我的機械技術觀點（系列之一）

亮劍

我的機械技術觀點（系列之一）

以下是我根據多年的工作經驗和在專業網站上所見到的現象，整理總結的系列文章。純屬原創和個人觀點。大約將一個周發一個題目，共8個，希望同仁們發表個人意見，再進行整理收入社區雜志。
1.機械工程師首先要學會抄襲和借用。
    自從英國第一次工業革命開始,世界進入了工業時代。傳統機械逐步發展和完善,已經非常的成熟了。盡管隨著社會發展我們已經進入信息時代,但是任何的信息都離不開機械作為載體。所以既然進入了這一行當,首先必須認識到它的存在價值和前景。
    然而既然傳統機械已經如此成熟,正說則很難有重大突破和創新;反說則是使我們這些大量的機械工程師有了安身立命之所，我們就可以站在上前人的肩膀上生活了。不知各位有無這種體會:只要你找,什么經驗公式、經典結構等等都可以找到。當你接到一個設計任務,你挖空了心思、絞盡了腦汁去想像,搞出來了并且也能用。可是忽然有一天在一份資料上見到了類似的東西——可能這份資料就在你身邊——而且其機構比你想的好多了——你必定會懊惱不已。
    所以,無數先人為我們留下了大量寶貴的經驗和財富。我們機械工程師有責任去繼承,要學會抄襲、學會借用。這個道理我是在讀書時(大一上學期)悟出的。實話實說,大學我幾乎沒讀,但我知道哪個知識點在哪本書的哪一頁,我整天在圖書館讀各種書(當時管的松一些)。
下面我舉個反面例子:在某機械論壇見到一個精華帖《壓力機設計全過程及心得》,如下:附圖;網友評論;我的回復。
《壓力機設計全過程及心得》
這是我剛剛做完的設備，現在把設計過程中的問題，及發生的問題講一講，和大家分享！請大家多提意見！
  首先介紹一下這個設計的參數，這是一臺100T的壓力機，結構采用市場上比較主流的結構，4柱式，上面的是主缸，下面有一個頂出缸，壓力是20T。
" h$ Z% o) _" r# ?  接下來說一下設計的主要過程，首先是圖中的三個主要的主機箱體，上面的蓋子，和中間的導向，還有下面的底座，請大家先看一下這三個“家伙”的結構。具體結構看附圖。為了保證這三個家伙在裝配的時候可以安裝在一起下了不小的功夫，由于是單件小批量生產，在這里我采用了3個把在一起加工的方式，主要優點是降低了對加工設備與技術和測量設備與技術的要求，主要缺點是失去了“互換性”，因此，既然決定采用這種方法，那么在設計的時候考慮了把這三件合攏一起加工的輔助工藝結構、合理的結構參數等等，而且還提出做配對記號的要求（因為他們已經不能分家了）以便有合理的生產組織與安排。如果你不準備采用這種方法，還必須明確地對四個孔的形位公差提出合適的要求。
2 Z6 O6 Q: I* o" G( E$ r: d9 l$ B附圖：

