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机械设计需要哪些知识?(引用知乎并个人注解)

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发表于 2020-5-29 10:45:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 不再随风! 于 2020-5-29 10:47 编辑 0 c/ h+ _% R' c. u& j

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一,机械设计所要了解的周边知识以及所要具备的观察视角。
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。
注解:a.各类轴承使用场合,比如深沟球、推力球、角接触等,清楚国产轴承与进口轴承区别。
      b.带传动,平带如何防止跑偏,同步带规格型号.平带可以热熔成刮板类等知识
     c.链传动,了解理论链轮与实际链轮区别,最好选定一家链轮供应商,能清楚知道链轮厚度。同时了解下板链结构和辊道传送。
      d.齿轮传动。清楚齿轮传动种类,应用场合。
      e.清楚各种型材、螺栓等标准件、管件中的法兰、弯头、阀门种类.
      f.清楚常用铝合金型材国标与欧标区别,清楚铝合金型材常用连接方式和常用配件
     g.知道常用二相、三相电机、变频电机、步进电机、伺服电机、直线电机原理与应用场合。
2,知道N家常用件供应商并熟练翻阅其产品样本。现在机械设计趋向于模块化,对于机械设备制造工厂的整体技术要求更侧重于对于一些配件和部件的组装应用。比如台湾HIWIN,日本THK,德国FAGFESTO......对于此,要做到当你在设计某个零件或部件或要完成某个动作或功能的时候必须得知道目前是否有专业的厂商在生产或提供能实现某个部位的功能要求的成熟的零配件。
备注:a.气动元件:亚德客、SMC、FESTO为同内常用
b.配件供应商:米思米(精密类)、上隆(国产类)、上银(丝杆、直线导轨类)
c.液压供应商:知晓液压接头、液压管、液压阀、液压泵型号规格.
d.电气原件:欧姆龙、台达、三菱等的常用元件、PLC
e:传感器类:基恩士(接近开关、光电开关、光电断路器、CCD视觉、光栅尺寸、编码器等)
3 熟悉原材料情况。比如你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,有经验的工程师往往都会知道你安排给采购的单子往往到最后是会变得面目全非的。。因为在钢材市场,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你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折扣。
a.      熟知公司常用板材长宽规格,熟悉钢材市场常供板材尺寸
b.      熟知钢管尺寸规格,市场常供钢管大小壁厚。
4,深度了解各类常用机床的结构原理和性能特点。所谓万变不离其宗,机床亦是如此。设计一台机器的过程可类比是小孩堆积木一般,一个部件一个组件进行堆积,然后把这些具备不同功能的部件或组建遵循某种规律联系起来。
a.      熟悉各型号车床主轴内孔大小、车床主轴转速,卡盘夹持工件大小。
b.      熟悉铣床工作台面大小,铣床加工范围。铣床主轴承夹持多大的刀具。
c.      台钻、摇臂钻。熟悉钻床能夹持多大规格钻头,摇臂钻加工范围,钻床对应不同大小的孔的转速。锥柄规格种类。
d.      刨床、镗床、龙门铣、卧加、加工中心、磨床的加工台面和范围,以及工装夹具与台面连接方式。
e.      锯床.带锯对不同材料应用的转速。锯床最大夹持范围。
f.       剪板机、折弯机。最大剪板折弯厚度。等离子、激光切割对应最大切割厚度
g.      液压站:最大压力输出,液压管接多大
在这个过程中就需要你熟练掌握一些常用机构或装置的功能和特性。而我们所常见的车,铣,钻,刨,磨,镗等机床上应用的结构或原理都是经过了数十上百年的考验,对于其稳定性和可应用性我们无需过多地怀疑。比如车床的刀架结构,卡盘结构,尾座的锁紧机构,主轴轴承布置,磨床主轴密封结构,刨床的连杆机构等等。
5,具备一定的机床装配能力。
很多人会问,这完全是装配工的活了,我做为一个设计人员过多地了解这方面知识干什么?当然,会这么问的往往都是些刚入行的新手。
