我的机械技术观点（系列之一）

亮剑

我的机械技术观点（系列之一）

以下是我根据多年的工作经验和在专业网站上所见到的现象，整理总结的系列文章。纯属原创和个人观点。大约将一个周发一个题目，共8个，希望同仁们发表个人意见，再进行整理收入社区杂志。
% e0 ?' r; F! T. \1.机械工程师首先要学会抄袭和借用。
    自从英国第一次工业革命开始,世界进入了工业时代。传统机械逐步发展和完善,已经非常的成熟了。尽管随着社会发展我们已经进入信息时代,但是任何的信息都离不开机械作为载体。所以既然进入了这一行当,首先必须认识到它的存在价值和前景。
/ e) @) W; F( B- w, k8 p    然而既然传统机械已经如此成熟,正说则很难有重大突破和创新;反说则是使我们这些大量的机械工程师有了安身立命之所，我们就可以站在上前人的肩膀上生活了。不知各位有无这种体会:只要你找,什么经验公式、经典结构等等都可以找到。当你接到一个设计任务,你挖空了心思、绞尽了脑汁去想像,搞出来了并且也能用。可是忽然有一天在一份资料上见到了类似的东西——可能这份资料就在你身边——而且其机构比你想的好多了——你必定会懊恼不已。
' h5 y7 m" q8 z    所以,无数先人为我们留下了大量宝贵的经验和财富。我们机械工程师有责任去继承,要学会抄袭、学会借用。这个道理我是在读书时(大一上学期)悟出的。实话实说,大学我几乎没读,但我知道哪个知识点在哪本书的哪一页,我整天在图书馆读各种书(当时管的松一些)。
下面我举个反面例子:在某机械论坛见到一个精华帖《压力机设计全过程及心得》,如下:附图;网友评论;我的回复。
《压力机设计全过程及心得》
这是我刚刚做完的设备，现在把设计过程中的问题，及发生的问题讲一讲，和大家分享！请大家多提意见！
  首先介绍一下这个设计的参数，这是一台100T的压力机，结构采用市场上比较主流的结构，4柱式，上面的是主缸，下面有一个顶出缸，压力是20T。
8 M4 U& I6 L$ B" y( r  接下来说一下设计的主要过程，首先是图中的三个主要的主机箱体，上面的盖子，和中间的导向，还有下面的底座，请大家先看一下这三个“家伙”的结构。具体结构看附图。为了保证这三个家伙在装配的时候可以安装在一起下了不小的功夫，由于是单件小批量生产，在这里我采用了3个把在一起加工的方式，主要优点是降低了对加工设备与技术和测量设备与技术的要求，主要缺点是失去了“互换性”，因此，既然决定采用这种方法，那么在设计的时候考虑了把这三件合拢一起加工的辅助工艺结构、合理的结构参数等等，而且还提出做配对记号的要求（因为他们已经不能分家了）以便有合理的生产组织与安排。如果你不准备采用这种方法，还必须明确地对四个孔的形位公差提出合适的要求。
附图：
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0 j2 Z: W5 t2 J" S这层说一下液压缸的设计过程，先说一下主缸，100t的，图为结构图
这支缸是典型的压机缸，压机行业的主缸缸筒壁厚都选得很大，比如220缸径的壁厚大概40以上，而且用整体锻件作坯，所以成本很高。因为我们不是专业做油缸的，所以计算比较保守，
5 B- e' Y; u6 t7 z/ _1 C$ ~而按德国力士乐25MPa、35MPa标准缸220缸径的采用273无缝管为坯料，成本低很多。
工艺上可选用整体式活塞、活塞杆，用棒料、堆焊活塞部分。
8 ]1 ]& ?6 `- l+ r这个缸的缸底有问题，安装时o圈易损坏，应该做成像缸头那样作成两部分
活塞与缸筒、活塞杆与导向套直接金属接触了，应留间隙，加支撑环
进出油口不要一样大，缸底的油口必须大，因为流量大许多（这儿要用充液阀）
（上面有的话是引用lfpecker的）
' ?3 ?( v7 y5 O/ l4 D重型油缸经常很厚实，因为他们产常承受意想不到的载荷，比如：他们常常同时作为导向机构使用而受到不小的侧向力，而在一般的工程油缸应用中，让油缸（气缸）工作时受到较大的侧向力常常被认为是不可饶恕的错误。甚至连所使用连接件都要求有“万向”调节功能以最大可能地减少“弯矩”。（以上引用szguanbo19）
$ V" |( T' D* t. e9 e6 p油缸的设计与标准油缸的设计是有区别的，除了标准油缸设计应该考虑的问题外，你还必须考虑侧向力（偏载、弯矩等）在下面两个地方产生的侧压力对油缸工作的影响：1、缸杆与缸盖孔壁之间；2、活塞与缸体内壁之间；
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1 q5 W2 R% s1 m3 i这里说一下油缸在快接近极限文职的时候的缓冲问题：一般在活塞快接近缸底时会有比较大冲击，进口缸可以明显看到在快到极限位置时有很明显的减速（缓冲），这里面接受几个结构请看附图

