簡(jiǎn)介機(jī)械設(shè)計(jì)是工程領(lǐng)域的核心學(xué)科畢業(yè)設(shè)計(jì)則是檢驗(yàn)學(xué)生綜合應(yīng)用能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在中小型機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中三維建模與二維工程圖的協(xié)同表達(dá)至關(guān)重要。SolidWorks作為主流三維設(shè)計(jì)工具能夠高效完成參數(shù)化建模與裝配干涉檢查AutoCAD則憑借靈活的二維編輯能力在工程圖規(guī)范標(biāo)注與圖框管理中不可或缺。本文圍繞飼料破碎機(jī)這一典型課題從錘片式破碎原理出發(fā)講解轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、電機(jī)功率、主軸直徑等核心參數(shù)的計(jì)算方法并梳理從SolidWorks建模到AutoCAD出圖的完整流程結(jié)合實(shí)際操作中的常見(jiàn)問(wèn)題提供解決方案為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供可參考的實(shí)踐路徑。 每年到了畢業(yè)季機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生就要面對(duì)一道必須跨過(guò)去的坎——畢業(yè)設(shè)計(jì)。我接觸過(guò)不少這類課題“飼料破碎機(jī)任務(wù)書(swcad說(shuō)明書).zip機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)”就是典型的一個(gè)。乍看這對(duì)輥破碎機(jī)、錘片破碎機(jī)這些名詞有點(diǎn)距離感其實(shí)這類課題在本科階段出現(xiàn)頻率非常高屬于標(biāo)準(zhǔn)的中小型機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)訓(xùn)練。它要你用SolidWorks把三維模型建出來(lái)用AutoCAD把工程圖出規(guī)范再寫出一本能過(guò)盲審的設(shè)計(jì)說(shuō)明書整套流程走下來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本功、CAD/CAE工具的熟練度、論文寫作能力就全部考察到位了。這篇博客我就圍繞這個(gè)具體課題把我實(shí)際做這類設(shè)計(jì)的思路、步驟、參數(shù)計(jì)算、建模出圖細(xì)節(jié)、常踩的坑一次性講透給正在做類似題目的同學(xué)一份可以照著走的實(shí)操參考。1. 設(shè)計(jì)前期的準(zhǔn)備工作1.1 拿到任務(wù)書之后的第一件事畢業(yè)設(shè)計(jì)拿到任務(wù)書最忌諱的就是一上來(lái)就打開(kāi)SolidWorks開(kāi)始畫圖。我見(jiàn)過(guò)太多同學(xué)三維建模興致勃勃搞了一周結(jié)果導(dǎo)師一開(kāi)題問(wèn)“你的破碎粒度怎么確定的、主軸直徑按什么強(qiáng)度條件算的、電機(jī)功率為什么選這么大”整個(gè)人就愣住了。圖紙畫得再好看核心設(shè)計(jì)計(jì)算部分空洞一樣過(guò)不了關(guān)。正確的切入點(diǎn)是把任務(wù)書里的原始參數(shù)拆解成設(shè)計(jì)約束清單。拿飼料破碎機(jī)來(lái)說(shuō)任務(wù)書或者你調(diào)研得到的典型需求通常不會(huì)給一個(gè)很完備的技術(shù)指標(biāo)但你必須自己把它逼出來(lái)。通常需要明確的核心參數(shù)包括這幾類生產(chǎn)能力一般以噸/小時(shí)為單位比如設(shè)計(jì)目標(biāo)取1.5 t/h到2 t/h屬于小型飼料廠配套或者養(yǎng)殖場(chǎng)自用的常見(jiàn)規(guī)模原料種類和含水率比如玉米、豆粕這類常見(jiàn)飼料原料含水率一般控制在12%到14%這直接影響破碎機(jī)理的選型出料粒度要求飼料破碎不像礦石破碎要求那么細(xì)通常要求破碎后粒度在1.5 mm到3 mm的范圍內(nèi)可調(diào)這個(gè)指標(biāo)直接決定了篩板孔徑和錘片參數(shù)工作條件包括連續(xù)工作時(shí)間、環(huán)境溫度、是否需要防塵等一般飼料廠車間環(huán)境按常溫連續(xù)工作制考慮。你把這些約束整理成一張表后面所有的計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零部件選型就都有了依據(jù)。這一步相當(dāng)于給整個(gè)設(shè)計(jì)建立了一個(gè)“坐標(biāo)系”后面每做一個(gè)決定都知道自己在為什么服務(wù)。1.2 總體方案怎么定三種常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式的對(duì)比飼料破碎機(jī)這個(gè)題目結(jié)構(gòu)方案并不會(huì)只有一種。