大牛級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)師是怎樣煉成的？【轉(zhuǎn)發(fā)】

多年來(lái),我在機(jī)械非標(biāo)設(shè)計(jì)一線跌跌拌拌,主持設(shè)計(jì)了幾十種產(chǎn)品,在這些項(xiàng)目中與帝都知名設(shè)計(jì)研究院,著名高校及兄弟單位進(jìn)行過(guò)多次合作。

我深深的體會(huì)到,機(jī)械設(shè)計(jì)人才的良莠不齊,渾水摸魚沽名釣譽(yù)之徒太多。

目前,國(guó)人學(xué)習(xí)做事大多喜歡找捷徑,總結(jié)起來(lái)有三種方法:

• 最聰明的方法--模仿別人,學(xué)習(xí)別人的經(jīng)驗(yàn)消化理解
  

• 最寶貴的方法--經(jīng)過(guò)自己深思熟慮實(shí)踐

• 最痛苦的方法--總結(jié)自己失敗的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)

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化工707

不像電子等新興行業(yè),好多工程師把自己的經(jīng)驗(yàn)發(fā)到論壇上分享。機(jī)械行業(yè)鑒于當(dāng)今知識(shí)產(chǎn)權(quán)做的不到位,機(jī)械行業(yè)大都互相堤防,遮掩,唯恐被別人看破看懂。在此我想記錄下自己設(shè)計(jì)過(guò)程中的點(diǎn)滴,拋磚引玉,互相交流。

這個(gè)級(jí)別就是能掌握設(shè)計(jì)所需的工具。

• 熟練操作CAD,ProE,SW,ANSYS,Mathcad等軟件。

• 深刻理解材料力學(xué),工程力學(xué),機(jī)械設(shè)計(jì)理論,機(jī)械加工工藝,金屬工藝學(xué)等基礎(chǔ)理論。

• 熟練掌握公差配合,工程材料等基礎(chǔ)知識(shí)。

經(jīng)常見(jiàn)那些自稱用某種軟件很熟練的小伙子們實(shí)際操作軟件的時(shí)候是那么生疏,熟練程度不好界定,如果必須量化那么只能給個(gè)近視量,如果用某個(gè)軟件繪制工程圖不到500張,如果三維模型沒(méi)畫夠上千個(gè)就別說(shuō)自己是熟練。

這也是一樣,不說(shuō)對(duì)那些要點(diǎn)如數(shù)家珍,最起碼說(shuō)對(duì)一個(gè)學(xué)科能系統(tǒng)地從頭到尾穿起來(lái)。

這是更進(jìn)一步的要求。舉個(gè)例子,對(duì)于公差配合熟練掌握就是對(duì)基準(zhǔn)體系、形狀公差、位置度公差、延伸公差帶、等知識(shí)熟記于心,對(duì)這些公差的應(yīng)用,公差的檢測(cè),以及加工過(guò)程中保證這些公差的工藝等有初步了解。

達(dá)到了這些要求,就具備了機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)。

圖紙是工程師的語(yǔ)言,

作為幼兒就應(yīng)該學(xué)會(huì)說(shuō)話了。

常用的三、五十個(gè)制圖國(guó)標(biāo)應(yīng)該倒背如流,如果有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范會(huì)稍多一點(diǎn)。這些倒沒(méi)這么難,繪制兩三千張工程圖,這些標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)形成一種習(xí)慣。關(guān)于制圖之前也曾說(shuō)過(guò)“現(xiàn)在好多工作多年的機(jī)械設(shè)計(jì)人員連張像樣的圖紙都畫不出來(lái)”。

三維圖也是有語(yǔ)法的,并不是按照尺寸畫出三維圖就行了。

是采用自上而下、還是自下而上,如果自下而上從零件時(shí)候就必須為下一步裝配,方針,修改做準(zhǔn)備?；鶞?zhǔn)面怎么選,用什么特征都不是隨便選的。零件圖繪制順序還要結(jié)合零件的加工工藝順序一致,是先拉伸切除還是先旋轉(zhuǎn)切除都要結(jié)合零件的加工工藝。三維圖裝配也一樣,根據(jù)裝配規(guī)范的總成逐級(jí)裝配。

