非標(biāo)機械設(shè)計創(chuàng)新與創(chuàng)造并存

工廠企業(yè)而言，進行自動化，機械化改造促進企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級是大勢所趨，是中國制造2025以及柔性制造不可缺少的部分。社會的進步和變革己使原來的制造業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化和調(diào)整。中國企業(yè)現(xiàn)在所面臨的如工人難招，能源緊張等諸多問題早在四十年前美國和曰本都己經(jīng)歷過。發(fā)達國家企業(yè)生產(chǎn)效率高，能源消耗低，生產(chǎn)工具自動化程度高，生產(chǎn)工人少而精。所以中國企業(yè)必須由勞動密集型向科技型轉(zhuǎn)變才能生存。而為企業(yè)做技術(shù)改造則是我們企業(yè)生存之根本。

提高競爭能力需要拼各種直接和間接成本，拼能耗，拼精益生產(chǎn)，拼管理能力，拼效率，拼自動化，拼企業(yè)文化，拼……等等。中國工廠企業(yè)需要與同行以及國內(nèi)外狹路相逢勇者勝；非標(biāo)產(chǎn)業(yè)的需求以及應(yīng)用已經(jīng)不斷在提高，非標(biāo)在為工廠企業(yè)“私人定制“各種零配件，設(shè)備，模具，等等行業(yè)不斷提高企業(yè)競爭力，節(jié)省人員，降低成本上，智能制造自動化上凸顯它獨有的魅力。

在非標(biāo)行業(yè)的設(shè)計是體現(xiàn)設(shè)計者對制造業(yè)的“詮釋“和”應(yīng)用“創(chuàng)新與創(chuàng)造并存的成就感是大多數(shù)非標(biāo)行業(yè)從業(yè)者的心態(tài)；在與各類非標(biāo)打交道的同時，淺談一下非標(biāo)設(shè)計。

一．實踐出真知，理論與實踐緊密結(jié)合

不斷的學(xué)習(xí)新知識新理論是一方面，更重要的是對工藝的深入了解，須要深入生產(chǎn)一線跟工人交朋友，因為那道工序他每天重復(fù)成千上萬次同樣的動作，所以，工人更有發(fā)言權(quán)。當(dāng)你靜下心來仔細觀察分析工人們生產(chǎn)時的每一個動作，你不難發(fā)現(xiàn)，其實那些動作本身就是在告訴你這款產(chǎn)品的自動化設(shè)備應(yīng)該怎樣做才更人性化，才是最佳方案。許多時候就是這樣，工人不經(jīng)意的一句話就是機械重要機構(gòu)設(shè)計的絕佳方案，那是我們在大學(xué)課堂和教科書上永遠也學(xué)不到的。

非標(biāo)自動機械設(shè)計需要長時間而且是生產(chǎn)一線的經(jīng)驗累積的，對機械設(shè)計，工控，電氣，液壓，氣動，裝配，加工工藝，材料，個人經(jīng)驗等的整體輸出；需要考慮設(shè)計出生產(chǎn)速度高，經(jīng)久耐用，經(jīng)濟可靠，精度高，適合現(xiàn)場生產(chǎn)線工人習(xí)慣，低能耗，壽命長，使用安全，而且維護方便的自動化設(shè)備。經(jīng)驗的積累固然可以從書本上學(xué)到不少，但是事非躬親很難在腦海中留下深刻的印象，對別人的經(jīng)驗，自己沒有一定的基礎(chǔ)，要理解吸收真的是件不容易的事。

二．設(shè)計者須有多年的一線經(jīng)驗和扎實的專業(yè)理論知識

非標(biāo)自動機械專用設(shè)備。客戶所需的產(chǎn)品在市場上買不到或市場上的一些定型產(chǎn)品無法滿足客戶的特殊要求而須按其實際需要進行研制，也就是為客戶量身定做的，是獨一無二的企業(yè)私人定制。非標(biāo)自動機械貫穿設(shè)計、制造、使用，維護的整個過程，設(shè)計時的疏忽總會在這些方面反映出來，成功與否是很容易判斷的。