我見(jiàn)過(guò)有同學(xué)用錘片式有同學(xué)用對(duì)輥式還有少數(shù)用爪式。選哪一種不是拍腦袋而是根據(jù)你的設(shè)計(jì)參數(shù)和使用場(chǎng)景來(lái)定的。我做一個(gè)對(duì)比供你參考結(jié)構(gòu)類型工作原理適用場(chǎng)景優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)錘片式高速旋轉(zhuǎn)錘片擊打物料物料撞擊篩板后破碎中小型飼料廠、養(yǎng)殖場(chǎng)自用原料以玉米、豆粕等粒料為主結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、破碎比大、粒度可調(diào)通過(guò)換篩網(wǎng)噪聲大、錘片磨損快、能耗相對(duì)高對(duì)輥式兩個(gè)相向旋轉(zhuǎn)的軋輥擠壓、剪切物料規(guī)模較大、要求粉塵少的場(chǎng)合適合破碎顆粒飼料噪聲小、產(chǎn)量穩(wěn)定、粉化率低結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、對(duì)硬雜質(zhì)敏感爪式定齒盤與動(dòng)齒盤之間的高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)剪切物料小批量、細(xì)粉碎結(jié)構(gòu)緊湊、粒度細(xì)產(chǎn)量低、功耗高、不適合大規(guī)模從畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作量和答辯效果兩個(gè)維度來(lái)看錘片式飼料破碎機(jī)是最合適的。原因很實(shí)在它的計(jì)算內(nèi)容足夠豐富轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、錘片數(shù)量、篩板面積、電機(jī)功率、主軸直徑、軸承選型、機(jī)架強(qiáng)度每一塊都踩在課程知識(shí)體系里寫說(shuō)明書時(shí)每一章都有話可說(shuō)。結(jié)構(gòu)上錘片式的零件數(shù)量也在合理范圍既不會(huì)因?yàn)榱慵賹?dǎo)致裝配圖內(nèi)容單薄也不會(huì)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)太復(fù)雜導(dǎo)致SolidWorks裝配時(shí)把自己繞暈。所以后面的內(nèi)容我都以錘片式方案為主線來(lái)展開(kāi)。1.3 用SolidWorks還是AutoCAD兩者分工要清楚這個(gè)課題的文件名里同時(shí)帶了sw和cad很多同學(xué)以為就是“先SW建模再轉(zhuǎn)CAD出圖”這個(gè)理解不算錯(cuò)但不完整。實(shí)際上這兩款軟件在這個(gè)項(xiàng)目里的分工應(yīng)該是這樣的SolidWorks負(fù)責(zé)三維建模、裝配體干涉檢查、運(yùn)動(dòng)模擬。設(shè)計(jì)前期的大部分驗(yàn)證工作都在這里完成比如轉(zhuǎn)子部分的動(dòng)平衡情況、錘片與篩板之間的間隙是否合理、進(jìn)料口是否順暢。AutoCAD負(fù)責(zé)工程圖的最終版面控制、標(biāo)注規(guī)范性和打印輸出。雖然SolidWorks的工程圖模塊也能出圖但國(guó)內(nèi)很多學(xué)校對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的圖紙格式有具體規(guī)定CAD在二維編輯上的靈活度確實(shí)更高。而且有些指導(dǎo)老師對(duì)CAD圖紙有路徑依賴你投其所好評(píng)審印象分會(huì)好不少。我個(gè)人的習(xí)慣是建模階段完全在SW里做裝配無(wú)誤后把零件圖和裝配圖分別轉(zhuǎn)成CAD格式在CAD里做模板、圖框、標(biāo)注、明細(xì)欄的最終整理。你不要覺(jué)得這個(gè)流程繞實(shí)際走一遍你會(huì)發(fā)現(xiàn)自己對(duì)“三維模型—二維表達(dá)”這層映射關(guān)系的理解會(huì)深很多。這個(gè)我們?cè)诘?節(jié)詳細(xì)講。2. 核心參數(shù)的確定與計(jì)算2.1 破碎原理和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)錘片式飼料破碎機(jī)的工作原理可以概括成三句話高速旋轉(zhuǎn)的錘片對(duì)物料施加強(qiáng)烈沖擊力物料被擊碎后撞向篩板內(nèi)壁進(jìn)一步破碎粒度小于篩孔直徑的顆粒穿過(guò)篩孔排出粒度不達(dá)標(biāo)的繼續(xù)留在破碎室內(nèi)被反復(fù)打擊。這里面有三個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)是設(shè)計(jì)計(jì)算的起點(diǎn)轉(zhuǎn)子直徑、轉(zhuǎn)子寬度、錘片末端線速度。轉(zhuǎn)子直徑和寬度決定了破碎室的容積也決定了機(jī)器的生產(chǎn)能力。經(jīng)驗(yàn)公式里有一個(gè)常用的大致關(guān)系生產(chǎn)率與篩板有效面積近似成正比。