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机械规划

优异的机械规划师应具有哪些本质

时刻:2019-10-20 23:10:20   作者:   来历:   阅览:364   谈论:0

    机械规划是机械工程的重要组成部分,是机械出产的榜首步,是决议机械功用的最首要的要素。机械规划的尽力方针是:在各种捆绑的条件(如资料、加工才干、理论知识和核算手法等)下规划出最好的机械,即做出优化规划。优化规划需求归纳地考虑许多要求,一般g:最好作业功用、最低制作本钱、最小尺度和分量、运用中最可靠性、最低耗费和最少环境污染。那么,怎样成为一名优异的机械规划师?应该储藏哪些知识?具有怎样的本质呢?特为您奉上一位资深机械规划师可贵的经历与感悟。


一、机械规划所要了解的周边知识以及所要具有的调查视角

1、娴熟翻阅机械规划手册。(关于规范件以及常用件的一些技能特征要了熟于心。比方要清楚各类轴承,带传动,链传动,齿轮传动,丝杠传动,蜗轮蜗杆等的运用场合,运用办法,以及相关的技能特征。关于详细运用时的选型核算则可对照规划手册的图表和公式进行详细确认。)


2、知道N家常用件供货商并娴熟翻阅其产品样本。(现在机械规划趋向于模块化,关于机械设备制作工厂的全体技能要求更偏重于关于一些配件和部件的拼装坝谩1热缣ㄍ錒IWIN,日本THK,德国FAG,FESTO。关于此,要做到当你在规划某个零件或部件或要完结某个动作或功用的时分有必要得知道现在是否有专业的厂商在出产或供给能完结某个部位的功用要求的老练的零配件。)


3、了解原资料状况。(比方你要知道现在商场上有卖的冷轧或热轧铁板以及各类型材的规范尺度,有经历的工程师往往都会知道你组织给收购的单子往往到终究是会变得改头换面的。由于在钢材商场,普遍存在变薄,变窄,变短这些状况,收购买回来的东西往往是和你坐办公室依据规划手册里选出来的相关数据存在比较的扣头。)

优异的机械规划师应具有哪些本质

4、深度了解各类常用机床的结构原理和功用特色。(所谓万变不离其宗,机床亦是如此。规划一台机器的进程可类比是小孩堆积木一,一个部件一个组件进行堆积,然后把这些具有不同功用的部件或组成遵从某种规则联系起来。在这个进程中就需求你娴熟掌握一些常用组织或设备的功用和特性。而咱们所常见的车,铣,钻,刨,磨,镗。等机床上运用的结构或原理都是通过了数十上百年的检测,关于其安稳性和可运用咱们无需过多地置疑。比方车床的刀架结构,卡盘结构,尾座的锁紧组织,主轴轴承安置,磨床主轴密封结构,刨床的连杆组织等等。

    其实说这么多,想表述的就两字,关于这些安稳的常用的结构咱们要学会在规划新机床时“学习”或许说是“参照”。从另方面来说了解各类常用机床的结构原理和功用特色是出一张零件图纸的条件根底。举个比方来说便是当你完结一张图纸时最起码你自己要知道这张图纸上的这个零件的大体加工进程。这个所谓的大体了解楼主个人认为是比方要加工一条常见的轴类零件,当你了解车床,铣床,磨床的一些特后就不会在图纸上呈现没有了螺纹退刀槽,砂轮越程槽等状况,一起也不会对轴类零件的长度方向尺度随意标示个IT6,IT7的公役要求。)


5、掌握必定的机床设备才干。(许多人会问,这彻底是设备工的活了,我做为一个规划人员过多地了解这方面知识干什么?当然,会这么问的往往都是些刚入行的新手。当你永久不去了解这方面的知识时就永久了解不了针对一条长轴进行过渡或过盈设备时由于你那图纸上的左轴承位和右轴承位相距太大而轴承却只能从左到右或从右到左设备时,那两轴承位之间那么长一段设备间隔所带来的苦楚。当然,你也必定不会想起当这条轴终究要进行轴端螺纹锁紧时,由于你图纸上短少了捆绑这条轴锁紧时滚动用的夹持平面而导致无法顺畅锁紧。当然,你就更想不到或是了解不了哪个方位哪些孔或哪些销位是需求设备时定配的。)


