多年來(lái)，我在機械非標設計一線(xiàn)跌跌拌拌，主持設計了幾十種產(chǎn)品的設計；在這些項目中與帝都知名設計研究院，著(zhù)名高校及兄弟單位進(jìn)行過(guò)多次合作。深深體會(huì )到機械設計人才良莠不齊，渾水摸魚(yú)沽名釣譽(yù)之徒太多；大多數設計人員畢業(yè)后很少再學(xué)**，甚至平均下來(lái)每月還不看一本專(zhuān)業(yè)書(shū)籍，所以其水平也不敢恭維。   

國人學(xué)**做事喜歡捷徑找方法，總結起來(lái)有四種方法：模仿別人，學(xué)**別人的經(jīng)驗消化理解，這是最聰明的方法；經(jīng)過(guò)自己深思熟慮實(shí)踐，這是最寶貴的方法；總結自己失敗的經(jīng)驗和教訓，這是最痛苦的方法。國外的工業(yè)帝國有企業(yè)出書(shū)和工程師出書(shū)，讀幾本也受益匪淺。但是機械行業(yè)鑒于當今知識產(chǎn)權做的不到位，機械行業(yè)大都互相堤防，不像電子等新興行業(yè)，好多工程師把自己的經(jīng)驗發(fā)到論壇上分享。機械行業(yè)大家相互遮遮掩掩，唯恐被別人看破看懂；在此我想記錄下自己設計過(guò)程中的點(diǎn)滴，拋磚引玉，互相交流。

古代有三教九流之類(lèi)的說(shuō)法“一官、二吏、三僧、四道、五醫、六工、七匠、八娼、九儒、十丐”，一目了然，咱們做匠人的值得慶幸的是排到了娼前面。按照當下國內的說(shuō)法人才分四類(lèi)：首先是搞藝術(shù)，因為中華藝術(shù)是神圣的所以咱們常人無(wú)法達到；然后一流人才做銷(xiāo)售，在中國各種政府采購及規則，能把銷(xiāo)售做好不亞于搞藝術(shù)。二流的人才做管理，神舟飛天好幾年了貪污腐敗到現在還沒(méi)好辦法，可見(jiàn)管理這譚水不是一般的深啊；當你放棄了夢(mèng)想，失去了斗志，沒(méi)有了勇氣，不要過(guò)于悲傷，還可以做三流人才，做技術(shù)吧。

七月又一屆畢業(yè)的人才投入到祖國建設中；這時(shí)候可以驗證一下前面所說(shuō)的三流人才。首先搞藝術(shù)的用就業(yè)就太俗了，所以就不談就業(yè)了。然后清華，北大，北理等名校的一流人才，大都會(huì )選擇出國或者外企，幫助洋人在中國推廣銷(xiāo)售優(yōu)秀產(chǎn)品，開(kāi)盤(pán)穩固國內市場(chǎng)。二流人才就是各部屬重點(diǎn)院校的二流人才，大都能進(jìn)央企國企國家行政部門(mén)，企業(yè)或行政部門(mén)依靠背景資質(zhì)等承擔國家重任，有黨有錢(qián)的地方，當然管理是首要任務(wù)。然后三流人才就不值一提了，勉強填飽肚子就知足了。

說(shuō)句驕傲的話(huà)：機械的發(fā)明和精巧的設計僅僅是極少數天才人物憑知識和才能所掌握的一種技巧，而且在設計時(shí)除了設計者的直觀(guān)能力外，還要對設計過(guò)程的一系列關(guān)鍵過(guò)程加以分析，并根據相應的規律有計劃地予以實(shí)現。過(guò)去的幾位天才的工程師，如阿基米德、達·芬奇、尼古拉斯特拉、他們把設計思想留給了后人近代的富朗克、漢森、凱塞林、羅登納克、沃格包爾、等天才從事機械設計研究。但這些搞機械設計的人才們結局都不很樂(lè )觀(guān)，看過(guò)電影“太極”身為鐵道部總工程師的方子敬和機械設計工程師陳栽秧的悲催遭遇，還有發(fā)明家“灰太狼”身為機械設計的優(yōu)秀人才，卻為每天吃飽肚子發(fā)愁，我不明白為什么鄙視機械的片都這么流行；就好像央視那軍事評論員說(shuō)美國的航母不環(huán)保一樣，自己做不好的東西就要鄙視。