如果你已經(jīng)定下2 t/h的生產(chǎn)目標(biāo)那么可以根據(jù)同類機(jī)型的數(shù)據(jù)反推篩板面積再由篩板面積確定轉(zhuǎn)子的直徑和寬度。比如設(shè)轉(zhuǎn)子直徑D 500 mm轉(zhuǎn)子寬度B 250 mm篩板包角按180°考慮那么篩板有效長(zhǎng)約為π × 250 ≈ 785 mm這里轉(zhuǎn)子直徑已算入篩板展開(kāi)后的包長(zhǎng)篩板有效面積大約是0.785 × 0.25 ≈ 0.196 m2再結(jié)合經(jīng)驗(yàn)破碎效率系數(shù)和篩孔通過(guò)率核算下來(lái)是可以滿足2 t/h產(chǎn)能的。錘片末端線速度是另一個(gè)核心參數(shù)它直接決定破碎效果和能耗。線速度太低錘片沖擊力不夠物料打不碎線速度太高物料在破碎室內(nèi)停留時(shí)間過(guò)短反而會(huì)降低通過(guò)率而且軸承和錘片的磨損會(huì)明顯加劇。飼料行業(yè)常用的錘片線速度范圍是65 m/s到90 m/s。這個(gè)范圍不是隨便定的而是大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)區(qū)間。你可以從中取一個(gè)中間值比如80 m/s再反推主軸轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n和錘片末端線速度v、轉(zhuǎn)子直徑D之間的換算關(guān)系是v π × D × n / 60把v 80 m/s、D 0.5 m代進(jìn)去得到n (80 × 60) / (π × 0.5) ≈ 3056 r/min。選型時(shí)電機(jī)或傳動(dòng)系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)速就要靠近這個(gè)值。實(shí)際設(shè)計(jì)中很少直接讓電機(jī)軸和轉(zhuǎn)子軸連在一起因?yàn)槠胀ó惒诫姍C(jī)的同步轉(zhuǎn)速一般是3000 r/min所以可以采用直聯(lián)傳動(dòng)選用轉(zhuǎn)速為3000 r/min左右的電機(jī)。如果你需要轉(zhuǎn)速調(diào)整也可以加一級(jí)皮帶傳動(dòng)利用帶傳動(dòng)改變傳動(dòng)比。2.2 電機(jī)功率的估算電機(jī)功率的確定是很多同學(xué)最容易出問(wèn)題的地方。功率選小了實(shí)際工作帶不動(dòng)電機(jī)會(huì)過(guò)載燒毀功率選大了浪費(fèi)能源答辯時(shí)老師一眼看出你沒(méi)有認(rèn)真核算。合理的做法是用比能耗法做一個(gè)估算。比能耗法就是查表或者根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到粉碎單位質(zhì)量物料所需要的能量再乘以生產(chǎn)率。對(duì)谷物類原料錘片式破碎機(jī)的比能耗大致在4 kWh/t到7 kWh/t之間含水量越高、出料粒度要求越細(xì)比能耗越大。我們按中間值5.5 kWh/t生產(chǎn)率2 t/h來(lái)估算所需功率P 5.5 × 2 11 kW這個(gè)功率是軸功率還沒(méi)有考慮傳動(dòng)效率。如果采用皮帶傳動(dòng)傳動(dòng)效率按0.95到0.97考慮如果是直聯(lián)效率可以按0.98以上。我們保守一點(diǎn)按0.95計(jì)算則電機(jī)輸出功率約為P_m 11 / 0.95 ≈ 11.58 kW查閱電機(jī)樣本可以選Y系列三相異步電機(jī)額定功率為11 kW或者15 kW。考慮到實(shí)際使用中原料含水率會(huì)有波動(dòng)而且可能有偶爾的過(guò)載狀況建議直接選15 kW的電機(jī)。有些同學(xué)糾結(jié)“11.58 kW是不是應(yīng)該選11 kW”我這邊的建議是選15 kW用備用系數(shù)來(lái)覆蓋不確定因素這是工程上的常規(guī)做法。2.3 主軸直徑的初步估算主軸直徑的計(jì)算是說(shuō)明書里必然要有的強(qiáng)度校核內(nèi)容。為了在建模階段就確定軸承位置和軸段直徑你需要先做一輪初步估算。軸的材料一般選45鋼調(diào)質(zhì)處理許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力[τ]可以取30 MPa到40 MPa。軸的最小直徑估算公式是d ≥ A × (P / n)^(1/3)其中A是與軸材料有關(guān)的系數(shù)45鋼調(diào)質(zhì)時(shí)A大約取值118到135。把P 15 kW、n 3000 r/min代進(jìn)去d ≥ 130 × (15000 / 3000)^(1/3) 130 × (5)^(1/3) ≈ 130 × 1.71 ≈ 222 mm停一下。這里要注意一個(gè)坑P的單位是kW公式里的P要代入kW數(shù)值n是r/min。上面這個(gè)計(jì)算我把15 kW和3000 r/min代入得到的d明顯大到不合理。為什么因?yàn)锳值的使用其實(shí)是有前提條件的普通機(jī)械設(shè)計(jì)教材里公式d ≥ A × (P/n)^(1/3)適用于普通軸A值也是經(jīng)驗(yàn)值但這個(gè)公式配合的P單位是kWn單位是r/min算出來(lái)d的單位是mm。