工科荐读 | 机械设计要了解的周边知识及具备的观察视角
来源:https://mp.weixin.qq.com/s/gN96djyI8P6psEEbMkdwpQ | 作者:广东工科机电有限公司 | 发布时间: 2022-02-25 | 10671 次浏览 | 分享到:



1.熟练翻阅机械设计手册对于标准件以及常用件的一些技术特征要了熟于心。比如要清楚各类轴承,带传动,链传动,齿轮传动,丝杠传动,蜗轮蜗杆等的使用场合,使用方式,以及相关的技术特征。对于具体应用时的选型计算则可对照设计手册的图表和公式进行具体确定。





2.熟悉原材料情况:比如要知道目前市场上有卖的冷轧或热轧铁板以及各类型材的规格尺寸,在钢材市场,普遍存在变薄,变窄,变短这些情况,采购买回来的东西往往是和坐办公室根据设计手册里选出来的相关数据存在比较大的。




3.具备一定的电气,液压,气动等方面的知识社会分工越来越细,个人工作方向越来越专。当然,这里强调这些“旁系”学科并不是要求作为一个机械设计人员,必须得能够根据机床功能进行液压或气动的集成块的油路布置,或进行强电线路的规划或弱电程序的编写。但至少要能看懂人家提供的液压系统原理图或电气原理图/接线图等,但能读懂或编写通用的PLC程序或一些运动控制器的C程序是更为妥当。





4.略知金属材料与热处理知识:对于事物或技能的掌握程度我们可分为认知—略知—掌握—熟练这么些阶段。作为机械设计工程师,从事的这个行业交叉性的学科比较多。



所谓业精于专,当然我们的前提是做好自己设计范畴内的事情,而这里所要求知晓的金属材料与热处理知识并不是要求你能熟记铁碳合金相图以及各类金属在不同温度不同热处理工艺下的金相组织形态。但一些基础性的知识还是需要了解或掌握的。比如低碳钢,中碳钢,高碳钢,常见合金钢一些常见的特性,通用性材料的屈服点,抗拉强度,热处理前后硬度特性。



机械设计过程概述


1.形成设计构想和完善整体策略机械设计的过程往往是从整体到局部细化的过程。所谓整体,就是指一个总的全局观。比如要考虑客户要加工的料的材质、形状……。再比如要考虑所将设计的机床的大体尺寸,总高,总长,总宽(考虑到实际车辆和道路运输情况再决定该机是散装运输还是整机运输)。在考虑这些大致方向性的基础要素的同时也要同时考虑初步的机床功能实现方式。也就是采取何种工艺或方法来成型,就目前的成型方式来说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。



2.确定机床初步结构方式基于上述内容确定一个初步的机床结构布置性方案。比如客户提供的要由你所设计的机器加工的料是类似工字钢一类的较长型材(此时要综合考虑在机床加工时客户上料以及下料的便捷性,安全性等因素,同时考虑客户是单条加工还是成捆多条同时加工。)




在此状况下,可能就会倾向于确定大概设计思路是在加工时候采取被加工件固定(静止)而采取刀具以及刀具总成移动的初步策略(类如激光切割机)。有了大致性的初步策略后,再接着就要考虑机床的生产效率和精度要求。对于此两项要求肯定是要结合设备造价来确定。例如是否采用多工位结构,是否采用多机头结构,是否需要加快各部位工进或快进的速度(速度高了对于驱动的功率要求就大了,又要考虑速度高了机构惯性大了,定位精度下降了,若采用大功率大惯量的电机就直接意味着成本的上升。)



3.确定各部件或总成的结构形式和功能在确定了机床成型方式和整体初步结构后就要对各部位进行初步规划,这时要比较清晰和明了各部位的功能以及确定采用何种机构来实现这些部位的功能。做这些规划的前提的前提就是要先考虑这个组件或部件的安装和拆卸问题。




比如对于易损件或耗材或对于一些需要经常调校的装置和机构就要求考虑合理的拆装和维修时的便利性。比如要更换一条三角皮带,则要对该机进行杀牛剥皮式的拆卸和更换那就不能算是一个好的设计。



4.工程图纸的相关问题:按正常的,规范的,严谨的,科学的方法和方式来说,一个生产机械设备工厂的技术部门,本应当具备专职的绘图人员,图纸审核人员,工艺规划人员,工装夹具制作人员,以及专职的电气工程师,液压气动工程师或程序员。






第一,作为设计人员,在保持谦虚好学的同时更要具备自我主见和独立判断能力。)对于图纸要素要做到知其然亦知其所以然。很多新手出具的图纸往往都“干干净净”异常“整洁”,没有粗糙度标记,没有形状和位置公差要求,没有备注的技术要求,所有的线条粗细都是一致,尺寸缺失,尺寸多余,尺寸链封闭,图纸上体现不出加工和测量的基准,N多虚线图素等等状况。


5.设计的灵魂—计算,校核


(1)紧密联系物理现象的计算。比如静力学,材料力学,弹性力学,流体力学.....当设计某个零件时,首先要考虑这个零件所要承担或完成什么任务,再结合这些任务去确定这个零件的形状,确定形状和所需要满足的运动关系尺寸后再去针对这个零件的受力状态和受力性质以及材质同时考虑转速/热变形/以及设计寿命等等诸多因素后到最后才能下手去确定各个部位的形状和位置尺寸。



(2)对于零件或部件加工或组装时候的工时以及各项工艺参数的计算。就比如制造某款设备,铁板下料部分需要进行铁板排料的计算。金加工部分对于不同的加工性质有不同的加工参数的计算以及不同的加工方法排列的计算......以及在这样的工艺参数下各个步骤所需要的加工时间的计算。



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