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以下是发言：
1、活塞杆与活动滑块的联接最好采用活动联接。
4 x7 X7 T/ Y1 E" F; x2、侧压力是很讨厌，也是缩短油缸密封寿命的罪魁。
3、立式压力机好用吗，我接触大的压力机都是卧式的
6 D* K; a% [; i7 U  p9 ]1 Y4、设计确实不错，值得借鉴
单件做压机从周期，造价等方面都不划算 三个活动横梁从模型到加工都很麻烦，四根立柱、活塞杆等零部件的加工自己有大型加工设备吗 南通有很多制作这种压机的厂家，价格比你单件生产的要便宜，质量也有保障，当然周期也最短
. m1 |( |) h* Z3 t# k0 c! W* H活塞行程到底是怎样回程的，有别的机构吗
& @4 T# }. k1 C2 q) `活塞杆应有导向套
油缸的设计细节很关键，不知楼主能否提供一下CAD图纸
5、油压钢内壁自己做能做吗，做的时候要衍磨，如果不是专业做会不成本高了？
6、是的啊。。标准件最好不要自己制作，市场上有的是。
! {; m) d# J+ X$ `自己加工从造价、精度上都很难保证的。
三个模块我觉得没必要采用沟槽的形式。铸模可以，加工很麻烦，成本高。。
. r$ X) b7 M9 ?% e; q1 n不过楼主的一些想法仍然值得借鉴。。
! I' c3 U/ D* e! i6 J0 W7、我的发言：
7 T) D) G, g/ m" b8 R7 K0 c' v下面发表我的看法：
# b6 \% |. @3 K0 p& V' W# C1 赞成“油缸的设计细节很关键”。
2 赞成“衍磨，如果不是专业做会不成本高了”。
3 赞成“我采用了3个把在一起加工的方式”。即使作为通机向外卖，控制一下一般也不会影响互换性。如果这3个坏了，那说明设计是完全失败的。
4 疑问：当时有没有考虑3件采用钢板焊接？为什么？
: H& f% m% n1 @& S' q+ z  e$ d5 疑问：为什么没有描述液压系统的设计和考虑？即使是采购，作为整体设计也是要认真对待的。
' ]: N' S2 N+ {, h$ p8 i6 疑问：既然你知道了那么多关于油缸的新技术、新方法、新材料。为什么不用？
7 疑问：对电控为什么也是只字未提？
: i; y/ Z  E7 C' g$ N3 @; O: ?8 疑问：既然是自己做一般也是自己用了，对使用条件为什么没有一点个性化的东西？
1 s( b" I( J; I# C2 s比如外观、安全、节能、辅助机构、操作方式等等。完全和通用的一样的话，应该建议（或决策）买标准的，把精力放到开发上。纯机械的东西是谁都会的，实在不行就花几百块钱到晒图社买一套全图，对不满意的地方再改一改，既快又好。
% T0 s0 {# i' F机械工程师应该学会抄和借！！！
3 G3 u! v& m! m; j- A1 N6 ?/ _" [所以，我仅仅能给60分的综合分。
, [2 Z, q! L' ~一家之言，不对之处请谅解。
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. c6 ~2 v+ E7 L, B; w/ B第一节结束。

5 \' R+ v$ j% A8 Z3 o/ n附件:
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亮剑

版主和管理员，你们好：
这篇文章的事例我忘记征求原作者同意了。待我征求意见后，若人家不同意请能允许我重新编辑，另外举例。总之是希望图文并茂。谢谢

阳光直射

1 赞成“油缸的设计细节很关键”。
2 赞成“衍磨，如果不是专业做会不成本高了”。
; j$ l" R) R2 g0 l1 |3 R0 a; U+ V3 赞成“我采用了3个把在一起加工的方式”。即使作为通机向外卖，控制一下一般也不会影响互换性。如果这3个坏了，那说明设计是完全失败的。
4 疑问：当时有没有考虑3件采用钢板焊接？为什么？
1 N- n8 c# r; @5 疑问：为什么没有描述液压系统的设计和考虑？即使是采购，作为整体设计也是要认真对待的。
6 疑问：既然你知道了那么多关于油缸的新技术、新方法、新材料。为什么不用？
; m7 r" k% {0 ~# ]7 L7 疑问：对电控为什么也是只字未提？
8 疑问：既然是自己做一般也是自己用了，对使用条件为什么没有一点个性化的东西？
比如外观、安全、节能、辅助机构、操作方式等等。完全和通用的一样的话，应该建议（或决策）买标准的，把精力放到开发上。纯机械的东西是谁都会的，实在不行就花几百块钱到晒图社买一套全图，对不满意的地方再改一改，既快又好。

