机械设计手册(自学机械设计怎么入手)

　　机械设计手册

　　①构成规划构想和完善全体战略

　　机械规划的过程往往是从全体到局部细化的过程。所谓全体，便是指一个总的大局观。比方拿到某个课题（规划某样功用的机器），首先要在脑筋里构成一个总体的含糊性的规划概念（这时要考虑的是一些大局性要素）。比方要考虑客户要加工的料的原料（各项物理性能/硬度/强度/屈服点/耐磨性/耐性/比热/密度等），形状（板材仍是型材仍是铸件锻件等）。

　　再比方要考虑你所将规划的机床的大体尺度，总高，总长，总宽（考虑到实际车辆和道路运送情况再决议该机是散装运送仍是整机运送）。在考虑这些大致方向性的基础要素的一起，也要一起考虑开始的机床功用完结办法。也便是采纳何种工艺或办法来成型，就目前的成型办法来说，可分不去除资料的办法和去除资料的办法以及添加资料的办法。

　　不去除资料的办法有：铸造/铸造/揉捏/冷轧/折弯/滚压/卷圆/弯管/旋压等

　　去除资料的办法有：车削/铣削/钻削/刨削/磨削/拉削/锯削/插削/冲压/裁剪/激光切开/水切开/火焰切开/等离子切开/火花电蚀等

　　添加资料的办法有：焊接/分层轮廓加工（3D打印机）

　　在如此多的成型办法里借鉴和确认某一种最合适的成型办法作为所要规划的机床的最基础理论架构。

　　②确认机床开始结构办法

　　依据上述内容确认一个开始的机床结构安置性计划。比方客户供给的要由你所规划的机器加工的料是相似工字钢一类的较长型材（此时要归纳考虑在机床加工时客户上料以及下料的便捷性，安全性等要素，一起考虑客户是单条加工仍是成捆多条一起加工。）

　　在此情况下，咱们或许就会倾向于确认大概规划思路，是在加工时分采纳被加工件固定（静止）而采纳刀具以及刀具总成移动的开始战略（类如激光切开机）。

　　当然，结合实际情况也能够采纳作业台（物料）移动办法（类如龙门铣床）。有了个大致性的开始战略后，再接着就要考虑机床的出产功率和精度要求。关于此两项要求肯定是要结合设备造价来确认。例如是否选用多工位结构，是否选用多机头结构，是否需求加快各部位工进或快进的速度（速度高了关于驱动的功率要求就大了，又要考虑速度高了安排惯性大了，定位精度下降了，若选用大功率大惯量的电机就直接意味着本钱的上升。）

　　此时也要兼顾机床全体的刚性以及重心问题，或考虑必要的结构共振频率问题。一起还要兼顾人体工程学要求。（关于操作位或某些需求常常调整和操作的方位要考虑正常人操作时的便利性。）

　　③确认各部件或总成的结构办法和功用

　　在确认了机床成型办法和全体开始结构后就要对各部位进行开始规划，这时要比较明晰和明了各部位的功用以及确认选用何种安排来完结这些部位的功用。做这些规划的条件的条件便是要先考虑这个组件或部件的设备和拆卸问题。

　　比方关于易损件或耗材或关于一些需求常常调校的设备和安排就要求考虑合理的拆装和修理时的便利性。比方要替换一条三角皮带，则要对该机进行杀牛剥皮式的拆卸和替换那就不能算是一个好的规划。

　　例如当咱们确认选用常用的直线进给安排时所要考虑的问题有如下方面：（结合实际的功率和精度需求明确某种完结办法，常用的当然有导轨加丝杠这种办法，至所以选用滑动冲突丝杠仍是滚动冲突的丝杠则要依据实际情况确认。传动功率，定位精度，动态呼应性，负载情况，速度特性，螺纹升角，丝杠所能接受的轴向载荷，导程，造价本钱，等要素都要归纳考虑。）再比方间歇运动安排，在电机操控技能还没完善前，要完结此类安排那真是花样繁多，包含槽轮办法，不彻底齿轮办法等，个人以为做机械规划难的是如何把杂乱问题简略化，关于那些挖空心思搞些精妙杂乱的安排，例如圆柱/圆盘凸轮安排，诡异莫测的空间安排，变化不断的四杆安排，以及一些检测加工制作人员的不彻底齿轮安排和异形齿轮安排等等。

