【经验之谈】⽼机械⼯程师的经验之谈——⼯程师的⽴⾝之本
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⼀位⽼机械⼯程师的机械设计经验之谈，⽴⾝之本。
机械设计往往离不开⾃⼰的阅历，从业经验固然可以从书本上学到很多，但是，如果事⾮躬亲就很难在脑海中留下深刻的印象。对于别⼈的经验，如果⾃⼰没有⼀定的基础，要理解吸收也不是⼀件容易的事情。
机械设计贯穿设计、制造、使⽤，维护的整个过程，设计时的疏忽总会在这些⽅⾯反映出来，成功与否是很容易判断的。设计过程，受制造的影响很⼤，也就是说好的设计是不能脱离制造的。所以，对制造越了解，越有助于提⾼设计⽔平。当图纸投⼊⽣产时，很少能够直接按图加⼯装配的，在审图、⼯艺等过程中发现⼤堆的问题很常见的事情，即便是所谓的⾼⼯，“资深”的总⼯拿出的图纸，甚⾄有些还是经过多次开会研究并反复讨论过的。原因是多⽅⾯的，绘图者的规范性，看图者的⽔平只是⼀⽅⾯原因，更多的是设计者对制造⼯艺的了解不够深⼊。那么，怎样判定⾃⼰对制造过程的了解程度呢？最简单的⽅法是随⼿抓⼀张⾃⼰设计的东西的图纸你是否能解析出它的全部制造过程。
如果只是知道铸、锻、车、钳、铣、刨、磨、钻肯定是不⾏的，必须还要细分下去，要更全⾯的了解各个过程。⽐如说，铸造时候怎么分型，浇⼝冒⼝怎么放，可能会有什么样的铸造缺陷产⽣；零件结构在热处理的时候会不会导致意外情况发⽣，如何优化零件结构；再⽐如，切削加⼯过程要在脑海中能够虚拟出来，总共⽤⼏把⼑，选⽤什么转速、吃⼑量、进给速度等，甚⾄切屑的形状及颜⾊，以及各个⼯序的顺序；最好是各个⼯种的操作动作⽅法都有所了解，如此等等，才算是有了⽐较好的基础。
不是说搞设计的⼀定要会玩车床，铣床，会烧电焊才可以，但是要知道这些作业特点，在设计时加以充分考虑，作为搞机械设计的⼈这样才⽐摇车床烧电焊的强，才有安⾝⽴命之处。
如此，在设计过程中，就会规避⼀些不合理的结构，设计的质量⾃然提⾼不少。可是这些还不够，⼀个有⼗年⼋年的⼯龄的技⼯会提出⽐你更成熟的细节⽅案。多少个不眠的夜晚才设计出的⽅案，如果得到这样⼀个结果，岂不是斯⽂扫地耶？唯⼀的解决办法是多看书。别⼈总结出来的通常是经过长时间摸索出的成功经验，俱是⼼⾎的结晶。如果我们能够带着问题学，多模仿，多思考就能消化吸收前⼈的经验。长此以往，就再也不会说出“只要保证同⼼度就⾏了”这样愚蠢的回答了，⽽是能够指出保证同⼼度的⽅法，甚⾄前辈的错误。
如果以上所说你度做到了，这个时候，没⼈再叫你⼩钱、⼩赵，连⽼板都会叫你钱⼯、赵⼯，挺受尊敬的吧。摸摸下巴，胡⼦长出来了，尿布丢了，孩⼦叫妈了，呵呵成就感也来了。这时候我们需要考虑的问题要提⾼⼀个层次了，因为设计总是为了给⼈使⽤的，好的设计必须具备⼀点点⼈性化的。⽐如，设计⼀套⼯艺装备，⼀试产，效率⾼质量好，⽼板来搞杯庆功酒。过了⼏天，发现⼈家弃之不⽤了。原因是操作者骂娘啊，⽤起来痛苦啊。因为要注意的细节⼜多⼜杂，⼈家就是个操作⼯，他要是能考虑那么多因素也就不会还在那⾥做操作⼯了啊。
