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設計與非標設計 目 錄 非標機械設計概意 1 就業(yè)崗位 1 非標設計的目的 1 非標設計必備 2 非標設計準備 2 設計過程 2 市場調研詢價 3 設計忠告 3 設計建立在循序漸進的創(chuàng)新 3 零材料的選配 4 機械設計的基本要求 5 常用機械機構 5 設計過程 6 非標機械設計概意 非標機械設計具體是什么？簡單的說就是非標準設備以及非標準件、非標準工裝的設計。舉例說：C616 C620 C630 C6125 M7475 B650 M131 等這些設備已經(jīng)是機加工行業(yè)眾所周知的標準設備，那么還有很多沒有列入標準設備中的專用設備，就是非標設計工作者的工作目標了。 非標準機械就是沒有定型的機械產(chǎn)品，一般在市場上直接買不著，要向廠家訂制。同樣功能的機械其大小，形制等都有可能不同。另外，非標設備受用戶場地的影響也很大，設備的設計往往受用戶的一些條件的制約。雖然形制沒有標準遵循，但其中的機構、零件的設計還是有標準可言的。其具體的非標設備可參考《非標準機械設備設計手冊》。 就業(yè)崗位 非標設計工作是一項很艱苦的工作，首先要具備良好的實踐基礎，車、銑、刨、磨、鉗這些你的會上一兩樣，當然是越多越好，藝不壓身嗎，有了這些基礎你就可以在機加工方面不說外行話了，往高里說，你就可以當機加工工藝員了。然后，可以進行理論課的學習，掌握非標設計的專業(yè)理論知識，什么材料力學、理論力學、機械制圖、畫法幾何、電工基礎、電腦入門等等、等等統(tǒng)統(tǒng)得會。 當然，先上學，再實踐，和先實踐，再學習都可。 非標設計工作涉及的面很廣，因為職業(yè)的性質就是能解決各方各面的問題，所以要求非標設計工作者有廣泛的學識和知識，知識越多，工作越得力，知識越多，經(jīng)驗越多解決問題的方法越多，越快、越準確。（不至于做好的設備用不上或報廢，這樣的例子很多） 非標設計工作的前景一直都是很好的，這個世界的技術進步都離不開非標設計工作，在企業(yè)，它是企業(yè)里的血液（有許多這樣形容的），在社會上，它是技術進步的先鋒隊員，所以干這項工作也是很光榮的，當你拿到某某發(fā)明證書的時候，讓你感到自慰的是，你為社會推動技術進步做出了一點成。 非標設計的目的 1. 提高產(chǎn)品質量； 2. 提高效率； 3. 確保生產(chǎn)安全。 非標設計必備 1. 必要的設計手冊，在網(wǎng)上可下載電子版的，手冊是你最好的老師，從書中可以找到你想要的知識。比如設計時需要齒輪，手冊中就可以找到設計齒輪的參數(shù)。遇到問題先找手冊。 2. 下載一些機械設備的圖冊，供你開闊思路用。 3. 設備運動軌跡無非是直線或旋轉，掌握這些機械原理，再結合電氣，氣動和液壓就能設計出非標設備，好壞另說。 4. 最好下載一些cad版標準件，放到cad的設計中心中，方便粘貼使用，提高工效。 非標設計準備 1. 了解設備的用途，是加工設備？還是試驗設備？或是工裝夾具。加工設備：首先保證加工精度，其次上下料方便，準確，快速。試驗設備：提供相應動力，試驗必要的測試點，與電氣怎樣結合，顯示數(shù)據(jù)和讀出數(shù)據(jù)。工裝夾具：需要怎樣限制自由度，上下料快速可靠。 2. 現(xiàn)場考察，了解相關數(shù)據(jù) a) 設備相關數(shù)據(jù)，比如外形尺寸，相應兌現(xiàn)圖紙及尺寸 b) 設備安裝場地的相關數(shù)據(jù)，是否與其他設備干涉 c) 設備安裝使用的電氣相關數(shù)據(jù)，電壓是多少伏，能提供多大功率 3. 準備一些行業(yè)標準，網(wǎng)上生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品相關數(shù)據(jù)，各廠家都會提供原理、安裝尺寸等數(shù)據(jù)為畫圖做好準備。 4. 