　　关于刻意要弄些让一般人玩不转的，弄不清情况的规划，个人不表明拥护。当然条件条件是咱们彻底能够选用一维线性运动或二维平面插补或三轴联动来处理的情况。

　　选用伺服电机和直线滚动冲突性质驱动和导向设备能完美处理那些需求间歇的，加速的，行程扩大的，特殊运动曲线的功用要求下为何还要去弄那些杂乱的，且制作困难的，不通用的，让修理和安装人员眼花缭乱，莫名其妙的且还大都是些滑动冲突关系的安排呢？或许有人会说，一组二维平面直线插补的运动渠道抹杀了多少前人留下的那些能够真实称为机械规划精华的安排。

　　关于此，例举个很有讽刺意味的笑话。（某新兵进行野外生存训练，饿着肚子搓了好几个小时的木头，仍是没能像先人一样完结钻木取火。筋疲力竭之余摸出打火机和卷烟，先坐石头上抽根烟，缓口气，持续揣摩这钻木取火的技巧......）

　　当然，关于一些有必要的和必要的安排仍是无法彻底选用现代快餐式的规划文明来添补和完结。比方应用偏疼设备得到振荡特性或夹具上的快速锁紧设备。或者是要运用超越离合器得到回转失效等工况。

　　④零件规划

　　榜首，考虑该零件的制作批量。（若是大批量制作某个零件时要充分考虑机床夹具所用的定位基准，工艺孔等“剩余”的要素。）

　　第二，考虑该零件的成型办法的特点。（比方某高速旋转的盘类零件，当选用铸造成型时，因不行防止地会存在安排疏松或气孔等缺点，而这类工艺特征不进行后期动平衡处理必然会导致在高速作业状态下发生过大的离心力，间接地会呈现轴承发热，异响，寿命短等现象。再比方关于中碳钢或高碳钢原资料进行气割下料来获取零件毛坯时很容易呈现切开处“被”淬火现象。）

　　第三，考虑该零件的原材特性。（比方一片状薄板类零件，咱们首先想到选用铁板取料，当然取料的办法可所以激光切开/水切开/火焰切开/甚至线切开/或是冲压。。。这就要结合该零件的最佳经济效益来决议。当然不管是针对板材仍是线材，不管是选用锯切下料仍是火焰或激光或水切等，都要留意排料问题。（寻求资料最大运用率）

　　第四，考虑该零件的加工夹具。（关于单件小批量制作应在规划时尽量防止一些在通用机床上无法加工，有必要得用专用夹具来进行出产加工的情况。）

　　第五，考虑制作该零件的刀具。（在规划零件时要充分考虑在商场上可购买到的且适合本身机床装夹和运用的刀具。尽量防止定制非标刀具。这个部分就要求略知一些刀具的国家标准。比方你在零件上规划了一个孔，且这个孔是有比较高的圆柱度和光洁度要求。一般咱们关于孔的工艺是钻孔或车孔—铰孔或镗孔—或内圆磨。但你这个孔的直径值若是选得不挨近刀具榜首系列或第二系列时，在标准刀具商场买不到对应的钻头铰刀一类刀具情况下就会变得非常麻烦。）

　　第六，考虑加工这个零件的机床的加工规模。（机床都有固定的加工才能规模参数。比方C6132表明卧式车床能够完结最大零件回转直径是320。M7130*1000代表卧轴矩台平面磨床可一次装夹磨削宽度是300，长度是1000的平面。所以，在规划零件时就要结合这些机床参数考虑加工母机的可夹持或可加工性。）

　　第七，考虑量具。（零件制作完结了要求能应用通用的检具，量具来进行丈量。比方规划一组圆锥配合，你不选标准莫氏系列或常用的相似7：24锥度或1：50等这些锥度，而非要弄个7：23或1：47等锥度的话，那就在标准量具商场买不到通用的标准锥棒和锥套。当然若是选用二次元投影检测或三坐标检测的零件则不在此情况约束领域内。）

