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機械設計怎么把握尺寸? 一看便知

文章出處:責任編輯:人氣:-發表時間:2024-02-20 10:48【

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機械設計怎么把握尺寸? 一看便知

機械設計過程中的尺寸把握,實際就是一個人的設計能力的體現,如果你不具備相應的設計能力,那所謂的尺寸把握是做不好的。所以今天在這里分享一套基本的設計流程和方法給大家,只有切實可行的方法才能打通你走向完美的專業技能之路。

01 先定外購功能部件的尺寸

任何設計的開始,都應該是基于方案的總體要求,先把一些外購的功能部件的型號和規格確認下來,這樣做不僅可以得到交貨期,成本和設計尺寸,同時也可以基本上評估你的方案可行性,而其中一個對結構設計很重要的事情就是外購件的設計尺寸。

所謂的外購功能部件,我們從上圖可以有一個大概的了解,當然其種類只繁多遠不止此,我只是用這些來舉個栗子而已,這些外購的功能部件是完全可以通過供應商的產品樣本來確認設計尺寸的,有的樣本是紙質的,有的電子樣本提高零件的二維和三維圖紙(例如日本SMC的氣動元器件,中國亞德客的氣動元器件,日本THK的產品等)。

作為一個設計工程師,首先要做的就是基于供應商的樣本,再根據自己選擇的型號和規格畫出相應的零件結構,這就是你最大的設計基礎,而且這個東西基本上是不會錯也不會改的(如果這都需要改,那只能證明你的設計方案有誤了,已經是從源頭就開始錯了)。

例如我們畫一個完整的加工中心某項進給裝配圖,我們就應該從絲桿開始向外畫,先畫絲桿,然后畫軸端,然后畫電機座和軸承做,然后再畫其它相關部件(當然前提是你已經確認了大致的結構,例如形成,機床外形等等),很多零件的設計都是一環扣一環的,一個尺寸定另一個尺寸,都是有理有據的,從來就沒有胡亂的給個尺寸,每個尺寸都是有源頭和用途的。

所以對于一個機械結構設計工程師而言,擁有并熟悉產品配套供應商的產品樣本是一個非常重要的基本功,這也是你最重要的資源和能力,不僅僅是技術上的深入學習和掌握,更重要的是供應商人脈上的積累與維護,這是一個自我覺醒和崛起的過程。

02 確認設計結構

在機械設計結構的處理,每個人都有自己的習慣和思維方式,這個是很難統一的,但是一些傳統的結構形式一定要有很充分的了解與掌握,例如法蘭盤有多少種連接方式,如何更好的去處理這些連接方式,同時在設計零件的時候,不僅要考慮零件的功能需求,更要考慮零件的加工工藝需求和裝配工藝需求,更高端的甚至要考慮售后的便捷性需求等等,這是一個很綜合的能力。

前幾天更朋友聊天,說到一個大學老師在外面接私活,幫別人設計了一套沖壓模,在試模的時候,沖壓成型都沒有什么問題,但是在取零件的時候卻發現取不下來,原來是開模的行程不夠,這就搞得很尷尬了,這就是結構處理失誤的地方,所謂的結構處理一定是基于產品的功能的全面評估與思考,產品從設計,到采購,到外協加工,到裝配,到調試,到生產,再到售后都需要自己在腦子里過一遍,不要偷懶,如果你不去做這個工作,你會發現你會上述的任何環境中摔倒,一個本來應該很完善的產品,會被你最后的東拼西湊搞得面目全非,甚至完全失敗。

結構處理的能力來自于哪里?來自于多看,多畫,多思考;來自于你的項目設計經歷,更來自于你曾經犯過的錯誤,當然更重要的是來自于一個牛逼的老師的指導(一個好老師可以讓你事半功倍,他隨便點撥一下你,你可以節約幾個月的彎路時間),但是好老師可遇不可求,因為別人不欠你的,更重要的是作為職場對手,別人更想看你的笑話,所以這個很需要運氣。

其實我的建議是,如果沒有現實中的好老師,那就找圖紙出來抄,看和思考,這是一個最現實的捷徑,對于一個設計工程師而言,模仿絕對是自我成長的捷徑,不要一開始就想著去創新,只要能把前人的經驗搞定,就已經是了不得的能力了。

在這里的確認設計結構,既指產品的整體結構,也指組成產品的零件的結構,這都是在裝配圖的設計過程中基本上確認下來的,這也就是為什么能做方案的設計工程師并不多的原因,因為綜合能力需要太高,不是隨便玩幾年能夠掌握的。

03 設計零件圖紙(壁厚)

確認了零件的形狀,那如何去確認零件的壁厚,這是對于很多人來說很困惑的事情,零件壁厚的確認需要考慮很多要素,例如零件的形狀,零件的材料,零件的成型方式,零件的熱處理要求,零件的使用強度,零件的位置等等,只有把這些綜合要素都考慮完整了,才能真正設計出合格的零件圖紙,當然這并不容易。