拿出方案：方案的可行性報告包括如下內容： a) 原有設備的效率，精度等，闡述為什么更新或增加 b) 新設備的特點 c) 制作費用，包括材料費，人工費，外協(xié)加工費 d) 成本收回期，半年之內收回投資，馬上做；一年內收回投資可以做。包括減掉多少人工費，提高效率創(chuàng)造的價值等。 e) 制作周期估算。 設計過程 1. 在腦袋中勾畫設計，發(fā)揮你的想象，把設備分成幾大塊，每塊采用怎樣結構，怎樣銜接。 2. 繪圖，將想法落實到圖紙上。先畫總圖，再畫零件圖。方便更改設計和想法。 3. 強度校驗，有經(jīng)驗者可直接選料，經(jīng)驗少者，要作簡單校核，防止出現(xiàn)重大失誤。 4. 校圖，主要檢查零部件是否有干涉，是否安裝方便、使用方便、維修方便。 5. 整理圖紙，計算出配件重量，作對外快速報價用，加工配件核價可按材料重量材料價格2～3倍即可。 市場調研詢價 對設計出的產(chǎn)品分部件、零件在市場上詢價，配件盡量采用通用件，方便檢修互換。 設計忠告 1. 新手設計的東西肯定不夠完善，應多請教老工程師，一般都會給你指導，完善提高自己。責任心強的，可能擔心而睡不著覺，誰都是從這一步走過來的。只要用心就會沒問題的，即使有失誤，也難免，就要看你怎樣彌補了。 2. 機械行業(yè)不像電子行業(yè)發(fā)展迅猛，原因很簡單，可利用的原理很少，發(fā)展也是由電氣工業(yè)的帶動，機械與電氣、氣動、液壓有效的結合而發(fā)展。新材料的發(fā)展給機械帶來輕巧耐用好處。機械原理就和音符一樣，只有幾個，設備也好，產(chǎn)品也好，只是個如何搭配而已，多看一些別人的設計，讀懂設計理念，運用到自己的設計中來，這不叫抄襲，而叫應用。 3. 設計出的東西千萬要方便維修，小到扳手有沒有地方放，實在不行可用內六角螺栓。方便加工，設計時要考慮加工問題，比如盡量不要在圓弧面上鉆孔，如果一定要鉆或是通過中心，或是先加工平臺再鉆孔。 4. 設計初稿出來后一定要優(yōu)化，有沒有更簡便的方式，或更先進的零部件代替。比如要做電動平車，有直流和交流傳動，交流的不很安全，而且有電線路傳輸，直流成本高，要有整流裝置，但也可用蓄電池。運送平車要求速度很低，60m/min，電機轉數(shù)很高，通常就要使用變速箱變速，但上網(wǎng)上了解直流無刷電機轉速可做到40r/min，這樣就不用變速箱了，減少了投資，減少了故障點，減少了維修成本，這就是創(chuàng)新。 設計建立在循序漸進的創(chuàng)新 1:1的克隆可能很多的人認為是最安全最省事的一種設計方式。但是作為從事設計行業(yè)的人來講，克隆是一件可恥的事情。所謂一抄二改三創(chuàng)造。簡練的概括了設計人員的成長之路。 剛入門的時候，只能照抄，但是在抄襲的同時要拼命的去理解原設計者的意圖和思維，理解整個機器的傳動，各個裝置之間的相互關聯(lián)，每個零件的相互關系，理解了之后就可以出圖，圖紙上就可以有明確的尺寸配合要求，形位公差約束。只知道畫下來，隨手胡扯幾根線條上去，大概感覺機器精度比較高，就玩命的把精度往上提動不動就0.005，0.002，在圖紙上大言不慚的簽名在設計欄。號稱自己搞的東西是很精密的。這種不知所謂的號稱機械設計工程師的，信手拈來滿地都是。 模仿優(yōu)秀的作品是每一個設計師的必走之路。但是做設計，一定要有自己的想法，人也要有自己鮮明的個性，久了，就形成了自己的風格，風格的養(yǎng)成與一個人的藝術素養(yǎng)和個人修養(yǎng)有直接關系。啰嗦的人搞出來的東西就是那么啰嗦的，小氣的人搞出來的東西就是一副小家子氣，不負責任的人搞出來的機器就跟那人的德行一樣的不負責任。能有自己的設計理念，設計風格，就是不一樣，這樣搗騰出來的東西就有了獨特的靈魂。行家一看就知道，這是用心的杰作。 在抄襲的時候積累了經(jīng)驗就要抱著否定的態(tài)度學習。查閱資料，多看些經(jīng)典的設計案例，和設計的禁忌，與自己接觸過的一些東西進行對比，就有了大的提高。