強(qiáng)，才有安身立命之處。
如此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，就會(huì)規(guī)避一些不合理的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)的質(zhì)量自然提高不少，可是還不夠，一個(gè)有十年八年的工齡的技工能提出比你更成熟的細(xì)節(jié)方案(盡管整體的設(shè)計(jì)統(tǒng)籌他們做不了)，但是多少個(gè)不眠的夜晚設(shè)計(jì)出就這樣一個(gè)結(jié)果，豈不是斯文掃地耶?唯一的解決辦法，多看書(shū)。別人總結(jié)出來(lái)的通常與生產(chǎn)相結(jié)合，俱是心血的結(jié)晶。帶著問(wèn)題學(xué)，多想就能消化。再也不會(huì)說(shuō)“只要保證同心度就行了”這樣愚蠢的回答，關(guān)鍵是你已經(jīng)指出保證同心度的方法，甚至前輩的錯(cuò)誤。這個(gè)時(shí)候，沒(méi)人再叫你小錢(qián)、小趙，連老板都叫你錢(qián)工、趙工，挺受尊敬的吧。摸摸下巴，胡子長(zhǎng)出來(lái)了，尿布丟了，孩子叫媽了，呵呵成就感也來(lái)了。
可是設(shè)計(jì)總是為了使用，好的設(shè)計(jì)必須具備一點(diǎn)點(diǎn)人性的，設(shè)計(jì)一套工藝裝備，一試產(chǎn)，效率高質(zhì)量好，老板來(lái)搞杯慶功酒。過(guò)了幾天，發(fā)現(xiàn)人家棄之不用了，原因是操作者罵娘啊。用起來(lái)痛苦啊。而且要注意的細(xì)節(jié)又多，別個(gè)就是個(gè)操作工他要是考慮的那么多因素就不會(huì)還在那里做操作工了啊。設(shè)計(jì)不利于使用，就面臨淘汰，有很多的成套設(shè)備，如汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱之類(lèi)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)“挺好的，“，可其中一個(gè)小鍵槽，一個(gè)軸承位，什么的地方壞了，整個(gè)就不能用，廠(chǎng)方只賣(mài)整件，要配件不賣(mài)，自己加強(qiáng)還真的沒(méi)地方加了，換了幾個(gè)廠(chǎng)去買(mǎi)，擺了一堆，用戶(hù)只好敬而遠(yuǎn)之，立了個(gè)技改項(xiàng)目--可憐的技改。這樣的事情只要是在機(jī)械行業(yè)轉(zhuǎn)的久的都會(huì)有所見(jiàn)所聞。使用根本就離不開(kāi)維修，好的設(shè)計(jì)更不能忽視維修性。
在一條大型的的生產(chǎn)線(xiàn)上，關(guān)鍵的設(shè)備，總共一年也就維修那么兩次，但是每此都要把設(shè)備大卸八塊，行車(chē)叉車(chē)千斤頂撬杠十八般兵器還不夠用，老師傅們還要自己專(zhuān)門(mén)動(dòng)腦動(dòng)手玩幾樣好用的專(zhuān)用家當(dāng)來(lái)伺候，導(dǎo)致停產(chǎn)的損失已經(jīng)超過(guò)設(shè)備本身的價(jià)值，真是個(gè)無(wú)言的結(jié)局。一套大型設(shè)備僅因更換一只油封什么的，都要幾乎將整機(jī)完全分解，使用單位不罵設(shè)計(jì)干的是斷子絕孫的玩意才怪，真的是設(shè)計(jì)者的悲哀。
我們搞設(shè)計(jì)不光是要站在制造的基礎(chǔ)上，還要有創(chuàng)新，但一定要學(xué)會(huì)繼承?，F(xiàn)在，全社會(huì)都在強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，但我們不能一強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，就瞧不起原有的東西。通常的創(chuàng)新分為兩種，一種就是構(gòu)成事物舊有元素的重新組合，一種是在舊有元素上加一些新的元素。所以，不管怎樣，創(chuàng)新的東西總是含有一些舊有事物的影子是不可否認(rèn)的。正像哲學(xué)中所講，新事物都是在肯定中否定，否定中有肯定中產(chǎn)生的。
