我的機械技術觀點（系列之一）

亮劍

我的機械技術觀點（系列之一）

以下是我根據多年的工作經驗和在專業網站上所見到的現象，整理總結的系列文章。純屬原創和個人觀點。大約將一個周發一個題目，共8個，希望同仁們發表個人意見，再進行整理收入社區雜志。
1.機械工程師首先要學會抄襲和借用。
    自從英國第一次工業革命開始,世界進入了工業時代。傳統機械逐步發展和完善,已經非常的成熟了。盡管隨著社會發展我們已經進入信息時代,但是任何的信息都離不開機械作為載體。所以既然進入了這一行當,首先必須認識到它的存在價值和前景。
    然而既然傳統機械已經如此成熟,正說則很難有重大突破和創新;反說則是使我們這些大量的機械工程師有了安身立命之所，我們就可以站在上前人的肩膀上生活了。不知各位有無這種體會:只要你找,什么經驗公式、經典結構等等都可以找到。當你接到一個設計任務,你挖空了心思、絞盡了腦汁去想像,搞出來了并且也能用。可是忽然有一天在一份資料上見到了類似的東西——可能這份資料就在你身邊——而且其機構比你想的好多了——你必定會懊惱不已。
    所以,無數先人為我們留下了大量寶貴的經驗和財富。我們機械工程師有責任去繼承,要學會抄襲、學會借用。這個道理我是在讀書時(大一上學期)悟出的。實話實說,大學我幾乎沒讀,但我知道哪個知識點在哪本書的哪一頁,我整天在圖書館讀各種書(當時管的松一些)。
下面我舉個反面例子:在某機械論壇見到一個精華帖《壓力機設計全過程及心得》,如下:附圖;網友評論;我的回復。
1 B' O$ I8 F7 A) |& X《壓力機設計全過程及心得》
這是我剛剛做完的設備，現在把設計過程中的問題，及發生的問題講一講，和大家分享！請大家多提意見！
% r* M' |; v8 O! h0 r& h  首先介紹一下這個設計的參數，這是一臺100T的壓力機，結構采用市場上比較主流的結構，4柱式，上面的是主缸，下面有一個頂出缸，壓力是20T。
; S! w4 r: a6 C/ V+ K  接下來說一下設計的主要過程，首先是圖中的三個主要的主機箱體，上面的蓋子，和中間的導向，還有下面的底座，請大家先看一下這三個“家伙”的結構。具體結構看附圖。為了保證這三個家伙在裝配的時候可以安裝在一起下了不小的功夫，由于是單件小批量生產，在這里我采用了3個把在一起加工的方式，主要優點是降低了對加工設備與技術和測量設備與技術的要求，主要缺點是失去了“互換性”，因此，既然決定采用這種方法，那么在設計的時候考慮了把這三件合攏一起加工的輔助工藝結構、合理的結構參數等等，而且還提出做配對記號的要求（因為他們已經不能分家了）以便有合理的生產組織與安排。如果你不準備采用這種方法，還必須明確地對四個孔的形位公差提出合適的要求。
) q( n% x& _- z( s/ x1 ?附圖：
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這層說一下液壓缸的設計過程，先說一下主缸，100t的，圖為結構圖
這支缸是典型的壓機缸，壓機行業的主缸缸筒壁厚都選得很大，比如220缸徑的壁厚大概40以上，而且用整體鍛件作坯，所以成本很高。因為我們不是專業做油缸的，所以計算比較保守，
4 q7 J' v+ A: x3 `. ?而按德國力士樂25MPa、35MPa標準缸220缸徑的采用273無縫管為坯料，成本低很多。
工藝上可選用整體式活塞、活塞桿，用棒料、堆焊活塞部分。
這個缸的缸底有問題，安裝時o圈易損壞，應該做成像缸頭那樣作成兩部分
活塞與缸筒、活塞桿與導向套直接金屬接觸了，應留間隙，加支撐環
' ^# C3 p! z4 N  e. r/ }8 y進出油口不要一樣大，缸底的油口必須大，因為流量大許多（這兒要用充液閥）
! R- n7 b, x7 _: P6 z（上面有的話是引用lfpecker的）
重型油缸經常很厚實，因為他們產常承受意想不到的載荷，比如：他們常常同時作為導向機構使用而受到不小的側向力，而在一般的工程油缸應用中，讓油缸（氣缸）工作時受到較大的側向力常常被認為是不可饒恕的錯誤。甚至連所使用連接件都要求有“萬向”調節功能以最大可能地減少“彎矩”。（以上引用szguanbo19）
! P! F0 F9 r' w' m( z% ~( o油缸的設計與標準油缸的設計是有區別的，除了標準油缸設計應該考慮的問題外，你還必須考慮側向力（偏載、彎矩等）在下面兩個地方產生的側壓力對油缸工作的影響：1、缸桿與缸蓋孔壁之間；2、活塞與缸體內壁之間；
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- g4 J" Y% f  H這里說一下油缸在快接近極限文職的時候的緩沖問題：一般在活塞快接近缸底時會有比較大沖擊，進口缸可以明顯看到在快到極限位置時有很明顯的減速（緩沖），這里面接受幾個結構請看附圖
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以下是發言：
1、活塞桿與活動滑塊的聯接最好采用活動聯接。
2、側壓力是很討厭，也是縮短油缸密封壽命的罪魁。
3、立式壓力機好用嗎，我接觸大的壓力機都是臥式的
, ?3 o. h- |  o+ Y6 X2 U- q4、設計確實不錯，值得借鑒
* m& i# r) U* [% Z! m) y單件做壓機從周期，造價等方面都不劃算 三個活動橫梁從模型到加工都很麻煩，四根立柱、活塞桿等零部件的加工自己有大型加工設備嗎 南通有很多制作這種壓機的廠家，價格比你單件生產的要便宜，質量也有保障，當然周期也最短
活塞行程到底是怎樣回程的，有別的機構嗎
% F' `3 t  t: S- ]活塞桿應有導向套
油缸的設計細節很關鍵，不知樓主能否提供一下CAD圖紙
. b8 r- G& k$ ~: |9 J9 c; ?) a9 Q5、油壓鋼內壁自己做能做嗎，做的時候要衍磨，如果不是專業做會不成本高了？
6、是的啊。。標準件最好不要自己制作，市場上有的是。
' \) K% N; j2 I) z自己加工從造價、精度上都很難保證的。
4 n7 c2 U; Y& {  |/ g; F2 W三個模塊我覺得沒必要采用溝槽的形式。鑄模可以，加工很麻煩，成本高。。
不過樓主的一些想法仍然值得借鑒。。
7、我的發言：
1 }8 L1 W9 [, m' b7 w- [4 f下面發表我的看法：
1 贊成“油缸的設計細節很關鍵”。
  f6 j& U! R6 O9 z2 贊成“衍磨，如果不是專業做會不成本高了”。
3 贊成“我采用了3個把在一起加工的方式”。即使作為通機向外賣，控制一下一般也不會影響互換性。如果這3個壞了，那說明設計是完全失敗的。
' G7 M' f! j$ R" D  z9 t4 疑問：當時有沒有考慮3件采用鋼板焊接？為什么？
! o/ Y& S7 _$ N: Q( E6 d- Z5 疑問：為什么沒有描述液壓系統的設計和考慮？即使是采購，作為整體設計也是要認真對待的。
6 疑問：既然你知道了那么多關于油缸的新技術、新方法、新材料。為什么不用？
7 疑問：對電控為什么也是只字未提？
& K! D1 z9 _" s1 Z- ?* A: T' {8 疑問：既然是自己做一般也是自己用了，對使用條件為什么沒有一點個性化的東西？
  Y* I. i0 {2 n+ }4 J$ g比如外觀、安全、節能、輔助機構、操作方式等等。完全和通用的一樣的話，應該建議（或決策）買標準的，把精力放到開發上。純機械的東西是誰都會的，實在不行就花幾百塊錢到曬圖社買一套全圖，對不滿意的地方再改一改，既快又好。
7 Q8 [* z" Z# W機械工程師應該學會抄和借！！！
所以，我僅僅能給60分的綜合分。
一家之言，不對之處請諒解。
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第一節結束。