兒童級(jí)是最為~漫長(zhǎng)~的一個(gè)階段,這個(gè)階段可以在師傅的指導(dǎo)下完成簡(jiǎn)單的零件設(shè)計(jì)。

既然是設(shè)計(jì)肯定要對(duì)這個(gè)零件的功能要求力學(xué)性能了如指掌,然后進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧W(xué)計(jì)算。

分析的目的在于獲得符合要求的工作性能的同時(shí),做到重量輕巧,加工簡(jiǎn)單,降低成本,其實(shí)歸根結(jié)底就是錢的問(wèn)題。

這個(gè)階段應(yīng)該很清楚設(shè)計(jì)的每一個(gè)零件是怎么加工出來(lái)的,用到什么機(jī)床,采用什么樣的表面處理工藝,每個(gè)公差存在的意義,只有這樣才能保證你設(shè)計(jì)的零件在當(dāng)今的加工條件下能制造出來(lái)。

然后就是裝配問(wèn)題,心中應(yīng)該比較明確自己設(shè)計(jì)的部件,機(jī)器,是怎么安裝的,采用什么工具安裝,需不需要吊裝孔,要不要定位。然后維修,使用,易損件更換是否方便。

這個(gè)階段應(yīng)該深刻認(rèn)識(shí)到對(duì)加工工藝了解遠(yuǎn)比理論更有意義,這個(gè)階段你會(huì)慢慢感覺(jué)到那些每天炫耀三維軟件制作三維動(dòng)畫和生成紅黃綠網(wǎng)格的最多只能算是個(gè)制圖員。

當(dāng)終于把這個(gè)階段走完的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)作為設(shè)計(jì)師終于可以自己設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)了。這時(shí)候也慢慢發(fā)現(xiàn)有人在罵你,或者說(shuō)有機(jī)會(huì)挨罵了。

圖片來(lái)源:人民網(wǎng)(圖文無(wú)關(guān))

因?yàn)?strong>生產(chǎn)、采購(gòu)、使用、維修、運(yùn)輸,所有的錯(cuò)誤都可以歸結(jié)為設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤,的確如此,因?yàn)樵O(shè)計(jì)的時(shí)候都可以避免的。

理由如下:你設(shè)計(jì)的一個(gè)零件某個(gè)工序會(huì)讓他們更換20把刀具;因?yàn)槟阍O(shè)計(jì)的零件某個(gè)公差要求導(dǎo)致加工合格率只有50%;因?yàn)槟阍O(shè)計(jì)的零件加工時(shí)候需要翻來(lái)覆去折騰好幾次,甚至不得不為了加工一個(gè)零件而做了一堆工裝,因?yàn)槟阍O(shè)計(jì)的一個(gè)零件質(zhì)檢人員檢測(cè)時(shí)必須用三坐標(biāo)才能檢驗(yàn)。

簡(jiǎn)單就是科學(xué)是設(shè)計(jì)的通用思想。據(jù)說(shuō)國(guó)外設(shè)計(jì)師完成一個(gè)零件設(shè)計(jì)后都要問(wèn)自己兩句話——公差精度可不可以再低一些,結(jié)構(gòu)可不可以再簡(jiǎn)單一些。

操作者是反應(yīng)問(wèn)題最多的,所以你的設(shè)計(jì)必須把使用產(chǎn)品的人想的足夠笨。

• 比如設(shè)計(jì)出的設(shè)備難以操作,或者你寫的使用說(shuō)明書密密麻麻50頁(yè),讓操作者難以掌握。

• 比如誤操作,不要懷疑,誤操作也是設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)失誤造成的,如果你把兩個(gè)按鈕設(shè)計(jì)的一樣,操作者肯定會(huì)不小心按錯(cuò)啊。

• 比如舒適度,如果你了解操作者手操作的最佳高度是1~1.2米,一般人手操作50N左右的時(shí)候最舒適,低于20N的操作件要考慮誤操作的可能性,大于130N的操作件人會(huì)感覺(jué)費(fèi)力。

如果這些都滿足了,也許客戶依然會(huì)感覺(jué)你的設(shè)計(jì)不太舒服,或許操作者自己也說(shuō)不出是哪設(shè)計(jì)的不合理;這些設(shè)計(jì)者依然可以避免,《機(jī)械設(shè)計(jì)心理學(xué)》和《設(shè)計(jì)美學(xué)》這是設(shè)計(jì)者的必修課。

