机械设计之尺寸该如何选择和把握，一文说明白
01 先定外购功能部件的尺寸
任何设计的开始，都应该是基于方案的总体要求，先把一些外购的功能部件的型号和规格确认下来，这样做不仅可以得到交货期，成本和设计尺寸，同时也可以基本上评估你的方案可行性，而其中一个对结构设计很重要的事情就是外购件的设计尺寸。
所谓的外购功能部件，我们从上图可以有一个大概的了解，当然其种类只繁多远不止此，我只是用这些来举个栗子而已，这些外购的功能部件是完全可以通过供应商的产品样本来确认设计尺寸的，有的样本是纸质的，有的电子样本提高零件的二维和三维图纸（例如日本SMC的气动元器件，中国亚德客的气动元器件，日本THK的产品等）。
作为一个设计工程师，首先要做的就是基于供应商的样本，再根据自己选择的型号和规格画出相应的零件结构，这就是你最大的设计基础，而且这个东西基本上是不会错也不会改的（如果这都需要改，那只能证明你的设计方案有误了，已经是从源头就开始错了）。
例如我们画一个完整的加工中心某项进给装配图，我们就应该从丝杆开始向外画，先画丝杆，然后画轴端，然后画电机座和轴承做，然后再画其它相关部件（当然前提是你已经确认了大致的结构，例如形成，机床外形等等），很多零件的设计都是一环扣一环的，一个尺寸定另一个尺寸，都是有理有据的，从来就没有胡乱的给个尺寸，每个尺寸都是有源头和用途的。
所以对于一个机械结构设计工程师而言，拥有并熟悉产品配套供应商的产品样本是一个非常重要的基本功，这也是你最重要的资源和能力，不仅仅是技术上的深入学习和掌握，更重要的是供应商人脉上的积累与维护，这是一个自我觉醒和崛起的过程。
02 确认设计结构
在机械设计结构的处理，每个人都有自己的习惯和思维方式，这个是很难统一的，但是一些传统的结构形式一定要有很充分的了解与掌握，例如法兰盘有多少种连接方式，如何更好的去处理这些连接方式，同时在设计零件的时候，不仅要考虑零件的功能需求，更要考虑零件的加工工艺需求和装配工艺需求，更高端的甚至要考虑售后的便捷性需求等等，这是一个很综合的能力。
前几天更朋友聊天，说到一个大学老师在外面接私活，帮别人设计了一套冲压模，在试模的时候，冲压成型都没有什么问题，但是在取零件的时候却发现取不下来，原来是开模的行程不够，这就搞得很尴尬了，这就是结构处理失误的地方，所谓的结构处理一定是基于产品的功能的全面评估与思考，产品从设计，到采购，到外协加工，到装配，到调试，到生产，再到售后都需要自己在脑子里过一遍，不要偷懒，如果你不去做这个工作，你会发现你会上述的任何环境中摔倒，一个本来应该很完善的产品，会被你最后的东拼西凑搞得面目全非，甚至完全失败。
结构处理的能力来自于哪里？来自于多看，多画，多思考；来自于你的项目设计经历，更来自于你曾经犯过的错误，当然更重要的是来自于一个牛逼的老师的指导（一个好老师可以让你事半功倍，他随便点拨一下你，你可以节约几个月的弯路时间），但是好老师可遇不可求，因为别人不欠你的，更重要的是作为职场对手，别人更想看你的笑话，所以这个很需要运气。
其实我的建议是，如果没有现实中的好老师，那就找图纸出来抄，看和思考，这是一个最现实的捷径，对于一个设计工程师而言，模仿绝对是自我成长的捷径，不要一开始就想着去创新，只要能把前人的经验搞定，就已经是了不得的能力了。
在这里的确认设计结构，既指产品的整体结构，也指组成产品的零件的结构，这都是在装配图的设计过程中基本上确认下来的，这也就是为什么能做方案的设计工程师并不多的原因，因为综合能力需要太高，不是随便玩几年能够掌握的。
03 设计零件图纸（壁厚）
确认了零件的形状，那如何去确认零件的壁厚，这是对于很多人来说很困惑的事情，零件壁厚的确认需要考虑很多要素，例如零件的形状，零件的材料，零件的成型方式，零件的热处理要求，零件的使用强度，零件的位置等等，只有把这些综合要素都考虑完整了，才能真正设计出合格的零件图纸，当然这并不容易。