附件:

亮劍

版主和管理員，你們好：
( K6 r+ @( z! i# D7 [這篇文章的事例我忘記征求原作者同意了。待我征求意見后，若人家不同意請能允許我重新編輯，另外舉例。總之是希望圖文并茂。謝謝

陽光直射

1 贊成“油缸的設計細節很關鍵”。
2 贊成“衍磨，如果不是專業做會不成本高了”。
/ D4 w4 n, G! H0 H3 贊成“我采用了3個把在一起加工的方式”。即使作為通機向外賣，控制一下一般也不會影響互換性。如果這3個壞了，那說明設計是完全失敗的。
4 疑問：當時有沒有考慮3件采用鋼板焊接？為什么？
5 疑問：為什么沒有描述液壓系統的設計和考慮？即使是采購，作為整體設計也是要認真對待的。
6 疑問：既然你知道了那么多關于油缸的新技術、新方法、新材料。為什么不用？
; U% j; b! u# v7 疑問：對電控為什么也是只字未提？
; D+ R$ u4 u: F8 f8 s  Q6 g) n8 疑問：既然是自己做一般也是自己用了，對使用條件為什么沒有一點個性化的東西？
比如外觀、安全、節能、輔助機構、操作方式等等。完全和通用的一樣的話，應該建議（或決策）買標準的，把精力放到開發上。純機械的東西是誰都會的，實在不行就花幾百塊錢到曬圖社買一套全圖，對不滿意的地方再改一改，既快又好。

