大牛級機(jī)械設(shè)計師是怎樣煉成的？【轉(zhuǎn)發(fā)】

多年來,我在機(jī)械非標(biāo)設(shè)計一線跌跌拌拌,主持設(shè)計了幾十種產(chǎn)品,在這些項目中與帝都知名設(shè)計研究院,著名高校及兄弟單位進(jìn)行過多次合作。

我深深的體會到,機(jī)械設(shè)計人才的良莠不齊,渾水摸魚沽名釣譽之徒太多。

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

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

• 最寶貴的方法--經(jīng)過自己深思熟慮實踐

• 最痛苦的方法--總結(jié)自己失敗的經(jīng)驗和教訓(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)驗發(fā)到論壇上分享。機(jī)械行業(yè)鑒于當(dāng)今知識產(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)計過程中的點滴,拋磚引玉,互相交流。

這個級別就是能掌握設(shè)計所需的工具。

• 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。

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

這也是一樣,不說對那些要點如數(shù)家珍,最起碼說對一個學(xué)科能系統(tǒng)地從頭到尾穿起來。

這是更進(jìn)一步的要求。舉個例子,對于公差配合熟練掌握就是對基準(zhǔn)體系、形狀公差、位置度公差、延伸公差帶、等知識熟記于心,對這些公差的應(yīng)用,公差的檢測,以及加工過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)計的基礎(chǔ)知識。

圖紙是工程師的語言,

作為幼兒就應(yīng)該學(xué)會說話了。

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

三維圖也是有語法的,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)范的總成逐級裝配。

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

既然是設(shè)計肯定要對這個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)計算。

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

這個階段應(yīng)該很清楚設(shè)計的每一個零件是怎么加工出來的,用到什么機(jī)床,采用什么樣的表面處理工藝,每個公差存在的意義,只有這樣才能保證你設(shè)計的零件在當(dāng)今的加工條件下能制造出來。

然后就是裝配問題,心中應(yīng)該比較明確自己設(shè)計的部件,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。

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

當(dāng)終于把這個階段走完的時候,發(fā)現(xiàn)作為設(shè)計師終于可以自己設(shè)計一些簡單的結(jié)構(gòu)了。這時候也慢慢發(fā)現(xiàn)有人在罵你,或者說有機(jī)會挨罵了。

圖片來源:人民網(wǎng)(圖文無關(guān))

因為生產(chǎn)、采購、使用、維修、運輸,所有的錯誤都可以歸結(jié)為設(shè)計的錯誤,的確如此,因為設(shè)計的時候都可以避免的。

理由如下:你設(shè)計的一個零件某個工序會讓他們更換20把刀具;因為你設(shè)計的零件某個公差要求導(dǎo)致加工合格率只有50%;因為你設(shè)計的零件加工時候需要翻來覆去折騰好幾次,甚至不得不為了加工一個零件而做了一堆工裝,因為你設(shè)計的一個零件質(zhì)檢人員檢測時必須用三坐標(biāo)才能檢驗。

簡單就是科學(xué)是設(shè)計的通用思想。據(jù)說國外設(shè)計師完成一個零件設(shè)計后都要問自己兩句話——公差精度可不可以再低一些,結(jié)構(gòu)可不可以再簡單一些。

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

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

• 比如誤操作,不要懷疑,誤操作也是設(shè)計者的設(shè)計失誤造成的,如果你把兩個按鈕設(shè)計的一樣,操作者肯定會不小心按錯啊。

• 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的操作件人會感覺費力。

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

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

• 例如你某個結(jié)果設(shè)計的足夠堅固,可以別人看起來總感覺你這結(jié)構(gòu)弱不禁風(fēng);

• 例如本來一個具有親和力的產(chǎn)品,經(jīng)過你設(shè)計后卻讓人感覺不敢觸摸,等等這些問題,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,怎么運輸,采用公路運輸時候長寬高的限制,如果需要出口產(chǎn)品還要考慮集裝箱因素,等等一系列問題。

維修更是一門學(xué)問,還是那句話“簡單就是科學(xué)”;同樣的產(chǎn)品別的設(shè)計師設(shè)計的需要取得麻省理工學(xué)士學(xué)位的才能維修,你設(shè)計的只需要一個農(nóng)民工便可維修,這就是設(shè)計的境界;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)計的失敗。

最漫長的兒童級終于熬過去了,接下來就是少年級。所謂年少輕狂,這時候感覺自己水平面面俱到,設(shè)計也比較輕浮、狂妄,不會深思熟慮,感覺自己經(jīng)驗豐富,總是想當(dāng)然。

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

每一個產(chǎn)品都是設(shè)計師的孩子;引用一句名言“付出才會愛”,那么付出太多才會愛的癡狂。

因為為機(jī)械設(shè)計付出過那么多辛勤的汗水;為了設(shè)計某個產(chǎn)品而徹夜難眠,甚至為設(shè)計中的一個失誤而在夢中驚醒;注重每個細(xì)節(jié)甚至為了某個螺栓的取舍而費盡心思;為了攻讀某個學(xué)科而熬過的無數(shù)個夜晚;為了未知領(lǐng)域自己一個人與枯燥的專業(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為你已經(jīng)具備了一些可以輕狂的基礎(chǔ)。

這個階段不但清楚地知道每一個零件是怎么加工出來的,而且知道這個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,一切錯誤都是設(shè)計者的錯。機(jī)械設(shè)計者是可憐的。設(shè)計出好的產(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。

• 客戶在采購時候領(lǐng)導(dǎo)會注重產(chǎn)品的價格、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,一個優(yōu)秀的設(shè)計師依然能夠設(shè)計出讓各方面都能接受或都能滿意的產(chǎn)品。

機(jī)械設(shè)計師的注意事項

1、繪圖是一個設(shè)計師的臉面,面子工程。

由一張圖紙可以看出一個工程師的基本素質(zhì),一張圖紙可以看出設(shè)計師的嚴(yán)謹(jǐn)程度和對國標(biāo)的掌握情況,一張圖紙也可以看出設(shè)計師對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、分析都是為了一個字“美”,這是對繪圖的較高層次的要求。作為設(shè)計師的基本功,所謂功到自然成,“繪制過18K張圖紙,才會看到超越機(jī)械的美”。

2、螺紋的設(shè)計應(yīng)用可以看出設(shè)計師的基礎(chǔ)。

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

從日不落帝國發(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海來到了中國,螺紋在漫長的演變中應(yīng)用到各種各樣的工況。

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

• 用于傳動的米制梯形螺紋,愛克母螺紋,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,因為公差是影響產(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;對公差的理解也可以看出設(shè)計師空間想象能力,抽象事物理解能力,邏輯思維能力。

在我所接觸過的機(jī)械設(shè)計行業(yè)中,能搞明白公差的人少之又少,說白了就是沒有;在我看過有關(guān)公差的書籍里,能寫明白公差的人寥寥無幾,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)計的高度。

設(shè)計就是規(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)計者要有科學(xué)的支撐,要運用大量的數(shù)學(xué),力學(xué)及相關(guān)學(xué)科工具;數(shù)學(xué)、靜力學(xué)、運動力學(xué)、動態(tài)力學(xué)所得到的信息會比設(shè)計師憑直覺和估計要精確可靠。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(外語)水平高低決定著設(shè)計師的發(fā)展空間。

6、如果說前面這些是一個人的肉體,那么思維方式、設(shè)計思想、設(shè)計風(fēng)格就是一個設(shè)計師的靈魂。

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