SOLIDWORKS機(jī)械設(shè)計(jì)如何控制尺寸？

機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中的尺寸把握，實(shí)際就是一個(gè)人的設(shè)計(jì)能力的體現(xiàn)，如果你不具備相應(yīng)的設(shè)計(jì)能力，那所謂的尺寸把握是做不好的。所以今天在這里分享一套基本的設(shè)計(jì)流程和方法給大家，只有切實(shí)可行的方法才能打通你走向完善的專(zhuān)業(yè)技能之路。

01 先定外購(gòu)功能部件的尺寸

任何設(shè)計(jì)的開(kāi)始，都應(yīng)該是基于方案的總體要求，先把一些外購(gòu)的功能部件的型號(hào)和規(guī)格確認(rèn)下來(lái)，這樣做不僅可以得到交貨期，成本和設(shè)計(jì)尺寸，同時(shí)也可以基本上評(píng)估你的方案可行性，而其中一個(gè)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很重要的事情就是外購(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸。

所謂的外購(gòu)功能部件，我們從上圖可以有一個(gè)大概的了解，當(dāng)然其種類(lèi)只繁多遠(yuǎn)不止此，我只是用這些來(lái)舉個(gè)栗子而已，這些外購(gòu)的功能部件是完全可以通過(guò)供應(yīng)商的產(chǎn)品樣本來(lái)確認(rèn)設(shè)計(jì)尺寸的，有的樣本是紙質(zhì)的，有的電子樣本提高零件的二維和三維圖紙（例如日本SMC的氣動(dòng)元器件，中國(guó)亞德客的氣動(dòng)元器件，日本THK的產(chǎn)品等）。

作為一個(gè)設(shè)計(jì)工程師，首先要做的就是基于供應(yīng)商的樣本，再根據(jù)自己選擇的型號(hào)和規(guī)格畫(huà)出相應(yīng)的零件結(jié)構(gòu)，這就是你的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，而且這個(gè)東西基本上是不會(huì)錯(cuò)也不會(huì)改的（如果這都需要改，那只能證明你的設(shè)計(jì)方案有誤了，已經(jīng)是從源頭就開(kāi)始錯(cuò)了）。

例如我們畫(huà)一個(gè)完整的加工中心某項(xiàng)進(jìn)給裝配圖，我們就應(yīng)該從絲桿開(kāi)始向外畫(huà)，先畫(huà)絲桿，然后畫(huà)軸端，然后畫(huà)電機(jī)座和軸承做，然后再畫(huà)其它相關(guān)部件（當(dāng)然前提是你已經(jīng)確認(rèn)了大致的結(jié)構(gòu)，例如行程，機(jī)床外形等等），很多零件的設(shè)計(jì)都是一環(huán)扣一環(huán)的，一個(gè)尺寸影響并定另一個(gè)尺寸，都是有理有據(jù)的，從來(lái)就沒(méi)有胡亂的給個(gè)尺寸，每個(gè)尺寸都是有源頭和用途的。

所以對(duì)于一個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師而言，擁有并熟悉產(chǎn)品配套供應(yīng)商的產(chǎn)品樣本是一個(gè)非常重要的基本功，這也是你更重要的資源和能力，不僅僅是技術(shù)上的深入學(xué)習(xí)和掌握，更重要的是供應(yīng)商人脈上的積累與維護(hù)，這是一個(gè)自我覺(jué)醒和崛起的過(guò)程。

02 確認(rèn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

在機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的處理，每個(gè)人都有自己的習(xí)慣和思維方式，這個(gè)是很難統(tǒng)一的，但是一些傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式一定要有很充分的了解與掌握，例如法蘭盤(pán)有多少種連接方式，如何更好的去處理這些連接方式，同時(shí)在設(shè)計(jì)零件的時(shí)候，不僅要考慮零件的功能需求，更要考慮零件的加工工藝需求和裝配工藝需求，更高端的甚至要考慮售后的便捷性需求等等，這是一個(gè)很綜合的能力。

