机械设计师所要具备的十点素养

809775354 · 发表于 2016-11-10 08:23:33

从业十年来干过小工——总工。造过锯床，3轴数控铣床，3D打印机，多线切割机，锯片磨齿机；也曾扯虎皮，造大旗，占山为王。置场地，买机器，修机器，改机器，做夹具，做模具，搞生产，搞装配，接油管又接电线。近来得空，拼凑一文，与诸位分享。

1. 熟练翻阅机械设计手册。
对于标准件以及常用件的一些技术特征要了熟于心。比如要清楚各类轴承，带传动，链传动，齿轮传动，丝杠传动，蜗轮蜗杆等的使用场合，使用方式，以及相关的技术特征。对于具体应用时的选型计算则可对照设计手册的图表和公式进行具体确定。

2. 知道N家常用件供应商并熟练翻阅其产品样本。
现在机械设计趋向于模块化，对于机械设备制造工厂的整体技术要求更侧重于对于一些配件和部件的组装应用。比如台湾HIWIN，日本THK，德国FAG，FESTO。对于此，要做到当你在设计某个零件或部件或要完成某个动作或功能的时候，必须得知道目前是否有专业的厂商在生产，或提供能实现某个部位的功能要求的成熟的零配件。

3. 熟悉原材料情况。
比如你要知道目前市场上有卖的冷轧或热轧铁板以及各类型材的规格尺寸，有经验的工程师往往都会知道，你安排给采购的单子往往到最后是会变得面目全非的。因为在钢材市场，普遍存在变薄，变窄，变短这些情况，采购买回来的东西，往往是和你坐办公室根据设计手册里选出来的相关数据存在比较大的折扣。

4. 深度了解各类常用机床的结构原理和性能特点。
所谓万变不离其宗，机床亦是如此。设计一台机器的过程可类比是小孩堆积木一般，一个部件一个组件进行堆积，然后把这些具备不同功能的部件或组建遵循某种规律联系起来。在这个过程中就需要你熟练掌握一些常用机构或装置的功能和特性。而我们所常见的车，铣，钻，刨，磨，镗等机床上应用的结构或原理，都是经过了数十上百年的考验，对于其稳定性和可应用性我们无需过多地怀疑。比如车床的刀架结构，卡盘结构，尾座的锁紧机构，主轴轴承布置，磨床主轴密封结构，刨床的连杆机构等等。

其实说这么多，想表述的就两字，对于这些稳定的常用的结构，我们要学会在设计新机床时“借鉴”或者说是“参照”。从另一方面来说，了解各类常用机床的结构原理和性能特点是出一张零件图纸的前提基础。举个例子来说，就是当你完成一张图纸时，最起码你自己要知道这张图纸上的这个零件的大体加工过程。这个所谓的大体了解，个人认为是好比要加工一条常见的轴类零件，当你了解车床、铣床、磨床的一些特性后，就不会在图纸上出现没有了螺纹退刀槽，砂轮越程槽等情况，同时也不会对轴类零件的长度方向尺寸随意标注个IT6，IT7的公差要求。

5. 掌握一定的机床装配能力。
很多人会问，这完全是装配工的活了，我做为一个设计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。当你永远不去了解这方面的知识时，就永远理解不了，针对一条长轴进行过渡或过盈装配时，因为你图纸上的左轴承位和右轴承位相距太大，导致轴承只能从左到右或从右到左装配，而带来的两轴承位之间那么长一段装配距离的痛苦。当然，你也肯定不会想起当这条轴最后要进行轴端螺纹锁紧时，因为你图纸上缺少了限制这条轴锁紧时转动用的夹持平面而导致无法顺利锁紧。同时，你就更想不到或是理解不了哪个位置哪些孔或哪些销位是需要装配时定配的。

6. 具备一定的电气，液压，气动等方面的知识。
社会分工越来越细，个人工作方向越来越专。当然，这里强调这些“旁系”学科，并不是要求作为一个机械设计人员，必须得能够根据机床功能进行液压或气动的集成块的油路布置，或进行强电线路的规划或弱电程序的编写。但至少我们要能看懂人家提供的液压系统原理图或电气原理图/接线图等。如果能读懂或编写通用的PLC程序或一些运动控制器的C程序就更为妥当。了解这些交叉科目知识的主要目的，是能够和专业负责液压、气动或电气控制的工程师进行技术沟通和协调。往宽泛了说，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”。设计初期就在头脑里把液压和电气所要连接的线路和管道进行了交叉排布，那在设计时就能充分考虑这些管道和线路的空间位置问题。

