机床工业设计

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机床工业设计范文第1篇

关键词：现代工业；机床设计；

中图分类号：TG502文献标识码： A

1.数控系统发展状况

将计算机技术和普通机床加工设备融合在一起，具有高精度加工能力的机床即为数控机床。数控机床的发展是随着计算机控制技术的不断提高而进步的。目前，按照自动控制系统划分数控机床的类别，市场上主要有四大类数控机床产品。第一类集成控制系统。这类控制系统都是集成的、封闭体系结构，主要包括数控装置 CNC、交直流驱动系统、可编程控制器、位置控制系统、通信系统以及辅助控制系统等。由于该类数控系统功能齐全、种类繁多、适用性较强以及信价比高，因而很多机床设计、制造时首选这类控制装置，我国就有很多这类产品的用户；第二类是 CNC+PC机的开放式数控系统。该种产品提高了开放程度，CNC作为机床的直接控制装置，PC 机将各种命令、数据进行传输；第三类 PC+运动卡式的开放式数控系统。这类产品完全采用PC机作为真正的控制核心，用户可以根据需要进行硬件结构设计并利用windows操作系统和高级编程软件进行开发。系统除了PC机外，比较重要的硬件是运动卡，它是对外控制伺服系统的控制接口；第四类全软件型开放式数控系统。这种系统Pfl，PC机为控制核心，主要采用软件形式实现运动系统控制，是目前最新的机床数控系统。

2. 数控机床自动化设计

数控自动化机床的设计主要包括硬件系统和系统软件。下面主要在这两个方面分析数控机床自动化设计的特点。

2.1硬件系统。数控机床和普通机床在这方面区别不大，但是在刀具转换装置、 传感器系统、 主轴及坐标轴伺服系统等硬件系统方面还是具有显著不同。数控机床的硬件装置更适用于自动化、智能的加工过程。首先，数控机床的刀具转换装置必须满足自动化控制的要求。普通机床一般为手动转位刀架，在加工过程中手动完成刀具的更换。数控机床一般选择自动转位刀架。刀架由数控系统直接控制，实现刀架自动回转，加工时用程序自动选用不同刀具。该种刀架体积小，重复定位精度高，工艺性能可靠。其次，传感器系统是机床PLC 主轴控制程序床实现自动控制的主要信息采集部件。传感器系统包括位置、 位移、温度、速度、电流、电压等等多种传感器。这些传感器检测到的信息传送到数控机床的CNC和PLC内，再由CNC和PLC进行决策，输出控制信号，控制负载改变机床运行状态。由于数控机床具有众多的传感器元件，因此，相比普通机床主要靠人工检测、采集信息而言，自动化程度空前提高。很多操作由机床控制系统自动控制完成，无需人工参与，提高了自动化程度。最后，主轴及坐标轴伺服系统。一般由CNC 分配控制通道给 PLC，再由PLC输出控制信号到变频器或电机驱动模块。例如工作台的X、Y轴，利用光栅尺实现全闭环控制，对工作台进行精确定位。通过外扩模拟量 IO 点对高速变频器进行控制，实现四个主轴电机可以进行启停分开控制，转速同步控制。还包括X、Y轴进行两侧硬限位和软限位放的双重保护。这些控制自动实现，不要手工操作，因而大幅度提高加工的效率。

2.2 软件编程。集成控制系统类的数控机床程序设计包括CNC程序和 PLC程序。CNC主要完成数据分析以及计算、系统流程控制等工作； PLC程序实现机床主轴停止、转向和进给运动的启动和停止、刀库及换刀机械手控制、切削液开关、夹具定位等动作，进行特性次序控制等逻辑性控制。因此，机床自动化控制过程需要功能强大的软件支撑，下面以数控冲床为例的介绍CNC和PLC程序的编写。数控冲床主要用于加工槽孔类工件，由于加工对象有很多形状、尺寸相同的孔槽，所以为提高加工效率，经常使用M98类指令，调用编写好的具体冲孔或槽的子程序。CNC 指令如下：主程序O2346 M3$2000 Tl01 GO X21 ； Z一20：M98 P1000；第一次进入子程序Z-30；M98 P1000；第二次进入子程序GO Z100； M30；结束程序回到程序开头切槽子程序O1000 GO X21；G1 X16 F0 05；X21 F 5：M99；回到主程序PLC程序一般采用梯形图编写。