　　第八，考虑热处理要求。（关于一些刚入行的朋友来说，在处理一些需求高耐磨性或需求杰出的归纳力学性能的零件时分，其图纸上往往会呈现这样的技能要求，资料Q235—淬火后硬度到达HRC60，且要保证淬透性和硬度均匀等。资料45#钢—调质后达58HRC。关于此类现象，只能主张您再去多翻翻金属资料与热处理的常识。）

　　⑤工程图纸的相关问题

　　结合国内很多的“山寨”小作坊式的工厂的实际情况，规划图纸的标准化和标准化是个比较矛盾的问题。按正常的，标准的，严谨的，科学的办法和办法来说，一个出产机械设备工厂的技能部门，本应当具备专职的绘图人员，图纸审核人员，工艺规划人员，工装夹具制作人员，以及专职的电气工程师，液压气动工程师或程序员。

　　而在“小农意识”的领导下通过浓缩再压缩处理后往往会精简到一两个人的情况。且此一两个人要在完结上述各职位作业的一起或许还要出具设备运用说明书，产品样本的更新编排，招标文件的编制等等一些技能人员的“活”。

　　在此，只讨论依据上述一人多能的情况下的图纸实用性的相关问题。（所述或许不适用在具备明确分工，各司其责的标准化公司做事的朋友。）

　　榜首，作为规划人员，在坚持谦虚好学的一起更要具备自我主意和独立判断才能。这情况相信很多朋友都有深刻体会，老板是这么说，车间主任那样说，出产司理又有个另外的主意，客户还会提个“合理”的要求。。处理不好这些纷至沓来的定见或主张时，图纸文件包姓名将会从规划1版逐步变到规划11版。

　　关于此，咱们规划人员若是处理不好，往往会构成思维惯性和依赖性。久而久之咱们就会进入一个永久挣扎不出的死循环里。老板，车间主任，出产司理总觉得你这人朴实便是腰上别只死耗子—冒充打猎的。

　　而你更觉得没了规划自由，觉得和这些泥腿子扯淡彻底是夏虫不行语冰，被约束，被束缚太多，彻底被禁闭在指指戳戳和无数的马后炮中。

　　第二，关于图纸要素要做到知其然亦知其所以然。很多新手出具的图纸往往都“干干净净”异常“整洁”，没有粗糙度标记，没有形状和方位公役要求，没有备注的技能要求，所有的线条粗细都是共同，尺度缺失，尺度剩余，尺度链关闭，图纸上表现不出加工和丈量的基准，N多虚线图素等等情况。

　　入行一段时间后，略有体会了，成果或许又呈现图纸所标注的尺度公役以及形状和方位公役要求让人一看就半身不遂，再一看直接瘫痪的情况。

　　举个简略的比方，当你规划一条轴时（轴承中间安置的情况），咱们要明白这条轴在终究磨削处理时的加工基准是两轴端的中心孔，而咱们安装后用百分表检测其某段轴段的跳动情况时的丈量基准却是依据中间的轴承位A和轴承位B之间的中心轴线，所以，你觉得在图纸上标注其恣意轴段跳动公役时的丈量基准是能恣意标注么？

　　再例如当你规划的相似法兰连接的两个零件不能完结理想的对接时，请不要榜首时间去责问加工或工艺安排人员的过失。你应该拿起你出具的图纸仔细看一看，是不是没有了安装止口了？是不是缺失了“配作”这样的技能要求了？是不是缺失了螺孔方位度要求了？

　　⑥规划的魂灵—核算，校核

　　我以为咱机械规划所包含的核算能够大致分为如下几类：

　　1.支撑PLC或数控系统或运动操控卡等这一类东西所需求的程序逻辑算法。举个简略的比方便是比方处理一只N轴联动的机械手的算法问题。需求考虑当臂关节平面移动，臂关节滚动，肘关节平面移动，肘关节滚动，腕关节滚动，指关节摇摆。。。。等一切运动所遵循的运动轨迹方程。（这类核算可归类是纯数学核算的性质，物理性东西不牵涉。）

　　2.紧密联系物理现象的核算。比方静力学，资料力学，弹性力学，流体力学.....

