沒有任何機械基礎,如何自學機械設計?

沒有任何機械基礎,如何自學機械設計?

說說自己的一點心得~~本科碩士都是機械專業,目前從業機械行業7年多了,3年電機,4年多壓縮機。

首先,對機械感興趣,這很重要,因為搞機械是枯燥的,呆板的,進步慢的,來錢慢的,學無止境的......從事現場加工的,還有又髒又累,經常加班。對機械感興趣的人,我還是很欣慰能分享一點我的經驗的,少走彎路很重要(裝資格)

搞機械,有一些必須掌握的技能,對從零開始的人,不要一股腦給他列長長的書單,這樣會把人嚇跑,而且那是純理論派作風,我比較推薦理論實踐相結合,在實踐中遇到問題後,再去學相關理論知識的做法,這樣學的透徹,活學活用......離題了,學機械完全可以從簡單開始,從低到高來提升自己水平。

那麼,個人覺得,這些技能或知識,是搞機械的人必備的:

看圖繪圖能力:為了能看懂簡單的圖紙,或者自己畫出一張簡單準確的圖紙,你需要學習《機械製圖》(也有叫工程製圖的),從而能夠根據三視圖想象出零件外形或是裝配結構。可以不學手繪,直接電腦畫圖好了。就軟件來說,強推autocad mechanical/Inventor professional這兩個2D/3D軟件組合(注意後綴,千萬別省了後綴!)。相信我,用過mechanical,你就知道autocad有多麼不好用了。好了,再推薦一本機械設計手冊單行本中的第一篇《常用設計資料》,知道下各種不同加工工藝的技術規範有哪些。這樣,圖紙上主要的幾大塊:視圖表達,尺寸標註,技術要求,你都能入門了,簡單的看圖繪圖就沒問題了。什麼,你說公差不講,粗糙度不講算什麼出圖?我靠,你大一的時候學公差和粗糙度?那是中級班教程,我們現在是初級班!

但是,你要牢固的記得,畫圖軟件只是一個工具,是輔助評判你設計的工具,設計思想和資源才是根本,不要執迷於畫圖有多利索而沾沾自喜,那是繪圖員,不是設計師!

好了,現在你能看懂一些簡單的通用零件圖,也能根據2D圖紙自己建個3D模型出來看看了,幹得不錯,現在我們來上點理論基礎課,來解決你在畫圖中的一些困惑,比如這個孔為什麼畫這麼大,這個結構為什麼這麼佈置,這麼厚的板的強度夠嗎。這就是---《機械原理》《機械設計》《機械製造工藝學》三部曲!其中,機械原理告訴你機器的組成構造運行原理,機械設計教你通用零件的設計流程,機械工藝告訴你你的圖紙是怎麼變成實物的,它們相當於一條龍流程。這裡面,機械原理熟悉即可,因為機構設計不是我們關注的重點,現實工作中也很少讓你去設計一個全新的機構,你有很多現成的東西可選可抄。

重點是後兩門課,你一定要理論結合實踐的去學習,要結合實際工作中遇到的問題去學習,學一輩子也學不完,這是一個螺旋式上升的過程。但就如我之前所說,所有的東西都是從零開始的,你可以先從實踐中遇到比較頻繁的點開始去掌握,比如聯接和緊固,比如軸承選型,比如潤滑密封,比如聯軸器。從這裡開始,你需要經常去查國標手冊了,手冊上有很多成熟的經驗公式可供你使用,讓你能初步解決選型計算的問題。機械工藝也很重要,最好是進一家大國企,可以直觀的看到各種冷加工和熱處理流程,甚至動手操作一下,體會一下圖紙上的尺寸是怎麼被加工出來的,這樣你以後的圖紙上就會少很多錯誤不合理的結構。

這個階段你還需要學習《機械工程材料》這本書,它介紹了常用的材料和處理方法,讓你在設計時如虎添翼。如果學有餘力,請再自學《工程力學》這本書,不然你的計算結果是不能讓人信服的。現在,你可以更對我強推autocad mechanical和Inventor有同感了,因為,它們自帶計算分析功能啊,簡單的受力分析變形計算都可以直接由軟件計算,不用導入第三方軟件來做,計算結果可以直接加在圖紙上,是不是很爽。

這個階段入門後,你就能對機械有一個比較清晰的概念了,不再是兩眼一抹黑。但這個入門的時間,可長可短,看你的學習熱情和參與實踐程度,也看你有沒有志同道合的同事或師傅帶你。這個階段也是最重要的一個階段,決定了你以後的上升程度。

好了,當你上一階段入門並投入實踐幾年後,你可以上中級班了,課程可以讓你更強大更自信。

這個階段你需要學習“公差配合”“表面粗糙度”這兩部分知識,來補充完善你的繪圖能力,這樣你出的圖紙就不會再被工人吐槽為根本做不出來的垃圾了。為了達到這個目標,你需要學習精度理論,參考大量的同類圖紙和標準規範,甚至上手機床去試一試,慢慢的習得其中三味。

之後,你畫的圖紙,視圖表達清晰全面,尺寸完整,精度合理,技術要求準確,已經有點設計工程師的樣子了。你設計的零件,滿足功能性能指標,考慮了強度剛度要求,材料選用合理,成本在控制範圍之內,用可靠的工藝方法,甚至考慮了人機工程。你會正確選用標準件來用於的你的設計,會借鑑別人成熟的設計經驗,機械設計水平已有小成了。來來來,再學點液壓傳動和自動控制原理,簡單的活已經難不倒你了。電氣基礎也不能拉下啊,電機傳動你至少要會吧,這是大部分機器的動力源啊。應用廣泛的PID調節也得知道一二吧,機電液一體化才是搞機械的歸宿啊。好吧,慢慢來吧,電氣我也不是很懂.......

