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標題: 機械工程師如何在設計時避開更多“坑”？ [打印本頁]
作者: 我從崖邊跌落 時間: 2022-5-13 13:49
標題: 機械工程師如何在設計時避開更多“坑”？
一、前序
最近比較頻繁在探討機械設計難不難，有沒有前途？設計出來有多少坑，坑了多少任工程師，又有多少工程師給你填補。
作為一名機械工程師如何在設計時候避免更多的“坑”呢？當然專業的機械工程師只給他一臺電腦即可就能畫出海量的機械機構和零件，這也是機械工程師從零基礎到精通實戰出來的結晶，也是實踐得真知，也沒有一個機械工程師不接觸基礎就能夠隨隨便便成為一名合格的機械工程師。
通過下面幾張知識體系圖，我們來看看作為一個機械工程師有多難！或許你在工作中不需要用到那么多知識點，但是你或多或少的都應該掌握這些知識點。在機械這個行業，需要長年累月去積累知識及技能，技術的道路是永無止境的。
二、材料1.材料性能、常規特性、試驗方法、設計依據；
2.金屬材料、材料特性、晶體結構、試驗方法、材料選擇；
3.非金屬材料、工程塑料、陶瓷、光纖、成型與制作方法；
4.熱處理、熱處理方法與工藝、檢測與試驗方法；
言歸正傳：機械加工工藝規程，是規定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規定的形式書寫成工藝文件，經審批后用來指導生產。機械加工工藝規程一般包括以下內容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及檢驗方法、切削用量、時間定額等。
同時也是按照圖紙的圖樣和尺寸，使毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質成為合格零件的全過程，加工工藝是工藝人員進行加工前所需要做的工作，避免在加工過程中發生加工失誤，造成經濟損失。
機械加工那么它分為哪幾種？我們常見的有車、銑、磨、線切割總的來說，這也是我們機械設計必須需要了解的常見加工工藝意識，對于一個小白來說如何了解零件是怎么構成的是務必的重要。
那么工程師先開始需要制定圖紙材料的規格，確定生產類型。分析零件圖及產品裝配圖，對零件進行工藝分析。通常都會有以下幾種：
- 根據圖紙的結構外形選擇帶余量的毛坯材料。
- 再開始擬定加工工藝的路線，是先銑車還是線切割，根據圖紙要求來定。
- 再進行確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差，根據圖紙技術要求控制加工的精度。
- 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。
- 確定切削用量及工時定額。
- 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。
簡單舉例銑床加工：銑床主要用于加工平面(包括水平、垂直、斜面)、開槽面、成型、切削等，在毛坯上配合高速旋轉刀刀，銑出需要的形狀和特點。加工表面粗糙度Ra值為1.6 ~ 3.2μm。傳統銑削主要用于銑削輪廓和倒角形狀簡單的特點，而CNC數控銑床可以進行復雜形狀和特征的加工。
銑床有分幾種類型，比如數控銑床，龍門銑床，專門針對一些大型材料進行加工機床，有臥式和立式兩種，數控銑床大家都比較了解就是大家常說的CNC，龍門銑加工同樣可以加工大型加工件，比如我們常用的機架即就是使用龍門銑將其銑平面。
一個零件的生成同樣是經過：工程師設計-毛坯料采購-加工外形-根據圖紙要求加工孔、槽等。
車床加工：車床主要是針對圓柱類型的材料進行加工，可以根據圖紙的要求進行車、鉆精車普車，復雜的零件可以使用CNC數控車，只需要根據產品的3D尺寸要求進行數控車床自動完成工藝。
同樣一個零件的生成同樣是經過：工程師設計-毛坯料采購-加工外形-根據圖紙要求加工孔、槽等。
磨床加工：磨床加工對于自動化行業應用在模具方面最為普遍，我們做非標設備可能對于表面或零件精度不高的情況下很少有使用到。
磨床的功能有：
通常在于我們目前設計的精密配件會使用磨床加工，修槽包括滑動配合件等。磨床和銑床車床相比它屬于后段工序，即先銑、車工序完成后，磨床后續進行一個精磨加工處理，整個零件即可算完成。
線切割、慢走絲及快走絲：此類加工機床在零件設計要求精度極高的情況下，加工中心才安排使用該功能，一般車銑磨能夠滿足情況下是不需要使用。
放電加工：放電加工是特種加工技術的一種，大部分應用在模具制造、機械加工行業。放電加工可以用來加工傳統切削方法難以加工的超硬材料和復雜形狀的工件，一般使用導電的材料，可以在諸如鈦合金、工具鋼、碳鋼和硬質合金等難加工材料上加工復雜的型腔或者輪廓。
小建議：其實非標設計就是憑自己多年的實踐與見識，將一些結構進行組合，變動再轉嫁接，創造一些新鮮東西并不難的。對于每一個設計工程師我都常常灌輸他們的思想，在設計開始的時候先考慮好這四個要點：1.定位，2.基準，3.尺寸，4.成本控制