我重新算一遍d ≥ 130 × (15 / 3000)^(1/3) 130 × (0.005)^(1/3) ≈ 130 × 0.171 ≈ 22.2 mm這樣算出來(lái)的22.2 mm僅僅是一個(gè)極端保守的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度下限實(shí)際設(shè)計(jì)中還要考慮彎矩、鍵槽削弱、軸承安裝尺寸等因素一般會(huì)適當(dāng)放大。對(duì)于這種功率15 kW、轉(zhuǎn)速3000 r/min的破碎機(jī)主軸在錘片安裝段取直徑50 mm左右是比較常見(jiàn)的經(jīng)驗(yàn)值軸承處可以取45 mm或50 mm。這個(gè)值要不要做精確的彎矩合成校核要但那是后續(xù)計(jì)算說(shuō)明書的內(nèi)容。建模初期先用經(jīng)驗(yàn)值把軸建出來(lái)等結(jié)構(gòu)確定后再回頭做精確校核這是很成熟的設(shè)計(jì)路線。2.4 錘片數(shù)量和篩板面積錘片的數(shù)量對(duì)破碎能力和能耗也有直接影響。錘片太少破碎能力不足錘片太多空載阻力大能耗浪費(fèi)。經(jīng)驗(yàn)上錘片數(shù)量與轉(zhuǎn)子寬度有關(guān)一般每排4到6個(gè)錘片沿軸向布置3到5排。你取的轉(zhuǎn)子寬度是250 mm按4排、每排4個(gè)錘片來(lái)布置共16個(gè)錘片這是一個(gè)比較均衡的參數(shù)既保證了足夠的打擊密度又沒(méi)有讓轉(zhuǎn)子過(guò)于笨重。篩板的篩孔直徑則根據(jù)出料粒度要求來(lái)確定。要求出料粒度在2 mm左右篩孔直徑一般取2.5 mm到3 mm。篩孔開(kāi)孔率對(duì)生產(chǎn)率和能耗影響很大設(shè)計(jì)時(shí)可以通過(guò)改變篩孔直徑或者更換不同孔徑的篩板來(lái)調(diào)節(jié)出料粒度。篩板厚度一般取2 mm到4 mm太薄強(qiáng)度不夠太厚會(huì)影響物料通過(guò)效率。3. SolidWorks三維建模實(shí)操要點(diǎn)3.1 建模順序與零件清單三維建模階段最大的誤區(qū)是沒(méi)有規(guī)劃想到什么畫什么。我建議你按“從下到上、從內(nèi)到外”的順序來(lái)先建機(jī)架和底座再建轉(zhuǎn)子部分軸、錘片架、錘片、銷軸然后建破碎室上下殼體、襯板、篩板最后建進(jìn)料斗、出料口、電機(jī)座和傳動(dòng)防護(hù)罩。這樣每個(gè)零件建完后可以直接進(jìn)行裝配避免后期為了配合去返工修改基礎(chǔ)零件。這個(gè)課題典型的零件清單大致包括主軸、錘片架也叫轉(zhuǎn)子盤、錘片、銷軸、隔套、軸承座、破碎室上殼、下殼、篩板、進(jìn)料斗、出料口、機(jī)架、電機(jī)座、皮帶輪、皮帶防護(hù)罩。大概20到30個(gè)零件這個(gè)規(guī)模對(duì)SolidWorks建模來(lái)說(shuō)非常合適既有工作量又不至于失控。3.2 關(guān)鍵零件的建模細(xì)節(jié)主軸建模要特別注意階梯軸的臺(tái)階位置和尺寸。軸承定位軸肩高度要符合軸承安裝要求一般軸肩高度取2.5 mm到3 mm不能太高以免軸承拆卸困難。與錘片架配合的軸段要開(kāi)鍵槽鍵槽尺寸按照鍵的標(biāo)準(zhǔn)選常用的是普通平鍵比如16 mm × 10 mm的鍵槽配合50 mm的軸徑。錘片的銷孔直徑按銷軸直徑來(lái)確定銷軸直徑一般取12 mm到16 mm都可以我常用的做法是取16 mm強(qiáng)度和剛度都比較充裕。錘片本身是易損件設(shè)計(jì)時(shí)要考慮便于更換。錘片形狀采用矩形帶兩個(gè)銷孔的形式這樣當(dāng)一側(cè)磨損后可以調(diào)換方向繼續(xù)使用壽命可以翻倍。錘片厚度一般取4 mm到6 mm材料建議用65Mn鋼淬火處理這個(gè)細(xì)節(jié)寫進(jìn)說(shuō)明書會(huì)很加分。SolidWorks里做錘片的時(shí)候我建議用“拉伸凸臺(tái)”完成基本形狀再用“異形孔向?qū)А贝騼蓚€(gè)銷孔。這比用“旋轉(zhuǎn)切除”之類的方法更符合鈑金沖壓件的實(shí)際工藝后期標(biāo)注也方便。3.3 裝配體配合與干涉檢查裝配體是建模的進(jìn)階環(huán)節(jié)也是很多同學(xué)的噩夢(mèng)。裝配時(shí)的配合關(guān)系要遵循“先定位、后約束”的原則。錘片架與軸之間除了同軸心配合還要加一個(gè)鍵連接的定位配合。錘片與錘片架之間的銷孔配合用同軸心配合銷軸穿過(guò)錘片架上的孔和錘片上的孔緊固后再加墊圈和開(kāi)口銷防松。裝配完成后一定要做“干涉檢查”和“動(dòng)態(tài)間隙檢查”。我見(jiàn)過(guò)有同學(xué)裝配體保存后根本打不開(kāi)打開(kāi)就報(bào)錯(cuò)結(jié)果是因?yàn)殄N片在極限擺動(dòng)位置時(shí)和篩板發(fā)生了實(shí)體干涉。這個(gè)在靜態(tài)裝配里看不出來(lái)需要手動(dòng)拖動(dòng)錘片模擬旋轉(zhuǎn)過(guò)程來(lái)檢查。