一位資深非標(biāo)機(jī)械設(shè)計師難得的經(jīng)驗與感悟

機(jī)械設(shè)計是機(jī)械工程的重要組成部分，是機(jī)械生產(chǎn)的第一步，是決定機(jī)械性能的最主要的因素。

機(jī)械設(shè)計的努力目標(biāo)是：在各種限定的條件(如材料、加工能力、理論知識和計算手段等)下設(shè)計出最好的機(jī)械，即做出優(yōu)化設(shè)計。

優(yōu)化設(shè)計需要綜合地考慮許多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少環(huán)境污染。那么，如何成為一名優(yōu)秀的非標(biāo)機(jī)械設(shè)計師？應(yīng)該儲備哪些知識？具備怎樣的素質(zhì)呢？小編特為您奉上一位資深機(jī)械設(shè)計師難得的經(jīng)驗與感悟。

機(jī)械設(shè)計所要了解的周邊知識以及所要具備的觀察視角

1、熟練翻閱機(jī)械設(shè)計手冊

對于標(biāo)準(zhǔn)件以及常用件的一些技術(shù)特征要了熟于心。比如要清楚各類軸承，帶傳動，鏈傳動，齒輪傳動，絲杠傳動，蝸輪蝸桿等的使用場合，使用方式，以及相關(guān)的技術(shù)特征。對于具體應(yīng)用時的選型計算則可對照設(shè)計手冊的圖表和公式進(jìn)行具體確定。

2、知道N家常用件供應(yīng)商并熟練翻閱其產(chǎn)品樣本

現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計趨向于模塊化，對于機(jī)械設(shè)備制造工廠的整體技術(shù)要求更側(cè)重于對于一些配件和部件的組裝應(yīng)用。比如臺灣HIWIN、日本THK、德國FAG、FESTO。對于此，要做到當(dāng)你在設(shè)計某個零件或部件或要完成某個動作或功能的時候必須得知道目前是否有專業(yè)的廠商在生產(chǎn)或提供能實現(xiàn)某個部位的功能要求的成熟的零配件。

3、熟悉原材料情況

比如你要知道目前市場上有賣的冷軋或熱軋鐵板以及各類型材的規(guī)格尺寸，有經(jīng)驗的工程師往往都會知道你安排給采購的單子往往到最后是會變得面目全非的。因為在鋼材市場，普遍存在變薄，變窄，變短這些情況，采購買回來的東西往往是和你坐辦公室根據(jù)設(shè)計手冊里選出來的相關(guān)數(shù)據(jù)存在比較大的折扣。

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?。?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。

10、設(shè)計軟件只是工具，而非使用它就是目的

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。我們做非標(biāo)機(jī)械設(shè)備設(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。