前幾天與朋友聊天，說(shuō)到一個(gè)大學(xué)老師在外面接私活，幫別人設(shè)計(jì)了一套沖壓模，在試模的時(shí)候，沖壓成型都沒(méi)有什么問(wèn)題，但是在取零件的時(shí)候卻發(fā)現(xiàn)取不下來(lái)，原來(lái)是開(kāi)模的行程不夠，這就搞得很尷尬了，這就是結(jié)構(gòu)處理失誤的地方，所謂的結(jié)構(gòu)處理一定是基于產(chǎn)品的功能的全方面評(píng)估與思考，產(chǎn)品從設(shè)計(jì)，到采購(gòu)，到外協(xié)加工，到裝配，到調(diào)試，到生產(chǎn)，再到售后都需要自己在腦子里過(guò)一遍，不要偷懶，如果你不去做這個(gè)工作，你會(huì)發(fā)現(xiàn)你會(huì)上述的任何環(huán)境中摔倒，一個(gè)本來(lái)應(yīng)該很完善的產(chǎn)品，會(huì)被你最后的東拼西湊搞得面目全非，甚至完全失敗。結(jié)構(gòu)處理的能力來(lái)自于哪里？來(lái)自于多看，多畫(huà)，多思考；來(lái)自于你的項(xiàng)目設(shè)計(jì)經(jīng)歷，更來(lái)自于你曾經(jīng)犯過(guò)的錯(cuò)誤，當(dāng)然更重要的是來(lái)自于一個(gè)牛逼的老師的指導(dǎo)（一個(gè)好老師可以讓你事半功倍，他隨便點(diǎn)撥一下你，你可以節(jié)約幾個(gè)月的彎路時(shí)間），但是好老師可遇不可求，因?yàn)閯e人不欠你的，更重要的是作為職場(chǎng)對(duì)手，別人更想看你的笑話，所以這個(gè)很需要運(yùn)氣。其實(shí)我的建議是，如果沒(méi)有現(xiàn)實(shí)中的好老師，那就找圖紙出來(lái)抄，看和思考，這是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的捷徑，對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)工程師而言，模仿是自我成長(zhǎng)的捷徑，不要一開(kāi)始就想著去創(chuàng)新，只要能把前人的經(jīng)驗(yàn)搞定，就已經(jīng)是了不得的能力了。在這里的確認(rèn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，既指產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)，也指組成產(chǎn)品的零件的結(jié)構(gòu)，這都是在裝配圖的設(shè)計(jì)過(guò)程中基本上確認(rèn)下來(lái)的，這也就是為什么能做方案的設(shè)計(jì)工程師并不多的原因，因?yàn)榫C合能力需要太高，不是隨便玩幾年能夠掌握的。

03 設(shè)計(jì)零件圖紙（壁厚）

確認(rèn)了零件的形狀，那如何去確認(rèn)零件的壁厚，這是對(duì)于很多人來(lái)說(shuō)很困惑的事情，零件壁厚的確認(rèn)需要考慮很多要素，例如零件的形狀，零件的材料，零件的成型方式，零件的熱處理要求，零件的使用強(qiáng)度，零件的位置等等，只有把這些綜合要素都考慮完整了，才能真正設(shè)計(jì)出合格的零件圖紙，當(dāng)然這并不容易。

而更簡(jiǎn)單而偷懶的方法還是借鑒（說(shuō)白了就是抄），首先去查閱所在企業(yè)是不是以前做過(guò)類(lèi)似的產(chǎn)品，產(chǎn)品上是不是有類(lèi)似的零件，然后考慮上面提到的相關(guān)要素，結(jié)合以前圖紙的設(shè)計(jì)尺寸，以此來(lái)確認(rèn)自己的零件設(shè)計(jì)，這是出錯(cuò)率更低的一種方式，因?yàn)樵摲傅腻e(cuò)前人已經(jīng)基本上替你犯過(guò)了。

很多走純學(xué)術(shù)路線的行業(yè)人士都是建議你去做力學(xué)分析，不要聽(tīng)他們的，大部分零件不需要也不可能去做力學(xué)分析，否則等待你的就是被開(kāi)除，企業(yè)的研發(fā)，要的市場(chǎng)化的速度，講究的是快速和成本，如果你每設(shè)計(jì)一個(gè)零件就去做一個(gè)力學(xué)分析，那等你搞出這個(gè)產(chǎn)品，估計(jì)黃花菜都涼了，老板都去喝西北風(fēng)了。

等你具備了一定的設(shè)計(jì)能力，你會(huì)慢慢的形成自己的設(shè)計(jì)原則，什么樣的結(jié)構(gòu)你會(huì)給什么樣的尺寸，什么樣的材料你會(huì)對(duì)應(yīng)什么樣的要求，這都是內(nèi)化于心的潛意識(shí)，根本就不需要去想，是件很自然而然的事情。