• 例如你在一個(gè)儀表盤上的數(shù)據(jù)顯示了8位數(shù)字,但是一般人的記憶的最佳長(zhǎng)度是不大于7位;

• 例如你某個(gè)結(jié)果設(shè)計(jì)的足夠堅(jiān)固,可以別人看起來(lái)總感覺(jué)你這結(jié)構(gòu)弱不禁風(fēng);

• 例如本來(lái)一個(gè)具有親和力的產(chǎn)品,經(jīng)過(guò)你設(shè)計(jì)后卻讓人感覺(jué)不敢觸摸,等等這些問(wèn)題,你都可以在心理和美中找出答案解決。

產(chǎn)品采用什么樣的包裝方式,怎么運(yùn)輸,采用公路運(yùn)輸時(shí)候長(zhǎng)寬高的限制,如果需要出口產(chǎn)品還要考慮集裝箱因素,等等一系列問(wèn)題。

維修更是一門學(xué)問(wèn),還是那句話“簡(jiǎn)單就是科學(xué)”;同樣的產(chǎn)品別的設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的需要取得麻省理工學(xué)士學(xué)位的才能維修,你設(shè)計(jì)的只需要一個(gè)農(nóng)民工便可維修,這就是設(shè)計(jì)的境界;同樣別家的產(chǎn)品維修售后人員帶兩把扳手兩種配件就搞定了,而你設(shè)計(jì)的產(chǎn)品需要帶一套呆扳手一套套筒扳手一套內(nèi)六角扳手,外加20種規(guī)格配件,這肯定是你設(shè)計(jì)的失敗。

最漫長(zhǎng)的兒童級(jí)終于熬過(guò)去了,接下來(lái)就是少年級(jí)。所謂年少輕狂,這時(shí)候感覺(jué)自己水平面面俱到,設(shè)計(jì)也比較輕浮、狂妄,不會(huì)深思熟慮,感覺(jué)自己經(jīng)驗(yàn)豐富,總是想當(dāng)然。

到了這個(gè)階段可以用愛(ài)去形容,深深地愛(ài)著自己的每一個(gè)產(chǎn)品,深深地愛(ài)著自己的行業(yè)。

每一個(gè)產(chǎn)品都是設(shè)計(jì)師的孩子;引用一句名言“付出才會(huì)愛(ài)”,那么付出太多才會(huì)愛(ài)的癡狂。

因?yàn)闉闄C(jī)械設(shè)計(jì)付出過(guò)那么多辛勤的汗水;為了設(shè)計(jì)某個(gè)產(chǎn)品而徹夜難眠,甚至為設(shè)計(jì)中的一個(gè)失誤而在夢(mèng)中驚醒;注重每個(gè)細(xì)節(jié)甚至為了某個(gè)螺栓的取舍而費(fèi)盡心思;為了攻讀某個(gè)學(xué)科而熬過(guò)的無(wú)數(shù)個(gè)夜晚;為了未知領(lǐng)域自己一個(gè)人與枯燥的專業(yè)書為伴;最好的年華獻(xiàn)給了機(jī)械,所以輕狂一些可以理解因?yàn)槟阋呀?jīng)具備了一些可以輕狂的基礎(chǔ)。

這個(gè)階段不但清楚地知道每一個(gè)零件是怎么加工出來(lái)的,而且知道這個(gè)零件有多少種加工方法,每道工序在機(jī)床上裝卡幾次,需要什么樣的機(jī)床附件,需要用到什么規(guī)格的刀具等。

拿螺紋為例:車削內(nèi)外螺紋各需要什么的車刀,常見(jiàn)螺紋刀有多少種,螺紋刀進(jìn)刀方式有多少種,梯形螺紋鋸齒形螺紋矩形螺紋各怎么加工。

總之,一切錯(cuò)誤都是設(shè)計(jì)者的錯(cuò)。機(jī)械設(shè)計(jì)者是可憐的。設(shè)計(jì)出好的產(chǎn)品并非是件容易的事情。

• 廠商希望盡量降低成本,銷售商希望產(chǎn)品能吸引客戶。

• 客戶在采購(gòu)時(shí)候領(lǐng)導(dǎo)會(huì)注重產(chǎn)品的價(jià)格、外觀和品牌。

• 一線使用人員更在乎產(chǎn)品的功能和操作。

• 售后維修人員所關(guān)心的則是產(chǎn)品拆裝、檢查和維修的難易。

與產(chǎn)品相關(guān)的各方面有不同的需求,而且這需求還經(jīng)常相互沖突。即便如此,一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師依然能夠設(shè)計(jì)出讓各方面都能接受或都能滿意的產(chǎn)品。