就可以在現(xiàn)有的機器上動手術。如：提高機器的附加值，完善更多的功能，讓整機具備更高的可靠度。從而迎合高端的客戶；或者進行結構精簡，保留一些常用功能，降低成本，滿足些買不起也用不上那么多功能的客戶的需求。做到這樣就可以稱的上做機械設計開始入門了。 一個真正談的能稱之為 機械設計工程師， 需要十年甚至十年以上的磨礪。還要有相當?shù)奶旆忠约扒趭^和能造就人的環(huán)境。 天才等于99%的勤奮+1%的努力其實說的并不是只要下苦工就會有成就。這句話說的是，若一個人對某個職業(yè)沒有那1%天分，再勤奮也是沒有用的。勤奮是一個發(fā)掘自己天分的一個途徑，是有所成就的必須條件之一，而不是全部。 零材料的選配 機械零件材料選用的原則要考慮三個方面的要求 1、使用要求（首要考慮）： 1）零件的工況（震動，沖擊，高溫，低溫，高速，高載都應當慎重對待）； 2）對零件尺寸和質量的限制； 3）零件的重要程度。（對于整機可靠度的相對重要性） 2、 工藝要求： 1）毛坯制造（鑄造，鍛打，切板，切棒）； 2）機械加工； 3）熱處理 ； 4）表面處理 3、經(jīng)濟性要求： 1）材料價格（普通圓鋼與冷拉型材，精密鑄造，精密鍛造的毛坯成本與加工成本的對比，）； 2）加工批量和加工費用； 3）材料的利用率；（如板材，棒料，型材的規(guī)格，合理的加以利用） 4）替代（盡量用廉價材料來代替價格相對昂貴的稀有材料，如在一些耐磨部位的套用球墨替代銅套，用含油軸承替代車削加工的一些套，速度負載不大的情況下，用尼龍?zhí)娲摷X輪或者銅蝸輪等等）。 另外，還要考慮當?shù)夭牧系墓闆r 機械設計的基本要求 a) 對機器使用功能方面的要求要注意協(xié)調、平衡，防止木桶效應的出現(xiàn) b) 對機器經(jīng)濟性的要求 設計經(jīng)濟性，在短的時間里投產(chǎn)上市，撈回開發(fā)期間的消耗，甚至邊設計邊制造 使用經(jīng)濟性 要有最佳的性能價格比（產(chǎn)品在小批量做開始賺了，再來改的更好） 2、對機械零件設計的基本要求 a) 在預定工作期限內正常、可靠地工作，保證機器的各種功能 b) 要盡量降低零件的生產(chǎn)、制造成本 c) 盡可能多的采用市場常見標準件。 d) 對可能系列化的產(chǎn)品，盡可能的在開始設計的時候考慮零件的通用性，無法通用的也要盡可能的在結構上類似，以減少制造過程的工藝編排，夾具工裝設計的工作量。 加工成本;選用構件材料的采購,加工等等都要審核. 作為一個審核人，所花費的功夫可能不比設計人要少，因為現(xiàn)在圖紙的電腦化， 再者設計思路的影響，很多時候審核只是一個形式上的，或者是重要部位或設計關鍵的論證。 常用機械機構 5、緊固機構 26、鎖緊機構 27、夾緊機構 28、密封裝置：高壓密封、靜態(tài)密封、多運動密封； 29、攪拌/混合裝置:機械攪拌、對流攪拌、靜態(tài)攪拌 30、其它專用裝置:自動停機機構卷繞機橫向移動機構，真空拾取小球機構、貼標機構、螺旋輸送機構、自動安全機構。 機械設計是對指定方案的詳細設計和實現(xiàn)化過程，同時這個實現(xiàn)化過程也結合了對于各行各業(yè)不同的要求和標準。 設計過程 機械設計貫穿設計、制造、使用，維護的整個過程，設計時的疏忽總會在這些方面反映出來，成功與否是很容易判斷的。設計的過程中，受制造的影響很大，亦就是說好的設計是不能脫離制造的，對制造越了解，越有助于提高設計水平。設計的圖紙，投入生產(chǎn)，誰的都不會立即按圖加工裝配，在審圖、工藝等過程發(fā)現(xiàn)大堆的問題很常見，包括所謂“資深”的高工，總工拿出的圖紙，還是經(jīng)過多次開會研究反復討論的出來的結果，原因是多方面的，繪圖的規(guī)范性，看圖者的水平是一方面，但設計方對制造工藝的了解不深入是主要原因。怎樣判定自己對制造的了解程度？最簡單的方法是隨手抓一張自己設計的東西的圖紙你是否能說出它的制造全過程。