SolidWorks的“干涉檢查”工具能查出靜態(tài)干涉而運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程的干涉要用“運(yùn)動(dòng)算例”或者手動(dòng)旋轉(zhuǎn)來(lái)驗(yàn)證。錘片和篩板之間的間隙取8 mm到12 mm比較常見(jiàn)間隙太小容易卡料間隙太大破碎效率低。3.4 建模階段的常見(jiàn)報(bào)錯(cuò)和處理很多同學(xué)遇到“導(dǎo)入資源包失敗caused by: invalid zip archive: could not find eocd”“file is not a zip file問(wèn)題所在”這種問(wèn)題其實(shí)不是建模本身的問(wèn)題而是模型文件壓縮包損壞或者解壓工具異常。下載的模型文件如果不是完整zip文件SolidWorks在導(dǎo)入時(shí)就會(huì)報(bào)這類錯(cuò)誤。遇到這種情況首先確認(rèn)壓縮包能不能正常解壓、文件大小是否和源文件一致必要時(shí)重新下載一次而不是反復(fù)嘗試導(dǎo)入同一個(gè)損壞文件?！皊w內(nèi)存耗盡正在終止”這個(gè)問(wèn)題更常見(jiàn)我自己的經(jīng)驗(yàn)是裝配體零部件數(shù)量多、明細(xì)表復(fù)雜時(shí)SW對(duì)內(nèi)存的消耗確實(shí)非?？鋸?。避免的方法有三個(gè)一是建模過(guò)程中及時(shí)清理特征樹(shù)里的無(wú)用草圖、隱藏?zé)o關(guān)基準(zhǔn)面二是打開(kāi)大裝配體時(shí)使用“輕化”模式零件只加載顯示所需數(shù)據(jù)三是養(yǎng)成隨手保存的習(xí)慣設(shè)置自動(dòng)備份。這幾個(gè)習(xí)慣能幫你少受很多罪。4. AutoCAD工程圖出圖細(xì)節(jié)4.1 從SolidWorks轉(zhuǎn)到CAD的正確姿勢(shì)三維模型做完了出圖階段把SW工程圖另存為DWG/DXF格式然后導(dǎo)入AutoCAD做進(jìn)一步編輯。這個(gè)流程看起來(lái)簡(jiǎn)單但是很多同學(xué)在這個(gè)環(huán)節(jié)被折騰得夠嗆常見(jiàn)的問(wèn)題包括字體亂碼、標(biāo)注樣式丟失、尺寸錯(cuò)位、圖層混亂。我建議你做好三件事來(lái)減少這些問(wèn)題。第一SW端在導(dǎo)出前設(shè)置好工程圖模板。圖紙格式選擇GB標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)題欄信息完整填寫單位設(shè)置成毫米。第二SW工程圖導(dǎo)出為DWG時(shí)在導(dǎo)出設(shè)置里勾選“將Solidworks字體映射為AutoCAD字體”這樣可以避免大部分亂碼問(wèn)題。第三CAD端建議在導(dǎo)入后重新套用自己的繪圖模板包括圖層、文字樣式、標(biāo)注樣式的設(shè)置。圖層規(guī)劃是一個(gè)值得花時(shí)間的步驟粗實(shí)線、細(xì)實(shí)線、中心線、虛線、標(biāo)注線各占一個(gè)圖層顏色和線型嚴(yán)格區(qū)分這樣圖紙整潔清晰也不會(huì)在后期打印時(shí)出現(xiàn)粗細(xì)線型混亂的問(wèn)題。4.2 圖紙幅面與標(biāo)題欄的規(guī)范畢業(yè)設(shè)計(jì)的圖紙幅面是有規(guī)范的不能隨意發(fā)揮。常用的有A0、A1、A2、A3、A4五種幅面根據(jù)圖紙的復(fù)雜程度選擇。破碎機(jī)總裝圖一般用A0或A1零件圖根據(jù)零件大小和標(biāo)注密集程度選擇A2到A4。圖框格式、標(biāo)題欄尺寸、明細(xì)欄格式也要按GB/T標(biāo)準(zhǔn)來(lái)畫不要自己隨意設(shè)計(jì)。這些細(xì)節(jié)在答辯時(shí)老師都會(huì)看圖紙是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也是評(píng)分項(xiàng)之一。有個(gè)小技巧把一個(gè)畫好的標(biāo)準(zhǔn)圖框存成模板文件后續(xù)所有圖紙都從模板新建這樣圖框、標(biāo)題欄、圖層設(shè)置直接繼承不需要每張圖重新畫。我大學(xué)時(shí)候就是吃了沒(méi)存模板的虧每次出圖都要重新畫一遍標(biāo)題欄浪費(fèi)時(shí)間不說(shuō)還容易出錯(cuò)。作為教訓(xùn)分享給你早點(diǎn)存模板早點(diǎn)省心。4.3 標(biāo)注規(guī)范與常用快捷鍵AutoCAD出圖階段標(biāo)注是最花時(shí)間的。標(biāo)注尺寸時(shí)要符合機(jī)械制圖規(guī)范尺寸線不能交叉尺寸數(shù)字不能被圖線穿過(guò)同一張圖紙上的標(biāo)注樣式要統(tǒng)一。這里有幾個(gè)實(shí)用快捷鍵值得記下來(lái)線性標(biāo)注用DLI對(duì)齊標(biāo)注用DAL半徑標(biāo)注用DRA直徑標(biāo)注用DDI快速標(biāo)注用QDIM。圖層切換可以自定義快捷鍵或用LA命令調(diào)出圖層管理器。熟練使用這些快捷鍵后出圖速度至少能快一倍。如果遇到“cad里面f命令用不了”這類問(wèn)題通常是因?yàn)镕1到F12功能鍵被系統(tǒng)或者輸入法占用了。