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4，深度了解各類常用機(jī)床的結(jié)構(gòu)原理和性能特點。（所謂萬變不離其宗，機(jī)床亦是如此。設(shè)計一臺機(jī)器的過程可類比是小孩堆積木一般，一個部件一個組件進(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。在這個過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。而我們所常見的車，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)過了數(shù)十上百年的考驗，對于其穩(wěn)定性和可應(yīng)用性我們無需過多地懷疑。比如車床的刀架結(jié)構(gòu)，卡盤結(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。。。其實說這么多，想表述的就兩字，對于這些穩(wěn)定的常用的結(jié)構(gòu)我們要學(xué)會在設(shè)計新機(jī)床時“借鑒”或者說是“參照”。從另一方面來說了解各類常用機(jī)床的結(jié)構(gòu)原理和性能特點是出一張零件圖紙的前提基礎(chǔ)。舉個例子來說就是當(dāng)你完成一張圖紙時最起碼你自己要知道這張圖紙上的這個零件的大體加工過程。這個所謂的大體了解樓主個人認(rèn)為是好比要加工一條常見的軸類零件，當(dāng)你了解車床，銑床，磨床的一些特性后就不會在圖紙上出現(xiàn)沒有了螺紋退刀槽，砂輪越程槽等情況，同時也不會對軸類零件的長度方向尺寸隨意標(biāo)注個IT6，IT7的公差要求。）

5，掌握一定的機(jī)床裝配能力。（很多人會問，這完全是裝配工的活了，我做為一個設(shè)計人員過多地了解這方面知識干什么？當(dāng)然，會這么問的往往都是些剛?cè)胄械男率帧．?dāng)你永遠(yuǎn)不去了解這方面的知識時就永遠(yuǎn)理解不了針對一條長軸進(jìn)行過渡或過盈裝配時因為你那圖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，那兩軸承位之間那么長一段裝配距離所帶來的痛苦。當(dāng)然，你也肯定不會想起當(dāng)這條軸最后要進(jìn)行軸端螺紋鎖緊時，因為你圖紙上缺少了限制這條軸鎖緊時轉(zhuǎn)動用的夾持平面而導(dǎo)致無法順利鎖緊。當(dāng)然，你就更想不到或是理解不了哪個位置哪些孔或哪些銷位是需要裝配時定配的。）

6，具備一定的電氣，液壓，氣動等方面的知識。（社會分工越來越細(xì)，個人工作方向越來越專。。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機(jī)械設(shè)計人員必須得能夠根據(jù)機(jī)床功能進(jìn)行液壓或氣動的集成塊的油路布置或進(jìn)行強(qiáng)電線路的規(guī)劃或弱電程序的編寫。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/接線圖等。。但能讀懂或編寫通用的PLC程序或一些運(yùn)動控制器的C程序是更為妥當(dāng)。了解這些交叉科目知識的主要目的是能夠和專業(yè)負(fù)責(zé)液壓，氣動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，當(dāng)你了解透徹了這臺機(jī)床的液壓和電氣后就能進(jìn)行合理的“預(yù)留”。在你設(shè)計初期就在頭腦里把液壓和電氣所要連接的線路和管道進(jìn)行了交叉排布，在設(shè)計時就能充分考慮這些管道和線路的空間位置問題。）

7，養(yǎng)成在生活中捕捉，發(fā)現(xiàn)，簡化，總結(jié)，借鑒的能力。（對于一個搞機(jī)械設(shè)計的人員，在日常生活中應(yīng)當(dāng)更擅長去發(fā)現(xiàn)“動”的事物和現(xiàn)象。我們舉些簡單的例子，比如冰箱，就算你不知道它的制冷原理，但我們可以去觀察學(xué)習(xí)冰箱的門的密封結(jié)構(gòu)，再如榨汁機(jī)，它是利用刀盤的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行物料的切削，同樣是利用刀盤的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力進(jìn)行過濾和分離。。再比如汽車后輪差速器，去琢磨當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時候左右輪為什么出現(xiàn)速度差。。這些都是要求我們在日常生活當(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)會是在機(jī)床展會上，相信很多有經(jīng)驗的設(shè)計工程師對此深有體會。機(jī)械設(shè)備會展既是銷售人員的一個良好的拓展舞臺和機(jī)會，同時也是機(jī)械設(shè)計人員學(xué)習(xí)別人優(yōu)秀設(shè)計經(jīng)驗和認(rèn)知當(dāng)前機(jī)械設(shè)備發(fā)展概況的良好機(jī)會。所以，樓主希望廣大同行應(yīng)當(dāng)多多去參加相關(guān)展會，并不辭勞苦在展會上多走，多看，多拍照。。）

