楊固川
(中國第二重型機械集團公司設計研究院,四川 618000)
我國重型裝備產(chǎn)品設計制造技術水平在近十幾年有了突飛猛進的發(fā)展,不但滿足了國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設的需要,有些設備還出口到國外(如冶金行業(yè)的大型板帶鋼軋機,鍛壓行業(yè)的大型模鍛壓機等)。我國已經(jīng)培養(yǎng)鍛煉出了一大批各專業(yè)的技術隊伍,為我國重型裝備向高端發(fā)展打下了堅實的物質、人才和技術基礎。但我國與西方先進國家相比,在綜合技術能力方面還有差距。設計質量和水平關系著整個設備的質量,提高設計人員的綜合素質是提高設備設計質量的前提,因此,設計人員就需要不斷總結、學習、培訓和技術交流,要掌握多方面的專業(yè)技術知識。
設備設計人員首先應用的是機械制圖知識:主視圖、俯視圖、側視圖、向視圖、剖視圖、放大圖、技術要求、尺寸標注、尺寸公差和形位公差標注、光潔度、設計基準等的選擇和合理應用。要根據(jù)設備的結構特征和功能要求,按照主次關系、有關技術規(guī)范和標準執(zhí)行,不能隨意設計。例如有的設計人員將主要視圖和技術要求放在次要位置,而把部分次要視圖放在主要位置,這樣很不規(guī)范,讓技術管理人員和工人閱圖不方便。設計人員要分析尺寸公差和形位公差的公差關系,數(shù)值要合理,滿足設備結構和功能要求,達到設計目的。
根據(jù)設備的用途和在生產(chǎn)線上的位置,合理表示隸屬設備以及裝配圖和零件圖之間的相互關系,以方便設計、加工、裝配、安裝等各工序人員閱圖。例如設備的生產(chǎn)線布置圖→基礎圖→機組布置圖→設備總圖→組件圖→部件圖→零件圖,他們的設計布置圖方向應保持一致,以方便閱圖和審圖,避免方向相反或視角位置變化而造成尺寸標注、位置關系出錯。設備之間的定位尺寸、間隔距離、極限運動位置關系盡量全面表示出來,以免發(fā)生干涉。裝配圖上的尺寸標注盡量詳細,封閉的參考尺寸盡量標注上(可以用括號表示),這樣方便閱圖和審圖。裝配圖隸屬關系之間表示的尺寸關系和設計基準應盡量一致、全面、思路清晰。例如閱總圖時,各組件圖的裝配關系、計算裝配尺寸在組件圖中就能找到。有些設計圖紙要根據(jù)所有有關部件圖、零件圖才能計算出裝配尺寸以及它們的裝配關系,設計基準選擇也不同,這種作法不合理,閱圖不方便,設計過程中也容易出錯。
機械產(chǎn)品設計人員需具備的專業(yè)基礎知識主要有:理論力學、材料力學、機械原理、材料及熱處理、機械制造及工藝、有限元分析等。如果這些基礎知識不扎實,就很難成為一名高水平的設計人員,更難承擔產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)新工作。設計人員在設計產(chǎn)品時,頭腦里一定要有把這些知識何時用、如何用、怎么用、用到何處的意識。有這種意識后也可以找專業(yè)分析人員做專門的分析研究工作,但對研究結果設計人員要進行判斷分析。筆者認為現(xiàn)在部分高校應加強學生專業(yè)知識的教學,不能認為專業(yè)深了找工作用不上而不學,不能培養(yǎng)“什么都會又什么都不會”的人才。20 世紀70 年代~80 年代改革開放初期,我國高等教育比較重視專業(yè)基礎知識,學生基本功比較強。隨著教育體制改革,轉向強調學生知識面向多、寬、廣方面發(fā)展,但專業(yè)知識深度不足,這樣學生在設計崗位上表現(xiàn)出力不從心的現(xiàn)象。學生學習專業(yè)知識深入一些,主要是培養(yǎng)學生掌握分析問題和解決問題的方法,在今后的工作崗位上具備接受繼續(xù)教育和自學的能力,這種能力適用于任何工作。
設計人員要養(yǎng)成認真、細致、嚴謹?shù)膶W習和工作作風,才能設計出優(yōu)質的產(chǎn)品。設備設計、制造、裝配、安裝工作中出現(xiàn)的很多質量問題,很大部分不是設計人員水平和能力不高導致的,而是由于工作不認真、不細致、不嚴謹造成的。如批量件數(shù)量錯誤、尺寸標注裝配圖與零件圖不一致、零件裝配干涉、裝配圖方向錯誤(參考用圖修改不完善)等等,給重型裝備產(chǎn)品的質量造成嚴重的損失。
設計人員設計水平和能力方面的問題,主要表現(xiàn)在設備設計中運動機構運動學分析錯誤、受力分析錯誤、材料及熱處理的選擇不合理等方面。運動機構運動分析錯誤表現(xiàn)在運動件運動軌跡不到位、不正確;受力分析錯誤表現(xiàn)在受力件(軸承)選擇不正確,定位件損壞或壽命短;材料及熱處理選擇與零件功能不匹配表現(xiàn)在零件不能滿足使用要求或功能超出實際要求造成成本太高。
制造工藝方面的許多知識需要設計人員在工作崗位中繼續(xù)學習和提高。一是學習有關機械設計和制造工藝手冊、行業(yè)和公司標準等;二是要與工藝設計人員多交流和討論技術問題,自己設計的產(chǎn)品最好能請加工、制造(含鑄、鍛、焊)、裝配工藝人員提意見和建議,以便修改完善設計方案,并且在編寫有關技術要求時能更準確、全面,或采取增加制造工藝提示的方法達到設計要求。對于設計院在企業(yè)中這種模式下,相互學習和交流的優(yōu)勢更明顯。通過工藝技術人員與設計人員前期充分的交流與溝通,使設計方案更加優(yōu)質高效。
機械設計人員還必須具有一定的液壓和潤滑(流體)、電氣傳動與控制等方面的基礎知識,在實際工作中與相關專業(yè)技術人員多交流、互相學習提高。機械產(chǎn)品的功能實現(xiàn)、功能實現(xiàn)的效果與流體系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的合理設計有很大關系。流體和電氣系統(tǒng)技術人員要能充分理解機械設計人員的設計思路,理解設備的生產(chǎn)工藝要求,以便設計出合理的、經(jīng)濟的流體系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)技術方案來滿足設備需求,充分體現(xiàn)和展示各專業(yè)的技術水平。
總之,加強設計人員專業(yè)技術知識的學習交流,提高綜合業(yè)務素質是提高重型裝備產(chǎn)品設計質量和水平的重要前提。設計和制造工藝各專業(yè)系統(tǒng)緊密配合,加強產(chǎn)品制造過程各工序質量控制,是提高我國重型裝備產(chǎn)品生產(chǎn)制造質量和水平的重要途徑。