6、具有必定的电气,液压,动等方面的知识。(社会分工越来越细,个人作业方向越来越专。当然,这儿着重这些“旁系”学科并不是要求作为一个机械规划人员有必要得能够依据机床功用进行液压或气动的集成块的油路安置或进行强电线路的规划或弱电程序的编写。但至少咱们要能看懂人家供给的液压体系原理图或电气原理图/接线图等。但能读懂或编写通用的PLC程序或一些运动操控器的C程序是更为稳当。了解这些穿插科目知识的首要意图是能够和专业担任液压,气动或电气操控的工程师进行技能沟通和和谐。往广泛了说,当你了解透彻了这台机床的液压和电气后就能进行合理的“预留”。在你规划初期就在脑筋里把液压和电气所要衔接的线路和管道进行了穿插排布,在规划时就能充分考虑这些管道和线路的空间方位问题。)


7、养成在日子中捕捉,发现,简化,总结,学习的才干。(关于一个搞机械规划的人员,在日常日子中应当更拿手去发现“动”的事物和现象。咱们举些简略的比方,比方冰箱,就算你不知道它的制冷原理,但咱们能够去调查学习冰箱的门的密封结构,再如榨汁机,它是运用刀盘的旋转进行物料的切削,同样是运用刀盘的旋转发生的离心力进行过滤和别离。再比方轿车后轮差速器,去揣摩当轿车转弯时分左右拔什么呈现速度差。这些都是要求咱们在日常日子傍边去捕捉去发现并去揣摩然后再进行提炼终究都是能够在规划中进行学习的。

    当然,最好的学习和领会的时机是在机床展会上,信任许多有经历的规划工程师对此深有领会。机械设备会议既是出售人员的一傲己玫耐卣刮杼ê突会,一起也是机械规划人员学习他人优异规划经历和认知当时机械设备开展概略的杰出时机。所以,楼主期望广阔同行应当多多去参与相关展会,并不辞劳怨在展会上多走,多看,多摄影。)


8、略知钣金知识。(一个好的规划著作,应当是让外行人来观看时,能让他们在脑筋里榜首印象做出“漂亮”,“先进”,“结实”,“安稳”等判别。许多机械规划工程师往往偏重重视于机床功用,功率,精度等一些技能性层面的东西。往往关于机床钣金规划,液压管道和电气线路布局采纳疏忽,忽视的姿势。举个简略的比方要是把奥拓车的外围钣金套弄到奥迪车上,我信任很大份额的客户无法认同和接受。苹果手机之所以卖得差不多人手一机,除了它的完善功用以及运算速度的优异,当然其“美感”的产品外观规划也是很大一部分原因。

    说了这么多,无非是突出在机械规划中求重视机床的外围钣金规划以及线路管道布局或油漆颜色的和谐。当你不了解不了解各类钣金加工设备状况时,往往会呈现在能进行折弯的当地选用铁板焊接处理,能进行弯管的部位采纳直线管道拼接,能进行裁剪的当地呈现弯弯扭扭的气割痕迹。略窥机械规划的主旨,那便是怎样把杂乱问题用简略的规划来完结,以及怎样做到让外行的人看到这个规划著作是持必定和奖励情绪。)


9、略知金属资料与热处理知识。(关于事物或技能的掌握程度咱们可分为认知—略知—掌握—娴熟这么些阶段。咱们作为机械规划工程师,由于咱们从事的这个职业穿插性的学科比较多。所谓业精于专,当然咱们的条件是做好自己规划领域内的作业,而这儿所要求知晓的金属资料与热处理知识并不是要求你能熟记铁碳合金相图以及各类金属在不同温度不同热处理工艺下的金相组织形状。但一些根底性的知识仍是需求了解或掌握的。比方低碳钢庵刑几郑高碳钢,常见合金钢一些常见的特性,通用性资料的屈服点,抗拉强度,热处理前后硬度特性。