CAD里的“F”命令一般是圓角或者正交模式切換如果你設(shè)置了別名但命令不生效檢查一下CAD的命令別名配置PGP文件和快捷鍵沖突設(shè)置。我的經(jīng)驗(yàn)是在CAD里盡量使用完整命令名而不是別名的單字母比如圓角直接輸入FILLET這樣就最容易排查問(wèn)題。4.4 工程圖比例與視圖布置工程圖的比例選擇要合理既要表達(dá)清楚結(jié)構(gòu)又能充分利用圖幅空間?？傃b圖一般用1:2或1:5零件圖用1:1或2:1的比例都是可以的。視圖布置時(shí)主視圖要選擇最能表達(dá)結(jié)構(gòu)特征的方向破碎機(jī)的主視圖一般選擇正視方向——能夠清楚顯示轉(zhuǎn)子、破碎室和進(jìn)料斗的相對(duì)位置。左視圖和俯視圖作為補(bǔ)充表達(dá)那些主視圖表達(dá)不清楚的結(jié)構(gòu)。畫剖視圖時(shí)要特別注意剖面線的方向和間距以及剖切位置的標(biāo)注。飼料破碎機(jī)的殼體是焊接件剖視圖上要能清楚表達(dá)焊縫位置和焊接符號(hào)。這些細(xì)節(jié)在圖紙上畫得越規(guī)范答辯時(shí)越有說(shuō)服力。5. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書的撰寫5.1 說(shuō)明書結(jié)構(gòu)與邏輯主線設(shè)計(jì)說(shuō)明書是整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的“靈魂”也是答辯評(píng)審最看重的部分。說(shuō)明書的結(jié)構(gòu)可以分為六個(gè)主要模塊緒論、總體方案設(shè)計(jì)、主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算、三維建模與工程圖說(shuō)明、使用與維護(hù)說(shuō)明、經(jīng)濟(jì)性分析。邏輯主線就是“需求分析 → 方案論證 → 參數(shù)計(jì)算 → 結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) → 驗(yàn)證評(píng)估”。很多同學(xué)寫說(shuō)明書的時(shí)候喜歡把計(jì)算過(guò)程完全照搬教材模板這是不推薦的。評(píng)審老師每年看幾百本說(shuō)明書一眼就看出哪些是模板化的。更好的做法是每個(gè)計(jì)算步驟都寫明計(jì)算目的和依據(jù)比如“此處按許用彎曲應(yīng)力校核主軸危險(xiǎn)截面是根據(jù)彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖確定的”這樣說(shuō)明你真的是按設(shè)計(jì)邏輯走的而不是機(jī)械地套公式。5.2 計(jì)算說(shuō)明書里必須有哪幾部分計(jì)算說(shuō)明書里必須包含的我從實(shí)際評(píng)審角度給你羅列一下主軸強(qiáng)度校核包括受力分析、彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖、危險(xiǎn)截面應(yīng)力計(jì)算和安全系數(shù)校核。這部分是答辯時(shí)老師必問(wèn)的。軸承壽命校核根據(jù)軸的受力計(jì)算出軸承徑向載荷和軸向載荷再按軸承壽命公式計(jì)算使用壽命是否滿足設(shè)計(jì)壽命要求。常見(jiàn)的深溝球軸承和圓錐滾子軸承的計(jì)算方法不一樣要區(qū)分處理。鍵連接強(qiáng)度校核傳動(dòng)鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度都要驗(yàn)算。篩板強(qiáng)度和剛度校核篩板屬于薄板結(jié)構(gòu)在受到物料沖擊時(shí)可能會(huì)有變形或振動(dòng)需要做一定的強(qiáng)度校核。螺栓連接強(qiáng)度校核破碎室上下殼體的連接螺栓、機(jī)架與基礎(chǔ)的地腳螺栓都要核算。這些計(jì)算不一定要非常復(fù)雜但每一個(gè)的計(jì)算過(guò)程都要完整、步驟清晰。你可以在SW里把模型建出來(lái)以后根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸回過(guò)頭來(lái)校核這是最合理的工作流程。先算后畫還是先畫后算其實(shí)沒(méi)有嚴(yán)格的對(duì)錯(cuò)但說(shuō)明書呈現(xiàn)時(shí)一定先給計(jì)算結(jié)論再給結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)邏輯要清晰。5.3 參考標(biāo)準(zhǔn)與資料的查找寫說(shuō)明書一定會(huì)引用到標(biāo)準(zhǔn)和參考資料。常用的標(biāo)準(zhǔn)包括GB/T 1236-2000風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偶爾涉及、GB/T 1095-2003平鍵標(biāo)準(zhǔn)、GB/T 276-2013滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)、GB/T 1182-2008幾何公差標(biāo)準(zhǔn)等。