設(shè)計的過程中，受制造的影響很大，就是說好的設(shè)計是不能脫離制造的，對制造越了解，越有助于提高設(shè)計水平。設(shè)計的圖紙，投入生產(chǎn)，我沒見過多少能立即按圖加工裝配，在審圖、工藝等過程發(fā)現(xiàn)大堆的問題很常見,原因是多方面的，繪圖的規(guī)范性，看圖者的水平是一方面，但設(shè)計方對制造工藝的了解不深入是主要原因。

怎樣判定自己對制造的了解程度？最簡單的方法是隨手拿一張自己設(shè)計的產(chǎn)品的圖紙你是否能說出它的制造全過程。鑄、鍛、車、鉗、銑、刨、磨，電火花，線切割，CNC，材料熱處理，焊接等加工工藝和方式的了解還遠遠不夠。在機械廠做過幾年的誰不知道？而必須細分下去，要全面仔細了解各過程。比如說不銹鋼管45度仿型焊機針與工件的間距放多大, 不同厚度的角度如何自動走正, 起孤電流與收孤電流對焊縫的影響，及不同壁厚部位的峰值調(diào)節(jié),氣流與電流與轉(zhuǎn)速的關(guān)糸比等等因素，若非技術(shù)工人的指導(dǎo)幫助，這臺自動仿形機器幾乎沒有成功的可能。再比如說鑄造時怎么分型，澆口冒口怎么放，可能會有什么樣的鑄造缺陷產(chǎn)生，零件結(jié)構(gòu)在熱處理的時候會不會導(dǎo)致意外情況發(fā)生的，怎么在零件結(jié)構(gòu)上進行優(yōu)化，切削加工過程，在腦海中虛擬出來，總共用幾把刀，轉(zhuǎn)速，走刀量，甚至鐵屑往哪里飛，各把刀使用的順序，車工，銑工，磨工的操作動作全過程，如此等等，才算是有了比較好的基礎(chǔ)。不是說搞設(shè)計的一定要會開車床，銑床，會燒電焊才可以，但是要知道這些作業(yè)特點，在設(shè)計時加以充分考慮，作為工程設(shè)計人員怎樣才比搖車床燒電焊的強，才有安身立命之處。在設(shè)計過程中，就會規(guī)避一些不合理的結(jié)構(gòu)，設(shè)計的質(zhì)量自然提高不少，可是還不夠，一個有十年八年的工齡的技工能提出比你更成熟的細節(jié)方案（盡管整體的設(shè)計統(tǒng)籌他們做不了），唯一的解決辦法，多看書，多請教，多變通，多整合；多交流，而且一定要經(jīng)常深入生產(chǎn)一線。與相關(guān)人員深入溝通；別人總結(jié)出來的通常與生產(chǎn)相結(jié)合，俱是心血的結(jié)晶。帶著問題學(xué)，多想就能消化。再也不會說“只要保證同心度就行了”這樣膚淺的回答，關(guān)鍵是你已經(jīng)指出保證同心度的方法，甚至前輩的錯誤。

設(shè)計總是為了使用，好的設(shè)計必須具備人性化特點，設(shè)計一套工藝裝備，一試產(chǎn)，效率高質(zhì)量好，過了幾天，發(fā)現(xiàn)人家棄之不用了，原因是操作者用起來痛苦啊，安全可靠性，精度怎么樣等；要注意的細節(jié)又多。所以，工廠的技術(shù)改造首先是考慮人的因素，不同的企業(yè)生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，不同的產(chǎn)品有不同的操作方法，只要有可能就要盡量照顧工人已有的操作習(xí)貫，設(shè)計不利于使用，就面臨淘汰。現(xiàn)場會告訴設(shè)計者很多東西?！?/span>

