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机械设计

非标设计心得

时间:2015-04-01 13:26:13   作者:   来源:   阅读:4650   评论:0

 就企业而言,进行自动化,机械化改造促进企业产业结构升级是大势所趋,社会的变革己使原来的产业结构发生了巨大的变化。中国企业现在所面临的如工人难招,能源紧张等诸多问题早在四十年前美国和曰本都己经历过。发达国家企业生产效率高,能源消耗低,生产工具自动化程度高,生产工人少而精。所以中国企业必须由劳动密集型向科技型转变才能生存。而为企业做技术改造则是我们生存之根本。?????? 
在国营军工企业工作十八年,南下广东十二年一直从事技术改造与设备创新工作,或许是性恪使然吧,一直以来都很喜欢研究一些从未做过的自动机械。自工作以来设计制造的各种不同类型的非标设备己400余台套,感触非常深刻。 
一.这其中感触最深的就是实践出真知。不间断的学习新知识新理论是一方面,更重要的是对工艺的深入了解,必须深入生产一线跟工人交朋友,因为那道工序他每天重复成千上万次同样的动作,所以,工人更有发言权。当你静下心来仔细观察分析工人们生产时的每一个动作,你不难发现,其实那些动作本身就是在告诉你这款产品的自动化设备应该怎样做才更人性化,才是最佳方案。许多时候就是这样,工人不经意的一句话就是机械重要机构设计的绝佳方案,那是我们在大学课堂和教科书上永远也学不到的。非标自动机械设计需要长时间而且是生产一线的经验累积的,如接到的产品需采用自动机械加工,尽管这种产品我们从未接触过,但经验会使我们很快找到其根本之所在,很快就能设计出生产速度高,经久耐用,经济可靠,使用安全而且维修方便的自动化设备。经验的积累固然可以从书本上学到不少,但是事非躬亲很难在脑海中留下深刻的印象,对别人的经验,自己没有一定的基础,要理解吸收真的是件不容易的事。 
二.设计者须有多年的一线经验和扎实的专业理论知识。 非标自动机械专用设备。意即客户所需的产品在市场上买不到或市场上的一些定型产品无法满足客户的特殊要求而须按其实际需要进行研制,也就是为客户量身定做的,是独一无二的。非标自动机械贯穿设计、制造、使用,维护的整个过程,设计时的疏忽总会在这些方面反映出来,成功与否是很容易判断的。设计的过程中,受制造的影响很大,亦就是说好的设计是不能脱离制造的,对制造越了解,越有助于提高设计水平。设计的图纸,投入生产,我没见过多少能立即按图加工装配,在审图、工艺等过程发现大堆的问题很常见,原因是多方面的,绘图的规范性,看图者的水平是一方面,但设计方对制造工艺的了解不深入是主要原因。怎样判定自己对制造的了解程度?最简单的方法是随手拿一张自己设计的产品的图纸你是否能说出它的制造全过程。铸、锻、车、钳、铣、刨、磨,只是这样子,肯定是不行,在机械厂做过几年的谁不知道?而必须细分下去,要全面仔细了解各过程。比如说不锈钢管45度仿型焊机针与工件的间距放多大, 不同厚度的角度如何自动走正, 起孤电流与收孤电流对焊缝的影响,及不同壁厚部位的峰值调节, 气流与电流与转速的关糸比等等因素,若非技术工人的指导帮助,这台自动仿形机器几乎没有成功的可能。再比如说铸造时怎么分型,浇口冒口怎么放,可能会有什么样的铸造缺陷产生,零件结构在热处理的时候会不会导致意外情况发生的,怎么在零件结构上进行优化,切削加工过程,在脑海中虚拟出来,总共用几把刀,转速,走刀量,甚至铁屑往哪里飞,各把刀使用的顺序,车工,铣工,磨工的操作动作全过程,如此等等,才算是有了比较好的基础。不是说搞设计的一定要会开车床,铣床,会烧电焊才可以,但是要知道这些作业特点,在设计时加以充分考虑,作为工程设计人员这样才比摇车床烧电焊的强,才有安身立命之处。如此,在设计过程中,就会规避一些不合理的结构,设计的质量自然提高不少,可是还不够,一个有十年八年的工龄的技工能提出比你更成熟的细节方案(尽管整体的设计统筹他们做不了),但是多少个不眠的夜晚设计出就这样一个结果,岂不是斯文扫地?唯一的解决办法,多看书,多请教,而旦一定要经常深入生产一线。机械就是那么机械,那怕你就是神童,不经历多年实践,不多走多看,根本不会有成就。别人总结出来的通常与生产相结合,俱是心血的结晶。带着问题学,多想就能消化。再也不会说“只要保证同心度就行了”这样肤浅的回答,关键是你已经指出保证同心度的方法,甚至前辈的错误。设计总是为了使用,好的设计必须具备人性化特点,设计一套工艺装备,一试产,效率高质量好,过了几天,发现人家弃之不用了,原因是操作者用起来痛苦啊,而且要注意的细节又多。所以,工厂的技术改造首先是考虑人的因素,不同的企业生产不同的产品,不同的产品有不同的操作方法,只要有可能就要尽量照顾工人已有的操作习贯,设计不利于使用,就面临淘汰。