8，略知鈑金知識。（一個好的設(shè)計作品，應(yīng)當(dāng)是讓外行人來觀看時，能讓他們在頭腦里第一印象做出 “美觀”，“先進(jìn)”，“牢固”，“穩(wěn)定”等判斷。很多機(jī)械設(shè)計工程師往往側(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。往往對于機(jī)床鈑金設(shè)計，液壓管道和電氣線路布局采取忽略，忽視的姿態(tài)。舉個簡單的例子，要是把奧拓車的外圍鈑金套弄到奧迪車上，我相信很大比例的客戶無法認(rèn)同和接受。蘋果手機(jī)之所以賣得差不多人手一機(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)品外觀設(shè)計也是很大一部分原因。說了這么多，無非是突出在機(jī)械設(shè)計中要求注重機(jī)床的外圍鈑金設(shè)計以及線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鈑金加工設(shè)備情況時，往往會出現(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)計的宗旨，那就是如何把復(fù)雜的問題用簡單的設(shè)計來實現(xiàn)，以及如何做到讓外行的人看到這個設(shè)計作品是持肯定和褒獎態(tài)度。）

9，略知金屬材料與熱處理知識。（對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)計工程師，因為我們從事的這個行業(yè)交叉性的學(xué)科比較多。所謂業(yè)精于專，當(dāng)然我們的前提是做好自己設(shè)計范疇內(nèi)的事情，而這里所要求知曉的金屬材料與熱處理知識并不是要求你能熟記鐵碳合金相圖以及各類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)性的知識還是需要了解或掌握的。比如低碳鋼，中碳鋼，高碳鋼，常見合金鋼一些常見的特性，通用性材料的屈服點，抗拉強(qiáng)度，熱處理前后硬度特性。。。舉個簡單的例子車間的師傅請你幫他弄一條剛性好些的車床用的深孔鏜桿，你一聽是要弄一條又粗又壯的高剛性的東西，結(jié)果在圖紙的材料欄里寫了個40Gr，等采購買回來，加工，熱處理后，一焊接，發(fā)現(xiàn)YG6的刀粒銅焊怎么都焊不到那條又粗又壯的刀桿上去。。。。）

10，設(shè)計軟件只是工具，而非使用它就是目的。（樓主曾面試過好多一些學(xué)校剛畢業(yè)的熱血小伙，簡歷上很多都有這樣那樣的等級證書，尤其常見AUTOCAD，PRO/E。。。一類中級制圖員，高級制圖員等等頭銜。。。樓主也加了好些像SOLIDWORKS應(yīng)用群一類的QQ群。發(fā)現(xiàn)一個現(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畫技巧一類的問題。。。當(dāng)然，并不是說你去研究和深挖某個軟件的各項功能是錯誤的，只是覺得一個人的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)方向應(yīng)該正確把握。我們做機(jī)械設(shè)計的要明白軟件只不過是替代了傳統(tǒng)的圖板和丁字尺的一個工具而已。應(yīng)當(dāng)把主要的精力和時間花在純粹的設(shè)計構(gòu)想當(dāng)中，而不是讓自己被這些功能龐大的軟件給捆綁。）

機(jī)械設(shè)計的過程往往是從整體到局部細(xì)化的過程。所謂整體，就是指一個總的全局觀。比如拿到某個課題（設(shè)計某樣功能的機(jī)器），首先要在頭腦里形成一個總體的模糊性的設(shè)計概念（這時要考慮的是一些全局性因素）。比如要考慮客戶要加工的料的材質(zhì)（各項物理性能/硬度/強(qiáng)度/屈服點/耐磨性/韌性/比熱/密度。。。。。），形狀（板材還是型材還是鑄件鍛件。。。），再比如要考慮你所將設(shè)計的機(jī)床的大體尺寸，總高，總長，總寬（考慮到實際車輛和道路運(yùn)輸情況再決定該機(jī)是散裝運(yùn)輸還是整機(jī)運(yùn)輸）。在考慮這些大致方向性的基礎(chǔ)要素的同時也要同時考慮初步的機(jī)床功能實現(xiàn)方式。也就是采取何種工藝或方法來成型，就目前的成型方式來說可分不去除材料的方式和去除材料的方式以及增加材料的方式。