深深地感覺(jué)到機械設計師——中國三流人才里最悲催的職業(yè)。之所以稱(chēng)之為悲催就是經(jīng)過(guò)痛苦的掙扎和不懈的努力終于從繭里爬了出來(lái)卻發(fā)現自己不是蝴蝶。機械設計有這么難嗎？簡(jiǎn)單地說(shuō)：設計就是綜合。綜合是創(chuàng )造一套完成某項給定目標的計劃或辦法的過(guò)程。規定機器的尺寸、形狀、材料和零件的組合以便使機器順利完成它的預定工作的過(guò)程。說(shuō)深奧一些：設計過(guò)程的總體卻有一種非常象科學(xué)一樣的藝術(shù)特性，科學(xué)在設計中的作用僅是為設計者提供用以實(shí)踐他們藝術(shù)的工具。想成為一個(gè)優(yōu)秀的設計師，要經(jīng)歷一下幾個(gè)階段：

1. 嬰兒級這個(gè)級別就是能掌握設計所需的工具；熟練操作CAD，ProE，SW，ANSYS、Mathcad等軟件，深刻理解材料力學(xué)，工程力學(xué)，機械設計理論，機加工工藝，金屬工藝學(xué)等基礎理論；熟練掌握公差配合，工程材料等基礎知識。當然什么叫做熟練操作，經(jīng)常見(jiàn)那些自稱(chēng)用某種軟件很熟練的小伙子們實(shí)際操作軟件的時(shí)候是那么生疏，熟練程度不好界定，如果必須量化那么只能給個(gè)近視量，如果用某個(gè)軟件繪制工程圖不到500張，如果三維模型畫(huà)夠上千個(gè)就別說(shuō)自己是熟練。深刻理解力學(xué)理論也一樣，不說(shuō)對那些要點(diǎn)如數家珍，最起碼說(shuō)對一個(gè)學(xué)科能系統地從頭到尾穿起來(lái)。熟練掌握是更進(jìn)一步的要求，舉個(gè)例子，對于公差配合熟練掌握就是對基準基準體系、形狀公差、位置度公差、延伸公差帶、等知識熟記于心，對這些公差的應用，公差的檢測，以及加工過(guò)程中保證這些公差的工藝等有初步了解。達到了這些要求，具備了機械設計的基礎知識。

2. 幼兒級圖紙是工程師的語(yǔ)言，作為幼兒就應該學(xué)會(huì )說(shuō)話(huà)了；國標就是語(yǔ)法，常用的三五十個(gè)制圖國標應該倒背如流，如果有企業(yè)標準和規范會(huì )稍多一點(diǎn)，這些倒沒(méi)這么難繪制兩三千張工程圖這些標準就會(huì )形成一種**慣；關(guān)于制圖，之前也曾說(shuō)過(guò)“現在好多工作多年的機械設計人員連張像樣的圖紙都畫(huà)不出來(lái)”。三維圖也是有語(yǔ)法的，并不是按照尺寸畫(huà)出三維圖就行了：是采用自上而下、還是自下而上，如果自下而上從零件時(shí)候就必須為下一步裝配，方針，修改做準備；基準面怎么選，用什么特征都不是隨便選的；零件圖繪制順序還要結合零件的加工工藝順序一致，是先拉伸切除還是先旋轉切除都要結合零件的加工工藝；三維圖裝配也一樣，根據裝配規范的總成逐級裝配。