鑄、鍛、車、鉗、銑、刨、磨，只是這樣子，肯定是不行，在機械廠做過幾年的誰不知道？必須細分下去，要全面了解各過程。比如說鑄造時候怎么分型，澆口冒口怎么放，可能會有什么樣的鑄造缺陷產(chǎn)生，零件結構在熱處理的時候會不會導致意外情況發(fā)生的，怎么在零件結構上進行優(yōu)化，切削加工過程，在腦海中虛擬出來，總共用幾把刀，轉速，走刀量，甚至鐵屑往哪里飛，各把刀使用的順序，車工，銑工，磨工的操作動作全過程，如此等等，才算是有了比較好的基礎。不是說搞設計的一定要會玩車床，銑床，會燒電焊才可以，但是要知道這些作業(yè)特點，在設計時加以充分考慮，作為搞機械設計的人這樣才比搖車床燒電焊的強，才有安身立命之處。如此，在設計過程中，就會規(guī)避一些不合理的結構，設計的質量自然提高不少，可是還不夠，一個有十年八年的工齡的技工能提出比你更成熟的細節(jié)方案（盡管整體的設計統(tǒng)籌他們做不了），但是多少個不眠的夜晚設計出就這樣一個結果，豈不是斯文掃地耶？唯一的解決辦法，多看書。別人總結出來的通常與生產(chǎn)相結合，俱是心血的結晶。帶著問題學，多想就能消化。再也不會說“只要保證同心度就行了”這樣愚蠢的回答，關鍵是你已經(jīng)指出保證同心度的方法，甚至前輩的錯誤。這個時候，沒人再叫你小錢、小趙，連老板都叫你錢工、趙工，挺受尊敬的吧。摸摸下巴，胡子長出來了，尿布丟了，孩子叫媽了，呵呵成就感也來了?？墒窃O計總是為了使用，好的設計必須具備一點點人性的，設計一套工藝裝備，一試產(chǎn)，效率高質量好，老板來搞杯慶功酒。過了幾天，發(fā)現(xiàn)人家棄之不用了，原因是操作者罵娘啊。用起來痛苦啊。而且要注意的細節(jié)又多，別個就是個操作工他要是考慮的那么多因素就不會還在那里做操作工了啊。設計不利于使用，就面臨淘汰，有很多的成套設備，如汽車的發(fā)動機變速箱之類正常運轉時“挺好的，“，可其中一個小鍵槽，一個軸承位，什么的地方壞了，整個就不能用，廠方只賣整件，要配件不賣，自己加強還真的沒地方加了，換了幾個廠去買，擺了一堆，用戶只好敬而遠之，立了個技改項目，可憐的技改。這樣的事情只要是在機械行業(yè)轉的久的都會有所見所聞。使用根本就離不開維修，好的設計更不能忽視維修性。在一條大型的的生產(chǎn)線上，關鍵的設備，總共一年也就維修那么兩次，但是每此都要把設備大卸八塊，行車叉車千斤頂撬杠十八般兵器還不夠用，老師傅們還要自己專門動腦動手玩幾樣好用的專用家當來伺候，導致停產(chǎn)的損失已經(jīng)超過設備本身的價值，真是個無言的結局。一套大型設備僅因更換一只油封什么的，都要幾乎將整機完全分解，使用單位不罵設計干的是斷子絕孫的玩意才怪，真的是設計者的悲哀。 搞設計不光是要站在制造的基礎上，還要有創(chuàng)新，但一定要學會繼承?，F(xiàn)在，全社會都在強調創(chuàng)新，但我們不能一強調創(chuàng)新，就瞧不起原有的東西。通常的創(chuàng)新分為兩種，一種就是構成事物舊有元素的重新組合，一種是在舊有元素上加一些新的元素。所以，不管怎樣，創(chuàng)新的東西總是含有一些舊有事物的影子是不可否認的。正像哲學中所講，新事物都是在肯定中否定，否定中有肯定中產(chǎn)生的。比如我們人類，雖然說是大自然的天之驕子，但實際上，我們99%的基因都是和大猩猩一樣的。如果人類不是在繼承大猩猩的基因基礎上，有1%的突破，人類的出現(xiàn)是難以想象的，如果有人說我有志氣，不需要繼承大猩猩的基因，我自己搞一個100%純人類基因，那您就是再過一億年，也搞不出來一個人類來。所以說，不能為了創(chuàng)新，把舊有的東西全盤拋棄。原有的東西就如同一盤菜，創(chuàng)新就如同一點點調料，有了這么一點調料，菜的味道更加鮮美。但沒有人為了純鮮美，不要菜，光來一盤炒調料的。所以我們強調創(chuàng)新，但不能忘記繼承，只有繼承，沒有創(chuàng)新，那是因循守舊，而只有創(chuàng)新，沒有繼承，那是空中樓閣。 6