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神马骑士

 
 
 

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工程制图给我的体会  

2015-07-13 15:23:25|  分类: 文化 |  标签: |举报 |字号 订阅

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这是一篇写给自己看的话题,也许对外人没有多大意义,或只对同行有参考。

每个退休的人都在各自的行业中干过一辈子,有的干过许多行,虽说“行行出状元”,但在这个人口饱满的劳动力过剩的大工业时代里,这个“状元”是无法比较出来的。何况象我们这样的论权力至上的国家,从来不鼓励,也从来不以技术为第一标准来估量一个人的贡献大小和价值高低。只要是一个平常的没有地位的人,就象蚂蚁一样地淹没在这人口密集的大城市里,象蚂蚁一样地活着,又象蚂蚁一样地悄悄离开这个人世。

不象那些革命老人,管制别人一辈子,到了晚年,有些尽写些革人命的回忆录,还要拿版权费、拍电视剧进账。而那些平凡的没有地位的人,从来想不到要写什么有关自己行业的体会。他们不想和外人或子女唠叨那些无用的话题,他们把往事都苦闷在心里,任其烂掉,最后随同自己一道推进火葬场的焚尸炉里化为灰烬。虽然那些曾经和自己息息相关的、如胶似漆的职业往事,如今仍在残年中,还在内心深处燃烧未尽,但又有多少人愿意象我这样把它们写出来呢?

关于如何总结自己在“行业上的体会”在我心中早有酝酿过,只是这种命题太大、太杂,无从入手。想多了没什么意义,只能暂从我的这个命题上试试吧——“工程制图给我的体会”。这是我最喜爱的职业,也是我体会最深、最熟悉的话题。许多“360行”在这高速信息化时代都已自行消亡了,工程制图这一行不但不会消亡,只要有工业就会要工程制图,并且通过计算机辅助设计系统向更高级的自动化方向发展。

我年青时极崇拜大工业,朦胧中以为会设计出大机器就是最有本事的人,再加上家庭生活困难,于是就选择考机械类的技校,机械制图就是在那时学的。记得教课书还是按苏联教材编写的,只是上了一学期文革就爆发了,什么知识也无从学起。幸好毕业前到工厂实习了八个月,但分配到工厂之后仍感到技术和徒工差不到多少。虽然以后我一直遵循着那条“会造出大机器”的方向努力,但深感没有机械制图的帮助,想“造出大机器”也是徒然的。

我很感谢学校中教制图的老师,教会我们点、线、面的投影方法。那时候,班上没有几个同学能听得懂这堂课的,我也可以自豪地说,我很早就理解了它,这是引领机械制图入门的最基础、最关键的一步,以至于考量一个技工识图好坏与快慢的标准,关键就在于此另外也可以说喜爱美术和不喜爱美术是有区别的,根据二维图立刻能徒手画出立体图出来,空间想象能力是喜爱美术的人所具备的长处。

机械制图是一门用图样正确表达机械物件的结构形状、尺寸大小、工作原理和技术要求的学科,它是工厂里唯一的语言,而且是标准的“普通话”。能在工厂里用图样表达自己的设计理念,让工人能看得懂,能按图纸制造出来一台台机器或产品来,这是一种莫大的成就感啊以使我为此追梦了大半辈子,在以后的几十年中,竟然也能实现了!制造出来20多台各式各样的专用机器。只不过这和当今物质上的中国梦完全不一样的年代,那是一个个人得不到任何好处该死的年代,又是一个全部功劳归属于领导的该死的年代。

说到机械制图的重要性,我仅举一个事例。在20世纪50年代,法国是以色列军用飞机的主要供应国,但法国不愿向以色列提供最新式的“海市蜃楼”战机,以色列迫切想自己制造。此时以色列莫萨德获悉一个消息,瑞士一家研制这种机型的公司即将关闭,并将每天整理的半吨图纸处理掉,这是由一部货车运送到附近一家垃圾焚烧炉消毁。而押运人可能是一个犹太人,正是他主动自愿无偿地向以色列提供这批设计草图。方法是装运途中,用同样的半吨的图纸中途调包,这项工作一直持续了一年才完成。几年后,以色列很快成批制造出来这种战机,并在以后的中东战争中,获得了绝对的制空权。

如果说到制图学的历史,国内网页上立刻就可以查到这种千篇一律的转载:“中国宋代苏颂和赵公廉所著《新仪象法要》中附有天文报时仪器的图样,明代宋应星所著《天工开物》中也有大量的机械图样。”这种捕风捉影的虚荣说法,在各地的中国博物馆中我从来没有看到过一张象样的机械图纸。虽然机械制图类似于中国画中的白描,也是依照视觉对物体的观察,以相对应的线条轮廓描绘下来。但基本的作图方法,如多角投影图、剖视图、轴测图等等投影原理,却不是中国古人的智力所能达到的高度。

