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现在练习CAD都是照葫芦画瓢,真正工作了是怎么设计孔的位置,零件的形状的?

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发表于 2017-3-5 16:50:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
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最近在练习CAD突然有个疑问?可能有点低级,另外谁能给讲一个完整项目故事(在保密要求下大体讲讲)包括甲方设计要求、我们是如何构思和设计的?最好有某个部件的设计思想,主要是想了解一下机械工程师的每天工作内容或者流程,谢谢~~

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发表于 2017-3-5 17:50:45 | 显示全部楼层
这问题的题目太小太狭义了。后面的说明又太大,太宽了。
我就说说一个项目的设计吧。

项目设计的具体流程如下,这是贴在我们办公室的。给新人看的。免得每天没重点,做无用功。

很多人看不懂流程图。觉得这没什么看的,都知道。其实真的明白的没多少。也从不按这个流程干。用编程的眼光来看这图按流程工作能受益匪浅,节约很多时间。

需说明的步骤。
1,确定需求,确定性能。
很多客户其实并不知道自己是什么需求。不是吹牛要做行业第一,就是想的空中楼阁。结果方案设计出来后才发现钱不是大风刮来的。为避免这种情况发生,减少工程师设计工作量。我们要先了解客户内心的预算。并将他引导到合理的方案性能框架内。避免客户为去买个菜,让你设计个宇宙飞船代步。这种SB天天都有,都是纸上谈兵。

2,总体设计与总体工艺方案。
在前期确定的预算投入内采取适当的方法达到目的。重要关键的地方多花点,搞大点没什么。不重要的地方钱不够了省点,别搞高科技了,用点土办法。工作这么久就没见过不差钱的,可劲让你保持设计先进的。

3,原型设备参考。
参考同类,相近,相似,局部相同,或任何可参考的产品。不知道参考什么是你眼界不够。就没有凭空设计的东西。客户不是超人,他能想到的要求绝对不会很难。
开始搜集数据记录。并假设原设计完美,以便逆推原整体设计思路。别改了局部了之后发现,原来这个看似无用的设计是为了十几步工艺之后使用的。

4,原型修改。
期间会发现很多不合理,用不到,不先进,太先进等的地方。改了吧。按你自己的需求来。

后面的步骤应该大家都明白了。那都是技术,技能,眼界方面的了。你会就是会,不会也讲不明白的。和数学物理一样,背个公式不难,按按计算器也不难。难就难在什么时候该用什么公式,这是靠经验的,有时候甚至靠的是直觉。

