宋 辰 高 坤

沈陽機(jī)床股份有限公司鈑焊分公司

關(guān)于“EBC110”數(shù)控臥式鏜銑床加工中心外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

宋 辰 高 坤

沈陽機(jī)床股份有限公司鈑焊分公司

在設(shè)計(jì)“EBC110”機(jī)床外防護(hù)的造型過程時(shí)，針對(duì)我國(guó)機(jī)床外觀設(shè)計(jì)造型、個(gè)性化、人性化的現(xiàn)狀，并結(jié)合當(dāng)前鈑金制造技術(shù)及加工能力，引入了工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)、人機(jī)工程學(xué)原理。依據(jù)臥式鏜銑床身及機(jī)械系統(tǒng)的關(guān)鍵輪廓進(jìn)行了可行性分析，使機(jī)床外防護(hù)整體結(jié)構(gòu)及造型達(dá)到良好的效果。

數(shù)控臥式鏜銑床加工中心；結(jié)構(gòu)特征；人機(jī)工程學(xué)

1. EBC110機(jī)床主機(jī)部分結(jié)構(gòu)分析

(1)刨臺(tái)式系列機(jī)床床身縱橫交叉T型分體布局；

(2)直線運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的導(dǎo)軌采用貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌與滾動(dòng)導(dǎo)軌相結(jié)合的復(fù)合導(dǎo)軌，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)采用鑄鐵、貼塑導(dǎo)軌；

(3)主軸箱采用帶導(dǎo)向裝置的重錘平衡；

(4)工作臺(tái)采用雙蝸輪蝸桿消隙機(jī)構(gòu)消除回轉(zhuǎn)間隙，提高工作臺(tái)回轉(zhuǎn)精度；

圖1.1 外形輪廓及主要尺寸

模塊化設(shè)計(jì)，產(chǎn)品細(xì)分為三大類：帶平旋盤型、無平旋盤型和帶滑枕型，無平旋盤又細(xì)分為高轉(zhuǎn)速型和高剛性型

(1)高轉(zhuǎn)速型：針對(duì)要求較高主軸轉(zhuǎn)速的模具加工行業(yè)等用戶

(2)高剛性型：針對(duì)要求較高主軸剛性的石油泵閥體加工行業(yè)等用戶

高轉(zhuǎn)速型：主軸軸承采用進(jìn)口成組高轉(zhuǎn)速角接觸球軸承，并采用油氣潤(rùn)滑，增加主軸轉(zhuǎn)速；主軸軸承套、主軸箱內(nèi)齒輪及軸承采用油冷機(jī)冷卻，降低溫升，減少熱變形；主軸箱平衡采用單液壓油缸平衡，鋼絲繩連接，避免因平衡重錘晃動(dòng)造成的異響，以及因此而產(chǎn)生的損失；

高剛性型：主軸軸承采用進(jìn)口雙列圓柱滾子軸承與雙向角接觸推力球軸承的高剛性組合，并采用油氣潤(rùn)滑，增加主軸轉(zhuǎn)速；尾筒內(nèi)的軸承增加數(shù)量，提高鏜軸軸向剛性； 為了提高整機(jī)剛性，橫縱床身將采用一體連接床身，并且為保證地基在一個(gè)平面。工作臺(tái)滑座根據(jù)工作臺(tái)臺(tái)面大小細(xì)分規(guī)格，以避免工作臺(tái)因滑座太小，懸臂太大造成變形過大的現(xiàn)象發(fā)生；

2. 總體方案及外觀效果設(shè)計(jì)

在這一過程中，外觀設(shè)計(jì)人員通過對(duì)用戶公司的企業(yè)文化以及產(chǎn)品客戶的了解，為產(chǎn)品外形色彩風(fēng)格定下了基調(diào)。之后再了解主機(jī)機(jī)床的類型，機(jī)床總體尺寸，占地面積，機(jī)床構(gòu)成部分，用戶要求等因素。而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要具體了解該機(jī)床防護(hù)的具體功能要求，以及開門大小，排屑空間等一系列重要參數(shù)，為下一步具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

“EBC110” 數(shù)控臥式鏜銑床加工中心的外觀選用了黑色和白色的主色調(diào)搭配紅色裝飾條元素，主要突出機(jī)床的層次感，帶給人美的視覺享受，同時(shí)應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)，通過合理的外形設(shè)計(jì)減輕機(jī)床操作者的工作強(qiáng)度。