这项技术纯粹又是欧洲人的一项贡献,否则制造不出来象蒸发机、火车、轮船那样由成千上万个零部件组装起来的庞然大物。制图学直到1799年,由法国学者蒙日发表的《画法几何》,才开始将机械图样中的图形,严格按照投影的几何画法理论地规范下来,即标准化下来,并普遍推广到欧洲各国工业系统中。以后又不断刷新这种规范化+标准化+通用化,这几乎就是工程制图的全部发展史。

机械图样主要有零件图和装配图,此外还有布置图、示意图和轴测图等。零件图表达零件的形状、大小以及制造和检验零件的技术要求;装配图表达机械中所属各零件与部件间的装配关系和工作原理;布置图表达机械设备在厂房内的位置;示意图表达机械的工作原理;轴测图是表达物体在三个坐标面上的立体形状。

表达机械结构形状的图形,常用的右视图、俯视图和剖面图等。机件向投影面投影时,观察者、机件与投影面三者间有两种相对位置。机件位于投影面与观察者之间时称为第一角投影法。投影面位于机件与观察者之间时称为第三角投影法。两种投影法都能同样完善地表达机件的形状。中国国家标准规定采用第一角投影法。

图样中涉及到的格式、图纸幅面、比例、文字、图线、图形简化和符号标注等含义,要有一致的理解,各国一般都有自己的国家标准,国际上有国际标准化组织制定标准。中国的机械制图国家标准制定于1959年,以后又在1974年和1984年修订过两次。

也就是这种标准化不断修订,却使我花去了不少时间去区分那些新老标准,即对照和重新熟悉三次修订过的国家标准。我没有机会由单位推荐到县、市局专门培训学习,只能靠自己观摩别人的画法(主要是上海轻工业同行们绘制的图纸),有时自己花钱买些机械类工具书,查阅有关新颁布的机械制图国家标准及实例。比如公差与配合、形位公差、表面粗糙度、材料及其热处理等标注要求,再比如说类似螺纹、齿轮、花键和弹簧等结构或零件的修订画法。

设计中除了构件原理的难度需要绞尽脑质去考虑之外,还要考虑制造工艺、造价成本、选材和配件采购等等因素。再下面才轮到绘图任务本身。过去手工绘画是一个繁重的劳作,过去也是花去了我不少时间,尤其是装配图、修改图上下的功夫。既要保证比例尺寸正确,又要经过多次擦拭更改后保证图形整洁,几乎与绘制美术图难度不相上下。因为字体标注要工整、笔画清楚、间隔均匀、排列整齐;15种基本线型图线的粗细、宽度要符合标准;尺寸标注要符合规范;尤其一些圆弧的连接线,过渡要光滑,在用墨汁描绘到透明底图中最为要仔细。在我过去的岁月里,我总是想追求图样的完美性下了不少工夫。

其实真正能达到“会造出大机器”这种境界远不是我当初梦想的那么简单,更不是只要掌握了工程制图就可以实现的。机器主要是由二大机构所组成的,一个叫执行机构,一个叫控制机构。前者只需要懂得一般机构的设计原理和各种驱动方式,如气动、液动等等,另外再加上机械制图就行了;而后者则还需要精通电器方面的技术,而且越先进的机器要求的电器技术越复杂,要求的自动程序的指令越多、精确度越高。

现代“大机器”已不是单单控制机械构件的运动方向、速度、大小和时间等等,而是有更多明确的任务需要交叉执行,如控制温度、压力、湿度、真空度等等,因此程序化指令更多、更复杂,精确度更高。执行机构和控制机构结合在一起,这就叫所谓的“机电一体化”。尤其是控制机构这方面,这是一个我过去很少涉及过的领域,我越来越觉得自己离“会造出大机器”的理想太远、太难了。虽然自己也尽量通过学习来弥补,但终感到心有余而力不足。

又因工业自动化发展的步伐太快,到了改革中期的九十年代,一般机器都已普遍引进可编程控制器(PLC),以及再后来引进的工业PC控制系统了。这是我90年代初搞项目,外购设备时才明白过来,终于使我深深感到自己技术贫瘠,以及没有经过各种专科大学深造的苦处,靠业余自学一点技术小打小闹地远远是不够的。而在这个突飞猛进的工业自动化时代,仅凭自己那一点点机械基础和制图技术是多么的苍白无力啊!