还要说一句的就是

任何单独,片面的讨论局部性能的好与坏都是SB。
就像指着一个身体健康的帅哥说。“你看那个土鳖,右手指甲都不会修。这么长。”而不知道这帅哥是弹古典吉它的,玩音乐的。


~~~~~~~~等晚饭吃,多写点。
一个孔的设计也是遵循以上流程的设计原则。
举例就是:
1,为什么需要这个孔。(它的用途。)
2,这个孔的性能要求。(需要多高的精度。)
3,是否可以借鉴别的设计直接搬过来。
4,有没有因为其位置特殊性进行改进。(位置不好。埋头螺栓?内六方螺栓?)
5,验算是否符合受力要求。(孔够不够强度?螺栓够不够强度)
6,制造代价合理吗?(镗孔?电火花?)
7,出图。(没什么说的。最简单了。编个图号。)
8,考虑制造工艺可行性并编制。(热处理后钻?有没有形位检测方法。公差是不是高了不好控制。)
9,制造。(没什么说的。)

看出来了吧。画图是最简单的步骤。画一个圆。其实背后有很多东西。有时甚至要看看相邻的十来个零件,看看有没有干涉,检查装配顺序,别搞的没位置下手安装。

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发表于 2017-3-5 17:44:10 | 显示全部楼层
今天周五,哈哈哈。
·························
其实关于题主说的完整项目的流程,在课本《机械设计基础》上都是有的。只不过没有结合实例,讲的偏理论性。 然后题主还想知道某个部件的设计思想,这个属于项目中一点点局部工作了,但是很重要的工作。 我就冒险写一下吧,也不打草稿了,写到哪算哪,然后再完善吧。
······················
大致流程是这样的,确定要处理的问题→收集信息→多个解决方案→分析和选择方案→测试和实施方案→确定发现的问题→收集信息→........其实是一个闭环了,只不过这个环越来越小,然后就出来产品了。
先把我看到的那个教材的提纲放这里,然后挨着详细解释。
1.Define the problem
1.1 Identify and establish the need
1.2 Develop a problem statement
1.3 Establish criteria for success
2.Gather information
2.1 Search for information resource
3.Generate multiple solution
4.Analyse and select solution
4.1 Analysis of design solution
4.2 Decision process
5.Test and implement the solution
我平时不是严格按照这个流程来的啊。
·································
第一,要确认我们要解决什么问题。一般情况下,这个指令会由你的领导下的。我们需要做的就是下面的展开项。领导给下任务的时候不会很详细阐述需求的,比如直接给你一张草图,给我干。所以我们需要做的是,这个图纸上井是用来干嘛的?用来钻水的还是钻油的?或者是用来打桩的?然后自己做个总结对外宣称说,哦,我知道这个井干嘛用的了。槽,错了,是个烟囱。
第二,就是收集信息咯。这个信息就是关于你那个problem的信息。
比如这是要打个井吗?啊呸,这个烟囱。一定要建个新烟囱吗?就得烟囱不好用吗?旧的烟囱哪不好了?要花多少钱啊?得干多少天啊?能挣多少钱啊?会不会塌了啊?这个烟会污染环境不?
不过这些信息如果你已经拿到了设计图纸,可以不用考虑那么多;但如果你拿到的只是草图,就需要根据这些信息来画个设计图咯。
收集信息的方式是多样化的,言之不尽。比如公司开会头脑风暴,比如自己挑灯夜读抓耳挠腮,比如请教同事,或者直接咨询领导(一定小心)。
第三,就是构思方案啊。熬夜的时候到了。你说咱画个直直朝天的,还是画个过山车弯的?要不画个拐直弯的?央视的大裤衩形状还是不错的,广州那个小蛮腰也挺好看。
第四,分析并选择方案。 方案是多样性的,但是我们最后只能选最优的。
(在这里提个小建议,在尽可能的前提下,不要只提供一个方案给老板。)
对于不同方案的分析,我们可以自陈利弊,自己决策,然后汇报或实施。但很多时候需要大家一起决定,有时候别人会分析出不同的利弊。有时候直烟囱会漏水的啊。弯弯的加工难度大。等等。
这时候其实需要根据一系列标准来选择方案的。这个标准就根据前面收集到的信息,来确定。小的来说,比如这个孔,我需要的定位销孔Φ5,但是设计出来的螺纹光孔Φ5±0.5mm,这是肯定不行的。
第五,就是测试并实施设计方案。 其实这里是指测试成功之后再实施,或者实施的过程中测试。即使测试不成功,也只能在设计范围内完善,而不能在这个步骤内推倒设计重做。如果最终测试都是有问题,那么就应该考虑下是不是当初方案选错了。
因为结合具体案例说这个的话,需要了解相关背景,所以就不说具体案例了。
····································
另外关于具体部件的设计思想,其实是在步骤三中然后自己做小的步骤四。教科书中有变速箱的设计。巧的是我工作中也涉及到一个变速箱,我知道这个变速箱很难做,但是需要很具体的步骤去做,我已经把这个步骤过了一遍,缺的是在步骤里遇到的困难如果解决。于是我当时决定把这个东西扔给一个小哥去做,让他锻炼一下设计流程。