比如我們?nèi)祟?lèi)，雖然說(shuō)是大自然的天之驕子，但實(shí)際上，我們99%的基因都是和大猩猩一樣的。如果人類(lèi)不是在繼承大猩猩的基因基礎(chǔ)上，有1%的突破，人類(lèi)的出現(xiàn)是難以想象的，如果有人說(shuō)我有志氣，不需要繼承大猩猩的基因，我自己搞一個(gè)100%純?nèi)祟?lèi)基因，那您就是再過(guò)一億年，也搞不出來(lái)一個(gè)人類(lèi)來(lái)。所以說(shuō)，不能為了創(chuàng)新，把舊有的東西全盤(pán)拋棄。原有的東西就如同一盤(pán)菜，創(chuàng)新就如同一點(diǎn)點(diǎn)調(diào)料，有了這么一點(diǎn)調(diào)料，菜的味道更加鮮美。但沒(méi)有人為了純鮮美，不要菜，光來(lái)一盤(pán)炒調(diào)料的。所以我們強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，但不能忘記繼承，只有繼承，沒(méi)有創(chuàng)新，那是因循守舊，而只有創(chuàng)新，沒(méi)有繼承，那是空中樓閣。
1：1的克隆可能很多的人認(rèn)為是最安全最省事的一種設(shè)計(jì)方式。但是作為從事設(shè)計(jì)行業(yè)的人來(lái)講，克隆是一件可恥的事情。所謂一抄二改三創(chuàng)造。簡(jiǎn)練的概括了設(shè)計(jì)人員的成長(zhǎng)之路。剛?cè)腴T(mén)的時(shí)候，只能照抄，但是在抄襲的同時(shí)要拼命的去理解原設(shè)計(jì)者的意圖和思維，理解整個(gè)機(jī)器的傳動(dòng)，各個(gè)裝置之間的相互關(guān)聯(lián)，每個(gè)零件的相互關(guān)系，理解了之后就可以出圖，圖紙上就可以有明確的尺寸配合要求，形位公差約束。只知道畫(huà)下來(lái)，隨手胡扯幾根線(xiàn)條上去，大概感覺(jué)機(jī)器精度比較高，就玩命的把精度往上提動(dòng)不動(dòng)就0.005，0.002，在圖紙上大言不慚的簽名在設(shè)計(jì)欄。號(hào)稱(chēng)自己搞的東西是很精密的。這種不知所謂的號(hào)稱(chēng)機(jī)械機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的信手拈來(lái)滿(mǎn)地都是。
模仿優(yōu)秀的作品是每一個(gè)設(shè)計(jì)師的必走之路。但是做設(shè)計(jì)，一定要有自己的想法，人也要有自己鮮明的個(gè)性，久了，就形成了自己的風(fēng)格，風(fēng)格的養(yǎng)成與一個(gè)人的藝術(shù)素養(yǎng)和個(gè)人修養(yǎng)有直接關(guān)系。羅嗦的人搞出來(lái)的東西就是那么羅嗦的，小氣的人搞出來(lái)的東西就是一副小家子氣，不負(fù)責(zé)任的人搞出來(lái)的機(jī)器就跟那人的德行一樣的不負(fù)責(zé)任。能有自己的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)風(fēng)格，就是不一樣，這樣搗騰出來(lái)的東西就有了獨(dú)特的靈魂。行家一看就知道，這是用心的杰作。
在抄襲的時(shí)候積累了經(jīng)驗(yàn)就要抱著否定的態(tài)度學(xué)習(xí)。查閱資料，多看些經(jīng)典的設(shè)計(jì)案例，和設(shè)計(jì)的禁忌，與自己接觸過(guò)的一些東西進(jìn)行對(duì)比，就有了大的提高。就可以在現(xiàn)有的機(jī)器上動(dòng)手術(shù)。如：提高機(jī)器的附加值，完善更多的功能，讓整機(jī)具備更高的可靠度。從而迎合高端的客戶(hù);或者進(jìn)行結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)，保留一些常用功能，降低成本，滿(mǎn)足些買(mǎi)不起那么也用不上多功能的客戶(hù)的需求。做到這樣就可以稱(chēng)的上做機(jī)械設(shè)計(jì)開(kāi)始入門(mén)了。