數(shù)控機床造型設(shè)計因素的分析

張高美，董兵兵

（廣東理工學(xué)院，廣東肇慶526100）

數(shù)控機床造型設(shè)計因素的分析

張高美，董兵兵

（廣東理工學(xué)院，廣東肇慶526100）

數(shù)控機床作為主導(dǎo)性的機械設(shè)備，它的造型設(shè)計具有典型性和代表性，研究數(shù)控機床造型設(shè)計有重大的理論價值和現(xiàn)實意義。本文從安全防護(hù)性、散熱性、色彩等這幾個方面對數(shù)控機床的造型進(jìn)行探討，使得數(shù)控機床的造型更加人性化并且更符合其本身特性。

數(shù)控機床；造型；安全防護(hù)；散熱；色彩

數(shù)控機床是數(shù)控機床中一種加工功能很強的設(shè)備。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征。數(shù)控機床是主導(dǎo)性的機床產(chǎn)品，數(shù)控機床的造型設(shè)計是具有典型性和代表性的，研究它的造型設(shè)計有重大的理論價值和現(xiàn)實意義[1]?，F(xiàn)代數(shù)控機床造型設(shè)計是現(xiàn)代科學(xué)與藝術(shù)的有機結(jié)合，運用藝術(shù)的形式與手段充分發(fā)揮和體現(xiàn)機床的功能特征及其科學(xué)性與先進(jìn)性；同時，應(yīng)用美學(xué)法則、形式構(gòu)成法則和色彩學(xué)等工業(yè)設(shè)計原理與方法充分體現(xiàn)機床的藝術(shù)性和精神功能。然而我國數(shù)控機床的造型與外國機床產(chǎn)品相比，形態(tài)過于方正，線條缺少變化，防護(hù)造型過于呆板，色彩以白色搭配藍(lán)色、黑色搭配橙色等缺少機床應(yīng)有的科技感和時代感，有著明顯的“設(shè)計時滯”，直接影響了我國機床產(chǎn)品的市場競爭。

現(xiàn)代機床造型設(shè)計不僅要注意美學(xué)藝術(shù)與工程技術(shù)相結(jié)合，而且在產(chǎn)品設(shè)計中要注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，不論是產(chǎn)品的使用過、操作、色彩、質(zhì)地、材料與工藝都要追求使用功能合理，而且要追求使用的舒適，以達(dá)到使用者心情舒暢、精神飽滿和提高效率的目的[2]。

數(shù)控機床造型的發(fā)展目前已經(jīng)走過了兩個階段，第一階段是機床的儀器儀表化，這種笨重型機器開始注重線條美和外表加工的精細(xì)度，體現(xiàn)出理性主義的造型風(fēng)格；第二階段開始將藝術(shù)、人文、民族文化等融入造型，外觀上帶有了裝飾和美化的意義，可以調(diào)節(jié)人的情感，使機器變得不那么可畏而有一種親和力。

本文將從安全防護(hù)性、散熱性、色彩感覺、整體形態(tài)四個方面對數(shù)控機床的造型進(jìn)行探討，使得數(shù)控機床的造型更加人性化，更符合數(shù)控機床本身的特性，也更符合機床操作人員的心理特性及行為習(xí)慣，從而調(diào)節(jié)操作員的心情并提高其工作效率。

1　安全防護(hù)性

數(shù)控機床是一種高速、高效和自動化的現(xiàn)代生產(chǎn)設(shè)備。一般情況下，要求在一次裝夾中分別完成零件的粗、精加工工序。對其精度、速度、結(jié)構(gòu)強度與剛度以及使用的安全性、精度保持等要求，遠(yuǎn)高于一般普通機床[3]。因此，出于對整臺機床精度保持性、作業(yè)環(huán)境保護(hù)和人身安全防護(hù)性以及外部感官質(zhì)量等因素的考慮，多采用防護(hù)造型。防護(hù)裝置可以防止鐵屑和冷卻液飛濺。安全防護(hù)罩占有其外觀形體的大部分面積，它的機動性、靈活性與自由性很大。由于數(shù)控機床在進(jìn)行工件加工時飛濺出的碎屑可能出現(xiàn)體積較小的情況，因此防護(hù)罩的形態(tài)應(yīng)避免出現(xiàn)一些死角，并且應(yīng)是全封閉的狀態(tài)。防護(hù)罩的整體形態(tài)應(yīng)以大塊的平面為主，曲面為輔，并在局部需要提醒操作人員注意的部位飾以警戒色。

2　散熱性

由于在數(shù)控機床工作時，由于其高速運轉(zhuǎn)，會產(chǎn)生很多熱量，因此，散熱性也是在設(shè)計數(shù)控機床外觀時必須要考慮的一個問題。由于刀具在零件加工時產(chǎn)生的熱量可以由冷卻液來控制住，而且數(shù)控機床前部的頂端都是采用的鏤空的設(shè)計，一方面當(dāng)一些較大型的零件從門運進(jìn)來不方便時，便可以由吊車從頂部運進(jìn)。因此，數(shù)控機床的操作界面的熱量便可以很好的解決。