機(jī)械設(shè)計(jì)師的注意事項(xiàng)

1、繪圖是一個(gè)設(shè)計(jì)師的臉面,面子工程。

由一張圖紙可以看出一個(gè)工程師的基本素質(zhì),一張圖紙可以看出設(shè)計(jì)師的嚴(yán)謹(jǐn)程度和對(duì)國(guó)標(biāo)的掌握情況,一張圖紙也可以看出設(shè)計(jì)師對(duì)加工工藝的熟悉程度。

繪圖的境界就是嚴(yán)謹(jǐn)與藝術(shù)的結(jié)合,所有的標(biāo)準(zhǔn)、知識(shí)、分析都是為了一個(gè)字“美”,這是對(duì)繪圖的較高層次的要求。作為設(shè)計(jì)師的基本功,所謂功到自然成,“繪制過(guò)18K張圖紙,才會(huì)看到超越機(jī)械的美”。

2、螺紋的設(shè)計(jì)應(yīng)用可以看出設(shè)計(jì)師的基礎(chǔ)。

這是硬工夫裝不出來(lái)的。螺紋就像是數(shù)學(xué)中的“0”,最簡(jiǎn)單卻又最復(fù)雜,隨處可見(jiàn)但又千變?nèi)f化。

從日不落帝國(guó)發(fā)明了英制螺紋,然后山姆大叔推行聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)并衍伸到公制(米制)螺紋,公制螺紋在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娜斩褡逋茝V至歐洲大陸然后漂洋過(guò)海來(lái)到了中國(guó),螺紋在漫長(zhǎng)的演變中應(yīng)用到各種各樣的工況。

• 常見(jiàn)的米制普通螺紋,美制統(tǒng)一螺紋,英制惠氏螺紋,小螺紋,航空航天螺紋。

• 用于傳動(dòng)的米制梯形螺紋,愛(ài)克母螺紋,米制鋸齒螺紋,美制鋸齒形螺紋,英制鋸齒形螺紋。

• 用于密封的英制密封管螺紋,英制非密封管螺紋,日韓舊英制管螺紋,美制密封管螺紋,美制干密封管螺紋,美制非密封管螺紋米制管螺紋。

• 另外還有行業(yè)專用螺紋等。

螺紋作為復(fù)制的空間曲面力學(xué)分析更為復(fù)雜。

3、公差是一門哲學(xué),是一種思想,是機(jī)械的精髓所在。

公差之所以稱為精髓,因?yàn)楣钍怯绊懏a(chǎn)品性能,成本的重要因素;公差可以解決降低成本和保證性能的矛盾;對(duì)公差的理解也可以看出設(shè)計(jì)師空間想象能力,抽象事物理解能力,邏輯思維能力。

在我所接觸過(guò)的機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)中,能搞明白公差的人少之又少,說(shuō)白了就是沒(méi)有;在我看過(guò)有關(guān)公差的書籍里,能寫明白公差的人寥寥無(wú)幾,大都一知半解就粘貼上去了。

4、數(shù)學(xué)、力學(xué)決定著機(jī)械設(shè)計(jì)的高度。

設(shè)計(jì)就是規(guī)定機(jī)器的尺寸、形狀、材料、零件組合特征及組合方式。

設(shè)計(jì)者要有科學(xué)的支撐,要運(yùn)用大量的數(shù)學(xué),力學(xué)及相關(guān)學(xué)科工具;數(shù)學(xué)、靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)力學(xué)、動(dòng)態(tài)力學(xué)所得到的信息會(huì)比設(shè)計(jì)師憑直覺(jué)和估計(jì)要精確可靠。再者,機(jī)械原理,機(jī)構(gòu)學(xué)等本質(zhì)也都是數(shù)學(xué)物理的組合。

5、英語(yǔ)(外語(yǔ))水平高低決定著設(shè)計(jì)師的發(fā)展空間。

6、如果說(shuō)前面這些是一個(gè)人的肉體,那么思維方式、設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)風(fēng)格就是一個(gè)設(shè)計(jì)師的靈魂。

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