能不能成為世界級(jí)的發(fā)明家這個(gè)事情很難說(shuō)的，呵呵。但是憑自己多年經(jīng)歷見(jiàn)識(shí)，將一些結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合，變異，嫁接，創(chuàng)造一些新的東西是不難的。與其用一生的時(shí)間去研究永動(dòng)機(jī)之類(lèi)的高深課題，或者搞一些莫名其妙不能創(chuàng)造任何價(jià)值的所謂專(zhuān)利，不如用自己有限的生命去做些能在這個(gè)美麗的星球上留下點(diǎn)印記的事情。到時(shí)候老得快死了，臨終的時(shí)候還會(huì)想到，活了這么多年，搗騰了那么多機(jī)器在地球上跑，足以含笑九泉。
一個(gè)真正談的能稱(chēng)之為機(jī)械設(shè)計(jì)工程師，需要十年甚至十年以上的磨礪。還要有相當(dāng)?shù)奶旆忠约扒趭^和能造就人的環(huán)境。天才等于99%的勤奮+1%的努力其實(shí)說(shuō)的并不是只要下苦工就會(huì)有成就。這句話(huà)說(shuō)的是若一個(gè)人對(duì)某個(gè)職業(yè)沒(méi)有那1%天分，再勤奮也是沒(méi)有用的。勤奮是一個(gè)發(fā)掘自己天分的一個(gè)途徑，是有所成就的必須條件之一，而不是全部。絕對(duì)不是。
機(jī)械零件材料選用的原則要考慮三個(gè)方面的要求
1、使用要求(首要考慮)：
1)零件的工況(震動(dòng)，沖擊，高溫，低溫，高速，高載都應(yīng)當(dāng)慎重對(duì)待);
2)對(duì)零件尺寸和質(zhì)量的限制;
3)零件的重要程度。(對(duì)于整機(jī)可靠度的相對(duì)重要性)
2、工藝要求：
1)毛坯制造(鑄造，鍛打，切板，切棒);
2)機(jī)械加工;
3)熱處理;
4)表面處理。
3、經(jīng)濟(jì)性要求：
1)材料價(jià)格(普通圓鋼與冷拉型材，精密鑄造，精密鍛造的毛坯成本與加工成本的對(duì)比，);
2)加工批量和加工費(fèi)用;
3)材料的利用率(如板材，棒料，型材的規(guī)格，合理的加以利用);
4)替代(盡量用廉價(jià)材料來(lái)代替價(jià)格相對(duì)昂貴的稀有材料，如在一些耐磨部位的套用球墨替代銅套，用含油軸承替代車(chē)削加工的一些套，速度負(fù)載不大的情況下，用尼龍?zhí)娲摷X輪或者銅蝸輪等等);另外，還要考慮當(dāng)?shù)夭牧系墓?yīng)情況。
機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求
a)對(duì)機(jī)器使用功能方面的要求要注意協(xié)調(diào)、平衡!防止木桶效應(yīng)的出現(xiàn);
b)對(duì)機(jī)器經(jīng)濟(jì)性的要求設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性，在短的時(shí)間里投產(chǎn)上市，撈回開(kāi)發(fā)期間的消耗，甚至邊設(shè)計(jì)邊制造使用經(jīng)濟(jì)性要有最佳的性能價(jià)格比(產(chǎn)品在小批量做開(kāi)始賺了，再來(lái)改的更好)。
對(duì)機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求
a)在預(yù)定工作期限內(nèi)正常、可靠地工作，保證機(jī)器的各種功能;
b)要盡量降低零件的生產(chǎn)、制造成本;
c)盡可能多的采用市場(chǎng)常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)件;d)對(duì)可能系列化的產(chǎn)品，盡可能的在開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮零件的通用性，無(wú)法通用的也要盡可能的在結(jié)構(gòu)上類(lèi)似，以減少制造過(guò)程的工藝編排，夾具工裝設(shè)計(jì)的工作量。
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