8 V7 y5 h+ R" l! p6 v


/ v6 O& w8 T7 l6 q$ D4 V. V
: x! A& K2 k7 p9 d' k! N9 K

4 }' d, w, Z' X; a這層說一下液壓缸的設計過程，先說一下主缸，100t的，圖為結構圖
* e, p4 i2 s; Q# q這支缸是典型的壓機缸，壓機行業的主缸缸筒壁厚都選得很大，比如220缸徑的壁厚大概40以上，而且用整體鍛件作坯，所以成本很高。因為我們不是專業做油缸的，所以計算比較保守，
而按德國力士樂25MPa、35MPa標準缸220缸徑的采用273無縫管為坯料，成本低很多。
9 ^; r( A% x! X, m工藝上可選用整體式活塞、活塞桿，用棒料、堆焊活塞部分。
/ B; o7 Y; {5 H; b" F( l8 ?0 a這個缸的缸底有問題，安裝時o圈易損壞，應該做成像缸頭那樣作成兩部分
. W% ^# j3 ^: {( w; t, V活塞與缸筒、活塞桿與導向套直接金屬接觸了，應留間隙，加支撐環
) k: W0 v- {& J9 k9 c0 I進出油口不要一樣大，缸底的油口必須大，因為流量大許多（這兒要用充液閥）
（上面有的話是引用lfpecker的）
$ e% M  x' Y! J- z9 W/ V$ O重型油缸經常很厚實，因為他們產常承受意想不到的載荷，比如：他們常常同時作為導向機構使用而受到不小的側向力，而在一般的工程油缸應用中，讓油缸（氣缸）工作時受到較大的側向力常常被認為是不可饒恕的錯誤。甚至連所使用連接件都要求有“萬向”調節功能以最大可能地減少“彎矩”。（以上引用szguanbo19）
! j& |, |. r8 m油缸的設計與標準油缸的設計是有區別的，除了標準油缸設計應該考慮的問題外，你還必須考慮側向力（偏載、彎矩等）在下面兩個地方產生的側壓力對油缸工作的影響：1、缸桿與缸蓋孔壁之間；2、活塞與缸體內壁之間；

( b' q1 _4 E, }9 m
8 v6 x1 l  x# P8 ~' N2 I
; T; \- i1 h* p* p1 R) S3 f: B6 w

( Z) L( q0 O9 w- e8 f# x
# M: J8 e- x' ^% }& t這里說一下油缸在快接近極限文職的時候的緩沖問題：一般在活塞快接近缸底時會有比較大沖擊，進口缸可以明顯看到在快到極限位置時有很明顯的減速（緩沖），這里面接受幾個結構請看附圖

4 o0 s2 K- M3 o( {

以下是發言：
/ `7 y6 e, J. R0 N1、活塞桿與活動滑塊的聯接最好采用活動聯接。
2、側壓力是很討厭，也是縮短油缸密封壽命的罪魁。
# B  B7 R& \. a& V: C, r1 m* `3、立式壓力機好用嗎，我接觸大的壓力機都是臥式的
4、設計確實不錯，值得借鑒
單件做壓機從周期，造價等方面都不劃算 三個活動橫梁從模型到加工都很麻煩，四根立柱、活塞桿等零部件的加工自己有大型加工設備嗎 南通有很多制作這種壓機的廠家，價格比你單件生產的要便宜，質量也有保障，當然周期也最短
活塞行程到底是怎樣回程的，有別的機構嗎
活塞桿應有導向套
0 X* g1 K* m- a! k- ]: s7 }, v3 T油缸的設計細節很關鍵，不知樓主能否提供一下CAD圖紙
5、油壓鋼內壁自己做能做嗎，做的時候要衍磨，如果不是專業做會不成本高了？
6、是的啊。。標準件最好不要自己制作，市場上有的是。
/ a6 N0 a3 q% C) v) X! U8 H自己加工從造價、精度上都很難保證的。
& O0 M2 W4 Q. s! Y三個模塊我覺得沒必要采用溝槽的形式。鑄?？梢?，加工很麻煩，成本高。。
不過樓主的一些想法仍然值得借鑒。。
7、我的發言：
下面發表我的看法：
1 贊成“油缸的設計細節很關鍵”。
2 贊成“衍磨，如果不是專業做會不成本高了”。
) H) {6 v, M9 y0 s3 贊成“我采用了3個把在一起加工的方式”。即使作為通機向外賣，控制一下一般也不會影響互換性。如果這3個壞了，那說明設計是完全失敗的。
0 V! h2 ^( z1 _2 k+ h4 疑問：當時有沒有考慮3件采用鋼板焊接？為什么？
) y2 v+ x7 b4 s( _5 A0 A; ?5 疑問：為什么沒有描述液壓系統的設計和考慮？即使是采購，作為整體設計也是要認真對待的。
6 疑問：既然你知道了那么多關于油缸的新技術、新方法、新材料。為什么不用？
7 疑問：對電控為什么也是只字未提？
8 疑問：既然是自己做一般也是自己用了，對使用條件為什么沒有一點個性化的東西？
: o! M9 R. C' U7 u" I比如外觀、安全、節能、輔助機構、操作方式等等。完全和通用的一樣的話，應該建議（或決策）買標準的，把精力放到開發上。純機械的東西是誰都會的，實在不行就花幾百塊錢到曬圖社買一套全圖，對不滿意的地方再改一改，既快又好。
機械工程師應該學會抄和借?。。?/font>
  V2 I6 a. U6 n$ P所以，我僅僅能給60分的綜合分。
一家之言，不對之處請諒解。