三．非標(biāo)自動機械設(shè)計需要創(chuàng)新與繼承

我們做非標(biāo)自動機械設(shè)計不光是要站在制造的基礎(chǔ)上，還要有創(chuàng)新，但一定要學(xué)會繼承?，F(xiàn)在，全社會都在強調(diào)創(chuàng)新，但我們不能一強調(diào)創(chuàng)新，就瞧不起原有的東西。通常的創(chuàng)新分為兩種，一種就是構(gòu)成事物舊有元素的重新組合，一種是在舊有元素上加一些新的元素。所以，不管怎樣，創(chuàng)新的東西總是含有一些舊有事物的影子是不可否認的。正像哲學(xué)中所講，新事物都是在肯定中否定，否定中有肯定中產(chǎn)生的。不能為了創(chuàng)新，把舊有的東西全盤拋棄。原有的東西就如同一盤菜，創(chuàng)新就如同一點點調(diào)料，有了這么一點調(diào)料，菜的味道更加鮮美。

但沒有人為了純鮮美，不要菜，光來一盤炒調(diào)料的。所以我們強調(diào)創(chuàng)新，但不能忘記繼承，只有繼承，沒有創(chuàng)新，那是因循守舊，而只有創(chuàng)新，沒有繼承，那是空中樓閣。1：1的克隆可能很多的人認為是最安全最省事的一種設(shè)計方式。但是作為從事設(shè)計行業(yè)的人來講，克隆是一件可恥的事情。所謂一抄二改三創(chuàng)造。簡練的概括了設(shè)計人員的成長之路。剛?cè)腴T的時候，只能照抄，但是在抄襲的同時要拼命的去理解原設(shè)計者的意圖和思維，理解整個機器的傳動，各個裝置之間的相互關(guān)聯(lián)，每個零件的相互關(guān)系，各邏輯關(guān)系，理解融會貫通了之后就可以出圖，圖紙上就可以有明確的尺寸配合要求，形位公差約束。模仿優(yōu)秀的作品是每一個設(shè)計師的必走之路。但是做設(shè)計，一定要有自己的想法，人也要有自己鮮明的個性，久了，就形成了自己的風(fēng)格，風(fēng)格的養(yǎng)成與一個人的藝術(shù)素養(yǎng)和個人修養(yǎng)有直接關(guān)系。羅嗦的人搞出來的東西就是那么羅嗦的，小氣的人搞出來的東西就是一副小家子氣，不負責(zé)任的人搞出來的機器就跟那人的德行一樣的不負責(zé)任。能有自己的設(shè)計理念，設(shè)計風(fēng)格，就是不一樣，這樣搗騰出來的東西就有了獨特的靈魂。行家一看就知道，這是用心的杰作。在抄襲的時候積累了經(jīng)驗就要抱著否定的態(tài)度學(xué)習(xí)。查閱資料，多看些經(jīng)典的設(shè)計案例，和設(shè)計的禁忌，與自己接觸過的一些東西進行對比，就有了大的提高。就可以在現(xiàn)有的機器上動手術(shù)。如：提高機器的附加值，完善更多的功能，讓整機具備更高的可靠度。從而迎合高端的客戶；或者進行結(jié)構(gòu)精簡，保留一些常用功能，降低成本，滿足些買不起也用不上那多功能的客戶的需求。做到這樣就可以稱的上做機械設(shè)計開始入門了。

能不能成為世界級的發(fā)明家這個事情很難說的，但是憑自己多年經(jīng)歷見識，將一些結(jié)構(gòu)進行組合，變異，嫁接，創(chuàng)造一些新的東西是不難的。

