CAD機械制圖設計師應具備的素質（三）

在之前的文章中我們介紹了CAD機械制圖中設計師需要注意的問題和工程的的一些注意點，今天我們就來了解一下CAD工程圖紙的相關問題。

5、工程圖紙的相關問題

    結合國內眾多的“山寨”小作坊式的工廠的實際情況，設計圖紙的規范化和標準化是個比較矛盾的問題。按正常的，規范的，嚴謹的，科學的方法和方式來說，一個生產機械設備工廠的技術部門，本應當具備專職的繪圖人員，圖紙審核人員，工藝規劃人員，工裝夾具制作人員，以及專職的電氣工程師，液壓氣動工程師或程序員。而在“小農意識”的領導下經過濃縮再壓縮處理后往往會精簡到一兩個人的狀況。且此一兩個人要在完成上述各職位工作的同時可能還要出具設備使用說明書，產品樣本的更新編排，投標文件的編制等等一些技術人員的“活”。

    在此，只討論基于上述一人多能的狀況下的圖紙實用性的相關問題。(所述可能不適用在具備明確分工，各司其責的規范化公司做事的朋友。)

    第一，做為設計人員，在保持謙虛好學的同時更要具備自我主見和獨立判斷能力。這情況相信很多朋友都有深刻體會，老板是這么說，車間主任那樣說，生產經理又有個另外的想法，客戶還會提個“合理”的要求。處理不好這些紛至沓來的意見或建議時，圖紙文件包名字將會從設計1版逐漸變到設計11版。對于此，咱們設計人員若是處理不好，往往會形成思維慣性和依賴性。久而久之我們就會進入一個永遠掙扎不出的死循環里。老板，車間主任，生產經理總覺得你這人純粹就是腰上別只死耗子—冒充打獵的。而你更覺得沒了設計自由，覺得和這些泥腿子扯淡完全是夏蟲不可語冰。被約束，被束縛太多，完全被禁錮在指指戳戳和無數的馬后炮中。

    第二，對于圖紙要素要做到知其然亦知其所以然。很多新手出具的圖紙往往都“干干凈凈”異常“整潔”，沒有粗糙度標記，沒有形狀和位置公差要求，沒有備注的技術要求，所有的線條粗細都是一致，尺寸缺失，尺寸多余，尺寸鏈封閉，圖紙上體現不出加工和測量的基準，N多虛線圖素等等狀況。提醒您入行一段時間后，略有體會了，結果可能又出現圖紙所標注的尺寸公差以及形狀和位置公差要求讓人一看就半身不遂，再一看直接癱瘓的狀況。

    舉個簡單的例子，當你設計一條軸時(軸承中間布置的情況)，我們要明白這條軸在最后磨削處理時的加工基準是兩軸端的中心孔，而我們裝配后用百分表檢測其某段軸段的跳動情況時的測量基準卻是基于中間的軸承位A和軸承位B之間的中心軸線，所以，你覺得在圖紙上標注其任意軸段跳動公差時的測量基準是能任意標注么?再例如當你設計的類似法蘭連接的兩個零件不能實現理想的對接時，請不要第一時間去質問加工或工藝安排人員的過失。你應該拿起你出具的圖紙仔細看一看，是不是沒有了裝配止口了?是不是缺失了“配作”這樣的技術要求了?是不是缺失了螺孔位置度要求了?

6、設計的靈魂—計算，校核

    機械設計所包含的計算可以大致分為如下幾類：

A、支持PLC或數控系統或運動控制卡等這一類東西所需要的程序邏輯算法。舉個簡單的例子就是比如解決一只N軸聯動的機械手的算法問題。需要考慮當臂關節平面移動，臂關節轉動，肘關節平面移動，肘關節轉動，腕關節轉動，指關節擺動。等一切運動所遵循的運動軌跡方程。(這類計算可歸類是純數學計算的性質，物理性東西不牽涉。)

B、緊密聯系物理現象的計算。比如靜力學，材料力學，彈性力學，流體力學。

    當設計某個零件時，首先要考慮這個零件所要承擔或完成什么任務，再結合這些任務去確定這個零件的形狀，確定形狀和所需要滿足的運動關系尺寸后再去針對這個零件的受力狀態和受力性質以及材質同時考慮轉速/熱變形/以及設計壽命等等諸多因素后到最后才能下手去確定各個部位的形狀和位置尺寸。

C、對于零件或部件加工或組裝時候的工時以及各項工藝參數的計算。就比如制造某款設備，鐵板下料部分需要進行鐵板排料的計算。金加工部分對于不同的加工性質有不同的加工參數的計算以及不同的加工方法排列的計算。以及在這樣的工藝參數下各個步驟所需要的加工時間的計算。

    最近在弄的一款設備(數控全自動鋸片磨齒機)的計算書，光是解決鋸片的轉角/轉速和砂輪的位移量及變化率的函數關系推導部分就有十幾頁A4紙內容。(這個就屬于第一類的計算性質)之前弄過的像某型設備工作臺不同載荷性質下的承載能力的計算和某彈性體共振頻率的確定等都屬第二類性質的計算。當然第三類性質計算嚴格說可以歸納為工藝范疇。

    好比是練武一般，如果沒有內功的修習，就算是外家招式練得再剛猛，也永遠達不到宗師級的境界。所以一個所謂的真正的機械設計師肯定是內外兼修的。那咱們那些缺少邏輯思維的機械設計同行怎么辦呢?對，逆向!就是從后往前看。現在的軟件技術以及傳感技術這么發達。很多時候我們可以避開那類繁雜的計算和驗算的步驟。舉個簡單例子，比如想知道不同轉速下某條輸出軸的輸出扭距情況。直接拿個測扭儀連接在該輸出軸上針對各個轉速讀取就行。電機的功率因素，傳動部件間的摩擦，不同傳動部件間由于不同的質量和速度引起的加速度啥的咱都給考慮完整了，這樣讀取的數值將會比從前往后看模式下進行計算而得到的數據更為精確，有效。

    當然前提條件是那些基本的物性概念咱是要知道和明了的。關于CAE分析問題，樓主也曾有嘗試和接觸。因為總感覺CAE分析對于材料物性數據的準確性以及網格劃分和建模的規范性甚是敏感，更主要的是約束和載荷布置的合理性等等影響最終計算結果的不確定性因素太多，且又無法去進行理論和實踐的有效驗證，又限于工作節奏和自身領悟能力等原因一直未能對此深究，故不做論述。

CAD機械制圖的時候，圖紙是十分重要的，中間也比較容易出現問題，所以要對圖紙有足夠的了解。