李濱
摘 要:TC45臥式高精度數(shù)控車床可車削各種螺紋、圓弧、圓錐及回轉體的內外曲面,對回轉體類零件進行高效、大批量、高精度的加工。本文所研究的機床外觀設計從機床難防水、難防屑角度著手,運用人機工程學原理,簡化結構,避免了因顏色不同,導致結構拆分所帶來的不必要復雜工藝性,又大大降低了生產制造成本。
關鍵詞:臥式高精度數(shù)控車床;外觀設計;人機工程學
中圖分類號:TG65 文獻標志碼:A
0 引言
TC45臥式高精度數(shù)控車床具有高速、高精、高效、高穩(wěn)定性的性能特點,適用于各種軸類、盤類零件的半精加工和精加工。因其原有外防護陳舊,在更新數(shù)控系統(tǒng),優(yōu)化床身部件的同時,要重新設計外防護。如何既滿足新防護設計美觀,又便于加工生產,還要方便裝配、維修。這一系列問題都是在外觀設計過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。
由于原有機床外觀破損,沒有技術圖紙,所有外防護設計圖尺寸都要經過實際現(xiàn)場測量。需要確定床身的總體尺寸,主機各部分功能,及功能區(qū)域的位置及劃分。通過機床X、Y軸行程,極限位置,以及加工工件的大小,工作臺位置,確定拉門位置及開門尺寸,操作箱的設計及走線方式等。機床的防水、排屑等是設計的重點問題。根據現(xiàn)場的溝通與反饋,進行防護設計。
2 TC45防護改造后設計
2.1 防護總體尺寸
根據現(xiàn)場的實際勘察,從外觀造型的角度及節(jié)約成本的角度考慮,將防護的整體尺寸設計為2400mm×1400mm×1600mm。整體設計以斜線造型為主,視覺上突顯流體線條的美感,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、后防護罩和下圍板等5個部分。不僅安裝方便,又考慮到使用維修拆卸更容易操作的問題。
2.2 防護拉門設計
TC45的拉門設計,采用了不對稱式外拉門設計,即上寬下窄式。打破了傳統(tǒng)拉門的規(guī)則設計,避免了防護部分拉門行程不足的問題,又增加了拉門的穩(wěn)定性。拉門在設計時,要考慮的因素如下。
(1)拉門要活動自如
拉門要便于操作者使用。上下導軌均選用滑動直線導軌,因其具有剛性強、運動平穩(wěn)、在快速滑動時噪聲低等特點,非常適合外拉門的設計。
(2)拉門的防水性
防水性是整個防護設計中要考慮的最重要的問題之一。外拉門的設計對防水性有了更高的要求。圖2為拉門與防護結構圖,此設計有效地解決了外拉門防水的問題。
(3)拉門視窗、把手及裝飾
在設計時,要求隨時滿足操作者在加工工件時對機床運動及加工情況的觀察。觀察窗的設計盡量完整地展現(xiàn)加工區(qū)域,除了定位精準外,還要考慮整體造型的美觀。這是整個防護設計的核心部分。TC45設計時在玻璃周圍增加了紅色的裝飾帶,配合左側防護罩的裝飾帶,線條流暢,造型整體統(tǒng)一。
2.3 防護操縱箱設計
原有操縱箱采用懸臂支撐系統(tǒng)。這種設計在裝配和運輸中存在著很多隱患。新設計將操縱箱通過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(wěn)、科技的特點,紅色裝飾的設計帶又增加了現(xiàn)代感,產品型號與裝飾條采用絲網印刷工藝,避免零件的拆分,又節(jié)約了加工成本。把手處增加了不銹鋼材質的造型,使設計活潑新穎。圖3為改造后外觀設計效果圖。
3 人機工程學在設計中的應用
外觀設計時充分考慮到人機工程學以下幾點:
(1)產品與人、產品外觀與環(huán)境是否相適應;
(2)產品結構是否具有良好的操作性,實用性;
(3)是否防止了使用人操作時意外傷害和錯用時產生的危險;
(4)各操作單元是否實用;各元件在安置上能否使其意義毫無疑問地被辨認;
(5)產品是否便于清洗、保養(yǎng)及修理。
結論
TC45通過創(chuàng)新設計,簡約流暢的外觀,低廉的制作成本,又具有明顯的防水防屑優(yōu)勢。不僅滿足了客戶對外觀審美的需求,操作者使用時有人機工程學作為依據,結構設計合理,適合操作過程中的觀察,保養(yǎng)、維護,特別是零件加工時上件、取件、換件都非常方便。因此,在同類產品中,具有性價比極高的推廣性。
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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