四．機械零件材料選用的要求

在非標(biāo)機械設(shè)計的一些細節(jié)方面，有很多要注意的地方。現(xiàn)在我就機械零件材料的選用上，談?wù)剮讉€方面的要求：

1、使用要求（首要考慮）

1）零件的工況（震動，沖擊，高溫，低溫，高速，高載都應(yīng)當(dāng)慎重對待）；

2）對零件尺寸和質(zhì)量的限制；

3）零件的重要程度（對于整機可靠度的相對重要性）。

2、工藝要求

1）毛坯制造（鑄造，鍛打，切板，切棒）；

2）機械加工；

3）熱處理；

4）表面處理。

3、經(jīng)濟性要求

1）材料價格（普通圓鋼與冷拉型材，精密鑄造，精密鍛造的毛坯成本與加工成本的對比，）；

2）加工批量和加工費用；

3）材料的利用率；（如板材，棒料，型材的規(guī)格，合理的加以利用）

4）替代（盡量用廉價材料來代替價格相對昂貴的稀有材料，如在一些耐磨部位的套用球墨替代銅套，用含油軸承替代車削加工的一些套，速度負載不大的情況下，用尼龍?zhí)娲摷X輪或者銅蝸輪等等）。

4、當(dāng)?shù)夭牧系墓?yīng)情況機械設(shè)計的基本要求

1）對機器使用功能方面的要求要注意協(xié)調(diào)、平衡！防止木桶效應(yīng)的出現(xiàn)

2）對機器經(jīng)濟性的要求設(shè)計經(jīng)濟性，在短的時間里投產(chǎn)上市。使用經(jīng)濟性要有最佳的性能價格比（產(chǎn)品在小批量做開始賺了，再來改的更好）

5、對機械零件設(shè)計的基本要求

1）在預(yù)定工作期限內(nèi)正常、可靠地工作，保證機器的各種功能

2）要盡量降低零件的生產(chǎn)、制造成本

3）盡可能多的采用市場常見標(biāo)準(zhǔn)件。

4）對可能系列化的產(chǎn)品，盡可能的在開始設(shè)計的時候考慮零件的通用性，無法通用的也盡可能的在結(jié)構(gòu)上類似，以減少制造過程的工藝編排。以上這些心得是我三十年工作經(jīng)驗的粗淺總結(jié)。希望有更多的同仁參與討論，以使我們共同進步。以后的日子里我會就液壓，氣動，凸輪機構(gòu)在非標(biāo)機械領(lǐng)域的利用，談?wù)勑牡酶形?。特別是凸輪杌構(gòu)廣泛運用于自動包裝機，自動成形機，自動裝配機，自動機床，紡織機械，農(nóng)業(yè)機械，印刷機械，自動送料機械，高速壓力機械等等。凸輪機構(gòu)具有傳動，導(dǎo)向和控制等功能。當(dāng)它作為傳動機構(gòu)時，可以產(chǎn)生復(fù)雜的運動規(guī)律；當(dāng)它作為導(dǎo)向機構(gòu)時，可使機械動作端產(chǎn)生復(fù)雜的運動軌跡；當(dāng)它作為控制機構(gòu)時，可控劊執(zhí)行機構(gòu)的工作循環(huán)?？梢赃@樣說，不懂凸輪機構(gòu)就不可能進行自動化機械的設(shè)計，更不用說非標(biāo)自動化設(shè)備的設(shè)計。

一個真正能稱之為非標(biāo)機械設(shè)計工程師的人，需要十五年甚至二十年以上的磨礪，還要有相當(dāng)?shù)奶旆趾颓趭^以及能造就人才的環(huán)境。天才等于99%的勤奮+1%的努力其實說的并不是只要下苦工就會有成就。因為重復(fù)勞動不等于成就；這句話說的是若一個人對某個職業(yè)沒有那1%天分，再勤奮也是沒有用的。其次是你必須發(fā)自內(nèi)心的熱愛機器，這樣你才會有激情研發(fā)機器。勤奮是一個發(fā)掘自己天分的一個途徑，是有所成就的必須條件之一，而不是全部，絕對不是。

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