最让我感到始料不及的是制图业也在向自动化控制方向变革,我所熟悉的手工制图将一去不复返了!而山外又山,天外有天,直到1998年当我从芜湖停薪留职来到上海时,才知道绘图业已跨入到一个革命性的变革时代,上海企业已经普遍采用计算机绘图了,软件是AutoCADR14版本。这种软件广泛应用于土木建筑、装饰装潢、城市规划、园林设计、电子电路、机械设计、服装鞋帽、航空航天、轻工化工等诸多领域。

进入到2000年之后,美国欧特克有限公司几乎年年推出新的CAD版本。二次开发的中文版本,功能性越来越强大,计算机辅助设计(CAD)系统的最大优点在于修改更加方便快捷。以后从二维绘图到三维建模的软件也越来越多,如Pro/EngineerUGSolidwords等软件。美国的机械图样,每张二维图旁边都附有一个三维小图形,这给许多识图水平差的人带来方便。

在我职业生涯的最后十多年中,我欣慰地赶上运用计算机绘图的普及年代。虽然对我来说除了还是靠买书自学、掏钱培训之外,沾不到公家、老共任何帮助。我遗憾的是不能到大企业工作,不能观察到信息化时代的前沿生产技术。在苏南小镇上的民企工作的十多年里,是我一生中压力最小、最轻松的时期,因为用电脑制图搞设计,这是一件多么简单的事啊。

苏南民企的生存方向,乃是宁可做外商、外贸机构薄利多销的加工厂,也不愿和忽悠人的国产倒爷打交道,关键在于外商信誉好,订单确定之后货款随即到帐。剩下来的就是中国廉价劳动力和简陋设备组成家族式的管理模式,工人按计件工资生产定额就行了。民企的劳动环境、劳动保护谈不上,大约每二、三个月,就有一名工人在冲压机床上被冲断手指的,最恶劣的工种都是外地的农民工。

生产部门只要按照外商寄来的产品样品做,几乎不需要设计制图。所以连车间主任一级的技术骨干识别三视图的能力都很差,还需要画什么装配图有何用?大多数都是零件测绘图,标注不规范也无人过问,随心所欲。管理人员看不懂三视图的,可借助人家绘好的3D图样慢慢观察就看懂了。自主设计开发能力一点没有,也不需要,因为照葫芦画瓢生产的,再装箱发运的,都是无商标注册的产品,到国外后任由老外自己贴上他们公司的牌子就行了。中国是世界上最大的加工厂,一点也不假,而且还要自备材料,自污环境,别人坐享其成,拿利润大多数,实在可悲啊。

最后再谈谈对计算机工业绘画软件的感受,当然这一切全部都要靠引进,请不要问为什么,只管拿盗版软件装进去,能学会熟练操作就已算是一个聪明的人了。三维建模让设计者带来创造上的灵感,许多难以或不可能表达的形状,如异形曲面类的变得容易绘制得多。还有就是一些三维建模软件可转换格式,输送给微机控制的自动机床进行加工。计算机构成现代制造业的应用主干,它的发展趋势将是集成化、网络化、自动化。现代产品设计和制造的流程如下。

Pro/E中做造型设计和结构设计(这是二个双向流程之间的关系) ——借助CAE软件的辅助应用,综合使用分析软件进行模流分析、结构分析、运动分析等——CAD上将图形转换成STL格式,生成加工程序——RP快速成型机将样品做出,无须切削加工,材料可以是塑料、木材、金属、蜡等等——样品通过后,在回到Pro/E中做图面过程,又称“拆模”,转为平面图回到CAD中标注尺寸,也可在Pro/E中做——再经CAM软件转换为NC代码(Pro/E中也有转换NC代码的功能) ——NC工具机上正式制造钢制模具——模具按装到压力机上成批加工产品——投入到市场。

最完美的高级绘图师应该是——造型设计+结构设计+模具设计=三者合一的综合体。我自豪的是自己的观念始终没有落后于这个世界,但我遗憾的是年龄再也不属于这个世界了。

此外关于“知识就是力量”这句话,对于整个民族是正确的,但不适合具体的个人。比如说我现在所拥有的知识量是我一生中最多的时刻,但我已老了,知识对于我来说一点力量也没有了。对于个人来说,知识不但要论年龄段,还要论地位和年代。反右运动和文革运动时,知识只能给自己带来灾难与厄运;一些草包之人,只要入进机关事业单位编制,那就要比企业单位能力最强的人的命运都要好上许多倍;在同行业中的工资待遇上,小城市里再能干的人,比不过大城市里能力最蹩脚的人;对于成功者来说知识能成为力量;但对于失败者来说知识仅仅只是装饰物。

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