    举个简略的比方车间的师傅请你帮他弄一条刚性好些的车床用的深孔镗杆,你一听是要弄一条又粗又壮的高刚性的东西,成果在图纸的资料栏里写了个40Gr,等收购买回来,加工,热处理后,一焊接,发现YG6的刀粒铜焊怎样都焊不到那条又粗又壮的刀杆上去。)


10、规划软件仅仅东西,而非运用它便是意图。(楼主曾面试过许多一些校园刚结业的热血小伙,简历上许多都有这样那样的等级证书,特别常GAUTOCAD,PRO/E。一类中级制图员,高档制图员等等头衔。楼主也加了好些像SOLIDWORKS运用群一类的QQ群。发现一个现象,许多人往往都沉溺和陶醉在谈论或研讨选用何种建模办法,选用怎样的烘托或动画技巧一类的问题。

    当然,并不是说你去研讨和深挖G个软件的各项功用是过错的,仅仅觉得一个人的学习才干和学习方向应该正确掌握。咱们做机械规划的要理解软件只不过是代替了传统的图板和丁字尺的一个东西罢了。应当把首要的精力和时刻花在朴实的规划设想傍边,而不是让自己被这些功用巨大的软件给绑缚。)


二、机械规划进程概述

1、构成规划设想和完善全体战略

    机械规划的进程往往是从全体到部分细化的进程。所谓全体,便是指一个总的大局观。比方拿到某个课题(规划某样功用的机器),首要要在>脑里构成一个全体的含糊性的规划概念。比方要考虑客户要加工的料的原料(各项物理功用/硬度/强度/屈服点/耐磨性/耐性/比热/密度。),形状(板材仍是型材仍是铸件锻件。),再比方要考虑你所将规划的机床的大体尺度,总高,总长,总宽(考虑到实践车辆和路途运送状况再决议该机是>装运送仍是整机运送)。在考虑这些大致方向性的根底要素的一起也要一起考虑开始的机床功用完结办法。也便是采纳何种工艺或办法来成型,就现在的成型办法来说可分不去除资料的办法和去除资料的办法以及添加资料的办法。

    不去除资料的办法有:铸造/>造/揉捏/冷轧/折弯/滚压/卷圆/弯管/旋压。

    去除资料的办法有:车削/铣削/钻削/刨削/磨削/拉削/锯削/插削/冲压/裁剪/激光切开/水切开/火焰切开/等离子切开/火花电蚀。

    添加资料的办法有:焊接/分层概括加工(3D打印机)

    在如此多的成型办法里学习和确认某一种最合适的成型办法作为所要规划的机床的最根底理论架构。


2、确认机床开始结构办法

    依据上述内容确认一个开始的机床结构安置性计划。比方客户 供的要由你所规划的机器加工的料是相似工字钢一类的较长型材(此刻要归纳考虑在机床加工时客户上料以及下料的快捷性,安全性等要素,一起考虑客户是单条加工仍是成捆多条一起加工。)在此状况下咱们或许就会倾向于确认大约规划思路是在加工时分采纳被加工件固定(停止)而采纳刀 以及刀具总成移动的开始战略(类如激光切开机)。

    当然,结合实践状况也能够采纳作业台(物料)移动办法(类如龙门铣床)。有了个大致性的开始战略后,再接着就要考虑机床的出产功率和精度要求。关于此两项要求必定是要结合设备造价来确认。例如是否采 多工位结构,是否选用多机头结构,是否需求加快各部位工进或快进的速度(速度高了关于驱动的功率要求就大了,又要考虑速度高了组织惯性大了,定位精度下降了,若选用大功率大惯量的电机就直接意味着本钱的上升。)此刻也要统筹机床全体的刚性以及重心问题或考虑必要的结构共振 率问题。一起还要统筹人体工程学要求。(关于操作位或某些需求常常调整和操作的方位要考虑正常人操作时的便利性。)