在这再简单提一下那个变速箱的要求,输出扭矩未知(恶心的嘞),变速比已知,输入扭矩自选,尺寸限制很严格,高温环境要考虑发热对产品的影响。就这么多,发热是后面测试的时候需要考虑的事情,前期尽量减少影响就可以。
我们就来说说里面的齿轮的结构(齿数模数齿形等),材料,加工精度,表面处理方式。这里说的具体零部件的具体要求其实是根据你设计需求来的。你要齿轮,就要考虑齿轮常见的设计参数。皮带轮(模数齿数材料),轴承(转速寿命内外径),螺钉(头型大小长短材料)等等都是一样的。
要根据变速比选择合适的齿轮配合方式,这里限制的只是尺轮的结构(齿数模数等)。
如果是普通工作环境就选普通材料,这个高温环境很郁闷的啊,要根据推荐材料去选,这方面成熟的案例也不算少,但是我们能接触到的资料有限。自己去拍脑袋找找一种材料要冒很大的风险的。
要减少发热最好能把精度做高,保证啮合流畅,没有无用的动能消耗。
等等。
至于你说的,孔的位置怎么定的,一般情况下是自己根据需要去选,但是你像下图那个样子,想把盖子零件用螺丝紧固在柱体上,除了在图示的位置打孔,没其他位置了啊。(那个位置只是示意,要打一圈四个六个或八个的)
另外一定要夸一下题主啊,太好学了,从CAD练习能想到整个项目的处理,前途不可限量啊。我看好你哦。不过如果想要远大前途,还是换专业吧。吐血中。。。。。。

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发表于 2017-3-5 17:35:49 | 显示全部楼层
CAD只是工具,和一张纸,一支笔没有本质的区别,在CAD发明之前,人们在纸上用铅笔画图,照样做出了汽车、飞机、大炮。 学的时候画的那些图,更多的是为了培养你的几何画法和空间想象力。

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发表于 2017-3-5 17:28:19 | 显示全部楼层
简单说下孔是怎么设计的。
首先,孔有好几种,最好理解的就是紧固件(螺栓,销)和给轴留出的孔。根据受力分析确定用什么直径的螺栓、轴,自然就能确定孔的大小。
还有留给操作用的孔,大小肯定要保证工具或手能穿过,位置则保证穿过后够的到。
最麻烦的是减重,省材料用的孔。一般来说板材设计时有足够余量,稍微分析下打两个孔没太大问题。但如果要极致一点,就需要用电脑进行有限元分析了,会有一堆奇形怪状的孔。
机械分析无非材料力学理论力学,机械原理。好好学以后有的是机会用。

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发表于 2017-3-5 17:21:42 | 显示全部楼层
作为一名学生,做过的设备不多,只有两套。我开孔的选择就是看心情…

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发表于 2017-3-5 17:14:14 | 显示全部楼层
甲方从国外买了一台机子,要求是照着画。
构思是看着像就行了。
设计思想是尽可能减少成本。

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发表于 2017-3-5 17:05:54 | 显示全部楼层
仅凭个人经验回答下
首先得看你是进行产品结构设计还是非标设备设计又或是夹具设计等等。
对于产品结构设计,一般拿到id也就是工业设计出的外观图后,用三维建模软件proe,solidworks描图或直接使用,最后转二维工程图。
如果是非标设计,会先用二维的cad画草图,没直接三维建模的原因是有些非标自动化设备零件太多,而且能达到要求的选择方案多,直接三维又不幸碰到修改会很麻烦,不过具体先二维三维还是自己把握,不是原则性问题。
关于孔的位置,其实算是个非常综合的问题,例如螺栓孔的位置直接影响了螺栓组的受力,孔的直径由螺栓直径来定。
产品外观的话一般是有工业设计去做,当然机械工程师也是应该具备良好审美的。
例如设计一个二轴运动平台,你应该有很清晰的技术要求,比如每个自由度的运动速度,负载,定位精度,平台尺寸等等,拿到这些东西后可以构思方案,想想电机用什么类型多大转速,传动机构用丝杠还是皮带等等,它们各自特点是什么,选到满意的方案后看看布置是否能满足尺寸要求(不一定是这样的思考顺序,只是想告诉你各个因素在互相制约),在这么粗略的思考后就开始对所选部件计算选型,确定每个部件的规格型号,随后进行校核,一般都有理论或经验公式校核,如果设备对动力学特性或关键部位强度很关注,那么还要进行有限元分析去校核(苦逼的我在学校就是搞这个),校核完成后差不多就该采购零件回来装验证效果。

我毕业不到一年,也是个菜鸟,没怎么仔细检查不严谨或不对的位置,想到什么再补充吧。。

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发表于 2017-3-5 16:58:50 | 显示全部楼层
告诉你,中国机械行业大部分都是抄抄抄~真涉及到需要自己设计的细小的比如孔位置,不干涉,差不多就行=。=

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发表于 2017-5-6 15:36:05 | 显示全部楼层
这么版块的帖子越来越有深度了!
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