3. 兒童級兒童級是最為漫長(cháng)的一個(gè)階段，這個(gè)階段可以在師傅的指導下完成簡(jiǎn)單的零件設計。既然是設計肯定要對這個(gè)零件的功能要求力學(xué)性能了如指掌，然后進(jìn)行適當的力學(xué)計算；不要依靠分析軟件，因為當沒(méi)搞明白本質(zhì)之前，靠軟件就是盲目的；在這里需要強調的就是在機械設計中任何軟件都是工具，真正寶貴的是設計者的思想和創(chuàng )意，而并非軟件。分析的目的在于獲得符合要求的工作性能的同時(shí)，做到重量輕巧，加工簡(jiǎn)單，降低成本，其實(shí)歸根結底就是錢(qián)的問(wèn)題；那么設計就可以理解為在某事某地某工況下為某以技術(shù)任務(wù)給出一個(gè)盡可能好的解決辦法所必須的一切綜合和分析的活動(dòng)，在兒童級別可以狹義地理解設計即：確定一個(gè)零件部件機器的尺寸結構及材料特性等。這個(gè)階段應該很清楚設計的每一個(gè)零件是怎么加工出來(lái)的，用到什么機床，采用什么樣的表面處理工藝，每個(gè)公差存在的意義，只有這樣才能保證你設計的零件在當今的加工條件下能制造出來(lái)。然后就是裝配問(wèn)題，心中應該比較明確自己設計的部件，機器，是怎么安裝的，采用什么工具安裝，需不需要吊裝孔，要不要定位。然后維修，使用，易損件更換是否方便。這個(gè)階段應該深刻認識到對加工工藝了解遠比理論更有意義，這個(gè)階段你會(huì )慢慢感覺(jué)到那些每天炫耀三維軟件制作三維動(dòng)畫(huà)和生成紅黃綠網(wǎng)格的最多只能算是個(gè)制圖員。當終于把這個(gè)階段走完的時(shí)候，發(fā)現作為設計師終于可以自己設計一些簡(jiǎn)單的結構了。這時(shí)候也慢慢發(fā)現有人在罵你，或者說(shuō)有機會(huì )挨罵了。因為生產(chǎn)、采購、使用、維修、運輸、所有的錯誤都可以歸結為設計的錯誤，的確如此，因為設計的時(shí)候都可以避免的。首先車(chē)間的工人會(huì )罵你，理由如下。你設計的一個(gè)零件某個(gè)工序會(huì )讓他們更換20把刀具；因為你設計的零件某個(gè)公差要求導致加工合格率只有50%；因為你設計的零件加工時(shí)候需要翻來(lái)覆去折騰好幾次，甚至不得不為了加工一個(gè)零件而做了一堆工裝，因為你設計的一個(gè)零件質(zhì)檢人員檢測時(shí)必須用三坐標才能檢驗。當然也會(huì )有一些科研單位不在乎，實(shí)現同樣的功能難度越大越能證明研究所的技術(shù)水平高，甚至成為炫耀的資本，可以吹牛我這個(gè)零件必須用電火花，必須采用激光，必須采用特種復合材料噴涂。簡(jiǎn)單就是科學(xué)是設計的通用思想，據說(shuō)國外設計師完成一個(gè)零件設計后都要問(wèn)自己兩句話(huà)公差精度可不可以再低一些，結構可不可以再簡(jiǎn)單一些；但是在國內一切皆有可能，以后我把某研設計院特聘專(zhuān)家們讓人作嘔的設計跟同行們作為反面教材分享一下，因為這是我迄今為止見(jiàn)過(guò)犯錯誤犯的最全面的設計。其次就是產(chǎn)品使用者會(huì )罵，理由更多。設計出的設備難以操作，或者你寫(xiě)的使用說(shuō)明書(shū)密密麻麻50頁(yè)，讓操作者難以掌握，操作者是反應問(wèn)題最多的，所以你的設計必須把使用產(chǎn)品的人想的足夠笨。然后就是誤操作，不要懷疑，誤操作也是設計者的設計失誤造成的，如果你把兩個(gè)按鈕設計的一樣，操作者肯定會(huì )不小心按錯啊。然后就是舒適度，如果你了解操作者手操作的最佳高度是1~1.2米，一般人手操作50N左右的時(shí)候最舒適，低于20N的操作件要考慮誤操作的可能性，大于130N的操作件人會(huì )感覺(jué)費力。嚴謹的統計計算可以解決這個(gè)問(wèn)題：一個(gè)操作手柄在多高的位置需要多大的力量可以扳動(dòng)這個(gè)是可以計算的，一個(gè)普通工人在指定工況下所能輕松扳動(dòng)的力量也是可以統計的，人在什么高度下操作最舒適也是可以統計的，手握手柄的時(shí)候當手柄做成什么形狀什么尺寸最舒服，所有的這些問(wèn)題都要想到。如果這些都滿(mǎn)足了，也許客戶(hù)依然會(huì )感覺(jué)你的設計不太舒服，或許操作者自己也說(shuō)不出是哪設計的不合理；這些設計者依然可以避免，《機械設計心理學(xué)》和《設計美學(xué)》這是設計者的必修課。例如你在一個(gè)儀表盤(pán)上的數據顯示了8位數字，但是一般人的記憶的最佳長(cháng)度是不大于7位；例如你某個(gè)結果設計的足夠堅固，可以別人看起來(lái)總感覺(jué)你這結構弱不禁風(fēng)；例如本來(lái)一個(gè)具有親和力的產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)你設計后卻讓人感覺(jué)不敢觸摸，等等這些問(wèn)題，你都可以在心理和美中找出答案解決。接下來(lái)就說(shuō)說(shuō)包裝運輸及維修，這些因素也應該是設計者需要考慮的。產(chǎn)品采用什么樣的包裝方式，怎么運輸，采用公路運輸時(shí)候長(cháng)寬高的限制，如果需要出口產(chǎn)品還要考慮集裝箱因素，等等一系列問(wèn)題。維修更是一門(mén)學(xué)問(wèn)，還是那句話(huà)“簡(jiǎn)單就是科學(xué)”；同樣的產(chǎn)品別的設計師設計的需要取得麻省理工學(xué)士學(xué)位的才能維修，你設計的只需要一個(gè)農民工便可維修，這就是設計的境界；同樣別家的產(chǎn)品維修售后人員帶兩把扳手兩種配件就搞定了，而你設計的產(chǎn)品需要帶一套呆扳手一套套筒扳手一套內六角扳手，外加20種規格配件，這肯定是你設計的失敗。所以要做一個(gè)少挨罵的設計師，還要樹(shù)立終身學(xué)**的決心。設計是一份充滿(mǎn)挑戰的工作，所以不要抱怨有多少人罵你，也不要想原來(lái)我的設計水平是這么爛。

