機(jī)械設(shè)計(jì)確定各部件或總成的結(jié)構(gòu)形式和功能

在確定了機(jī)床成型方式和整體初步結(jié)構(gòu)后就要對(duì)各部位進(jìn)行初步規(guī)劃，這時(shí)要比較清晰和明了各部位的功能以及確定采用何種機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)這些部位的功能。做這些規(guī)劃的前提的前提就是要先考慮這個(gè)組件或部件的安裝和拆卸問(wèn)題。比如對(duì)于易損件或耗材或?qū)τ谝恍┬枰?jīng)常調(diào)校的裝置和機(jī)構(gòu)就要求考慮合理的拆裝和維修時(shí)的便利性。比如要更換一條三角皮帶，則要對(duì)該機(jī)進(jìn)行殺牛剝皮式的拆卸和更換那就不能算是一個(gè)好的設(shè)計(jì)。

例如當(dāng)我們確定采用常用的直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)時(shí)所要考慮的問(wèn)題有如下方面：結(jié)合實(shí)際的效率和精度需求明確某種實(shí)現(xiàn)形式，常用的當(dāng)然有導(dǎo)軌加絲杠這種形式 ，至于是采用滑動(dòng)摩擦絲杠還是滾動(dòng)摩擦的絲杠則要根據(jù)實(shí)際情況確定。傳動(dòng)效率、定位精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)性、負(fù)載情況、速度特性、螺紋升角、絲杠所能承受的軸向載荷、導(dǎo)程、造價(jià)成本等因素都要綜合考慮。再比如間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在電機(jī)控制技術(shù)還沒(méi)完善前，要實(shí)現(xiàn)此類機(jī)構(gòu)那真是花樣繁多（槽輪形式，不完全齒輪形式）。

機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展階段

1．直覺(jué)設(shè)計(jì)(遠(yuǎn)古～1500年)

自人類開始制造工具，就有了設(shè)計(jì)活動(dòng)。在古代，設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)體現(xiàn)在同一工匠個(gè)體上。他們或是從自然現(xiàn)象得到啟示，或是憑借長(zhǎng)期勞動(dòng)所獲得的直觀感覺(jué)來(lái)設(shè)計(jì)和制作產(chǎn)品。

2．經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)(1501～1849年)

工匠開始利用力學(xué)原理組成各種裝置時(shí)，簡(jiǎn)單工具逐漸向傳統(tǒng)機(jī)械發(fā)展。18世紀(jì)中期發(fā)生的初次產(chǎn)業(yè)革命，使機(jī)械技術(shù)出現(xiàn)了設(shè)計(jì)與制造的分工。19世紀(jì)初，機(jī)械學(xué)從力學(xué)中獨(dú)立出來(lái)。19世紀(jì)后期，機(jī)械工程學(xué)逐漸成為一門獨(dú)立學(xué)科。機(jī)械學(xué)是機(jī)械工程學(xué)的理論基礎(chǔ)。由于當(dāng)時(shí)的機(jī)械制造尚未形成一個(gè)學(xué)科體系，所以機(jī)械學(xué)可作為機(jī)械工程學(xué)的簡(jiǎn)稱。

3．半經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)(1850～1949年)

1851年首屆世界博覽會(huì)后，出現(xiàn)了大量復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品。19世紀(jì)中期發(fā)生的第二次產(chǎn)業(yè)革命，使設(shè)計(jì)技術(shù)在理論和實(shí)踐上都有明顯提高。德國(guó)出版《理論運(yùn)動(dòng)學(xué)》，表明人們對(duì)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)初次從特性上升到個(gè)性。

4．半自動(dòng)設(shè)計(jì)(1950～1989年)

該階段顯著特點(diǎn)是對(duì)設(shè)計(jì)工具的革新和對(duì)設(shè)計(jì)方法的深入研究。20世紀(jì)50年代電子計(jì)算機(jī)用于科學(xué)計(jì)算，60年代出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)自動(dòng)繪圖，1970年美國(guó)推出CAD系統(tǒng)，1971年日本出版了《設(shè)計(jì)工程學(xué)叢書》，1977年德國(guó)出版了《設(shè)計(jì)學(xué)》，這表明人們對(duì)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)再次從特性上升到共性。

5．自動(dòng)化設(shè)計(jì)(1990年以來(lái))

20世紀(jì)90年代，形成了建立在決策自動(dòng)化基礎(chǔ)上的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)。決策自動(dòng)化本質(zhì)上是對(duì)知識(shí)處理和使用的自動(dòng)化。在該階段，設(shè)計(jì)過(guò)程中的大量一般性決策及信息處理可以由計(jì)算機(jī)完成，設(shè)計(jì)者可以僅作關(guān)鍵性決策。采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)的波音777飛機(jī)，就是世界上首架無(wú)圖樣、無(wú)樣機(jī)升空的飛機(jī)。

機(jī)械設(shè)計(jì)工程師需要掌握哪些技能？

1，能看懂機(jī)械圖紙，《畫法幾何》 《機(jī)械制圖》2，會(huì)使用軟件制圖（AutoCAD或Pro/e或solidworks或Catia或ＵＧ等），包括3D模型和2D工程圖3，具有《機(jī)械原理》《機(jī)械設(shè)計(jì)》《機(jī)械加工工藝》《公差》等學(xué)科的知識(shí)，可以完成機(jī)械部件的設(shè)計(jì)工作4，具有《理論力學(xué)》《材料力學(xué)》《有限元分析》的背景知識(shí)，可以完成關(guān)鍵性部件的結(jié)構(gòu)分析工作5，具有行業(yè)內(nèi)的專業(yè)知識(shí)，比如工程機(jī)械行業(yè)，應(yīng)當(dāng)具備液壓方面的知識(shí)6，能看懂英文圖紙，英文技術(shù)資料7，盡量具備一定的英語(yǔ)口語(yǔ)能力，能跟國(guó)外工程師溝通，并通過(guò)PPT演講闡述技術(shù)方案。

機(jī)械設(shè)計(jì)需要哪些知識(shí)？

略知金屬材料與熱處理知識(shí)。對(duì)于事物或技能的掌握程度我們可分為認(rèn)知—略知—掌握—熟練這么些階段。我們作為機(jī)械設(shè)計(jì)工程師，因?yàn)槲覀儚氖碌倪@個(gè)行業(yè)交叉性的學(xué)科比較多。

所謂業(yè)精于專，當(dāng)然我們的前提是做好自己設(shè)計(jì)范疇內(nèi)的事情，而這里所要求知曉的金屬材料與熱處理知識(shí)并不是要求你能熟記鐵碳合金相圖以及各類金屬在不同溫度不同熱處理工藝下的金相組織形態(tài)。但一些基礎(chǔ)性的知識(shí)還是需要了解或掌握的。比如低碳鋼，中碳鋼，高碳鋼，常見(jiàn)合金鋼一些常見(jiàn)的特性，通用性材料的屈服點(diǎn)，抗拉強(qiáng)度，熱處理前后硬度特性。

舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，車間的師傅請(qǐng)你幫他弄一條剛性好些的車床用的深孔鏜桿，你一聽(tīng)是要弄一條又粗又壯的高剛性的東西，結(jié)果在圖紙的材料欄里寫了個(gè)40Gr，等采購(gòu)買回來(lái)，加工，熱處理后，一焊接，發(fā)現(xiàn)YG6的刀粒銅焊怎么都焊不到那條又粗又壯的刀桿上去。