机械设计诀窍,这些一定要记住!

摘要:在机械工程与结构设计的领域,成为大师之路绝非坦途,它要求我们经历无数次的失败,穿越曲折的道路,不断地从过往的错误中提炼经验,直至我们能精确理解并满足客户的需求。确实,经验——无论是亲自获取的,还是他人传授的,都是我们设计生涯中不可或缺的瑰宝。

尽管某些观点时常被提及,但古老的智慧依然有效:从旧有的知识中发掘新的洞见。

在机械工程与结构设计的领域,成为大师之路绝非坦途,它要求我们经历无数次的失败,穿越曲折的道路,不断地从过往的错误中提炼经验,直至我们能精确理解并满足客户的需求。确实,经验——无论是亲自获取的,还是他人传授的,都是我们设计生涯中不可或缺的瑰宝。

1. 向复制致敬,通过复制精进。

在日常的设计实践中,绝大部分成果(约80-90%)都是对现有技术的复制与整合。我们应该积极利用他人的经验与前人的智慧,让这些成为我们成长的阶梯,推动我们不断前行。

2. 对设计的狂热追求。

设计师应具备良好的审美观与稳定性感知,能够辨别产品的美丑、稳定与否。更重要的是,设计师应站在用户的角度思考问题,全心全意为用户着想。对设计的热爱与痴迷,如同对恋人的眷恋,是我们建立自信、赢得用户喜爱的关键所在。

3. 力量塑造形态与结构。

机器产品需要在负载下运行,因此设计应以最薄弱环节的强度为依据。我们必须明确产品的受力情况,并以受力分析为基础进行设计。(在电子设备设计中,塑料部件的设计需以刚度验证为主,而金属部件则应以强度验证为主。)

4. 实践超越理论,现实优于图纸。

设计师需要通过图纸来表达设计理念,而图纸则巧妙地融合了理论与工程实践。然而,实践才是设计师的灵感源泉。当遇到无法按图纸制造或用户提出异议时,我们应严肃对待,避免轻率行事。公众号《机械工程文萃》,工程师的加油站!

5. 使用反馈深化理解。

尽管产品在厂内试验合格,但在实际使用中仍可能出现问题。因为用户现场的条件与制造厂的条件存在差异,且工人可能未完全掌握操作要领,维护保养也可能存在不便。因此,设计不应仅满足于初始的目标和要求,而应在实际使用中收集反馈,发现问题,持续改进设计,以确保产品质量、生产稳定、降低成本与消耗。

6. 精度并非唯一追求。

在装配过程中,因误差过大而导致的装配问题往往是加工车间与设计部门之间矛盾的根源。然而,设计者不应仅仅通过缩小公差范围来解决这一问题。因为产品的成本随精度的提高而急剧上升。设计者在图纸上的轻微疏忽都可能导致成本的直线上升。几个符合精度的零件并不一定能顺利装配在一起,这是尺寸链问题。在尺寸链的某个环节留出调整空间,装配后进行临时加工,往往能达到装配目的。设计者应追求产品的可靠性、易用性、易制造性和易维护性。而这些目标的实现需要设计者刻苦锻炼、努力学习与持续实践。

7. 专业化趋势下,标准与通用零件的重要性日益凸显。

在当今高度专业化的机械制造业中,依赖自家工厂制造所有零部件既不经济也不实际,这种观念早已过时。为了高效开发新产品,设计师们应当优先考虑采用市场上已有的标准零件和通用零件。这一策略不仅能显著缩短生产周期,还能提升零部件的互换性,进而降低成本。随着工业的持续演进,专业化水平将进一步提升。因此,设计师们必须紧跟市场趋势,熟悉各类标准零件、通用零件及其他组件的供应情况,以便做出明智的选择。

8. 务实创新,避免设计陷阱。

在设计领域,华而不实和固步自封都是致命的陷阱。年轻设计师往往充满激情,渴望展现自己的创意,但往往忽视了现实的限制,如交货期、成本、材料供应等。这种不切实际的设计往往难以成功。因此,年轻设计师在保持锐气的同时,也要学会务实,避免浪费时间和精力。而对于经验丰富的设计师来说,他们可能会过于依赖过去的经验,从而失去冒险的勇气,停滞不前。在这个技术日新月异、产品竞争激烈的市场中,设计师们必须不断探索,设计出更好的产品。他们必须保持学习的热情,不断适应变化的环境。过去的经验固然宝贵,但更重要的是用进取心去不断突破自我。

9. 问题的根源在于预防与果断处理。

俗话说得好,一事不成,万事皆休。当产品出现问题时,如果处理不当,往往会引发一系列连锁反应。因此,在问题出现时,我们必须进行深入调查和分析,而不是主观臆断、草率处理。设计是生产的基石,产品必须经过试制来验证设计的可行性和生产准备工作的完备性。如果生产经常变动,那么生产周期、产品质量和制造成本都会受到严重影响。而设计的变动往往会对生产产生较大影响。因此,我们必须尽量减少设计变动,并在必要时果断、迅速而周密地进行处理。对问题要有预见性,将事故扼杀在萌芽状态。总之,我们必须认真对待每一个问题,绝不能掉以轻心或马虎大意。