而最簡單而偷懶的方法還是借鑒(說白了就是抄),首先去查閱所在企業是不是以前做過類似的產品,產品上是不是有類似的零件,然后考慮上面提到的相關要素,結合以前圖紙的設計尺寸,以此來確認自己的零件設計,這是出錯率最低的一種方式,因為該犯的錯前人已經基本上替你犯過了。

很多走純學術路線的行業人士都是建議你去做力學分析,不要聽他們的,大部分零件不需要也不可能去做力學分析,否則等待你的就是被開除,企業的研發,要的市場化的速度,講究的是快速和成本,如果你每設計一個零件就去做一個力學分析,那等你搞出這個產品,估計黃花菜都涼了,老板都去喝西北風了。

等你具備了一定的設計能力,你會慢慢的形成自己的設計原則,什么樣的結構你會給什么樣的尺寸,什么樣的材料你會對應什么樣的要求,這都是內化于心的潛意識,根本就不需要去想,是件很自然而然的事情。

在這個事情上,要盡量和經歷過大量研發經歷的人去交流,他們的能力都是真金白銀換來的,隨便偷學一點就可以持續的使用。而且理工科的人都有一種“好為人師”的癖好,你只要虛心請教,通常都會得到一個不錯的結果,雖然他們很難將他們的絕招傳給你,但是一些基本的設計嘗試,你還是可以從和他們的溝通中去識別和獲得的,這就是你最應該去經營的職場。

在我老家有一句老話:嘴甜不折本,只要舌頭打個滾。很多時候,嘴巴勤快一點的用處要遠遠大于手腳勤快的用處。

04 確認標準件

和前面提到過的外購件一樣,標準件的選擇也是相對容易的事情,而且你一旦選定了標準件,那也就相應的確認了其結構和尺寸,在設計的過程中,一定要充分利用好這些能夠很簡單就確認了結構和尺寸的零件,這樣的零件越多,對你的結構處理就越有效。

而且選擇標準件的時候,它的選擇變量是相對較少的,例如我們可以從受力范圍,裝配方式,標準件材質,標準件用途等幾個方面來確認選擇的型號與規格,然后再根據選擇的型號與規格來設計相應的圖紙,其實在現在的二維軟件和三維軟件里,都帶有標準件庫,所以很多圖形只需要直接調用就可以了,基本上不需要你去畫,多么爽的事情。當然要選好標準件,也并不是真的就那么沒有技術含量的事情,只是相對零件設計而言稍微簡單一些而已,如果你依然沒有頭緒,那我的建議還是借鑒,去走別人已經成功過的路,你至少不太容易掉進坑里,因為路上的坑都被前人用自己的身軀填滿了。

05 力學分析

雖然我們在企業的產品設計過程中,利用到力學分析的地方相對較少,但是該做力學分析的地方還是要做的,這事關產品的質量和成本,該省的地方要省,不該省的地方一點都不能忽略。

力學分析有很多種途徑,老的傳統方式是查手冊,套公式,看結構等來計算,當然最新的方式當然是利用三維設計軟件來做力學分析,簡直就可以達到“多、快、好、省”的完美境界。

綜上,其實在設計的過程中,最有效的培訓還是基于圖紙的手把手的分析和講解,這是任何文章和方法都不能代替的,我的習慣培訓方式就是讓新人們根據我的要求去拆零件圖,先按他們的意圖去畫,然后交給我來檢查,我會把設計過程中不好的地方全部羅列出來,然后把他叫過來逐條的告訴他怎么去修改,為什么要這樣修改,然后讓他根據我的講解去把圖紙改好,改好圖紙后再交給我審核一遍,如果還有問題,我還會讓他再修改一次,如此反復,經過幾輪的產品設計,一個新人也就基本上可以建立自己初步的設計意識了,再通過大量的產品設計項目來夯實他的設計基礎,逐漸的培養出他自己的設計風格和原則,這樣才可以慢慢的放手。

說實話,培養一個合格的設計工程師真的不容易,尤其是付出心血的去培養一個人,真的是件很累的事情,每次做這個事情我都告訴自己,這個人就是一把刀,我要把他磨鋒利了,讓他成為職場上無堅不摧的利器,每思及此心里才會得到些許的安慰。

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大中專畢業生崗前就業實訓基地——濟南數控模具科技研究所多年來主要開展CAD/CAM高級編程、UG五軸編程、數控機床維修、注塑模具設計、沖壓模具設計、逆向造型、工業機器人、3D打印等崗前培訓。一次報名終身學習,培訓期間,老師采用階段性測試,充分把控學員學習進度,小班授課、一對一輔導、理論與實踐相結合、學會為止,學完后免費推薦就業。研究所長期為學員提供技術支持及就業服務。濟南數控模具科技研究所全體師生歡迎您的參觀與學習,研究所現位于濟南市章丘區圣井街道潘王路20333號A4區。

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