3.现代工业设计理念的引入和运用

3.1 环保化方面的设计

就工业设计而言 ，绿色设计的关键就是3R原则。在绿色设计过程中 ，应对产品在寿命时限内的各个环节进行充分的考虑。就数控机床产品而言，绿色设计最核心、最常见的表现为可拆卸性设计以及可回收性设计。

3.2 人性化方面的设计

所谓人性化设计，即为以人为根本进行相关性的设计。基于人对产品的使用，确保机器可很好的为人进行服务。伴着科学技术的不断发展，人们在产品的人性化设计方面提出了更高的要求，特别体现于和人们运用安全相关的一些设计，所以，数控机床产品上的一些设计在该方面的要求将会表现的更高。以人为根本，在注重人性化方面应有以下两个概念：其一，满足人的尺度；其二，应有较好的人体操作界面。

3.3 文化特色方面的设计

我们从产品语意学中可以得知，产品一方面具有其本身的一些物质功能，另一方面也表现了一定的文化特征。数控机床的造型设计除了给人有一种优越的感知外，同时在很大程度上也对名族特征以及深厚的名族文化内涵进行了体现，在不断追求数控机床的科学价值的过程中，应重视文化价值和艺术方面的一些追求，甚至还要把整个名族的个性特征适当的在其中体现出来，所以，数控机床造型是完全能表现一个行业，甚至一个国家的形象与设计能力的。与此同时，数控机床在其造型风格的形成上受到以下两个因素的影响：其一，当时的整个科学发展水平；其二，当时的整个时尚风格。科学的对文化元素进行运用，能最大限度的促进科学文化价值和艺术文化价值间的融合。

4.基于工业理念的机床外观设计

4.1人体与机床造型之间的和谐化

人在操作或维修机床时，身体与机床进行交互构成联系，因此人体与机床造型和谐关系的设计是机床外观美学设计的一个方面。对于人来说，顺其自然的操作方式是最美的。机床作为一种工具，是人的各种器官的延伸，当人机的关系融洽完美时，这种延伸就会非常自然，机床如同人体的一部分，人可以顺其自然地操作它，在舒适中达到预期目的。相反，操作中人若感到身体不适，或是由于操作中缺乏安全感而感到心理压力，这种延伸都是不自然的、生硬的，这种人机关系便不和谐。因此，在对机床造型时，围绕人体尺度展开机床设计是建立和谐人机关系的一个重要途径。尽量避免或减少对人的行为迸行苛刻的规定，使人保持自然状态，建立以人机界面设计为主导而非以机械结构设计为主导的设计思想，以人机界面的优化为核心内容展开机床造型。

4.2人的视觉思维与机床外观之间的和谐化

机床外观与视觉思维关系的和谐化是其外观美学设计的一个重要方面。这种和谐的关系表现为，其形式、色彩和细节是否能够体现出美观性以引起视觉的愉悦，同时这些因素是否是健康性的，在带来视觉愉悦的同时保护着视觉和心理的健康。

4.3人的心理认知系统与机床外观之间的和谐化

日用品设计中，产品语意学的运用使它们的操作方式能够很快的被人所理解。而机床类产业用品中，产品语意学的优势却没有很好地得到发挥。大部分机床都需要使用者经过长时间的学习培训才可以了解其各部件用途，掌握其操作方式。这便是人的心理认知系统与机床外观和谐化程度不高的一个体现，使机床利用自身的造型自语，合理运用产品语意学知识，实现人与机床的良好沟通，使机床的操作方式更加易于操作人员理解，使其操作系统和显示系统利用人性化的面板设计自身诠释其功能，是达到人的心理认知系统与机床外观和谐的重要手段。