好了,中級班就夠你玩個十年八年的了,機械就是這樣,博大精深,你要在一個行業內熟悉精通,沒有個十年功夫是不可能的。至於高級班,我也不知道是怎麼回事,還沒人帶我玩。

總之,機械是個值得你搞一生的專業,也是一個從默默無聞的原石變身為成品鑽石那麼光亮的過程,說機械不賺錢那是胡說,等你的水平夠得上高級機械工程師的時候,你就是老闆的寶貝,你偶爾耍個脾氣,老闆還得屁顛屁顛的給你陪笑臉。你走南闖北,憑這一手精鋼鑽手藝,哪裡都吃得開(要知道機械行業是就業人數最多的行業)。真想單幹了,就自己開廠做老闆,做你擅長的行業產品,一樣牛逼。

最後提醒你,搞機械要虛心好學,多學習,多討論,多琢磨。誰也不是全能,集體的力量才是無窮的。機械的原理沒什麼難的,難的是因地適宜的應用,設計出質優價廉可靠的產品。另外,要多多借鑑已有成熟的設計,注意收集資料情報,可以讓你事半功倍!

我就再多說幾句,我在本科時的機械專業課程是這樣的:

大一:學習《機械製圖》和《機械原理》,學習AUTOCAD,參加金工實習。

個人覺得機械製圖是非常重要的基礎課,是的,現在確實是有很多3D模型讓你能看的很舒服,但是讀工程圖還是最重要的能力,你需要能準確的看懂平面圖紙。有個笑話說,一個人接了個活要打口深井,等完工了客戶來檢驗,才發現看錯圖紙了,其實需要建個煙囪。反映的意思,就是你看錯了圖,做出來的東西怎麼可能會正確呢。補全三視圖這個練習,是需要紮實去做的。還要小心,是第一視角還是第三視角,我去臺企筆試時,就發現他們用的視角是和我們上學完全相反的,當然,學校老師是說過的,我給忘了。準確的讀圖畫圖能力,是機械工程師交流的語言。

機械原來和金工實習,可以讓你理解機器運行的原理,和熟悉零件從毛坯到成品的過程。

大二開始,學習《機械製造工藝學》《工程材料》《材料力學》《理論力學》

機械專業可以簡單的分為設計,製造,自動化三個方向。製造工藝和設計是息息相關的,你要保證你設計的東西能做出來,同時考慮到設備工藝的選擇。而材料更是重要的一環,同樣的性能要求,你可以用鑄鐵,合金鋼,碳鋼,工程塑料,陶瓷材料等等來實現,怎麼選擇,是需要你綜合考慮的。而力學計算,則是讓你設計或者校核你的選材尺寸是否正確。有限元計算,也是基於力學原理的,為了看懂FEA結果,你也需要學習工程力學,理解應力應變和四大強度準則。

還有《機械設計》《液壓氣動》《自動控制原理》《電工電子學》《機械振動基礎》,都是偏向實用的課程,在實際工作中經常會用到。

還有個很重要的能力是查手冊,查材料手冊,查軸承手冊,查機械設計手冊。。。大部分東西都不需要你去從頭開始想,國內外幾百年的實踐經驗,有大量的經驗公式和結構方案供你參考。

最後想提一句的是,其實日本的一些機械教材或者培訓手冊,寫的是很好的。機械本來就是一門細緻嚴謹的學科,日本人的性格在這一行很有優勢,而且日本人寫的書裡,往往有很簡明易懂的插圖,讓人很容易理解。比如火田村洋太郎寫的《機械設計實踐》,這本書把機器設計的流程和需要考慮的方方面面注意點寫的很詳細。機械設計實踐 (豆瓣)

我也看過日立建機內部的培訓教程《液壓基礎知識》,也是通過大量漫畫插圖的手段,讓人印象深刻。

那麼我還有什麼要補充的呢?其實,基本把機械學的重點課程和基礎課程都說過了,結合我的工作經驗來看,比較實用的還是這些:工程製圖(一張準確規範的圖紙,要求功底一點也不低),機械設計(我學的是西北工大的版本),機械製造工藝學(這個有好多版本),液壓氣壓傳動,機械工程材料,幾何量公差與檢測(這本書就可以琢磨好幾年),電機學(主要是電機結構,傳動與控制的章節),三大力學(不常用,需要的時候拿出來翻)。然後就是機械設計手冊,軸承手冊翻得比較多。還有就是工作相關的各種標準研究,國內國外的。除此之外,你還可以根據自己的工作崗位去找相關的專業書籍。

我在工作中最大的心得就是,人要不斷進步,不斷學習提升自己。這才能在時代的變遷中保持力爭中上游,有好工作,或者有野心一點就自己幹。車間裡的操作工,換人換的勤快,原因還是在於自己沒有核心競爭力,無法獲得好工作好待遇,一旦遇上經濟危機,就是首先的犧牲對象。要想上位,還是要有理論水平來支撐,有自己的專精領域。

新人最大的問題就是實踐經驗少,遇到問題沒有多少可行的方案,解決的方法就是多研究成熟的已有方案,多請教前輩,多做筆記多思考。積累的多了,肚子裡面自然有貨。

CAD能力是基本的基本,現在漸漸的FEA要求也上來了,最好也具備基本的模型分析能力,如果還能會一點數據處理,那你的方案能做的很漂亮,也很實用。

2019年,對我來說,也是收穫的一年,我開始多做整理多做筆記了,以前太懶,以為用腦子記住就行,沒想到時間長了,還是好記性不如爛筆頭.......


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