而最简单而偷懒的方法还是借鉴（说白了就是抄），首先去查阅所在企业是不是以前做过类似的产品，产品上是不是有类似的零件，然后考虑上面提到的相关要素，结合以前图纸的设计尺寸，以此来确认自己的零件设计，这是出错率最低的一种方式，因为该犯的错前人已经基本上替你犯过了。
很多走纯学术路线的行业人士都是建议你去做力学分析，不要听他们的，大部分零件不需要也不可能去做力学分析，否则等待你的就是被开除，企业的研发，要的市场化的速度，讲究的是快速和成本，如果你每设计一个零件就去做一个力学分析，那等你搞出这个产品，估计黄花菜都凉了，老板都去喝西北风了。
等你具备了一定的设计能力，你会慢慢的形成自己的设计原则，什么样的结构你会给什么样的尺寸，什么样的材料你会对应什么样的要求，这都是内化于心的潜意识，根本就不需要去想，是件很自然而然的事情。
在这个事情上，要尽量和经历过大量研发经历的人去交流，他们的能力都是真金白银换来的，随便偷学一点就可以持续的使用。而且理工科的人都有一种“好为人师”的癖好，你只要虚心请教，通常都会得到一个不错的结果，虽然他们很难将他们的绝招传给你，但是一些基本的设计尝试，你还是可以从和他们的沟通中去识别和获得的，这就是你最应该去经营的职场。
在我老家有一句老话：嘴甜不折本，只要舌头打个滚。很多时候，嘴巴勤快一点的用处要远远大于手脚勤快的用处。
04 确认标准件
和前面提到过的外购件一样，标准件的选择也是相对容易的事情，而且你一旦选定了标准件，那也就相应的确认了其结构和尺寸，在设计的过程中，一定要充分利用好这些能够很简单就确认了结构和尺寸的零件，这样的零件越多，对你的结构处理就越有效。
而且选择标准件的时候，它的选择变量是相对较少的，例如我们可以从受力范围，装配方式，标准件材质，标准件用途等几个方面来确认选择的型号与规格，然后再根据选择的型号与规格来设计相应的图纸，其实在现在的二维软件和三维软件里，都带有标准件库，所以很多图形只需要直接调用就可以了，基本上不需要你去画，多么爽的事情。当然要选好标准件，也并不是真的就那么没有技术含量的事情，只是相对零件设计而言稍微简单一些而已，如果你依然没有头绪，那我的建议还是借鉴，去走别人已经成功过的路，你至少不太容易掉进坑里，因为路上的坑都被前人用自己的身躯填满了。
05 力学分析
虽然我们在企业的产品设计过程中，利用到力学分析的地方相对较少，但是该做力学分析的地方还是要做的，这事关产品的质量和成本，该省的地方要省，不该省的地方一点都不能忽略。
力学分析有很多种途径，老的传统方式是查手册，套公式，看结构等来计算，当然最新的方式当然是利用三维设计软件来做力学分析，简直就可以达到“多、快、好、省”的完美境界。
综上，其实在设计的过程中，最有效的培训还是基于图纸的手把手的分析和讲解，这是任何文章和方法都不能代替的，我的习惯培训方式就是让新人们根据我的要求去拆零件图，先按他们的意图去画，然后交给我来检查，我会把设计过程中不好的地方全部罗列出来，然后把他叫过来逐条的告诉他怎么去修改，为什么要这样修改，然后让他根据我的讲解去把图纸改好，改好图纸后再交给我审核一遍，如果还有问题，我还会让他再修改一次，如此反复，经过几轮的产品设计，一个新人也就基本上可以建立自己初步的设计意识了，再通过大量的产品设计项目来夯实他的设计基础，逐渐的培养出他自己的设计风格和原则，这样才可以慢慢的放手。
说实话，培养一个合格的设计工程师真的不容易，尤其是付出心血的去培养一个人，真的是件很累的事情，每次做这个事情我都告诉自己，这个人就是一把刀，我要把他磨锋利了，让他成为职场上无坚不摧的利器，每思及此心里才会得到些许的安慰。
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