   三.我们做非标自动机械设计不光是要站在制造的基础上,还要有创新,但一定要学会继承。现在,全社会都在强调创新,但我们不能一强调创新,就瞧不起原有的东西。通常的创新分为两种,一种就是构成事物旧有元素的重新组合,一种是在旧有元素上加一些新的元素。所以,不管怎样,创新的东西总是含有一些旧有事物的影子是不可否认的。正像哲学中所讲,新事物都是在肯定中否定,否定中有肯定中产生的。不能为了创新,把旧有的东西全盘抛弃。原有的东西就如同一盘菜,创新就如同一点点调料,有了这么一点调料,菜的味道更加鲜美。但没有人为了纯鲜美,不要菜,光来一盘炒调料的。所以我们强调创新,但不能忘记继承,只有继承,没有创新,那是因循守旧,而只有创新,没有继承,那是空中楼阁。  
   1:1的克隆可能很多的人认为是最安全最省事的一种设计方式。但是作为从事设计行业的人来讲,克隆是一件可耻的事情。所谓一抄二改三创造。简练的概括了设计人员的成长之路。 刚入门的时候,只能照抄,但是在抄袭的同时要拼命的去理解原设计者的意图和思维,理解整个机器的传动,各个装置之间的相互关联,每个零件的相互关系,理解了之后就可以出图,图纸上就可以有明确的尺寸配合要求,形位公差约束。 
    模仿优秀的作品是每一个设计师的必走之路。但是做设计,一定要有自己的想法,人也要有自己鲜明的个性,久了,就形成了自己的风格,风格的养成与一个人的艺术素养和个人修养有直接关系。罗嗦的人搞出来的东西就是那么罗嗦的,小气的人搞出来的东西就是一副小家子气,不负责任的人搞出来的机器就跟那人的德行一样的不负责任。能有自己的设计理念,设计风格,就是不一样,这样捣腾出来的东西就有了独特的灵魂。行家一看就知道,这是用心的杰作。 
    在抄袭的时候积累了经验就要抱着否定的态度学习。查阅资料,多看些经典的设计案例,和设计的禁忌,与自己接触过的一些东西进行对比,就有了大的提高。就可以在现有的机器上动手术。如:提高机器的附加值,完善更多的功能,让整机具备更高的可靠度。从而迎合高端的客户;或者进行结构精简,保留一些常用功能,降低成本,满足些买不起也用不上那多功能的客户的需求。做到这样就可以称的上做机械设计开始入门了。能不能成为世界级的发明家这个事情很难说的,但是凭自己多年经历见识,将一些结构进行组合,变异,嫁接,创造一些新的东西是不难的。 
    四.一个真正能称之为 非标机械设计工程师的人, 需要十五年甚至二十年以上的磨砺,还要有相当的天分和勤奋以及能造就人才的环境。 天才等于99%的勤奋+1%的努力其实说的并不是只要下苦工就会有成就。这句话说的是若一个人对某个职业没有那1%天分,再勤奋也是没有用的。其次是你必须发自内心的热爱机器,这样你才会有激情研发机器。勤奋是一个发掘自己天分的一个途径,是有所成就的必须条件之一,而不是全部。绝对不是。 
    五.另外,在非标机械设计的一些细节方面,有很多要注意的地方,现在我就机械零件材料的选用上,谈谈三个方面的要求:
1、使用要求(首要考虑): 
1)零件的工况(震动,冲击,高温,低温,高速,高载都应当慎重对待); 
2)对零件尺寸和质量的限制;   
3)零件的重要程度。(对于整机可靠度的相对重要性) 
2、 工艺要求: 
1)毛坯制造(铸造,锻打,切板,切棒); 
2)机械加工; 
3)热处理 ; 
4)表面处理 
3、经济性要求: 
1)材料价格(普通圆钢与冷拉型材,精密铸造,精密锻造的毛坯成本与加工成本的对比,); 
2)加工批量和加工费用;  
3)材料的利用率;(如板材,棒料,型材的规格,合理的加以利用) 
4)替代(尽量用廉价材料来代替价格相对昂贵的稀有材料,如在一些耐磨部位的套用球墨替代铜套,用含油轴承替代车削加工的一些套,速度负载不大的情况下,用尼龙替代钢件齿轮或者铜蜗轮等等)。 
另外,还要考虑当地材料的供应情况 
机械设计的基本要求 
a) 对机器使用功能方面的要求要注意协调、平衡!防止木桶效应的出现 
b) 对机器经济性的要求 设计经济性,在短的时间里投产上市。
使用经济性  要有最佳的性能价格比(产品在小批量做开始赚了,再来改的更好) 
2、对机械零件设计的基本要求 
a) 在预定工作期限内正常、可靠地工作,保证机器的各种功能 
b) 要尽量降低零件的生产、制造成本  c) 尽可能多的采用市场常见标准件。 
d) 对可能系列化的产品,尽可能的在开始设计的时候考虑零件的通用性,无法通用的也要尽可能的在结构上类似,以减少制造过程的工艺编排。 
以上这些心得是我三十年工作经验的粗浅总结。希望有更多的同仁参与讨论,以使我们共同进步。以后的日子里我会就液压,气动,凸轮机构在非标机械领域的利用,谈谈心得感悟。特别是凸轮杌构广泛运用于自动包装机,自动成形机,自动装配机,自动机床,纺织机械,农业机械,印刷机械,自动化办公设备,自动送料机械,高速压力机械等等。凸轮机构具有传动,导向和控制等功能。当它作为传动机构时,可以产生复杂的运动规律;当它作为导向机构时,可使机械动作端产生复杂的运动轨迹;当它作为控制机构时,可控刽执行机构的工作循环。可以这样说,不懂凸轮机构就不可能进行自动化机械的设计,更不用说非标自动化设备的设计。 


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