巨匠

1、贊成“活塞桿與活動滑塊的聯接最好采用活動聯接”。

% {! f% x0 R' z' ?( l" ?; I3 C- {8 s2、贊成“油缸的設計細節很關鍵”。并且認為是該設備最重要的。
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3、建議：利用舊設備改裝，或直接找壓機廠采購合適的橫梁、然后考慮采用鋼板焊接，最后才考慮該鑄件。
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4、建議：3件分開加工，加工費不會超過1000元。

$ N0 v4 b- B( A! ~  ^% c5、建議：油壓鋼首選采購標件，自己做手工拋光就可以了。

6、疑問：設備好象有點站不穩。

7、疑問：有必要去設計，自己制造嗎？就算買來不適用，改也劃算。

unxping

1、“我采用了3個把在一起加工的方式”。從工藝上考慮，難度太大。不如分體坐標加工，滑動體采用兩對角孔主導向定位。另兩對角孔導套安裝時找正定位，也可適當加大配合，采用過定位。
2、油缸頭部，螺紋緊固結構不好，易松動，占用空間，活塞桿缺少硬導向，密封件易損。
3、機械設計，必要的開發是必須的！滿足物品功能是首要的！

害怕伏櫪

1、100噸壓力的四柱式上壓下頂的液壓機應該是通用標準設備，在江蘇，徐州和南通就有好多家生產（首帖中的個些發言中也提到南通）。同意巨匠的意見“疑問：有必要去設計，自己制造嗎？就算買來不適用，改也劃算”。
除非真有必要，不需要去做單件制造的非標設備。
2、如果做非標設備，工期和成本是必須要考慮的，使用焊接方式制作結構件是首選。
1 B; c; u9 c" Y) V" @. j3、四柱壓機的3片結構放在一起加工可以采用普通鏜床，成本低得多。如果成本許可，用帶數顯鏜床或數控設備當然更好。疊在一起孔太深，加工精度不會太高。但單件制作，可以用一些非常規手段解決。
3 |* g4 u/ @# _& D: v4、首帖的發帖者已經提到“按德國力士樂25MPa、35MPa標準缸220缸徑的采用273無縫管為坯料，成本低很多”，仍然采用了整體鍛造后加工的40毫米壁厚設計，令人費解。
5、同意5樓意見“油缸頭部，螺紋緊固結構不好，易松動，占用空間”。“活塞桿缺少硬導向”，不知是否是指活塞桿與導向套間的金屬接觸配合。如是，則有保留意見。竊以為活塞桿還是與增強四氟乙烯的導向圈配合為佳。
$ m  }, s, _! T2 v" l2 r8 y6、曾經用40天完成一臺80噸壓力的專用四柱下頂式液壓機的設計和制造。下面貼出其油缸裝配圖。采用了加工非常方便設計，缸筒為冷拔鋼管內孔已珩磨過的商品件。

害怕伏櫪

機械工業是所有工業的基礎，存在的時間最久遠，參與的人數恐怕也最多。前人的范例和經驗的總結數不勝數。像我們這些并不進行研究工作的普通機械從業者，沒有必要也沒有可能把前人已經做過的工作再去做一遍，借鑒或者“抄襲”才是本分。
3 z0 |' i; r. m! b7 p( _非但如此，而且如今的社會各種分工極其明確，在機械行業中，各種類型的機械零件、構件、配件應有盡有；公文種類型的協作加工企業也都存在。作為一個設計者，應當盡量利用這些資源，把自制部分縮減到最少。

三腳貓

100噸四柱油壓機我用過
1,油缸滲油,換密封件
3 c4 x- ?# |$ W. r' Y7 Y& ]2,四柱松動,調節鎖緊拼帽

3,活塞與活塞桿分體加工,螺紋聯接.
常規設計基本上是這樣聯接的,1節約材料,2活塞是易損件
4機座、機殼、橫梁等材料選用
專業制造廠家用的是鑄鋼件,加工成本低,零件剛性好
+ C6 M) }5 p" w# p單一制造或改造可用鋼結構件,省去木模制作費用,加工效率低

亮劍

在這一節中，我要表達的意思就是“伏櫪”大俠所說的：“如今的社會各種分工極其明確，在機械行業中，各種類型的機械零件、構件、配件應有盡有”。
社區里一直說任何發展中國的機械工業等等。很多觀點也說我們批量小、無規模、成本高等等。
% Q3 d7 {. j% R. Y, g, V- q, F7 w如何實現專業化、大批量呢？我想，從我做起、從現在做起。這是我們機械工程師的責任和義務。

libh333

嗯，看來要改變思路。
問題是有些東西無從知道是否有前人做過。不知道是否有專門搜集這方面知識的網站？