3、确认各部件或总成的结构办法和功用

    在确认了机床成型办法和全体开始结构后就要对各部位进行开始规划,这时要比较明晰和明晰各部位的功用以及确认选用何种组织来完结这些部位的功用。做这些规划的条件的条件便是要先考虑这个组件或部件的设备和拆开问题。比方关于易损件或耗材或关于一些需求常常调校的设备和组织就要求考虑合理的拆装和修理时的便利性。比方要替换一腥角皮带,则要对该机进行杀牛剥皮式的拆开和替换那就不能算是一个好的规划。

    例如当咱们确认选用常用的直线进给组织时所要考虑的问题有如下方面:(结合实践的功率和精度需求清晰某种完结办法,常用的当然有导轨加丝杠这种办法,至所以选用滑动冲突丝杠仍是滚动冲突的丝杠则要依据实践状况确认。传动功率,定位精度,动态呼应性,负载状况,速度特性,螺纹升角,丝杠所能接受的轴向载荷,导程,造价本钱,等要素都要归纳考虑。)再比方间歇运动组织,在电机操控技能还没完善前,要完结此类组织那真是花样繁多。(槽轮办法Σ煌耆齿轮办法。)楼主个人认为做机械规划难的是怎样把杂乱问题简略化,关于那些煞费苦心搞些精妙杂乱的组织,例如圆柱/圆盘凸轮组织,怪异莫测的空间组织,改变不断的四杆组织,以及一些检测加工制作人员的不彻底齿轮组织和异形齿轮组织等等。

    τ诳桃庖弄些让一般人玩不转的,弄不清状况的规划,楼主不表明拥护。当然条件条件是咱们彻底能够选用一维线性运动或二维平面插补或三轴联动来处理的状况。选用伺服电机和直线滚动冲突性质驱动和导向设备能完美处理那些需求间歇的,加快的,行程扩大的,特别运动曲线的功用要ο挛何还要去弄那些杂乱的,且制作困难的,不通用的,让修理和设备人员目不暇接,不行思议的且还大都是些滑动冲突联系的组织呢?或许有人会说,一组二维平面直线插补的运动渠道抹杀了多少前人留下的那些能够真实称谓为机械规划精华的组织。

    关于此,类举个很有挖苦意味的笑话。(某新兵进行户外生计练习,饿着肚子搓了好几个小时的木头,仍是没能像先人相同完结钻木取火。筋疲力竭之余摸出打火机和卷烟,先坐石头上抽根烟,缓口气,持续揣摩这钻木取火的技巧。)当然,关于一些有必要的和必要的组织仍是无法彻底选用现代快餐说纳杓莆幕来添补和完结。比方运用偏疼设备得到振荡特性或夹具上的快速锁紧设备。或许是要运用超越离合器得到反转失效等工况。


4、零件规划

    榜首,考虑该零件的制作批量。(若是大批量制作某个零件时要充分考虑舜布芯咚用的定位基准,工艺孔等“剩余”的要素。)


    第二,考虑该零件的成型办法的特色。(比方某高速旋转的盘类零件,当选用铸造成型时,因不行防止地会存在组织疏松或气孔等缺点,而这类工艺特征不进行后期动平衡处理必然会酥略诟咚僭俗状况下发生过大的离心力,间接地会呈现轴承发热,异响,寿数短等现象。再比方关于中碳钢或高碳钢原资料进行气割下料来获取零件毛坯时很简略呈现切开处“被”淬火现象。)


    第三,考虑该零件的原材特性。(比方一片吮“謇嗔慵,咱们首要想到选用铁板取料,当然取料的办法能够是激光切开/水切开/火焰切开/乃至线切开/或是冲压。提示您这就要结合该零件的最佳经济效益来决议。当然不管是针对板材仍是线材,不管是选用锯切下料仍是火焰或激光或水切。都要留意排料问题。(寻求资料最大运用率)


    第四,考虑该零件的加工夹具。(关于单件小批量制作应在规划时尽量防止一些在通用机床上无法加工,有必要得用专用夹具来进行出产加工的状况。)