5.机床的防护

机床防护是重要的一个方面，大多机床会采用安装防护罩的方式进行机床防护。机床防护罩除了保护机床及其导轨和零部件外，还应该起到提升机床美观效果的作用。它能够保护机床操作人员的安全，使机床的表面和导轨不受外界铁屑、杂物和化学品的破坏和侵蚀，从而延长机床尤其是精密数控机床的使用寿命。下面文章选择两种常见的防护罩作用进行阐述。

5.1盔甲防护罩

盔甲式防护罩的设计使其能经受撞击和炽热碎片引起的+900℃高温。装配在每个折面上的不锈钢盔甲就具有这种功能。它们可以摆动也可以被固定。摆动的盔甲适用的防护罩为：当防护罩处于压缩状态时，迫使盔甲向外转动90°。固定的盔甲可以应用的防护罩为：当防护罩处于压缩状态时，没有任何障碍从而使得这些盔甲可以保持其原有的状态。由于预置的盔甲之间有良好的粘附力，该护罩可靠的保护层抵御大量的灰尘，砂末，铁屑等。

5.2圆形丝杠防护罩特点

完全防漏可任意弯曲伸缩管的直径和长度不受限制均可按客户要求制作连接方式；两端颈口卡箍连接；两端法兰用螺丝连接；一端颈口卡箍连接一端法兰螺丝连接。

结束语：从一般意义上来讲，设计就是一种从人的内心深处挖掘、

构思，同时体现于形式的过程。设计的中心思想始终不变，在设计过程中蕴含了设计诸多方面的一些情感诉求，但其所表达的形式始终不变。在设计过程中，我们可从多方面着手，综合考虑进行设计。文章对我国机床设计的现状以及机先进的机器人数控机床特点进行了分析。

参考文献：

[1]杨巍巍,郑东旭. 浅谈基于现代工业设计理念的机床设计[J]. 今日科苑,2009,22:59.

[2]关桂齐,杨松山,刘国良,陈士朋. 现代工业设计方法在机床设计中的应用[J]. 科技与企业,2013,02:233+235.

[3]柳林燕,汪惠芬,刘婷婷,李新平,周喜峰. 基于结合面特性的机床整机精度设计系统研究[J]. 机床与液压,2012,01:1-6.

[4]史衍华. 机床设计中的现代工业设计理念探析[J]. 中国市场,2012,02:48-49.

[5]李剑波,李滨. 机床设计中的现代工业设计理念[J]. 科技传播,2012,12:9-10.

[6]吴晓莉,薛廷. 基于人机工程学的数控机床设计与分析[J]. 中国制造业信息化,2012,17:47-50.

机床工业设计范文第2篇

关键词：机床；外观造型；人性化设计

前言

设计以人为本，这是工业设计的基本理念。工业设计史上设计的目的不是产品，而是人。这是包豪斯提出的三个基本观点之一。现代机床造型设计的重要内容。也恰恰就是从人性化设计的角度来考虑机床造型，而之前的研究却很少考虑到这一点。现代机床的人性化设计按照人的行为、心理、能力、本能及其他特性来对现代机床造型进行设计，也就是要从使用者最基本的安全需求入手，在人机工程设计原则和方法的指导下，创造出一种良好的人机互动关系。

1.现代机床与人性化设计

由于加工机床的功能很特殊，某一零部件的改动都可能会造成加工工艺、现有的模具、操作及原材料的重大变动，这就要求其人性化设计难度非常大，而且要复杂得多，作为设计师和生产企业，完全可以结合我国机床的现实情况，根据机床的特点，科学地运用设计中的人性化设计方法，吸纳和借鉴国内外的成功经验。

随着经济的发展和现代科学技术水平的不断提高，消费者的消费理念和价值观也在发生着变化，对产品要求已不仅仅局限于物质的功能，也开始追求其审美价值和精神功能。产品具有和谐的色彩配置、美感的外观造型、合理的操作方式越来越受到重视。这也正是现代工业产品的人性化设计理念之所在。