7. 养成在生活中捕捉，发现，简化，总结，借鉴的能力。
对于一个搞机械设计的人员，在日常生活中应当更擅长去发现“动”的事物和现象。我们举些简单的例子，比如冰箱，就算你不知道它的制冷原理，但我们可以去观察学习冰箱的门的密封结构。再如榨汁机，它是利用刀盘的旋转进行物料的切削，同样是利用刀盘的旋转产生的离心力进行过滤和分离。再比如汽车后轮差速器，去琢磨当汽车转弯时候左右轮为什么出现速度差。这些都是要求我们在日常生活当中去捕捉去发现并去琢磨，然后再进行提炼，最后都是可以在设计中进行借鉴的。当然，最好的学习和领悟的机会是在机床展会上，相信很多有经验的设计工程师对此深有体会。机械设备会展既是销售人员的一个良好的拓展舞台和机会，同时也是机械设计人员学习别人优秀设计经验和认知当前机械设备发展概况的良好机会。所以，楼主希望广大同行应当多多去参加相关展会，并不辞劳苦在展会上多走，多看，多拍照。

8. 略知钣金知识。
一个好的设计作品，应当是让外行人来观看时，能让他们在头脑里第一印象做出 “美观”、“先进”、“牢固”、“稳定”等判断。很多机械设计工程师往往侧重关注于机床功能，效率，精度等一些技术性层面的东西。往往对于机床钣金设计，液压管道和电气线路布局采取忽略、忽视的姿态。举个简单的例子，要是把奥拓车的外围钣金套弄到奥迪车上，我相信很大比例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，除了它的完善功能以及运算速度的优异，当然其“美感”的产品外观设计也是很大一部分原因。说了这么多，无非是突出在机械设计中，要求注重机床的外围钣金设计以及线路管道布局或油漆色彩的协调。当你不熟悉不了解各类钣金加工设备情况时，往往会出现在能进行折弯的地方采用铁板焊接处理，能进行弯管的部位采取直线管道拼接，能进行裁剪的地方出现弯弯扭扭的气割痕迹。略窥机械设计的宗旨，那就是如何把复杂的问题用简单的设计来实现，以及如何做到让外行的人看到这个设计作品是持肯定和褒奖态度。

9. 略知金属材料与热处理知识。
对于事物或技能的掌握程度我们可分为认知—略知—掌握—熟练这么些阶段。作为机械设计工程师，我们从事的这个行业交叉性的学科比较多。所谓业精于专，当然我们的前提是做好自己设计范畴内的事情，而这里所要求知晓的金属材料与热处理知识，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态。但一些基础性的知识还是需要了解或掌握的。比如低碳钢，中碳钢，高碳钢，常见合金钢一些常见的特性，通用性材料的屈服点，抗拉强度，热处理前后硬度特性等。举个简单的例子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，结果在图纸的材料栏里写了个40Gr，等采购买回来，加工，热处理后，一焊接，发现YG6的刀粒铜焊怎么都焊不到那条又粗又壮的刀杆上去。

10. 设计软件只是工具，而非使用它就是目的。
楼主曾面试过好多学校刚毕业的热血小伙，简历上很多都有这样那样的等级证书，尤其常见AUTOCAD，PRO/E，一类中级制图员，高级制图员等等头衔。楼主也加了好些像SOLIDWORKS应用群一类的QQ群。发现一个现象，很多人往往都沉浸和陶醉在讨论或研究采用何种建模方法，采用怎样的渲染或动画技巧一类的问题。当然，并不是说你去研究和深挖某个软件的各项功能是错误的，只是觉得一个人的学习能力和学习方向应该正确把握。我们做机械设计的要明白，软件只不过是替代了传统的图板和丁字尺的一个工具而已。应当把主要的精力和时间花在纯粹的设计构想当中，而不是让自己被这些功能庞大的软件给捆绑。