螺紋、螺栓、螺母這些標(biāo)準(zhǔn)件可以直接引用GB/T標(biāo)準(zhǔn)號(hào)不需要畫詳細(xì)圖但要在明細(xì)欄里注明。查找資料時(shí)我建議優(yōu)先使用中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)里的學(xué)位論文和期刊文獻(xiàn)?！帮暳戏鬯闄C(jī)設(shè)計(jì)”這類題目在知網(wǎng)里能找到不少相近的學(xué)位論文可以參考他們的設(shè)計(jì)思路和參數(shù)選取方法。不要直接抄但是參考結(jié)構(gòu)、參考計(jì)算公式、參考說(shuō)明書框架這是完全合理且高效的“站在別人肩膀上”的做法。5.4 說(shuō)明書里怎么“水”字?jǐn)?shù)又不顯空洞很多學(xué)校對(duì)說(shuō)明書有字?jǐn)?shù)要求比如不少于15000字。計(jì)算部分寫完往往才五六千字后面怎么擴(kuò)充我的經(jīng)驗(yàn)是利用圖表和詳細(xì)說(shuō)明來(lái)增加內(nèi)容的密度。比如總體方案設(shè)計(jì)部分可以把備選方案列表和方案對(duì)比寫得很詳細(xì)把所有結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)都說(shuō)透三維建模部分可以逐個(gè)零件寫建模思路和關(guān)鍵特征的操作過(guò)程使用與維護(hù)部分可以寫潤(rùn)滑油選擇、錘片更換步驟、篩板清理流程、常見(jiàn)故障及排除方法。關(guān)鍵是不能為了湊字?jǐn)?shù)而寫大段的廢話要寫有信息量的內(nèi)容。一個(gè)加分的做法是在說(shuō)明書里插入SW建模的截圖配上建模步驟的文字說(shuō)明。這些截圖和說(shuō)明本身就是價(jià)值既增加了篇幅又讓說(shuō)明書看起來(lái)更專業(yè)、更有實(shí)操感。我自己審學(xué)生說(shuō)明書的時(shí)候看到有詳細(xì)建模截圖和操作說(shuō)明的第一印象就會(huì)好很多因?yàn)檫@能看出學(xué)生是真的做了模型而不是純抄公式。6. 常見(jiàn)問(wèn)題與避坑指南6.1 建模與裝配階段容易踩的坑第一個(gè)坑是錘片與銷軸之間的配合間隙設(shè)置不當(dāng)。錘片在工作時(shí)要能繞銷軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度因此錘片銷孔和銷軸之間要留有間隙不能用過(guò)盈配合。但間隙過(guò)大會(huì)導(dǎo)致錘片擺動(dòng)不均勻加劇銷軸磨損。我在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)一般是基孔制間隙配合比如孔徑16 mm配銷軸直徑15.8 mm左右保證0.2 mm左右的間隙既靈活又不至于松曠。不過(guò)這個(gè)間隙值在說(shuō)明書里要說(shuō)明理由不是一個(gè)拍腦袋的數(shù)字。第二個(gè)坑是機(jī)架焊接件的建模方式。很多同學(xué)在SW里建焊接機(jī)架時(shí)喜歡直接把方管形狀拉成一個(gè)整體實(shí)體這樣做出來(lái)的模型看著像那么回事但實(shí)際上沒(méi)法表達(dá)焊縫和型材的拼接關(guān)系。正確做法是用“焊件”功能里的結(jié)構(gòu)構(gòu)件來(lái)搭接方管這樣可以自動(dòng)生成裁剪端面和焊縫CAD圖紙里也能正確表達(dá)焊接符號(hào)。第三個(gè)坑是忽略螺栓螺母等標(biāo)準(zhǔn)件的裝配。有些同學(xué)為了省事把螺栓連接的零件直接畫成一體這樣裝配圖看起來(lái)是“假裝配”。標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)該用Toolbox或者自己建的庫(kù)文件來(lái)裝配這樣總裝圖的明細(xì)欄里才能正確列出標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)量和規(guī)格。6.2 圖紙輸出與打印階段的坑用CAD出圖打印時(shí)最常出現(xiàn)的問(wèn)題是線寬不一致。很多同學(xué)在屏幕上看著好好的打印出來(lái)卻一片黑糊糊的。原因通常是圖層線寬設(shè)置沒(méi)有做好。我建議在每個(gè)圖層的設(shè)置里直接指定線寬比如輪廓線用0.5 mm粗實(shí)線中心線用0.25 mm點(diǎn)劃線標(biāo)注線用0.18 mm細(xì)實(shí)線不要依賴“隨層”默認(rèn)線寬設(shè)置。另外打印時(shí)要選擇“按CAD線寬打印”而不是“按樣式打印”不然打印結(jié)果和屏幕顯示完全不一致?！叭绾卧赾ad中導(dǎo)入圖片后發(fā)送他人電腦還能顯示”這類問(wèn)題本質(zhì)上是外部參照和圖片鏈接斷了。解決方法是把圖片用“嵌入”方式而不是“引用”方式插入CAD。嵌入后圖片數(shù)據(jù)保存在DWG文件內(nèi)部發(fā)給別人時(shí)就不會(huì)丟失。同理插入字體時(shí)也要用“嵌入字體”選項(xiàng)否則發(fā)送到別人電腦上打開(kāi)圖紙時(shí)字體會(huì)換成默認(rèn)字體排版全亂。