2.现代机床造型设计的人性化要素

在机床造型设计中，操作界面，机床型态、装饰及色彩等这些设计要素相互影响，相互统一。同时也需要对它们进行科学的规划，要符合使用者的生理、心理和精神需求。产品设计以人为中心，这是人性化设计的核心理念。

2.1 造型形态的设计

现代机床审美价值的主要基础是整体造型。以直线和平面为主的机床整体设计体现了现代机床的精密性和严谨性，这也与生产车间和加工的使用环境相协调。

机床造型在保持原有的平面和直线风格基础下，融入了曲面和曲线的设计，其优点在于：符合人性化设计的需求，体现了时尚感和现代感，符合现代审美观。外观造型上打破了以往机床的沉闷感，体现科技感，亦可增加亲和力，使用者操作起来也比较舒适，符合人机工程学原理。

2.2 操作界面的人性化设计

操作界面的人性化设计主要体现在3个关键部件：操作控制界面、操作台面，以及操作控制器件。现代机床造型的操作界面要使操作者能迅速、方便、准确地观察各种信息。

组合设计是操作台面人性化设计的主要体现，而加工机床的生产流程又决定着组合设计。因此，造型设计者要根据生产流程来组合加工机床的原材料处理模块、筛选模块和成品处理，以及整个机床的操作控制系统模块在整个系统的位置，这样才能提高生产效率。

控制器件的人性化设计要和现代机床的整体造型风格相一致，依据各个控制器件的不同功能，设计者只有在确定了是开关控制按钮，还是方向控制操作杆，或是可以调控的旋转控制钮之后，才可以进行控制器件造型设计。这样才可以做得更加科学、适宜。

3.现代机床造型人性化设计的原则

结合国内外机床造型的研究、分析，依据现代机床造型的人性化要素特点，总结出以下两点现代机床造型设计的原则。

3.1坚持功能第一

机床产品不同于普通产品，要树立功能第一的观念进行造型设计。因为重要的是只有实现其物质功能的第一，才能更好的加工产品。

3.2 绿色设计原则

机床的设计在充分考虑产品的质量、功能、开发周期和成本的同时，要优化各有关设计要素，使得产品从设计、制造、装配、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，资源效率最高。对环境影响最小，也就是说现代机床造型设计一定要符合绿色工程要求。

此外，机床造型设计是一项复杂的系统设计，设计人员须在模仿和改进的基础上不断发展与探求，进而创造出具有自己特色的造型风格。在对机床进行造型设计时应始终遵循“创新”的原则，因为只有创造出魅力新颖具有独特艺术风格的机床造型，人们的审美情趣才能不断地得到满足。才能赶上时代的步伐，才能具有强大的生命力。

4.现代机床造型人性化设计的方法

结合实际设计流程和规范，依据现代机床造型的人性化设计要素和原则，可总结出以下几种主要的人性化设计方法。

4.1系统分析法

元素构成了整个系统，可以把整个机床造型作为一个整体系统，从系统的功能要求出发，把复杂的设计要求通过功能关系的分析，抽象为简单的模式，把外罩，观察窗、门把手、数控系统、排屑装置等部件作为它们的要素，通过技术过程的分析确定相应的技术系统，然后寻求解决的途径。从而求得合理方案。

4.2功能分析法

机床功能分析方法的基本思想是：将设计任务及要求抽象为功能，避开具体的设计方案，通过功能分解、分功能求解、功能解组合、方案评价等设计步骤，求得最佳设计结果，如图4-1所示。

图4-1机床功能分析方法的设计

4.3直接观察法

机床造型设计调研中常用的方法就是直接观察法，它是调研者观察用户使用现有机床产品的过程和动作，分析后取得相关数据和信息，发现产品问题的重要手段。

5.结束语

现代机床人性化的设计绝不是对机床表面进行美化与装饰，它必须结合机床的外观造型和整体设计结构、技术等，一直关联到零部件的设计制造过程中。同时还涉及到工艺、材料、力学和营销等方面知识，是对艺术性、技术性要求都很强的一种综合性设计工作。