所要考慮的就是數(shù)控機床后部電控箱里所產(chǎn)生的熱量，所以，對于這部分的熱量，有必要在數(shù)控機床的外殼后部的電控箱上設(shè)計一個散熱裝置，以便熱量能夠很好地排出，并且對操作人員不會造成影響。散熱孔的形狀應(yīng)盡量簡潔，并與機床整體造型統(tǒng)一；位置要考慮電控箱的具體位置，以便最大程度上提高散熱效率；大小應(yīng)根據(jù)電控箱散熱量的多少進(jìn)行設(shè)計，避免產(chǎn)生不必要的浪費或者產(chǎn)生散熱效率不高的問題。

3　色彩感覺

數(shù)控機床的色彩設(shè)計與藝術(shù)作品要求不同，在設(shè)計色彩時首先應(yīng)考慮產(chǎn)品功能的要求，使色調(diào)與功能相統(tǒng)一，以利于機床功能的發(fā)揮，同時又要滿足人機協(xié)調(diào)的要求，使操作著感到親切、舒適和美的享受，從而提高工作效率。由于數(shù)控機床設(shè)備通常都是固定安置，操作時間較長，選用的主色彩不宜對人有刺激，使人感到煩躁不安，而應(yīng)使操作者心情愉悅，安全操作。

數(shù)控機床的主色調(diào)應(yīng)采用明度較高、純度較低的色彩。避免大面積地使用白色，因為操作員長時間面對機床，大面積使用白色容易產(chǎn)生眩目的感覺，增加操作員的疲勞感。色彩的配置一般為上明下暗，上輕下重，以增強數(shù)控機床的穩(wěn)定感。機床色彩設(shè)計不僅要突出主色調(diào)，還要強調(diào)重點配色以及警戒用色，色彩搭配要注意凸顯時代感與科技感。

4　整體形態(tài)

數(shù)控機床作為一種大型機械設(shè)備，從整體形態(tài)上來說，需要給人一種穩(wěn)定、莊嚴(yán)、肅穆的感覺。因此，數(shù)控機床的整體形態(tài)最好避免上大下小的設(shè)計，避免給人以危險、易傾倒的心理暗示。在數(shù)控機床的左右形態(tài)上最好是對稱型，更有莊嚴(yán)的感受。機床的整體線條可以以直線條為主，輔助以曲線。直線給人剛強、堅定、果斷的感覺，曲線用以緩和直線給人過于硬朗的感受。直線為主、曲線為輔可以給人以剛中帶柔的感受，更符合機床這種大型機械設(shè)備的功能和使用環(huán)境。

在機床的細(xì)節(jié)設(shè)計上要與整體形態(tài)相呼應(yīng)、相統(tǒng)一，同時又要有對比。做到統(tǒng)一為主，細(xì)節(jié)對比強烈，給人以好看、耐看的感受。

5　案例展示

圖1是一款設(shè)計感較強的數(shù)控機床造型。圖1的防護(hù)罩就是以大平面為主，曲面為輔，造型統(tǒng)一，整體感很強，線條上以折線為主，在造型頂端輔助以曲面，避免整體造型過于生硬的感覺，造型統(tǒng)一中不失變化。該款機床在色彩上以灰色為主，局部搭配以黑、白和天藍(lán)，避免大面積使用白色，色彩搭配舒適、自然。

圖1　數(shù)控機床造型案例

[1]王坤茜.數(shù)控機床造型設(shè)計方法研究[J].Cad/cam與制造業(yè)信息化，2002，（5）：43-45.

[2]伍國俊.現(xiàn)代機床造型設(shè)計的特征與原則[J].江漢大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2006，34（2）：42.

[3]桑書林.數(shù)控機床造型設(shè)計特點分析[J].機床與液壓，1998，（4）：38.

Analysis of the Factors of Numerical Control Machine Tool Design

ZHANG Gao-mei，DONG Bing-bing
（Guang Dong Polytechnic College，Zhaoqing Guangdong 526100，China）

CNC machine tools as the dominant mechanical equipment，its design is typical and representative，the research of numerical control machine tool design has significant theoretical value and practical significance.This article from the safety protection,heat dissipation,color and so on several aspects to the numerical control machine tool modelling carries on the discussion,causes the numerical control machine tool the modelling to be more humane and conforms to its own characteristic.

numerical control machine；modelling；safety protection；heat dissipation；color

TG659

A

1672-545X（2016）10-0135-02

2016-07-05

張高美（1985-），女，江西定南人，碩士，講師，研究方向：工業(yè)設(shè)計；董兵兵（1982-），男，陜西禮泉人，碩士，講師，研究方向：機械工程及自動化。