4. 少年級最漫長(cháng)的兒童級終于熬過(guò)去了,接下來(lái)就是少年級。所謂年少輕狂，這時(shí)候感覺(jué)自己水平面面俱到，設計也比較輕浮、狂妄，不會(huì )深思熟慮，感覺(jué)自己經(jīng)驗豐富，總是想當然。到了這個(gè)階段可以用愛(ài)去形容，深深地愛(ài)著(zhù)自己的每一個(gè)產(chǎn)品，深深地愛(ài)著(zhù)自己的行業(yè)。每一個(gè)產(chǎn)品都是設計師的孩子；引用一句名言“付出才會(huì )愛(ài)”，那么付出太多才會(huì )愛(ài)的癡狂。因為為機械設計付出過(guò)那么多辛勤的汗水；為了設計某個(gè)產(chǎn)品而徹夜難眠，甚至為設計中的一個(gè)失誤而在夢(mèng)中驚醒；注重每個(gè)細節甚至為了某個(gè)螺栓的取舍而費盡心思；為了攻讀某個(gè)學(xué)科而熬過(guò)的無(wú)數個(gè)夜晚；為了未知領(lǐng)域自己一個(gè)人與枯燥的專(zhuān)業(yè)書(shū)為伴；最好的年華獻給了機械，所以輕狂一些可以理解因為你已經(jīng)具備了一些可以輕狂的基礎。工藝方面。這個(gè)階段不但清楚地知道每一個(gè)零件是怎么加工出來(lái)的，而且知道這個(gè)零件有多少種加工方法，每道工序在機床上裝卡幾次，需要什么樣的機床附件，需要用到什么規格的刀具等；拿螺紋為例：車(chē)削內外螺紋各需要什么的車(chē)刀，常見(jiàn)螺紋刀有多少種，螺紋刀進(jìn)刀方式有多少種，梯形螺紋鋸齒形螺紋矩形螺紋各怎么加工。總之，一切錯誤都是設計者的錯，機械設計者是可憐的。設計出好的產(chǎn)品并非是件容易的事情。廠(chǎng)商希望盡量降低成本，銷(xiāo)售商希望產(chǎn)品能吸引客戶(hù)。客戶(hù)在采購時(shí)候領(lǐng)導會(huì )注重產(chǎn)品的價(jià)格、外觀(guān)和品牌；一線(xiàn)使用人員更在乎產(chǎn)品的功能和操作。售后維修人員所關(guān)心的則是產(chǎn)品拆裝、檢查和維修的難易度。與產(chǎn)品相關(guān)的各方面有不同的需求，而且這需求還經(jīng)常相互沖突。即便如此，一個(gè)優(yōu)秀的設計師依然能夠設計出讓各方面都能接受或都能滿(mǎn)意的產(chǎn)品自己一番牢騷寫(xiě)了這么多字，**說(shuō)過(guò)“牢騷太盛防腸斷,風(fēng)物長(cháng)宜放眼量”。看來(lái)我的廢話(huà)是有點(diǎn)多了，言歸正傳。錢(qián)學(xué)森臨死之前給教育部長(cháng)寫(xiě)信說(shuō)：”為什么我們的學(xué)校就培養不出杰出人才呢“，著(zhù)名的錢(qián)學(xué)森之問(wèn)。民國時(shí)期培養的知名科學(xué)家：鄧稼先、侯德榜、梁思成、吳有訓、陳建功等，建國后就再也沒(méi)出過(guò)國際公認的什么家了。機械領(lǐng)域也是一樣，1949年建國，經(jīng)過(guò)9年義務(wù)教育8年高等教育，1949+9+8=1966年新人才開(kāi)始寫(xiě)書(shū)，事實(shí)也正是如此，1966年以后出版的機械書(shū)籍中很難找到一本好書(shū)，大都是為了職稱(chēng)積分等拼湊的專(zhuān)業(yè)書(shū)。1985年教育改革開(kāi)始，隨著(zhù)電腦的推廣，掃描及復制粘貼水平迅速提高，專(zhuān)業(yè)書(shū)籍的數量與日俱增，這時(shí)候就會(huì )想，同樣是復制粘貼為什么還會(huì )有錯的呢，難道是蓋茨的程序錯咯。如果不湊書(shū)，不拼對教材，其實(shí)復制黏貼的水平高低對于機械設計來(lái)說(shuō)并不重要 。機械設計的重點(diǎn)在于以下幾個(gè)方面：