第一節結束。
! V! V, h* a" v8 [
附件:
( P7 {; H4 j" M  V

亮劍

版主和管理員，你們好：
這篇文章的事例我忘記征求原作者同意了。待我征求意見后，若人家不同意請能允許我重新編輯，另外舉例。總之是希望圖文并茂。謝謝

陽光直射

1 贊成“油缸的設計細節很關鍵”。
& b) a, U1 {7 G) N4 Z, J4 S4 Z2 贊成“衍磨，如果不是專業做會不成本高了”。
3 贊成“我采用了3個把在一起加工的方式”。即使作為通機向外賣，控制一下一般也不會影響互換性。如果這3個壞了，那說明設計是完全失敗的。
4 疑問：當時有沒有考慮3件采用鋼板焊接？為什么？
5 疑問：為什么沒有描述液壓系統的設計和考慮？即使是采購，作為整體設計也是要認真對待的。
6 疑問：既然你知道了那么多關于油缸的新技術、新方法、新材料。為什么不用？
6 w' |  M: _9 H( U7 疑問：對電控為什么也是只字未提？
% _" C4 L5 ^, ~  A1 |8 疑問：既然是自己做一般也是自己用了，對使用條件為什么沒有一點個性化的東西？
比如外觀、安全、節能、輔助機構、操作方式等等。完全和通用的一樣的話，應該建議（或決策）買標準的，把精力放到開發上。純機械的東西是誰都會的，實在不行就花幾百塊錢到曬圖社買一套全圖，對不滿意的地方再改一改，既快又好。

巨匠

1、贊成“活塞桿與活動滑塊的聯接最好采用活動聯接”。
9 X" R/ x, x! |/ ^( L9 i
2 z3 G& e% t" B2、贊成“油缸的設計細節很關鍵”。并且認為是該設備最重要的。
# a$ \$ {2 E* b9 I4 g  d
1 s4 U3 |4 M1 I6 a3、建議：利用舊設備改裝，或直接找壓機廠采購合適的橫梁、然后考慮采用鋼板焊接，最后才考慮該鑄件。

4、建議：3件分開加工，加工費不會超過1000元。

; ~. g; `0 Y: H& u5 |6 Z- w5、建議：油壓鋼首選采購標件，自己做手工拋光就可以了。

6、疑問：設備好象有點站不穩。
% x9 ~, t  Y; g  N  P3 }
1 }" W7 _. O1 e3 r% l7、疑問：有必要去設計，自己制造嗎？就算買來不適用，改也劃算。

unxping

1、“我采用了3個把在一起加工的方式”。從工藝上考慮，難度太大。不如分體坐標加工，滑動體采用兩對角孔主導向定位。另兩對角孔導套安裝時找正定位，也可適當加大配合，采用過定位。
7 F, K# h5 K+ Z( F, H2、油缸頭部，螺紋緊固結構不好，易松動，占用空間，活塞桿缺少硬導向，密封件易損。
( f9 p1 u( y* K& J3 U+ k# R3、機械設計，必要的開發是必須的！滿足物品功能是首要的！