当你永远不去了解这方面的知识时就永远理解不了针对一条长轴进行过渡或过盈装配时因为你那图纸上的左轴承位和右轴承位相距太大而轴承却只能从左到右或从右到左装配时,那两轴承位之间那么长一段装配距离所带来的痛苦。
当然,你也肯定不会想起当这条轴最后要进行轴端螺纹锁紧时,因为你图纸上缺少了限制这条轴锁紧时转动用的夹持平面而导致无法顺利锁紧。当然,你就更想不到或是理解不了哪个位置哪些孔或哪些销位是需要装配时定配的。
a.      需知道不同工况对设备机架的要求。
b.      各种配合不同的装配方式
c.      不同转速对加工精度装配精度的要求。
d.      各种机构的限位方式
e.      气液管路电气线路的布置。
f.       防护装置的安装布置
6,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。但至少我们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。
a.      气动液压执行元件、控制元件、辅助元件的选择与安装
b.      与电工配套协商气动液压执行元件的电源大小。
c.      简单的气动液压管路图的绘制。
d.      随时了解市场新产品
7,养成在生活中捕捉,发现,简化,总结,借鉴的能力。
对于一个搞机械设计的人员,在日常生活中应当更擅长去发现“动”的事物和现象。我们举些简单的例子,比如冰箱,就算你不知道它的制冷原理,但我们可以去观察学习冰箱的门的密封结构,再如榨汁机,它是利用刀盘的旋转进行物料的切削,同样是利用刀盘的旋转产生的离心力进行过滤和分离。
再比如汽车后轮差速器,去琢磨当汽车转弯时候左右轮为什么出现速度差。。这些都是要求我们在日常生活当中去捕捉去发现并去琢磨然后再进行提炼最后都是可以在设计中进行借鉴的。
% H# y+ K  F5 M) S. R当然,最好的学习和领悟的机会是在机床展会上,相信很多有经验的设计工程师对此深有体会。机械设备会展既是销售人员的一个良好的拓展舞台和机会,同时也是机械设计人员学习别人优秀设计经验和认知当前机械设备发展概况的良好机会。所以,楼主希望广大同行应当多多去参加相关展会,并不辞劳苦在展会上多走,多看,多拍照。
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8,略知钣金知识
一个好的设计作品,应当是让外行人来观看时,能让他们在头脑里第一印象做出“美观”,“先进”,“牢固”,“稳定”等判断。很多机械设计工程师往往侧重关注于机床功能,效率,精度等一些技术性层面的东西。往往对于机床钣金设计,液压管道和电气线路布局采取忽略,忽视的姿态。
举个简单的例子,要是把奥拓车的外围钣金套弄到奥迪车上,我相信很大比例的客户无法认同和接受。苹果手机之所以卖得差不多人手一机,除了它的完善功能以及运算速度的优异,当然其“美感”的产品外观设计也是很大一部分原因。
略窥机械设计的宗旨,那就是如何把复杂的问题用简单的设计来实现,以及如何做到让外行的人看到这个设计作品是持肯定和褒奖态度。
a.      了解剪板机、折弯机的最大加工能力
b.      钣金的折弯系数,折弯槽规格,折弯R角规格
c.      了解钣金常用件,如门锁、铰链、抽屉滑轨、脚杯、脚轮等
d.      了解钣金表面处理方式:手喷漆、喷塑、电泳、烤漆、电镀等
9,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。我们作为机械设计工程师,因为我们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。
a.      了解各种材料的应用,如Q235、45钢、不锈钢、40Cr等
b.      了解相关材料的热处理能力,比如调质、淬火硬度
c.      了解热处理的方式:退火、正火、淬火、回火,调质等,细分又有渗氮、渗碳、共渗等。
d.      了解金属成型方式:冷轧、热轧、铸造、压铸、粉沫冶金等
; h6 i; Q& P$ h# {1 O, `( w2 ?10,设计软件只是工具,而非使用它就是目的。
楼主曾面试过好多一些学校刚毕业的热血小伙,简历上很多都有这样那样的等级证书,尤其常见AUTOCADPRO/E。一类中级制图员,高级制图员等等头衔。楼主也加了好些像SOLIDWORKS应用群一类的QQ群。发现一个现象,很多人往往都沉浸和陶醉在讨论或研究采用何种建模方法,采用怎样的渲染或动画技巧一类的问题。# v4 b, b9 s6 o5 p6 b& n