在這個(gè)事情上，要盡量和經(jīng)歷過(guò)大量研發(fā)經(jīng)歷的人去交流，他們的能力都是真金白銀換來(lái)的，隨便偷學(xué)一點(diǎn)就可以持續(xù)的使用。而且理工科的人都有一種“好為人師”的癖好，你只要虛心請(qǐng)教，通常都會(huì)得到一個(gè)不錯(cuò)的結(jié)果，雖然他們很難將他們的絕招傳給你，但是一些基本的設(shè)計(jì)嘗試，你還是可以從和他們的溝通中去識(shí)別和獲得的，這就是你更應(yīng)該去經(jīng)營(yíng)的職場(chǎng)。

在我老家有一句老話：嘴甜不折本，只要舌頭打個(gè)滾。很多時(shí)候，嘴巴勤快一點(diǎn)的用處要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于手腳勤快的用處。

04 確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)件

和前面提到過(guò)的外購(gòu)件一樣，標(biāo)準(zhǔn)件的選擇也是相對(duì)容易的事情，而且你一旦選定了標(biāo)準(zhǔn)件，那也就相應(yīng)的確認(rèn)了其結(jié)構(gòu)和尺寸，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要充分利用好這些能夠很簡(jiǎn)單就確認(rèn)了結(jié)構(gòu)和尺寸的零件，這樣的零件越多，對(duì)你的結(jié)構(gòu)處理就越有效。

而且選擇標(biāo)準(zhǔn)件的時(shí)候，它的選擇變量是相對(duì)較少的，例如我們可以從受力范圍，裝配方式，標(biāo)準(zhǔn)件材質(zhì)，標(biāo)準(zhǔn)件用途等幾個(gè)方面來(lái)確認(rèn)選擇的型號(hào)與規(guī)格，然后再根據(jù)選擇的型號(hào)與規(guī)格來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的圖紙，其實(shí)在現(xiàn)在的二維軟件和三維軟件里，都帶有標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，所以很多圖形只需要直接調(diào)用就可以了，基本上不需要你去畫(huà)，多么爽的事情。當(dāng)然要選好標(biāo)準(zhǔn)件，也并不是真的就那么沒(méi)有技術(shù)含量的事情，只是相對(duì)零件設(shè)計(jì)而言稍微簡(jiǎn)單一些而已，如果你依然沒(méi)有頭緒，那我的建議還是借鑒，去走別人已經(jīng)成功過(guò)的路，你至少不太容易掉進(jìn)坑里，因?yàn)槁飞系目佣急磺叭擞米约旱纳碥|填滿了。

05 力學(xué)分析

雖然我們?cè)谄髽I(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，利用到力學(xué)分析的地方相對(duì)較少，但是該做力學(xué)分析的地方還是要做的，這事關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量和成本，該省的地方要省，不該省的地方一點(diǎn)都不能忽略。

力學(xué)分析有很多種途徑，老的傳統(tǒng)方式是查手冊(cè)，套公式，看結(jié)構(gòu)等來(lái)計(jì)算，當(dāng)然新的方式當(dāng)然是利用三維設(shè)計(jì)軟件來(lái)做力學(xué)分析，簡(jiǎn)直就可以達(dá)到“多、快、好、省”的完美境界。綜上，其實(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，更有效的培訓(xùn)還是基于圖紙的手把手的分析和講解，這是任何文章和方法都不能代替的，我的習(xí)慣培訓(xùn)方式就是讓新人們根據(jù)我的要求去拆零件圖，先按他們的意圖去畫(huà)，然后交給我來(lái)檢查，我會(huì)把設(shè)計(jì)過(guò)程中不好的地方全部羅列出來(lái)，然后把他叫過(guò)來(lái)逐條的告訴他怎么去修改，為什么要這樣修改，然后讓他根據(jù)我的講解去把圖紙改好，改好圖紙后再交給我審核一遍，如果還有問(wèn)題，我還會(huì)讓他再修改一次，如此反復(fù)，經(jīng)過(guò)幾輪的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，一個(gè)新人也就基本上可以建立自己初步的設(shè)計(jì)意識(shí)了，再通過(guò)大量的產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)目來(lái)夯實(shí)他的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，逐漸的培養(yǎng)出他自己的設(shè)計(jì)風(fēng)格和原則，這樣才可以慢慢的放手。說(shuō)實(shí)話，培養(yǎng)一個(gè)合格的設(shè)計(jì)工程師真的不容易，尤其是付出心血的去培養(yǎng)一個(gè)人，真的是件很累的事情，每次做這個(gè)事情我都告訴自己，這個(gè)人就是一把刀，我要把他磨鋒利了，讓他成為職場(chǎng)上無(wú)堅(jiān)不摧的利器，每思及此心里才會(huì)得到些許的安慰。

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審核編輯黃宇