害怕伏櫪

1、100噸壓力的四柱式上壓下頂的液壓機應該是通用標準設備，在江蘇，徐州和南通就有好多家生產（首帖中的個些發言中也提到南通）。同意巨匠的意見“疑問：有必要去設計，自己制造嗎？就算買來不適用，改也劃算”。
( J) s( {$ ]( z9 G  i8 M除非真有必要，不需要去做單件制造的非標設備。
2 C9 S4 M6 D4 f# n0 Z1 n' u; d2、如果做非標設備，工期和成本是必須要考慮的，使用焊接方式制作結構件是首選。
3、四柱壓機的3片結構放在一起加工可以采用普通鏜床，成本低得多。如果成本許可，用帶數顯鏜床或數控設備當然更好。疊在一起孔太深，加工精度不會太高。但單件制作，可以用一些非常規手段解決。
7 f5 d! g( u5 T$ i# H; e4、首帖的發帖者已經提到“按德國力士樂25MPa、35MPa標準缸220缸徑的采用273無縫管為坯料，成本低很多”，仍然采用了整體鍛造后加工的40毫米壁厚設計，令人費解。
5、同意5樓意見“油缸頭部，螺紋緊固結構不好，易松動，占用空間”?！盎钊麠U缺少硬導向”，不知是否是指活塞桿與導向套間的金屬接觸配合。如是，則有保留意見。竊以為活塞桿還是與增強四氟乙烯的導向圈配合為佳。
+ A4 f7 \0 J( Q( }6、曾經用40天完成一臺80噸壓力的專用四柱下頂式液壓機的設計和制造。下面貼出其油缸裝配圖。采用了加工非常方便設計，缸筒為冷拔鋼管內孔已珩磨過的商品件。
0 ^4 _; E; l, }$ q+ N2 g. w

害怕伏櫪

機械工業是所有工業的基礎，存在的時間最久遠，參與的人數恐怕也最多。前人的范例和經驗的總結數不勝數。像我們這些并不進行研究工作的普通機械從業者，沒有必要也沒有可能把前人已經做過的工作再去做一遍，借鑒或者“抄襲”才是本分。
非但如此，而且如今的社會各種分工極其明確，在機械行業中，各種類型的機械零件、構件、配件應有盡有；公文種類型的協作加工企業也都存在。作為一個設計者，應當盡量利用這些資源，把自制部分縮減到最少。

三腳貓

100噸四柱油壓機我用過
1,油缸滲油,換密封件
2,四柱松動,調節鎖緊拼帽
8 \& Q2 S; `9 k* S; \1 M: T2 ]
$ `7 {; I& ?$ n# N, {. L" ~# F3,活塞與活塞桿分體加工,螺紋聯接.
常規設計基本上是這樣聯接的,1節約材料,2活塞是易損件
6 y# `5 s" Z1 L( ?4機座、機殼、橫梁等材料選用
8 g# o4 }+ W& r* Y; |專業制造廠家用的是鑄鋼件,加工成本低,零件剛性好
單一制造或改造可用鋼結構件,省去木模制作費用,加工效率低

亮劍

在這一節中，我要表達的意思就是“伏櫪”大俠所說的：“如今的社會各種分工極其明確，在機械行業中，各種類型的機械零件、構件、配件應有盡有”。
$ r6 l/ G2 D+ P0 N; p- \1 V# L, u社區里一直說任何發展中國的機械工業等等。很多觀點也說我們批量小、無規模、成本高等等。
5 p9 R2 i2 U" E& c- h如何實現專業化、大批量呢？我想，從我做起、從現在做起。這是我們機械工程師的責任和義務。

libh333

嗯，看來要改變思路。
& j0 C6 _$ A' x( ?! t: Y5 b# E問題是有些東西無從知道是否有前人做過。不知道是否有專門搜集這方面知識的網站？