基于上述內(nèi)容確定一個初步的機(jī)床結(jié)構(gòu)布置性方案。比如客戶提供的要由你所設(shè)計的機(jī)器加工的料是類似工字鋼一類的較長型材（此時要綜合考慮在機(jī)床加工時客戶上料以及下料的便捷性，安全性等因素，同時考慮客戶是單條加工還是成捆多條同時加工。）在此狀況下我們可能就會傾向于確定大概設(shè)計思路是在加工時候采取被加工件固定（靜止）而采取刀具以及刀具總成移動的初步策略（類如激光切割機(jī)）。當(dāng)然，結(jié)合實際情況也可以采取工作臺（物料）移動形式（類如龍門銑床）。有了個大致性的初步策略后，再接著就要考慮機(jī)床的生產(chǎn)效率和精度要求。對于此兩項要求肯定是要結(jié)合設(shè)備造價來確定。例如是否采用多工位結(jié)構(gòu)，是否采用多機(jī)頭結(jié)構(gòu)，是否需要加快各部位工進(jìn)或快進(jìn)的速度（速度高了對于驅(qū)動的功率要求就大了，又要考慮速度高了機(jī)構(gòu)慣性大了，定位精度下降了，若采用大功率大慣量的電機(jī)就直接意味著成本的上升。）此時也要兼顧機(jī)床整體的剛性以及重心問題或考慮必要的結(jié)構(gòu)共振頻率問題。同時還要兼顧人體工程學(xué)要求。（對于操作位或某些需要經(jīng)常調(diào)整和操作的位置要考慮正常人操作時的便利性。）

在確定了機(jī)床成型方式和整體初步結(jié)構(gòu)后就要對各部位進(jìn)行初步規(guī)劃，這時要比較清晰和明了各部位的功能以及確定采用何種機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)這些部位的功能。做這些規(guī)劃的前提的前提就是要先考慮這個組件或部件的安裝和拆卸問題。比如對于易損件或耗材或?qū)τ谝恍┬枰?jīng)常調(diào)校的裝置和機(jī)構(gòu)就要求考慮合理的拆裝和維修時的便利性。比如要更換一條三角皮帶，則要對該機(jī)進(jìn)行殺牛剝皮式的拆卸和更換那就不能算是一個好的設(shè)計。例如當(dāng)我們確定采用常用的直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)時所要考慮的問題有如下方面：（結(jié)合實際的效率和精度需求明確某種實現(xiàn)形式，常用的當(dāng)然有導(dǎo)軌加絲杠這種形式，至于是采用滑動摩擦絲杠還是滾動摩擦的絲杠則要根據(jù)實際情況確定。傳動效率，定位精度，動態(tài)響應(yīng)性，負(fù)載情況，速度特性，螺紋升角，絲杠所能承受的軸向載荷，導(dǎo)程，造價成本，等因素都要綜合考慮。）再比如間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)，在電機(jī)控制技術(shù)還沒完善前，要實現(xiàn)此類機(jī)構(gòu)那真是花樣繁多。（槽輪形式，不完全齒輪形式。。。）樓主個人認(rèn)為做機(jī)械設(shè)計難的是如何把復(fù)雜問題簡單化，對于那些挖空心思搞些精妙復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，例如圓柱/圓盤凸輪機(jī)構(gòu)，詭異莫測的空間機(jī)構(gòu)，變化無窮的四桿機(jī)構(gòu)，以及一些考驗加工制造人員的不完全齒輪機(jī)構(gòu)和異形齒輪機(jī)構(gòu)等等。。。。。對于刻意要弄些讓一般人玩不轉(zhuǎn)的，弄不清狀況的設(shè)計，樓主不表示贊成。當(dāng)然前提條件是我們完全可以采用一維線性運(yùn)動或二維平面插補(bǔ)或三軸聯(lián)動來解決的情況。采用伺服電機(jī)和直線滾動摩擦性質(zhì)驅(qū)動和導(dǎo)向裝置能完美解決那些需要間歇的，加速的，行程放大的，特殊運(yùn)動曲線的功能要求下為何還要去弄那些復(fù)雜的，且制造困難的，不通用的，讓維修和裝配人員眼花繚亂，莫名其妙的且還大都是些滑動摩擦關(guān)系的機(jī)構(gòu)呢？也許有人會說，一組二維平面直線插補(bǔ)的運(yùn)動平臺抹殺了多少前人留下的那些可以真正稱謂為機(jī)械設(shè)計精華的機(jī)構(gòu)。對于此，類舉個很有諷刺意味的笑話。（某新兵進(jìn)行野外生存訓(xùn)練，餓著肚子搓了好幾個小時的木頭，還是沒能像祖先一樣實現(xiàn)鉆木取火。。。筋疲力竭之余摸出打火機(jī)和香煙，先坐石頭上抽根煙，緩口氣，繼續(xù)琢磨這鉆木取火的技巧。。。。。）當(dāng)然，對于一些必須的和必要的機(jī)構(gòu)還是無法完全采用現(xiàn)代快餐式的設(shè)計文化來填補(bǔ)和實現(xiàn)。比如應(yīng)用偏心裝置得到振動特性或夾具上的快速鎖緊裝置。或者是要利用超越離合器得到反轉(zhuǎn)失效等工況。。。

