课堂上卡壳的减速器设计:聊聊制造产业链上下游协同

上周改本学期的机械设计课程设计作业,卡壳在第三本。 学生画的输出轴,公差标到IT1,强度余量留了三倍,我圈了那个公差,问他,你知道咱们本地做轴类加工的磨床,最高能稳定做到几级?他抬头看我,一脸茫然。 这不是个例。大半学生做设计,眼睛只盯着教材上的公式,算完强度,标完公差,就觉得万事大吉。没人想过,你要的这个钢材,上游钢厂现在有没有量产货?你给的这个壁厚,下游加工厂能不能焊?你留的这个拆装空间,下游装配工能不能伸进去扳手?
机械专业学生减速器课程设计手绘作业草图
机械专业学生减速器课程设计手绘作业草图

课程设计里藏着的真问题

课程设计里藏着的真问题
课程设计里藏着的真问题

机械设计教了这么多年,我越来越觉得,我们教的太多是“孤立的设计”,把设计从整个产业链里挖出来,变成了纸面的计算和画图游戏。学生画的图,从理论上来说完全正确,就是造不出来。

之前有个学生做小型行星减速器,为了减重,把内齿圈的壁厚设计到1.8mm,所有强度验算都过了,我让他找家加工厂问报价,对方直接回,“做不了,切完就弯了”。他那才明白,原来设计不是只满足强度就行。你得考虑上游能给你什么料,下游能给你做什么活。

制造产业链上下游协同,落到一个本科生的课程设计上,就是这么具体的一件事。不是印在PPT上的大词,是你标每一个尺寸都要想的事。

改了三次的教学考核要求

五年前我就开始改这门课的要求。原来的考核,强度计算占50%,画图规范占50%。现在呢,加了一块上下游可行性论证,占总分30%,把强度计算的分降了20%,画图降了10%。

要求很简单:做设计之前,先找至少两家材料供应商查现货规格,找至少两家加工厂问加工能力,把这些信息整理出来,再开始画图。

说实话,一开始很多学生不理解,觉得浪费时间,不如多算两道题。做了才知道,原来网上查的材料参数,和实际能拿到的货,差得不是一点半点。比如你要一个直径32mm的40Cr圆钢,很多供应商现货只有30和35的,你要么改设计,要么花钱订做,订做的价格是现货的三倍,交货期晚一个月,这些你设计的时候不考虑,最后成品的成本直接超了预算,这个项目就黄了。

机械设计专业校外加工厂走访记录实拍
机械设计专业校外加工厂走访记录实拍

我印象最深的是前年一个学生,原来设计的箱体用8mm钢板,算完重量超了,想改成5mm,问了本地三家加工厂,两家说5mm焊接变形控制不住,一家说可以,但要加校形工序,成本涨200块。他最后改了方案,周边加两条加强筋,还是用5mm,总重量降了,成本只涨了80块,完美。这个过程,比他在课堂上学十节课的优化设计都有用。

缺的从来不是技巧,是协同意识

缺的从来不是技巧,是协同意识
缺的从来不是技巧,是协同意识

很多人聊制造产业链上下游协同,都觉得这是核心企业的供应链负责人该想的事,和一线设计师,和学设计的学生没关系。不对。所有的协同,最终都要落到设计的每一个细节里。

你设计的时候留了不该留的高精度公差,上游要开特殊生产线,下游要找进口设备加工,整个链条的成本都上去,本来能赚钱的项目变成赔钱。反过来,你设计的时候就考虑了上下游的现有能力,用现成的料,用通用的工序,整个链条都省力气,利润自然就出来。

我现在上课,第一节课就跟学生说,你画的每一根线,都连着上游钢厂的炼钢炉,连着下游加工厂的铣床,连着最后用户手里的维修工具。你不是在画一张图,你是在给整个产业链搭架子。

不过话说回来,现在很多刚毕业进企业的设计师,还是要花两三年才能摸明白这个道理。为什么?因为上学的时候没人教,没人让他们练,全靠工作后踩坑踩出来。踩坑当然能学会,但踩坑要花钱,要浪费项目周期,为什么不能在学校就把这个意识建立起来?

我们做机械设计教育,不能只教学生怎么套公式,怎么画符合标准的CAD图,要教他们怎么做出能造、能卖、好用的东西。核心就是这个意识:你的设计从来不是孤立的,你要和前后的环节对接,要顺着整个产业链的现有能力做设计。

很多时候,能落地的设计,比纸面完美的设计,有用一百倍。

免责声明:市场有风险,选择需谨慎!此文仅供参考,不作买卖依据。如有侵权请联系删除。
文章名称:课堂上卡壳的减速器设计:聊聊制造产业链上下游协同
文章链接:https://www.yqhljx.com/list_9/3612.html