参考文献：

机床工业设计范文第3篇

【关键词】数控机床；人体工程学；分析

数控机床是现代化大批量生产加工过程中不可缺少的设备之一，也是机电设备中典型的高科技产品。它操作的舒适性、安全性都会直接影响人工作的效率，因此在数控机床的设计制造中，应该更多关注如何进行人性化设计。本文拟从以下几方面进行人机分析。

1数控机床外观造型的人体工程学分析

1.1机床外罩的人性化设计

现代的数控机床多数由整张钣金对内部工作台进行全方位的包裹，视觉上更具整体性，操作上更具安全性，因此机床外罩的外观造型设计是整个机床的主调，其他零部件的设计基本上要做到和外罩的造型和谐统一，常见的方正直面的造型给人以稳重端庄大方的心理感觉；平面加曲面的方式造型给人感觉流畅温婉圆润；平面加斜面的造型让人感觉富有变化。各种造型都很简洁明快，表现出了机床高精度、高速度、高效率的特点，视觉上满足人的审美。

1.2机床门的人性化设计

机床门的造型要配合机床外罩的形状，使整体造型具有流畅和谐的感觉。由于机床门的宽度尺寸会影响机床整体造型和机床使用性能的好坏。比较人性化的设计是使门的设计宽度略大于工作台的宽度，以方便人装卡工件的需要。工作台小的机床设计成单开门，工作台宽大的设计成门，推拉操作轻巧，便于操作加工。

1.3观察窗的人性化设计

观察窗是人观察工件加工的途径，不同类型的机床由于功能的不同，观察窗尺寸差别很大。通常观察窗的设计高度由五十百分位的人体视高尺寸来确定，以满足不同身高的人。工作范围较宽广的机床甚至采用多个观察窗，以满足对工件不同加工部位的观察。观察窗的造型除了常见的传统的矩形大圆角形式可以清晰观察机床的工作情况，还有圆形或方形阵列的格子窗，使得数控机床的整体造型统一中获得变化，呆板中不失活力。

1.4门把手的人性化设计

门把手是人经常接触的部件，其设计形式直接影响人的工作效率。数控机床常见的是安装长把手，以适合不同身高的人操作。截面多为圆形或椭圆形，直径在12～18mm左右，主要满足人手的抓握形状，方便施力推拉门。垂直型长把手一般都安装在机床门最佳控制区，位置摆放美观即可。还有一种短把手需考虑人手的宽度尺寸，一般在75mm之上，可以使抓握轻松舒适。安装短把手时，一般选取第五十百分位的人体身高作参考，无论水平型还是垂直型，都放置在机床门中间偏下的地方，保证抓握时手臂和手腕在同一直线上，人可以自然用力。

2数控机床控制面板的人机界面分析

数控机床操作是人机交互的过程，控制面板的人机界面包括显示区和操控区。这里着重分析操控区的人机要素。

2.1控制按键的人性化设计

一般是由操作者的手指完成指定动作，普通的设计采用有一定行程的下压式按键，通常设计成圆形或矩形，大小和正常人体手指平均尺寸相匹配。有些按键的表面还被处理成手指负形，使按压上去的手感较好。还有液膜式触摸按键，体积小，用力轻，空间紧凑，美观实用。按键排列通常按照功能进行分区，同类按键摆放在一起，整齐有序；重要功能的按键放在醒目、便于操作的位置，形状颜色与众不同，可防止误操作。通常按键区放置在比人手肘略高、眼睛低的地方操作才是最舒适的。

2.2手柄的人性化设计

手柄是常见的单手移动控制器，其形状是参考人手握姿的结构特征和生理尺寸，使手心预留一定空腔，方便抓握，握感舒适，一般设计成球型或者锥形，并适当套上塑胶或硅胶，处理成带有大小形状不同的纹理，以产生足够的摩擦力防止打滑，方便人控制施力动作，减轻反复操作的疲劳感。

