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机械工程的基础知识有哪些?2023-09-18 11:25

  包括材料知识(金属、非金属),举个例子就是经典的铁碳合金金相图(设计院里做机械传动的老法师可以给你结合实际产品和工程案例,娓娓道来),密封结构密封材料的温度特性和密封场合;

  有些产品会涉及到铸造,那么就得掌握铸造工艺流程。精密铸造采用的钢模覆膜砂铸造工艺,铸造后产品拔模方向和铸造工艺孔。还要看自动造型机铸造还是木模、砂模铸造。铸造还会涉及铸后零件的打磨抛光。从设计角度考虑,还需要考虑结构强度(铸造R角的设计),铸造零件壁厚设计,这就需要材料力学、有限元仿真;从铸造工艺角度出发,需要考虑铸造工艺性,拔模方不方便,这种结构是不是存在铸造工艺缺陷,铸造的钢渣以及相关原料配比等等。

  有些大型工程设备经常会涉及钢结构。如果是钢结构设计的话,掌握典型的桁架结构设计、门字型吊架结构设计、钢结构连接件设计,钢结构的加工流程;整体结构的力学仿真,这就需要工程力学、有限元仿真相关知识,设计院看到老一代设计师有些简单的桁架会自己手算的。从工艺的角度出发,需要掌握焊接知识、钢结构装配知识。

  有些高精尖的产品经常会涉及到精密传动结构,对应的齿轮传动领域的话,从设计师角度看,就需要掌握齿轮传动设计知识,具体细化下来的知识主要是材料力学、材料、齿轮设计、连接与紧固、密封、轴承等等方面。从工艺角度看,需要掌握车铣刨磨钳热处理焊接等等加工工艺知识。

  有些高精尖的通讯电子产品经常是典型的铝合金方盒,里面放置诸如信号发射、信号采集、信号处理、信号收集、温度控制等等电子模块,这种结构件往往需要对防电磁干扰、结构表面温度、结构重量、密封防尘防水等等有着严格的要求,产品实物开发出来往往需要经过振动实验、运输实验、积淋积水实验、冲击实验、温度交变应力冲击实验、盐雾老化实验、绝缘电阻测试等等。这就需要设计师掌握材料力学、有限元仿真技术、防电磁干扰相关知识、抗震动结构、密封结构等等相关知识。工艺工程师需要掌握的是产品加工制造工艺甚至实验流程相关的知识。往往在前期产品的研发时,工艺工程师需要与设计师一起开研讨会,从工艺角度出发提出合理性结构优化建议。

  这个细说下来也不是一两句能讲完的,如果要想深入了解,可以百度搜索相关领域,也可以咨询我。

  一般私企里的设计师,我见到很多是从车间组装工做起来的,学会产品建模,由于有些设备装配经验,跟着学一段时间就可以独立做些仿制类的非标自动化设备。这些人多数都有个人创业的想法。做这样的工作,只需要简单的软件建模制图技能、懂得公差配合(多数停留在尺寸公差,不需要考虑形位公差,实际遇到问题就根据车间经验修修补补),有一定的设备加工制造的经验,或者懂得这些加工制造的流程和设备装配可能出现的问题。

  有些是小设计公司里的设计师,这种一般都会一开始跟着做很多各种各样的非标项目,需要对自动化相关的元器件选型、常见动作对应的动作模块非常熟悉,然后就是产品的组装调试,这种设备框架基本上都是大同小异的,直接改改尺寸用就行了,多数没有结构坍塌的风险。这种工作往往需要你的广度,需要你对元器件选型(电机、直线模组、气缸、导轨等等)非常熟悉,熟悉对应哪些动作用哪些现成的动作模块(这种连杆凸轮模块,分度模块等等网上都有现成的图纸,直接用就行了),当然也需要懂一点机械原理,一些机构可能会涉及到自由度计算和角度锁死点计算,还需要懂一点设备组装的知识,避免由于尺寸干涉导致动作无法实现。

  上市公司里的设计师,也要看从事哪个领域。有些是汽车零配件设计师,如果是重要零件(涉及到强度刚度的),通常都是对现有的结构进行改进,这就分得很细了。有专门负责批量生产产品设计的工程师,主要用的是三维建模、机械制图,尺寸公差相关的知识(经常需要计算零件尺寸链,根据实际生产良品率对尺寸公差、形位公差进行优化),要解决批次性生产良品率的问题。有专门负责产品结构强度、热力学有限元分析的仿真CAE工程师,这就需要用到材料力学、高中物理、有的可能会用到理论力学,以及实际产品对应的分支学科(塑料卡扣类的卡扣连接件设计、齿轮传动相关齿轮设计知识),建立正确的计算模型,进行有限元分析。

  继续展开来讲,讲到各领域(高精尖领域、传统工业领域、大型工程领域),细分到不同领域对应不同产品分支,细化机械工程师具体种类,那就不是三言两语简单讲完的了,可以百度搜索相关领域,也可以咨询我。