　　当规划某个零件时，首先要考虑这个零件所要承担或完结什么使命，再结合这些使命去确认这个零件的形状，确认形状和所需求满意的运动关系尺度后再去针对这个零件的受力状态和受力性质以及原料一起考虑转速/热变形/以及规划寿命等等许多要素后到终究才干下手去确认各个部位的形状和方位尺度。

　　3.关于零件或部件加工或组装时分的工时以及各项工艺参数的核算。就比方制作某款设备，铁板下料部分需求进行铁板排料的核算。金加工部分关于不同的加工性质有不同的加工参数的核算以及不同的加工办法摆放的核算......以及在这样的工艺参数下各个步骤所需求的加工时间的核算。

　　我最近在弄的一款设备（数控全自动锯片磨齿机）的核算书，光是处理锯片的转角/转速和砂轮的位移量及变化率的函数关系推导部分就有十几页A4纸内容（这个就归于榜首类的核算性质）。

　　之前弄过的像某型设备作业台不同载荷性质下的承载才能的核算和某弹性体共振频率的确认等都属第二类性质的核算。当然第三类性质核算严厉说能够归纳为工艺领域。

　　好比是练武一般，如果没有内功的修习，就算是外家招式练得再刚猛，也永久达不到宗师级的境地。所以一个所谓的真实的机械规划师肯定是内外兼修的。

　　那咱们那些缺少逻辑思维的机械规划同行怎么办呢？对，逆向！便是从后往前看。现在的软件技能以及传感技能这么发达，很多时分咱们能够避开那类冗杂的核算和验算的步骤。

　　举个简略比方，比方想知道不同转速下某条输出轴的输出扭距情况。直接拿个测扭仪连接在该输出轴上针对各个转速读取就行。那什么电机的功率要素，传动部件间的冲突，不同传动部件间由于不同的质量和速度引起的加速度啥的咱都给考虑完整了，这样读取的数值将会比早年往后看形式下进行核算而得到的数据更为精确，有用。

　　当然，条件条件是那些基本的物性概念咱是要知道和明了的。关于CAE剖析问题，个人也曾有尝试和接触。因为总感觉CAE剖析关于资料物性数据的准确性以及网格区分和建模的标准性甚是灵敏，更主要的是约束和载荷安置的合理性等等影响终究核算成果的不确认性要素太多，且又无法去进行理论和实践的有用验证，又限于作业节奏和本身领会才能等原因一直未能对此深究，故不做论述。

　　自学机械设计怎么入手

　　机械学习是指符号所代表的新常识与学习者认知结构中已有的常识树立非实质性的和人为的联系。机械学习的构成有三个方面的原因，在教学实践中应采纳一些办法尽力防止机械学习。

　　一、根底课程一定要认真学习，特别是机械制图这门课程，学好这门课程你就会有很好的读图、绘图才能，这在今后机械规划类岗位上是必不可少的基本才能。刚开始有必要端正对这门课的态度，认真做练习，认真锻炼自己空间幻想才能。

　　二、相同理论力学和资料力学也是本专业比较难学的挂科率很高的两门课程，对于这两门课程一定要注意学习办法，教师的解题办法一定要认真做笔记，认真听讲，如果靠自己课余时间去啃会事倍功半。

　　三、专业课程的.比较重要的有机械规划、机械原理等，学习要注意与实验课程中结合起来，一起学习的过程中结合生活中遇到的机械进行相关联的考虑，以及金工实习和到工厂的实习，多看，多问。

　　四、软件问题除了CAD，大学期间一定要学会一种机械规划类三维软件，有的大学不开着课程但自己也要自学。例如UG、proe等，对你找工作时很有协助。很多正规单位的技能中心都会对软件这方面又所要求。业余时间能够下载安装一款三维软件，找点资料学习、练习。

　　防止办法：

　　机械学习在无意义资料的学习中是常见的和必要的，但是在学习和回忆有逻辑意义的资料时要努力防止进行机械学习。有时对无意义资料能够采用人为赋予意义的战略：树立一些人为的联想来协助回忆。

　　一般防止机械学习的办法有：

　　规划教材；进行后继学习时以学生从前取得的认知结构中的适当观念为根底；激起学生进行有意义学习的动机，以了解作为点评的要点。