1.定位
何為定位，即就是你在設計初衷就要考慮到A工件與B工件的一種固定方式，是要用銷釘去定位呢，還是用臺階槽去定位呢，還是用卡鍵槽。其實這些都是我們設計過程中常見的一種安裝固定方式，我們通常定位的意思就是要你設計它的時候要如何才可以滿足到該機構的定位性功能，同時要考慮到裝配師傅們方便安裝及拆卸，這就是我所說的機構設計基準定位。
2.基準何為基準，其實就是結合與第一點定位這個特性來相互的。基準就是涉及到你設計時候一個定位性基準方向，好比一組機構的左右調節，還是前后調節，它都有一個最初的基準點及最終的基準點，即就是我們設計中常常使用的定位孔，限位塊等，常稱為基準。
3.尺寸尺寸簡單地說明了零件的整個外形及體積，好多剛剛入門的工程師對機加工工藝是不了解的，所以他們設計的工件往往就是搭積木的方式，反正能夠搭上去就搭，并且定位及基準性一點都沒有，工件反正就是隨便拉伸切除，也不考慮加工一個方便，本來我是用銑床就可以加工完成的，他設計的工件加工必須要走一道火花機放電才能夠完成，這就是簡稱為尺寸，也可以說是零件的定位。
4.成本控制根據個人總結經驗里所理解，機械工程師必須要懂得了解自己設計的零件一個加工工藝過程， 并且這個工件成本是完完全全是出自于你自己怎么樣的設計，這也是節約成本的一個環節，還有自己對機構的材料使用，是否選擇的材料能夠滿足力學上的支撐及壽命。
在審核過別的工程師圖紙的時候，明明一組機構兩端支撐就可以足夠的了，他卻多加了一組機構，而且加了這組機構反而對調試及組裝一點都不方便，故這方式也是節約成本環節，其實有很多種方式，各種各樣，好比一塊板能夠在2個對角螺絲固定的時候就不必要四周均開螺絲孔，這也是一種成本的控制。
其實我們做非標設計，要考慮到的是定位、工藝、人機交互，再次圍繞以下這幾點：
定位: 這點來說，設計開始考慮到定位與螺絲固定這概念，杜絕少定位，也避免過多的定位；
工藝: 是指一臺設備的裝配工藝性，是否安裝方便同時方便拆卸；設計零件結構是否合理，滿足精度同時是否方便加工，還有工件強度及它的使用壽命；
人機交互: 一臺設備好不好操作，就得看設計工程師的設計水準了，是否方便操作，是否方便隨時監控設備運行狀況，設備故障時候是否一目了然非常便捷地排除；
寫到最后，希望學機械的童鞋們，堅持自己的選擇，千萬不要聽前輩們的抱怨，因為他的遭遇不可能走到同樣的，所以加油吧！
作者: liuxiaoran 時間: 2022-5-13 13:52
機械工程師現在： 很難的工作+最差的人
作者: 翱翔天際 時間: 2022-5-13 14:29
所謂的工程師而已
作者: liuxiaoran 時間: 2022-5-13 16:35
本帖最后由 liuxiaoran 于 2022-5-13 16:41 編輯
從中國的角度看，你寫很好。
從世界的角度看，不及格。
機械的本質是力學計算，你從頭到尾沒涉及到本質的東西，翻到在一些雞毛蒜皮上面打轉，也就是材料和工藝，這個絕對不是社會世界先輩留給你我的。作為機械工程師，你的本質的東西完全跑偏了，就其原因，中國過去40年的機械的起源根本是工廠，完全沒有設計能力，所謂的設計就是抄襲+拍腦袋，沒有設計，當然也沒有設計錯誤，因為就沒設計，怎么來設計的錯誤。一出問題就濫用材料和工藝。就是更好的材料更好的工藝，而不是設計缺陷。
很顯然，設計給你的專業教育于你幾乎毫無價值，甚至不及材料。那還要機械工程干嘛。
另外，不管是材料還是工藝，其實你寫的這個東西都是一點點表面的皮毛，都是書上是結論和經驗，而不是邏輯和專業能力。就好像老師傅叫你擰螺釘要使勁擰或者要擰360度一樣，因為沒擰緊會松，就好像大媽擱鹽，告訴你今天是臘肉，少擱點；明天的東西要防止壞，多擱點。。這些玩意本質上其實是經驗，不是科學技術，更不是具體的邏輯，嚴格說不算是設計，不然，有經驗的大猩猩會挑選大的最堅硬的石頭砸開堅果也是設計了。
自己都覺得簡直太刻薄了。所以被一堆傻逼追著罵也是活該。
請叫我杠精。
作者: 好大一陣雨 時間: 2022-5-13 17:15
有經驗的大猩猩為什么不去吃香蕉呢
作者: 機器畫家 時間: 2022-5-14 18:37
能移民盡早移民。國內沒有知識產權。
作者: 走江湖 時間: 2022-5-16 08:50
說得對，但是老板認為不就畫個圖
作者: airlovesen 時間: 2022-5-19 09:25
也是看行業屬性吧。非標一般都是交期短，對應新工藝。所以對于力學和結構分析主要都是簡單核算就過，然后搭建起來對應方案測試。使用最成熟的經驗選擇材料、機構等。做標準機或者高精度機器就需要對剛性、可靠性這些做進一步的分析驗證，個人所見。有部分原因是你能接觸的大部分進口機器其實都是標準機。
作者: liuxiaoran 時間: 2022-5-19 09:38
我們行業還是都需要做大量的可靠性試驗的。設計看水平高低，不是那么容易做的，大部分公司還是完全依賴試驗。
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