摘要：TC45臥式高精度數控車(chē)床可車(chē)削各種螺紋、圓弧、圓錐及回轉體的內外曲面, 對回轉體類(lèi)零件進(jìn)行高效、大批量、高精度的加工。本文所研究的機床外觀(guān)設計從機床難防水、難防屑角度著(zhù)手, 運用人機工程學(xué)原理, 簡(jiǎn)化結構, 避免了因顏色不同, 導致結構拆分所帶來(lái)的不必要復雜工藝性, 又大大降低了生產(chǎn)制造成本。

　　關(guān)鍵詞：臥式高精度數控車(chē)床; 外觀(guān)設計; 人機工程學(xué);

　　TC45臥式高精度數控車(chē)床具有高速、高精、高效、高穩定性的性能特點(diǎn), 適用于各種軸類(lèi)、盤(pán)類(lèi)零件的半精加工和精加工。因其原有外防護陳舊, 在更新數控系統, 優(yōu)化床身部件的同時(shí), 要重新設計外防護。如何既滿(mǎn)足新防護設計美觀(guān), 又便于加工生產(chǎn), 還要方便裝配、維修。這一系列問(wèn)題都是在外觀(guān)設計過(guò)程中需要考慮的必要因素。

　　1、TC45改造設計前

　　該機床改造設計前如圖1所示。

圖1 機床改造設計前現場(chǎng)圖

　　由于原有機床外觀(guān)破損, 沒(méi)有技術(shù)圖紙, 所有外防護設計圖尺寸都要經(jīng)過(guò)實(shí)際現場(chǎng)測量。需要確定床身的總體尺寸, 主機各部分功能, 及功能區域的位置及劃分。通過(guò)機床X、Y軸行程, 極限位置, 以及加工工件的大小, 工作臺位置, 確定拉門(mén)位置及開(kāi)門(mén)尺寸, 操作箱的設計及走線(xiàn)方式等。機床的防水、排屑等是設計的重點(diǎn)問(wèn)題。根據現場(chǎng)的溝通與反饋, 進(jìn)行防護設計。

　　2、TC45防護改造后設計

　　2.1、防護總體尺寸

　　根據現場(chǎng)的實(shí)際勘察, 從外觀(guān)造型的角度及節約成本的角度考慮, 將防護的整體尺寸設計為2400mm×1400mm×1600mm。整體設計以斜線(xiàn)造型為主, 視覺(jué)上突顯流體線(xiàn)條的美感, 用圓弧的造型設計使防護更具有親和力及安全性。將防護結構分割為左、右側防護罩、拉門(mén)、后防護罩和下圍板等5個(gè)部分。不僅安裝方便, 又考慮到使用維修拆卸更容易操作的問(wèn)題。

　　2.2、防護拉門(mén)設計

　　TC45的拉門(mén)設計, 采用了不對稱(chēng)式外拉門(mén)設計, 即上寬下窄式。打破了傳統拉門(mén)的規則設計, 避免了防護部分拉門(mén)行程不足的問(wèn)題, 又增加了拉門(mén)的穩定性。拉門(mén)在設計時(shí), 要考慮的因素如下。

　　(1) 拉門(mén)要活動(dòng)自如

　　拉門(mén)要便于操作者使用。上下導軌均選用滑動(dòng)直線(xiàn)導軌, 因其具有剛性強、運動(dòng)平穩、在快速滑動(dòng)時(shí)噪聲低等特點(diǎn), 非常適合外拉門(mén)的設計。

　　(2) 拉門(mén)的防水性

　　防水性是整個(gè)防護設計中要考慮的最重要的問(wèn)題之一。外拉門(mén)的設計對防水性有了更高的要求。圖2為拉門(mén)與防護結構圖, 此設計有效地解決了外拉門(mén)防水的問(wèn)題。

圖2 拉門(mén)防水結構圖

　　(3) 拉門(mén)視窗、把手及裝飾

　　在設計時(shí), 要求隨時(shí)滿(mǎn)足操作者在加工工件時(shí)對機床運動(dòng)及加工情況的觀(guān)察。觀(guān)察窗的設計盡量完整地展現加工區域, 除了定位精準外, 還要考慮整體造型的美觀(guān)。這是整個(gè)防護設計的核心部分。TC45設計時(shí)在玻璃周?chē)�增加了紅色的裝飾帶, 配合左側防護罩的裝飾帶, 線(xiàn)條流暢, 造型整體統一。

　　2.3、防護操縱箱設計

　　原有操縱箱采用懸臂支撐系統。這種設計在裝配和運輸中存在著(zhù)很多隱患。新設計將操縱箱通過(guò)色彩造型與防護搭配, 放置在右側防護罩上, 這樣既便于操作觀(guān)察, 又降低了成本。

　　2.4、防護裝飾及配色

　　防護設計主要以黑白為主, 凸顯機床沉穩、科技的特點(diǎn), 紅色裝飾的設計帶又增加了現代感, 產(chǎn)品型號與裝飾條采用絲網(wǎng)印刷工藝, 避免零件的拆分, 又節約了加工成本。把手處增加了不銹鋼材質(zhì)的造型, 使設計活潑新穎。圖3為改造后外觀(guān)設計效果圖。

圖3 改造后外觀(guān)設計效果圖

　　3、人機工程學(xué)在設計中的應用

　　外觀(guān)設計時(shí)充分考慮到人機工程學(xué)以下幾點(diǎn):

　　(1) 產(chǎn)品與人、產(chǎn)品外觀(guān)與環(huán)境是否相適應;

　　(2) 產(chǎn)品結構是否具有良好的操作性, 實(shí)用性;

　　(3) 是否防止了使用人操作時(shí)意外傷害和錯用時(shí)產(chǎn)生的危險;

　　(4) 各操作單元是否實(shí)用;各元件在安置上能否使其意義毫無(wú)疑問(wèn)地被辨認;

　　(5) 產(chǎn)品是否便于清洗、保養及修理。

　　結論

　　TC45通過(guò)創(chuàng )新設計, 簡(jiǎn)約流暢的外觀(guān), 低廉的制作成本, 又具有明顯的防水防屑優(yōu)勢。不僅滿(mǎn)足了客戶(hù)對外觀(guān)審美的需求, 操作者使用時(shí)有人機工程學(xué)作為依據, 結構設計合理, 適合操作過(guò)程中的觀(guān)察, 保養、維護, 特別是零件加工時(shí)上件、取件、換件都非常方便。因此, 在同類(lèi)產(chǎn)品中, 具有性?xún)r(jià)比極高的推廣性。

　　本設計在“裝備中國”2017年“創(chuàng )新濱海·SEW杯”高端裝備創(chuàng )新設計大賽中榮獲銅獎。

　　參考文獻
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