当然,并不是说你去研究和深挖某个软件的各项功能是错误的,只是觉得一个人的学习能力和学习方向应该正确把握。
我们做机械设计的要明白软件只不过是替代了传统的图板和丁字尺的一个工具而已。应当把主要的精力和时间花在纯粹的设计构想当中,而不是让自己被这些功能庞大的软件给捆绑。
常用软件:CAD\OFFICE\CAXA\SOLIDWORKS\CATIA\UG\PRO-E等等。
二,机械设计过程概述。
1,形成设计构想和完善整体策略。* t# w0 k2 M* Q
2,确定机床初步结构方式。
) K! O3 x* r) y8 {6 ?4 ?3,确定各部件或总成的结构形式和功能。3 h% l  v: Z  w
4,零件设计。

3 H( n4 `3 S2 X1 ~  o' c) O
5,工程图纸的相关问题。
0 V# g) v( N9 r$ I+ s6,设计的灵魂—计算,校核
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此文引用于知乎,只是个人稍加注解,也算是对个人工作生涯的一种总结,希对大家能稍有帮助。
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发表于 2020-5-29 13:40:54 | 显示全部楼层
不知道论坛里有几位这样的人才。
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发表于 2020-5-29 13:49:47 | 显示全部楼层
我来说说我的体会吧,最近看了点书,跑马观花那种。看了下人工智能的一些相关技术。觉得人类能做就很牛逼了。不管学啥的
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1.模式识别技术:
就是去除各种表象的“形”,取得其实质的有用信息的技术。对人类而言我还没搞清楚这项本事该叫什么?深度学习吧又好像是学习相关。
2.与知识相关的技术:
知识形式化即知识的表达。把知识联系起来,积累起来,有效的加以利用,通过利用知识获取新的知识
3.与学习相关的技术:
基于自身经验,合乎目地柔性的适应外界条件和环境的这程。人类的自学习技术,机器智能化过程。反馈控制,深度学习吧
4.问题求解技术:
解决定理证明和游戏的问题。自动编程系统,人类所谓的权术、政治、商战之类游戏。当然做技术的一般就是那什么勾股定理之类,有想法的可以试试其他游戏,比如创业游戏,搞好了也挺牛的,反正咱这些技术都比较差
5.语言处理技术:
语言识别和处理技术,对人类而言应该不仅是听话技术,事实图纸也是种机械语言。代码是计算机语言,这更像是密码的翻版。当然我们也叫他语言。现代的人类需要多种语言技能。
6.人机接口技术:
随着计算机技术的发展,人类不停与计算机发生信息交互,接口也多种多样。计算机能识别与人类的接口,不知人类现在是否能完全识别与计算机的接口,所以人类有必要了解关于更多的人机接口技术。

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 楼主| 发表于 2020-5-29 13:56:16 | 显示全部楼层
小理想 发表于 2020-5-29 13:40- b+ M' U$ T" j$ t
不知道论坛里有几位这样的人才。
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这样写不是要求人们全懂,只是要求你知道这些东西的大概,然后知道这些东西要上哪去查资料,同时像床子加工能力,板材的尺寸这些自己去车间钻几圈就能了解,电气液压你其实需要常用件和拿着他们的样本去选型。我们只是做基础的设计,不是对一门去专精。
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发表于 2020-5-29 15:52:27 | 显示全部楼层
能学会的都是高级机械设计师了7 R, r! l) H' ?/ @
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发表于 2020-5-29 15:57:55 | 显示全部楼层
~~好好学习~天天向上
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发表于 2020-5-29 21:31:58 | 显示全部楼层
一生的事。
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