1、繪圖是一個(gè)設計師的臉面，面子工程由一張圖紙可以看出一個(gè)工程師的基本素質(zhì)，一張圖紙可以看出設計師的嚴謹程度和對國標的掌握情況，一張圖紙也可以看出設計師對加工工藝的熟悉程度。繪圖的境界就是嚴謹與藝術(shù)的結合，所有的標準、知識、分析都是為了一個(gè)字“美”，這是對繪圖的較高層次的要求。作為設計師的基本功，所謂功到自然成，“繪制過(guò)18K張圖紙，才會(huì )看到超越機械的美”。

2、螺紋的設計應用可以看出設計師的基礎是硬工夫裝不出來(lái)的。螺紋就像是數學(xué)中的“0”，最簡(jiǎn)單卻又最復雜，隨處可見(jiàn)但又千變萬(wàn)化。從日不落帝國發(fā)明了英制螺紋，然后山姆大叔推行聯(lián)盟標準并衍伸到公制（米制）螺紋，公制螺紋在嚴謹的日耳曼民族推廣至歐洲大陸然后漂洋過(guò)海來(lái)到了中國，螺紋在漫長(cháng)的演變中應用到各種各樣的工況。常見(jiàn)的米制普通螺紋，美制統一螺紋，英制惠氏螺紋，小螺紋，航空航天螺紋。用于傳動(dòng)的米制梯形螺紋，愛(ài)克母螺紋，米制鋸齒螺紋，美制鋸齒形螺紋，英制鋸齒形螺紋。用于密封的英制密封管螺紋，英制非密封管螺紋，日韓舊英制管螺紋，美制密封管螺紋，美制干密封管螺紋，美制非密封管螺紋米制管螺紋。另外還有行業(yè)專(zhuān)用螺紋等。螺紋作為復制的空間曲面力學(xué)分析更為復雜。

3、公差是一門(mén)哲學(xué)，是一種思想公差配合是機械的精髓所在。公差之所以稱(chēng)為精髓，因為公差是影響產(chǎn)品性能，成本的重要因素；公差可以解決降低成本和保證性能的矛盾；對公差的理解也可以看出設計師空間想象能力，抽象事物理解能力，邏輯思維能力。在我所接觸過(guò)的機械設計行業(yè)中，能搞明白公差的人少之又少，說(shuō)白了就是沒(méi)有；在我看過(guò)有關(guān)公差的書(shū)籍里，能寫(xiě)明白公差的人寥寥無(wú)幾，大都一知半解就粘貼上去了。我曾去圖書(shū)館查閱關(guān)于公差的書(shū)籍，這類(lèi)的書(shū)籍在書(shū)架上應該有上百本，但是從深度上沒(méi)有找到一本滿(mǎn)意的，不禁想國圖、首圖這些人們采購書(shū)的時(shí)候....

4、數學(xué)、力學(xué)決定著(zhù)機械設計的高度設計就是規定機器的尺寸、形狀、材料、零件組合特征及組合方式。在設計者要有科學(xué)的支撐，要運用大量的數學(xué)，力學(xué)及相關(guān)學(xué)科工具；數學(xué)、靜力學(xué)、運動(dòng)力學(xué)、動(dòng)態(tài)力學(xué)所得到的信息會(huì )比設計師憑直覺(jué)和估計要精確可靠。再者，機械原理，機構學(xué)等本質(zhì)也都是數學(xué)物理的組合。

5、英語(yǔ)水平高低決定著(zhù)設計師的發(fā)展空間。

6、如果說(shuō)前面這些是一個(gè)人的肉體，那么思維方式、設計思想、設計風(fēng)格就是一個(gè)設計師的靈魂。

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