巨匠

1、赞成“活塞杆与活动滑块的联接最好采用活动联接”。

8 k, M0 C1 @  i2、赞成“油缸的设计细节很关键”。并且认为是该设备最重要的。
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; a$ e& E# |( @# ~3、建议：利用旧设备改装，或直接找压机厂采购合适的横梁、然后考虑采用钢板焊接，最后才考虑该铸件。

3 g2 h) r0 F6 X  m& R- B4、建议：3件分开加工，加工费不会超过1000元。
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5、建议：油压钢首选采购标件，自己做手工抛光就可以了。
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  P+ n% V& t9 R) R$ X$ G3 ?% G2 U0 W6、疑问：设备好象有点站不稳。

5 T  h' W& l% z& u# f6 B# B7、疑问：有必要去设计，自己制造吗？就算买来不适用，改也划算。

unxping

1、“我采用了3个把在一起加工的方式”。从工艺上考虑，难度太大。不如分体坐标加工，滑动体采用两对角孔主导向定位。另两对角孔导套安装时找正定位，也可适当加大配合，采用过定位。
$ s( D1 G; L$ T$ ]" \  b/ g, s& I6 S2、油缸头部，螺纹紧固结构不好，易松动，占用空间，活塞杆缺少硬导向，密封件易损。
* f$ Z5 }0 q9 x/ K7 v  O- E/ J1 |3、机械设计，必要的开发是必须的！满足物品功能是首要的！

害怕伏枥

1、100吨压力的四柱式上压下顶的液压机应该是通用标准设备，在江苏，徐州和南通就有好多家生产（首帖中的个些发言中也提到南通）。同意巨匠的意见“疑问：有必要去设计，自己制造吗？就算买来不适用，改也划算”。
除非真有必要，不需要去做单件制造的非标设备。
2、如果做非标设备，工期和成本是必须要考虑的，使用焊接方式制作结构件是首选。
4 K1 L) E+ {5 T0 {1 ]% x3、四柱压机的3片结构放在一起加工可以采用普通镗床，成本低得多。如果成本许可，用带数显镗床或数控设备当然更好。叠在一起孔太深，加工精度不会太高。但单件制作，可以用一些非常规手段解决。
4、首帖的发帖者已经提到“按德国力士乐25MPa、35MPa标准缸220缸径的采用273无缝管为坯料，成本低很多”，仍然采用了整体锻造后加工的40毫米壁厚设计，令人费解。
$ p* G2 j5 C7 O. N, t) L) L% X9 C5、同意5楼意见“油缸头部，螺纹紧固结构不好，易松动，占用空间”。“活塞杆缺少硬导向”，不知是否是指活塞杆与导向套间的金属接触配合。如是，则有保留意见。窃以为活塞杆还是与增强四氟乙烯的导向圈配合为佳。
6、曾经用40天完成一台80吨压力的专用四柱下顶式液压机的设计和制造。下面贴出其油缸装配图。采用了加工非常方便设计，缸筒为冷拔钢管内孔已珩磨过的商品件。
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害怕伏枥

机械工业是所有工业的基础，存在的时间最久远，参与的人数恐怕也最多。前人的范例和经验的总结数不胜数。像我们这些并不进行研究工作的普通机械从业者，没有必要也没有可能把前人已经做过的工作再去做一遍，借鉴或者“抄袭”才是本分。
% y4 H3 S, S; m. G; `  h/ M$ A非但如此，而且如今的社会各种分工极其明确，在机械行业中，各种类型的机械零件、构件、配件应有尽有；公文种类型的协作加工企业也都存在。作为一个设计者，应当尽量利用这些资源，把自制部分缩减到最少。

三脚猫

100吨四柱油压机我用过
: p, U- H# q+ ]/ ?& ~1,油缸渗油,换密封件
  f1 M/ i5 n9 o2,四柱松动,调节锁紧拼帽
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3,活塞与活塞杆分体加工,螺纹联接.
常规设计基本上是这样联接的,1节约材料,2活塞是易损件
4机座、机壳、横梁等材料选用
专业制造厂家用的是铸钢件,加工成本低,零件刚性好
3 V' t4 C& G3 G- b5 y* D单一制造或改造可用钢结构件,省去木模制作费用,加工效率低

亮剑

在这一节中，我要表达的意思就是“伏枥”大侠所说的：“如今的社会各种分工极其明确，在机械行业中，各种类型的机械零件、构件、配件应有尽有”。
- I# h3 Y0 Q- I社区里一直说任何发展中国的机械工业等等。很多观点也说我们批量小、无规模、成本高等等。
如何实现专业化、大批量呢？我想，从我做起、从现在做起。这是我们机械工程师的责任和义务。

libh333

嗯，看来要改变思路。
+ d0 f% Z/ J/ `+ v. X+ E  ^问题是有些东西无从知道是否有前人做过。不知道是否有专门搜集这方面知识的网站？