3.主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的確定及功能原理

設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格按照外形尺寸，以滿足用戶的要求。根據(jù)廠家提供的機(jī)床外觀效果圖、機(jī)床主機(jī)各部分的功能區(qū)域的劃分，初步確定了整體外防護(hù)的外觀

(1)立柱防護(hù)的設(shè)計(jì)。我主要考慮到以下幾點(diǎn)：1)防水性要好。機(jī)床工作時(shí)冷卻液四處飛濺，防護(hù)將大部分水擋在加工區(qū)，但仍有少量的冷卻液透過內(nèi)防護(hù)，飛濺到后面。2)防護(hù)體具有可拆卸性。3)各個(gè)分件要拆分合理。4)保持與效果圖一致，美觀性要好。

(2) 工作臺(tái)防護(hù)設(shè)計(jì)。機(jī)床整體尺寸及機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求，我們定下了底盤的外形尺寸，為了方便安裝，將底盤分為兩部分：左底盤、右底盤。并根據(jù)其要求對(duì)底盤防水結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所有對(duì)接焊縫均滿焊，受力部位加備板，用來加強(qiáng)防護(hù)的整體強(qiáng)度。在底盤與床身的把接面加加強(qiáng)筋，這樣既便于加工時(shí)切削液的流淌又保證在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中起承重作用的底盤的穩(wěn)固性。將兩個(gè)底盤先連接后，增加擋水彎板通過側(cè)面把接，保證零件加工時(shí)，由于防水主要在正面，所以這種側(cè)面把接結(jié)構(gòu)就可以避免水通過兩個(gè)底盤連接縫隙處流出。

(3) 操作門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)于操作門的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該從人機(jī)學(xué)角度考慮，保證操作方便；其次在旋轉(zhuǎn)門旋轉(zhuǎn)的時(shí)候不能與操作門發(fā)生干涉，并在適當(dāng)位置應(yīng)留有安全門鎖的安裝位置，保證操作安全。操作門拉門下導(dǎo)軌通常采用外購(gòu)直線導(dǎo)軌或自制導(dǎo)軌兩種，直線導(dǎo)軌具有很好的直線性，安裝方便，樣式美觀等特點(diǎn)，自制導(dǎo)軌則擁有成本低、耐用等優(yōu)勢(shì)。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)客戶要求和防護(hù)成本預(yù)算進(jìn)行選擇。直線導(dǎo)軌一般配套相對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)單元如：SBR滑塊系列或其他滑塊，而自制導(dǎo)軌通常配套的是內(nèi)含滾動(dòng)軸承的滑輪，這一點(diǎn)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行分析和選擇。在設(shè)計(jì)活動(dòng)拉門與下導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)時(shí)，我考慮到降低加工制造成本，所以優(yōu)先考慮使用自制導(dǎo)軌。

4.機(jī)床外防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程

初步設(shè)計(jì)→設(shè)計(jì)初評(píng)審→設(shè)計(jì)改進(jìn)→設(shè)計(jì)評(píng)審→設(shè)計(jì)改進(jìn)→設(shè)計(jì)、工藝評(píng)審→設(shè)計(jì)改進(jìn)→設(shè)計(jì)圖紙→圖紙?jiān)u審→工藝評(píng)審→工藝文件→生產(chǎn)制造→生產(chǎn)指導(dǎo)→形成產(chǎn)品→現(xiàn)場(chǎng)裝配指導(dǎo)→商品

通過以上的設(shè)計(jì)評(píng)審流程使我不斷改進(jìn)，使設(shè)計(jì)不斷貼近合理化;再經(jīng)過工藝評(píng)審最終形成產(chǎn)品。在這個(gè)過程使我的產(chǎn)品更符合用戶的需要，也使我學(xué)習(xí)到很多知識(shí)，為日后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。

結(jié)論

由于設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到人機(jī)工程學(xué)以下幾點(diǎn)：

(1)產(chǎn)品與操作者人體的尺寸、形狀及用力是否合適；

(2)產(chǎn)品是否方便使用，減少操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度；

(3)是否具備安全性，防止操作者誤操作時(shí)和錯(cuò)用時(shí)發(fā)生意外傷害的危險(xiǎn)；

(4)產(chǎn)品是否便于清洗、保養(yǎng)及修理。

[1]嚴(yán)揚(yáng)編著.人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用.中國(guó)輕工業(yè)出版社.