    第五,考虑制作该零件的刀具。( 规划零件时要充分考虑在商场上可购买到的且合适本身机床装夹和运用的刀具。尽量防止定制非标刀具。这个部分就要求略知一些刀具的国家规范。比方你在零件上规划了一个孔,且这个孔是有比较高的圆柱度和光洁度要求。一般咱们关于孔的工艺是钻孔或车孔—铰孔或镗孔—或内圆磨。 你这个孔的直径值若是选得不挨近刀具榜首系列或第二系列时,在规范刀具商场买不到对应的钻头铰刀一类刀具状况下就会变得十分费事。)


    第六,考虑加工这个零件的机床的加工规模。(机床都有固定的加工才干规模参数。比方C6132表明卧式车床能够完结最大零件反转直径是320。M7130*1000代表卧轴矩台平面磨床可一次装夹磨削宽度是300,长度是1000的平面。所以,在规划零件时就要结合这些机床参数考虑加工母机的可夹持或可加工性。)


    第七,考虑量具。(零件碓焱瓿闪艘求能运用通用的检具,量具来进行丈量。比方规划一组圆锥合作,你不选规范莫氏系列或常用的相似7:24锥度或1:50等这些锥度,而非要弄个7:23或1:47等锥度的话,那就在规范量具商场买不到通用的规范锥棒和锥套。当然若是选用二次元投影检测或三坐标检测的零件则不泶饲榭鲈际领域内。)


    第八,考虑热处理要求。(关于一些刚入行的朋友来说,在处理一些需求高耐磨性或需求杰出的归纳力学功用的零件时分,其图纸上往往会呈现这样的技能要求,资料Q235—淬火后硬度到达HRC60,且要确保淬透性和硬度均匀。资料45#钢—调质后达58HRC。关于此类现象,只能主张您再去多翻翻金属资料与热处理的知识。)


5、工程图纸的相关问题

    结合国内许多的“山寨”小作坊式的工厂的实践状况,规划图纸的规范化和规范化是个徒厦盾的问题。按正常的,规范的,谨慎的,科学的办法和办法来说,一个出产机械设备工厂的技能部门,本应当具有专职的绘图人员,图纸审阅人员,工艺规划人员,工装夹具制作人员,以及专职的电气工程师,液压气动工程师或程序员。而在“小农意识”的领导下通过浓缩再压缩处理屯往会精简到一两个人的状况。且此一两个人要在完结上述各职位作业的一起或许还要出具设备运用说明书,产品样本的更新编列,招标文件的编制等等一些技能人员的“活”。

    在此,只谈论依据上述一人多能的状况下的图纸有用性的相关问题。(所述或许不适用在具有清晰分工,各司其责的规范化公司干事的朋友。)

    榜首,做为规划人员,在坚持谦善好学的一起更要具有自我主意和独立判别才干。这状况信任许多朋友都有深入领会,老板是这么说,车间主任那样说,出产司理又有个别的的主意,客户还会提个“合理”的要求。处理欠好这些接连不断的定见或主张时,图纸文件包姓名将会从规划1版逐步变到规划11版。关于此,咱们规划人员若是处理欠好,往往会构成思想惯性和依赖性。一朝一夕咱们就会进入一个永久挣扎不出的死循环里。老板,车间主任,出产司理总觉得你这人朴实便是腰上别只死耗子—假充打猎的。而你更觉得没了规划自在,觉得和这些泥腿子扯淡彻底是夏虫不行语冰。被捆绑,被捆绑太多,彻底被禁闭在指指戳戳和许多的马后炮中。

    第二,关于图纸要素要做到知其然亦知其所以然。许多新手出具的图纸往往都“干干净净”异稹罢洁”,没有粗糙度符号,没有形状和方位公役要求,没有补白的技能要求,全部的线条粗细都是共同,尺度缺失,尺度剩余,尺度链关闭,图纸上表现不出加工和丈量的基准,N多虚线图素等等状况。提示您入行一段时刻后,略有领会了,成果或许又呈现图纸所标示的尺度公役以及形状和方位公役要求让人一看就半身不遂,再一看直接瘫痪的状况。