結(jié)合國內(nèi)眾多的“山寨”小作坊式的工廠的實際情況，設(shè)計圖紙的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化是個比較矛盾的問題。按正常的，規(guī)范的，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模茖W(xué)的方法和方式來說，一個生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備工廠的技術(shù)部門，本應(yīng)當(dāng)具備專職的繪圖人員，圖紙審核人員，工藝規(guī)劃人員，工裝夾具制作人員，以及專職的電氣工程師，液壓氣動工程師或程序員。。。而在“小農(nóng)意識”的領(lǐng)導(dǎo)下經(jīng)過濃縮再壓縮處理后往往會精簡到一兩個人的狀況。（且此一兩個人要在完成上述各職位工作的同時可能還要出具設(shè)備使用說明書，產(chǎn)品樣本的更新編排，投標(biāo)文件的編制等等一些技術(shù)人員的“活”。）在此，只討論基于上述一人多能的狀況下的圖紙實用性的相關(guān)問題。（所述可能不適用在具備明確分工，各司其責(zé)的規(guī)范化公司做事的朋友。）（第一，做為設(shè)計人員，在保持謙虛好學(xué)的同時更要具備自我主見和獨立判斷能力。）這情況相信很多朋友都有深刻體會，老板是這么說，車間主任那樣說，生產(chǎn)經(jīng)理又有個另外的想法，客戶還會提個“合理”的要求。。處理不好這些紛至沓來的意見或建議時，圖紙文件包名字將會從設(shè)計1版逐漸變到設(shè)計11版。。。。。對于此，咱們設(shè)計人員若是處理不好，往往會形成思維慣性和依賴性。久而久之我們就會進(jìn)入一個永遠(yuǎn)掙扎不出的死循環(huán)里。老板，車間主任，生產(chǎn)經(jīng)理總覺得你這人純粹就是腰上別只死耗子—冒充打獵的。而你更覺得沒了設(shè)計自由，覺得和這些泥腿子扯淡完全是夏蟲不可語冰。。被約束，被束縛太多，完全被禁錮在指指戳戳和無數(shù)的馬后炮中。。。（第二，對于圖紙要素要做到知其然亦知其所以然。）很多新手出具的圖紙往往都“干干凈凈”異常“整潔”，沒有粗糙度標(biāo)記，沒有形狀和位置公差要求，沒有備注的技術(shù)要求，所有的線條粗細(xì)都是一致，尺寸缺失，尺寸多余，尺寸鏈封閉，圖紙上體現(xiàn)不出加工和測量的基準(zhǔn)，N多虛線圖素等等狀況。。。。。入行一段時間后，略有體會了，結(jié)果可能又出現(xiàn)圖紙所標(biāo)注的尺寸公差以及形狀和位置公差要求讓人一看就半身不遂，再一看直接癱瘓的狀況。舉個簡單的例子，當(dāng)你設(shè)計一條軸時（軸承中間布置的情況），我們要明白這條軸在最后磨削處理時的加工基準(zhǔn)是兩軸端的中心孔，而我們裝配后用百分表檢測其某段軸段的跳動情況時的測量基準(zhǔn)卻是基于中間的軸承位A和軸承位B之間的中心軸線，所以，你覺得在圖紙上標(biāo)注其任意軸段跳動公差時的測量基準(zhǔn)是能任意標(biāo)注么？再例如當(dāng)你設(shè)計的類似法蘭連接的兩個零件不能實現(xiàn)理想的對接時，請不要第一時間去質(zhì)問加工或工藝安排人員的過失。你應(yīng)該拿起你出具的圖紙仔細(xì)看一看，是不是沒有了裝配止口了？是不是缺失了“配作”這樣的技術(shù)要求了？是不是缺失了螺孔位置度要求了？