6.3 說(shuō)明書排版與格式檢查清單說(shuō)明書的排版規(guī)范程度直接影響盲審和答辯的評(píng)分。排版時(shí)你要反復(fù)檢查是不是所有插圖都有編號(hào)和圖題是不是所有公式都用公式編輯器排版是不是所有引用都有上標(biāo)標(biāo)注頁(yè)碼是否連續(xù)、目錄是否自動(dòng)生成、標(biāo)題層級(jí)是否符合學(xué)校模板要求。一個(gè)特別容易忽略的地方是引用的標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)格式。很多同學(xué)在正文里寫“按GB/T1182-2008執(zhí)行”但標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)的寫法有規(guī)范要求應(yīng)該是“GB/T 1182—2008”中間的空格和長(zhǎng)橫杠不能隨便省。雖然看起來(lái)是個(gè)小問(wèn)題但在嚴(yán)格要求格式的評(píng)審老師眼里這屬于“硬傷”。我建議你把學(xué)校發(fā)的格式規(guī)范打印出來(lái)放在手邊寫一段檢查一段反復(fù)校對(duì)三遍以上再提交。6.4 zip文件與工具軟件的使用心得我注意到很多人在話題里提到了zip、解壓失敗、CAD安裝失敗這類詞。這些雖然不是畢業(yè)設(shè)計(jì)核心內(nèi)容但確實(shí)能影響設(shè)計(jì)進(jìn)度。我的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)是從網(wǎng)上下載模型和資料時(shí)一定要先看壓縮包完整性文件大小和源頁(yè)面描述是否一致。下載后先用壓縮軟件測(cè)試一下壓縮包是否完整再解壓不要等SW或CAD導(dǎo)入時(shí)才報(bào)了“file is not a zip file”的錯(cuò)誤那時(shí)候再重新下載就費(fèi)時(shí)費(fèi)力了。CAD安裝失敗的坑我也踩過(guò)不少?！皠h除cad一些文件后重新解壓重新安裝就是失敗怎么辦”這個(gè)問(wèn)題非常典型很多時(shí)候是注冊(cè)表殘留或者系統(tǒng)服務(wù)沖突。一個(gè)比較有效的辦法是先用安裝目錄里的“卸載工具”徹底清理再用注冊(cè)表清理軟件掃描一遍最后重啟電腦再安裝。如果你用SolidWorks時(shí)內(nèi)存經(jīng)常耗盡記住“輕化模式”是你的救命稻草大數(shù)據(jù)量裝配體打開(kāi)時(shí)一定要勾選輕化。7. 寫在后面的個(gè)人體會(huì)這套飼料破碎機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)做下來(lái)我的感受可以總結(jié)成一句話畢業(yè)設(shè)計(jì)的核心價(jià)值不是那個(gè)模型和那本說(shuō)明書本身而是通過(guò)一個(gè)完整的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程把你四年學(xué)的零散知識(shí)點(diǎn)串成一條線。機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程材料、互換性與測(cè)量技術(shù)、CAD/CAM這些課程單獨(dú)學(xué)的時(shí)候都是一個(gè)個(gè)孤島做完整套設(shè)計(jì)之后它們才真正連成了片。如果你現(xiàn)在正在做這個(gè)題目我的建議是不要把時(shí)間耗在無(wú)意義的重復(fù)勞動(dòng)上——比如反復(fù)調(diào)整建模順序、手工去畫標(biāo)準(zhǔn)圖框、翻遍網(wǎng)頁(yè)找某個(gè)命令怎么用——這些效率問(wèn)題解決掉之后你的精力就可以全部花在最值錢的部分參數(shù)計(jì)算的合理性、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的邏輯性和說(shuō)明書的完整性。進(jìn)度安排上我建議的節(jié)奏是第1到2周做方案調(diào)研和參數(shù)確定第3到5周集中完成三維建模第6到7周出CAD工程圖并反復(fù)修改第8到9周集中寫計(jì)算說(shuō)明書最后留一兩周用來(lái)排版、打印、查漏補(bǔ)缺和模擬答辯。按照這個(gè)節(jié)奏走下來(lái)基本不會(huì)出現(xiàn)最后一個(gè)月連續(xù)通宵趕工的情況。最后再說(shuō)一個(gè)實(shí)操小技巧做完三維模型后記得用SolidWorks的“評(píng)估”選項(xiàng)卡里的“質(zhì)量屬性”看一下轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。這個(gè)數(shù)據(jù)不僅可以在說(shuō)明書中作為平衡校核的參考答辯時(shí)被問(wèn)到“你這個(gè)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡怎么考慮的”也能有話接。細(xì)節(jié)做扎實(shí)了答辯自然就穩(wěn)了。本文還有配套的精品資源點(diǎn)擊獲取