    举个简略的比方,当你规划一条轴时(轴承中心安置的状况),咱们要理解这条轴在终究磨削处理时的加工基准是两轴端的中心孔,而咱们设备后用百分表检测其某段轴段的跳动状况时的丈量基准词腔于中心的轴承位A和轴承位B之间的中心轴线,所以,你觉得在图纸上标示其恣意轴段跳动公役时的丈量基准是能恣意标示么?再例如当你规划的相似法兰衔接的两个零件不能完结理想的对接时,请不要榜首时刻去责问加工或工艺组织人员的过错。你应该拿起你出具的图纸细心看一看,是不是没有了设备止口了?是不是缺失了“配作”这样的技能要求了?是不是缺失了螺孔方位度要求了?


6、规划的魂灵—核算,校核

    机械规划所包括的核算能够大致分为如下几类:

A、支撑PLC或数控体系或运强刂瓶ǖ日庖焕喽西所需求的程序逻辑算法。举个简略的比方便是比方处理一只N轴联动的机械手的算法问题。需求考虑当臂关节平面移动,臂关节滚动,肘关节平面移动,肘关节滚动,腕关节滚动,指关节摇摆。等全部运动所遵从的运动轨道方程。(这类核算可归类是纯数学核算的性质,抢硇远西不牵涉。)


B、紧密联系物理现象的核算。比方静力学,资料力学,弹性力学,流体力学。

    当规划某个零件时,首要要考虑这个零件所要承当或完结什么使命,再结合这些使命去确认这个零件的形状,确认形状和切枰满意的运动联系尺度后再去针对这个零件的受力状况和受力性质以及原料一起考虑转速/热变形/以及规划寿数等等许多要素后到终究才干下手去确认各个部位的形状和方位尺度。


C、关于零件或部件加工或拼装时分的工时以及各项工艺参数的核算。就比方制作某款设备,铁板下料部分需求进行铁板排料的核算。金加工部分关于不同的加工性质有不同的加工参数的核算以及不同的加工办法摆放的核算。以及在这样的工艺参数下各个过程所需求的加工时刻的核算。

    最近在弄的一款设备(数控全主动锯片磨齿机)的核算书,光是处理锯片的转角/转速和砂轮的位移量及改变率的函数联系推导部分就有十几页A4纸内容。(这个就归于榜首类的核算性质)之前弄过的像某型设备作业台不同载荷性质下的承载才干的核算和某弹性体共振频率的确认等都属第二类性质的核算。当然第三类性质核算严厉说可莨槟晌工艺领域。

    比方是练武一般,假如没有内功的修习,就算是娘家招式练得再刚猛,也永久达不到宗师级的境地。所以一个所谓的真实的机械规划师必定是表里兼修的。那咱们那些短少逻辑思想的机械规划同行怎样办呢?对,逆向!便是从后往前看。现在萑砑技能以及传感技能这么兴旺。许多时分咱们能够避开那类冗杂的核算和验算的过程。举个简略比方,比方想知道不同转速下某条输出轴的输出扭距状况。直接拿个测扭仪衔接在该输出轴上针对各个转速读取就行。电机的功率要素,传动部件间的冲突,不同传动部件间由于不同的质量和荻纫起的加快度啥的咱都给考虑完整了,这样读取的数值将会比早年往后看形式下进行核算而得到的数据更为准确,有用。

    当然条件条件是那些根本的物性概念咱是要知道和明晰的。关于CAE剖析问题,楼主也曾有测验和触摸。由于总感觉CAE剖析关于资料物菔据的准确性以及网格区分和建模的规范性甚是灵敏,更首要的是捆绑和载荷安置的合理性等等影响终究核算成果的不确认性要素太多,且又无法去进行理论和实践的有用验证,又限于作业节奏和本身领会才干等原因一向未能对此深究,故不做论说。


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