10. 问题的根源往往隐藏在忽视的细节中。

生活和工作的点滴经验告诉我们,故障与问题时常在我们未曾预料的地方悄然浮现。那些经过深思熟虑、精心策划的环节,往往能够平稳运行,例如机械强度的计算,我们总是对某个关键部位的安全性反复推敲,生怕它出错,而结果往往是它安然无恙。然而,正是在那些未曾留意的地方,问题却悄然拉响了“警报”。事后回顾,我们才会恍然大悟,“警报”的响起并非无的放矢,原来是我们忽略了那里的受力分析。这种问题的根源,往往在于我们的疏忽大意。在设计中发现薄弱环节时,敏锐地捕捉它、果断地解决它,这是一种不可或缺的能力,也是我们需要不断培养和提高的。优秀的设计师,总是能够在设计之初就保持严谨细致、精益求精的态度,长此以往,他们自然能够练就一身敏锐、高效的真功夫。

11. 继承性:设计的智慧捷径。

设计,大致可以分为两类:一类是无中生有的全新设计,另一类则是基于数据或经验的继承性设计。而我们常说的设计,大多指的是后者。公众号《机械工程文萃》,工程师的加油站!

一张图纸,往往需要经历无数次的考验与磨砺,才能最终成为有价值的作品。图纸上的每一处更改记录,都是零件或产品在实践中留下的足迹,它们能够反映出结构、材料、尺寸、公差、加工、测量、装配、试验等方面的变迁与问题。这些宝贵的资料,对于有心人来说,无疑是新产品设计的宝贵财富和参考资料。

12. 图纸的时效性:迟到的设计等于失败。

作为设计师,我们必须时刻关注产品的交货期。那么,交货期为何如此重要呢?

首先,厂家需要确保自己的生产进度能够满足用户的需求,而产品设计则是整个生产流程中至关重要的一环。其次,随着产品使用周期的日益缩短,为了保持竞争优势,我们必须加快技术更新的速度。再者,生产的节奏对产品质量和成本有着直接的影响。如果图纸延误,生产部门就不得不进行突击作业,草率交货。这样一来,产品的检查、试验等环节就可能不充分,从而导致产品出现意想不到的问题,进而引发用户的不满和不信任。

此外,设计与其他工作不同,它具有很强的设想性和思维推敲性,因此并不一定能严格按照预先的进度进行。但即便如此,我们又必须按照进度进行。这就要求我们在平时多做准备、多积累知识,做到养兵千日、用兵一时。同时,我们还应采取一些节约设计时间的措施,如使用草图或尺寸表格等。否则,一旦错过了时机,新的设计就可能被束之高阁,成为遗憾的废纸。

现在,有了PERT(Program Evaluation and Review Technique,即项目评估与审查技术)这一有效的管理方法,我们可以更好地估算和审定设计出图或交货的日期。因此,设计人员应尽快掌握这一技术,以提高自己的工作效率和成果质量。

13. 面对疑惑,保留原样在设计产品时,我们往往会参考其他厂家的产品或资料,这时可能会产生一些疑问,如“为何此处要如此设计”或“稍作改动或许更佳”等。然而,一旦进行了改动,可能会面临加工困难或故障频发等问题,届时悔之晚矣。这些问题的根源在于缺乏经验和资料,而这两者并非随叫随到,需靠时间的积累。当遇到对仿制物品存疑但又不确定问题所在时,为了避免弄巧成拙,最好的做法是暂时保留原样,留待日后深入研究。毕竟,我们无法预见所有问题,因此应尊重并借鉴前人积累的经验。

14. 谨慎利用原有设计在修改他人设计时,首先要深入理解该设计的核心理念和原则,切勿轻率地进行大幅修改或随意改动。否则,很可能会适得其反。如果修改后的设计效益提升不足20~35%,则不值得进行更改。因为仅提升5~6%的效益,可能连更改设计所需的资金都无法补偿。此外,在修改设计时,还需考虑成品和半成品的情况,尽可能进行利用。虽然修改设计应有充分的理由,但也应考虑到改动后对生产的影响以及可能产生的新问题。有时,如果发现原有的设计原则存在错误,必须进行全面修改,这时设计的负责人需承担重大责任,需全面考虑并果断决策,是彻底推翻重来还是稍作妥协。

15. 机械设计之路需实践而非空谈正确的思想是指引行动的明灯,若能在思想上明确机械设计入门的路径,无疑能加速入门进程。有机会的话,应深入车间学习,因为车间是积累基础知识的摇篮。正如万丈高楼平地起,坚实的地基是成功的关键。下车间就是打牢基础、扎根行业、积累经验的过程。只有将这个基础打牢、根扎深、积累做足,才能设计出更多、更出色的作品。

来源:沧海云帆一点号

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