一位資深機械設計師難得的工作經(jīng)驗與感悟,看完豁然開朗(編輯修改稿)
2025-02-14 13:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 件鍛件。），再比如要考慮你所將設計的機床的大體尺寸，總高，總長，總寬（考慮到實際車輛和道路運輸情況再決定該機是散裝運輸還是整機運輸）。在考慮這些大致方向性的基礎要素的同時也要同時考慮初步的機床功能實現(xiàn)方式。也就是采取何種工藝或方法來成型，就目前的成型方式來說可分不去除材料的方式和去除材料的方式以及增加材料的方式。不去除材料的方式有：鑄造/鍛造/擠壓/冷軋/折彎/滾壓/卷圓/彎管/旋壓。去除材料的方式有：車削/銑削/鉆削/刨削/磨削/拉削/鋸削/插削/沖壓/裁剪/激光切割/水切割/火焰切割/等離子切割/火花電蝕。增加材料的方式有：焊接/分層輪廓加工（3D打印機）在如此多的成型方式里借鑒和確定某一種最合適的成型方式作為所要設計的機床的最基礎理論架構。確定機床初步結構方式基于上述內(nèi)容確定一個初步的機床結構布置性方案。比如客戶提供的要由你所設計的機器加工的料是類似工字鋼一類的較長型材（此時要綜合考慮在機床加工時客戶上料以及下料的便捷性，安全性等因素，同時考慮客戶是單條加工還是成捆多條同時加工。）在此狀況下我們可能就會傾向于確定大概設計思路是在加工時候采取被加工件固定（靜止）而采取刀具以及刀具總成移動的初步策略（類如激光切割機）。當然，結合實際情況也可以采取工作臺（物料）移動形式（類如龍門銑床）。有了個大致性的初步策略后，再接著就要考慮機床的生產(chǎn)效率和精度要求。對于此兩項要求肯定是要結合設備造價來確定。例如是否采用多工位結構，是否采用多機頭結構，是否需要加快各部位工進或快進的速度（速度高了對于驅(qū)動的功率要求就大了，又要考慮速度高了機構慣性大了，定位精度下降了，若采用大功率大慣量的電機就直接意味著成本的上升）,此時也要兼顧機床整體的剛性以及重心問題或考慮必要的結構共振頻率問題。同時還要兼顧人體工程學要求。（對于操作位或某些需要經(jīng)常調(diào)整和操作的位置要考慮正常人操作時的便利性。）確定各部件或總成的結構形式和功能在確定了機床成型方式和整體初步結構后就要對各部位進行初步規(guī)劃，這時要比較清晰和明了各部位的功能以及確定采用何種機構來實現(xiàn)這些部位的功能。做這些規(guī)劃的前提的前提就是要先考慮這個組件或部件的安裝和拆卸問題。比如對于易損件或耗材或?qū)τ谝恍┬枰?jīng)常調(diào)校的裝置和機構就要求考慮合理的拆裝和維修時的便利性。比如要更換一條三角皮帶，則要對該機進行殺牛剝皮式的拆卸和更換那就不能算是一個好的設計。例如當我們確定采用常用的直線進給機構時所要考慮的問題有如下方面：（結合實際的效率和精度需求明確某種實現(xiàn)形式，常用的當然有導軌加絲杠這種形式，至于是采用滑動摩擦絲杠還是滾動摩擦的絲杠則要根據(jù)實際情況確定。傳動效率，定位精度，動態(tài)響應性，負載情況，速度特性，螺紋升角，絲杠所能承受的軸向載荷，導程，造價成本，等因素都要綜合考慮。）再比如間歇運動機構，在電機控制技術還沒完善前，要實現(xiàn)此類機構那真是花樣繁多。（槽輪形式，不完全齒輪形式。）樓主個人認為做機械設計難的是如何把復雜問題簡單化，對于那些挖空心思搞些精妙復雜的機構，例如圓柱/圓盤凸輪機構，詭異莫測的空間機構，變化無窮的四桿機構，以及一些考驗加工制造人員的不完全齒輪機構和異形齒輪機構等等。對于刻意要弄些讓一般人玩不轉(zhuǎn)的，弄不清狀況的設計，樓主不表示贊成。當然前提條件是我們完全可以采用一維線性運動或二維平面插補或三軸聯(lián)動來解決的情況。采用伺服電機和直線滾動摩擦性質(zhì)驅(qū)動和導向裝置能完美解決那些需要間歇的，加速的，行程放大的，特殊運動曲線的功能要求下為何還要去弄那些復雜的，且制造困難的，不通用的，讓維修和裝配人員眼花繚亂，莫名其妙的且還大都是些滑動摩擦關系的機構呢？也許有人會說，一組二維平面直線插補的運動平臺抹殺了多少前人留下的那些可以真正稱謂為機械設計精華的機構。對于此，類舉個很有諷刺意味的笑話。（某新兵進行野外生存訓練，餓著肚子搓了好幾個小時的木頭，還是沒能像祖先一樣實現(xiàn)鉆木取火。筋疲力竭之余摸出打火機和香煙，先坐石頭上抽根煙，緩口氣，繼續(xù)琢磨這鉆木取火的技巧。）當然，對于一些必須的和必要的機構還是無法完全采用現(xiàn)代快餐式的設計文化來填補和實現(xiàn)。比如應用
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