设计不利于使⽤，就⾯临淘汰，有很多的成套设备，如汽车的发动机变速箱之类正常运转时“挺好的”，可其中⼀个⼩键槽，⼀个轴承位，什么的地⽅坏了，整个就不能⽤，⼚⽅只卖整件，要配件不卖，⾃⼰加强还真的没地⽅加了，换了⼏个⼚去买，摆了⼀堆，⽤户只好敬⽽远之，⽴了个技改项⽬－－可怜的技改。这样的事情只要是在机械⾏业转的久的都会有所见所闻。使⽤根本就离不开维修，好的设计更不
能忽视维修性。
在⼀条⼤型的的⽣产线上，关键的设备，总共⼀年也就维修那么两次，但是每此都要把设备⼤卸⼋块，⾏车叉车千⽄顶撬杠⼗⼋般兵器还不够⽤，⽼师傅们还要⾃⼰专门动脑动⼿玩⼏样好⽤的专⽤家当来伺候，导致停产的损失已经超过设备本⾝的价值，真是个⽆⾔的结局。⼀套⼤型设备仅因更换⼀只油封什么的，都要⼏乎将整机完全分解，使⽤单位不骂设计⼲的是断⼦绝孙的玩意才怪，真的是设计者的悲哀。我们搞设计不光是要站在制造的基础上，还要有创新，但⼀定要学会继承。现在，全社会都在强调创新，但我们不能⼀强调创新，就瞧不起原有的东西。通常的创新分为两种，⼀种
要学会继承。现在，全社会都在强调创新，但我们不能⼀强调创新，就瞧不起原有的东西。通常的创新分为两种，⼀种就是构成事物旧有元素的重新组合，⼀种是在旧有元素上加⼀些新的元素。所以，不管怎样，创新的东西总是含有⼀些旧有事物的影⼦是不可否认的。正像哲学中所讲，新事物都是在肯定中否定，否定中有肯定中产⽣的。
⽐如我们⼈类，虽然说是⼤⾃然的天之骄⼦，但实际上，我们 99%的基因都是和⼤猩猩⼀样的。如果⼈类不是在继承⼤猩猩的基因基础上，有 1%的突破，⼈类的出现是难以想象的，如果有⼈说我有志⽓，不需要继承⼤猩猩的基因，我⾃⼰搞⼀个 100%纯⼈类基因，那您就是再过⼀亿年，也搞不出来⼀个⼈类来。所以说，不能为了创新，把旧有的东西全盘抛弃。原有的东西就如同⼀盘菜，创新就如同⼀点点调料，有了这么⼀点调料，菜的味道更加鲜美。但没有⼈为了纯鲜美，不要菜，光来⼀盘炒调料的。所以我们强调创新，但不能忘记继承，只有继承，没有创新，那是因循守旧，⽽只有创新，没有继承，那是空中楼阁。克隆可能很多的⼈认为是最安全最省事的⼀种设计⽅式。但是作为从事设计⾏业的⼈来讲，克隆是⼀件可耻的事情。所谓⼀抄⼆改三创造。简练的概括了设计⼈员的成长之路。
刚⼊门的时候，只能照抄，但是在抄袭的同时要拼命的去理解原设计者的意图和思维，理解整个机器的传动，各个装置之间的相互关联，每个零件的相互关系，理解了之后就可以出图，图纸上就可以有明确的尺⼨配合要求，形位公差约束。只知道画下来，随⼿胡扯⼏根线条上去，⼤概感觉机器精度⽐较⾼，就玩命的把精度往上提动不动就 0.005，0.002，在图纸上⼤⾔不惭的签名在设计栏。号称⾃⼰搞的东西
是很精密的。这种不知所谓的号称机械机械设计⼯程师的信⼿拈来满地都是。