樓主認(rèn)為咱機(jī)械設(shè)計所包含的計算可以大致分為如下幾類：
1，支持PLC或數(shù)控系統(tǒng)或運(yùn)動控制卡等這一類東西所需要的程序邏輯算法。舉個簡單的例子就是比如解決一只N軸聯(lián)動的機(jī)械手的算法問題。需要考慮當(dāng)臂關(guān)節(jié)平面移動，臂關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動，肘關(guān)節(jié)平面移動，肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動，腕關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動，指關(guān)節(jié)擺動。。。。等一切運(yùn)動所遵循的運(yùn)動軌跡方程。（這類計算可歸類是純數(shù)學(xué)計算的性質(zhì)，物理性東西不牽涉。）
2，緊密聯(lián)系物理現(xiàn)象的計算。比如靜力學(xué)，材料力學(xué)，彈性力學(xué)，流體力學(xué)。。。。。
當(dāng)設(shè)計某個零件時，首先要考慮這個零件所要承擔(dān)或完成什么任務(wù)，再結(jié)合這些任務(wù)去確定這個零件的形狀，確定形狀和所需要滿足的運(yùn)動關(guān)系尺寸后再去針對這個零件的受力狀態(tài)和受力性質(zhì)以及材質(zhì)同時考慮轉(zhuǎn)速/熱變形/以及設(shè)計壽命等等諸多因素后到最后才能下手去確定各個部位的形狀和位置尺寸。
3，對于零件或部件加工或組裝時候的工時以及各項工藝參數(shù)的計算。就比如制造某款設(shè)備，鐵板下料部分需要進(jìn)行鐵板排料的計算。金加工部分對于不同的加工性質(zhì)有不同的加工參數(shù)的計算以及不同的加工方法排列的計算。。。。以及在這樣的工藝參數(shù)下各個步驟所需要的加工時間的計算。。。。
樓主最近在弄的一款設(shè)備（數(shù)控全自動鋸片磨齒機(jī)）的計算書，光是解決鋸片的轉(zhuǎn)角/轉(zhuǎn)速和砂輪的位移量及變化率的函數(shù)關(guān)系推導(dǎo)部分就有十幾頁A4紙內(nèi)容。（這個就屬于第一類的計算性質(zhì)）之前弄過的像某型設(shè)備工作臺不同載荷性質(zhì)下的承載能力的計算和某彈性體共振頻率的確定等都屬第二類性質(zhì)的計算。當(dāng)然第三類性質(zhì)計算嚴(yán)格說可以歸納為工藝范疇。。。。。
好比是練武一般，如果沒有內(nèi)功的修習(xí)，就算是外家招式練得再剛猛，也永遠(yuǎn)達(dá)不到宗師級的境界。所以一個所謂的真正的機(jī)械設(shè)計師肯定是內(nèi)外兼修的。那咱們那些缺少邏輯思維的機(jī)械設(shè)計同行怎么辦呢？對，逆向！就是從后往前看。現(xiàn)在的軟件技術(shù)以及傳感技術(shù)這么發(fā)達(dá)。。。很多時候我們可以避開那類繁雜的計算和驗算的步驟。舉個簡單例子，比如想知道不同轉(zhuǎn)速下某條輸出軸的輸出扭距情況。直接拿個測扭儀連接在該輸出軸上針對各個轉(zhuǎn)速讀取就行。那什么電機(jī)的功率因素，傳動部件間的摩擦，不同傳動部件間由于不同的質(zhì)量和速度引起的加速度啥的咱都給考慮完整了，這樣讀取的數(shù)值將會比從前往后看模式下進(jìn)行計算而得到的數(shù)據(jù)更為精確，有效。當(dāng)然前提條件是那些基本的物性概念咱是要知道和明了的。關(guān)于CAE分析問題，樓主也曾有嘗試和接觸。因為總感覺CAE分析對于材料物性數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及網(wǎng)格劃分和建模的規(guī)范性甚是敏感，更主要的是約束和載荷布置的合理性等等影響最終計算結(jié)果的不確定性因素太多，且又無法去進(jìn)行理論和實踐的有效驗證，又限于工作節(jié)奏和自身領(lǐng)悟能力等原因一直未能對此深究，故不做論述。

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