模仿优秀的作品是每⼀个设计师的必⾛之路。但是做设计，⼀定要有⾃⼰的想法，⼈也要有⾃⼰鲜明的个性，久了，就形成了⾃⼰的风格，风格的养成与⼀个⼈的艺术素养和个⼈修养有直接关系。罗嗦的⼈搞出来的东西就是那么罗嗦的，⼩⽓的⼈搞出来的东西就是⼀副⼩家⼦⽓，不负责任的⼈搞出来的机器就跟那⼈的德⾏⼀样的不负责任。能有⾃⼰的设计理念，设计风格，就是不⼀样，这样捣腾出来的东西就有了独特的灵魂。⾏家⼀看就知道，这是⽤⼼的杰作。在抄袭的时候积累了经验就要抱着否定的态度学习。查阅资料，多看些经典的设计案例，和设计的禁忌，与⾃⼰接触过的⼀些东西进⾏对⽐，就有了⼤的提⾼。就可以在现有的机器上动⼿术。如：提⾼机器的附加值，完善更多的功能，让整机具备更⾼的可靠度。从⽽迎合⾼端的客户；或者进⾏结构精简，保留⼀些常⽤功能，降低成本，满⾜些买不起那么也⽤不上多功能的客户的需求。做到这样就可以称的上做机械设计开始⼊门了。能不能成为世界级的发明家这个事情很难说的，呵呵。
但是凭⾃⼰多年经历见识，将⼀些结构进⾏组合，变异，嫁接，创造⼀些新的东西是不难的。与其⽤⼀⽣的时间去研究永动机之类的⾼深课题，或者搞⼀些莫名其妙不能创造任何价值的所谓专利，不如⽤⾃⼰有限的⽣命去做些能在这个美丽的星球上留下点印记的事情。到时候⽼得快死了，临终的时候还会想到，活了这么多年，捣腾了那么多机器在地球上跑，⾜以含笑九泉。
⼀个真正谈的能称之为机械设计⼯程师，需要⼗年甚⾄⼗年以上的磨砺。还要有相当的天分以及勤奋和能造就⼈的环
境。天才等于 99%的勤奋 +1%的努⼒其实说的并不是只要下苦⼯就会有成就。这句话说的是若⼀个⼈对某个职业没有那 1%天分，再勤奋也是没有⽤的。勤奋是⼀个发掘⾃⼰天分的⼀个途径，是有所成就的必须条件之⼀，⽽不是全部。绝对不是。
机械零件材料选⽤的原则要考虑三个⽅⾯的要求
1、使⽤要求（⾸要考虑）：
飞机黑匣子能记录多项关键数据
1）零件的⼯况（震动，冲击，⾼温，低温，⾼速，⾼载都应当慎重对待）；
2）对零件尺⼨和质量的限制；
3）零件的重要程度。（对于整机可靠度的相对重要性）
2、⼯艺要求
1）⽑坯制造（铸造，锻打，切板，切棒）；
2）机械加⼯；
3）热处理；
4）表⾯处理 ;
3、经济性要求：
1）材料价格（普通圆钢与冷拉型材，精密铸造，精密锻造的⽑坯成本与加⼯成本的对⽐）；
2）加⼯批量和加⼯费⽤；
3）材料的利⽤率；（如板材，棒料，型材的规格，合理的加以利⽤）
4）替代（尽量⽤廉价材料来代替价格相对昂贵的稀有材料，如在⼀些耐磨部位的套⽤球墨替代铜套，⽤含油轴承替代车削加⼯的⼀些套，速度负载不⼤的情况下，⽤尼龙替代钢件齿轮或者铜蜗轮等等）。
另外，还要考虑当地材料的供应情况。
机械设计的基本要求
a) 对机器使⽤功能⽅⾯的要求要注意协调、平衡！防⽌⽊桶效应的出现
b) 对机器经济性的要求：设计经济性，在短的时间⾥投产上市，捞回开发期间的消耗，甚⾄边设计边制造；使⽤经济性，要有最佳的性能价格⽐（产品在⼩批量做开始赚了，再来改的更好）
对机械零件设计的基本要求
a) 在预定⼯作期限内正常、可靠地⼯作，保证机器的各种功能
b) 要尽量降低零件的⽣产、制造成本
c) 尽可能多的采⽤市场常见标准件。
d) 对可能系列化的产品，尽可能的在开始设计的时候考虑零件的通⽤性，⽆法通⽤的也要尽可能的在结构上类似，以减少制造过程的⼯艺编排，夹具⼯装设计的⼯作量。
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