3数控机床色彩的人体工程学分析

3.1整体色彩的搭配

色彩在数控机床设计当中是先于形态映入我们眼睛，要满足人―机―环境的协调要求，数控机床整体的色彩不能繁复，二三种颜色即可，色彩越简洁醒目，整体感越强。通常单色外罩会显得单调呆板，笨重乏味，所以目前多采用套色外罩，使用大面积明快而不鲜艳的色彩（灰白色），以免引起操作者的视疲劳，而机床门选用醒目的颜色（橙红、黄色等），起锦上添花的作用，而且和工厂使用的环境相匹配。人在这种人机合一的条件下工作，生理和心理感受变得轻松，无形中可以提高工作效率。

3.2局部色彩功能分区

控制面板上的按键合理的进行色彩设计可以区分功能区域，增加辨识度，便于操作，提高安全系数，在整体的造型中起点缀修饰的作用。具有特殊功能的按键采用如红、黄、绿等有警示作用的色彩，可使人准确无误的操作。

总之，设计数控机床时，要充分考虑人的生理心理需要，其控制操作应该符合人的使用习惯，做到容易识别，便于操作，不易疲劳，感觉舒适，才能真正做到以人为本。

参考文献：

[1]丁玉兰.人机工程学. 北京理工大学出版社.2005

[2]张柱银.数控原理和数控机床.北京化学工业出版社.2003

[3]魏辉.机床人机设计研究.2008（32）

机床工业设计范文第4篇

关键词：工业设计；艺术类学生；工程基础；教学实践；成果

工业设计在我国还是一门新兴的、实践性和应用性都较强的边缘交叉学科，其特点之一就是综合性强。这就决定了目前我国的工业设计教育的招生范围比较宽泛，工业设计专业既可以从理工科考生中招收，也可以接收艺术类考生。目前，全国已有多所高校实行文理兼收模式，并分别设置了不同的教学培养计划和课程体系。其中工程基础的学习是工业设计专业必不可少的，特别是对是艺术类学生工程基础的教学内容、知识深度、实践内容以及训练方式等是值得探索的。

重庆大学从2003年开始招收文科艺术类学生，在学生基础类型不同的情况下，我们对培养计划作了很大程度的调整。特别就艺术类工业设计专业学生的工程基础教学问题作了一些探索。通过两届教学与实践取得了一些效果，介绍于此供同行探讨。

一、工业设计学科的特点及工程基础知识学习的必要性

关于艺术类工业设计专业学生是否有必要学习工程基础知识，怎样学习一直以来都是工业设计教育人士探讨的热点问题之一。工业设计的跨学科性决定了它是一门综合性极强的学科，涉及社会学、心理学、行为学、人机工程学、艺术、文化、工程技术、环境、管理等多门学科。也就是说，它所培养的人才应该既具有良好的工程技术基础知识，又具备优秀的艺术素养的综合性人才，艺术类学生的知识结构决定了他们有必要学习相应的工程技术知识。同时，工业设计又是一门实践性很强的学科。它不仅仅是一个概念、一个创意，同时还必须存在将其转化成现实产品的可行性。设计的可行性离不开分析、研究并解决材料、结构、制造、加工以及表面处理等问题，这就决定了工程技术知识将成为所有工业设计专业学生的必修课程。

工业设计学科具有创新性。传统的工业产品逐步被高新技术产品及服务所取代。工业设计与先进的生产技术、制造技术(CAD／CAM)相结合，正在进行着一场新的技术革命。设计只有紧跟时代步伐并超越时代步伐，才能体现时代特性，发挥创新本质。艺术类学生有必要熟悉常用工程材料，初步掌握典型成型方法，了解与现代设计及制造有关的新材料、新工艺、新技术及发展趋势。

工业设计还具有系统性。从最初的概念策划到最终的产品原型制作及相关辅助推广行为乃至广告等，每一个概念都须经过严格的程序规范以及反复加工审核过程。这种具有典型的开发与完善性质的系统性工程，要求工业设计人员必须具有广博的知识，扎实的学科基础。深度适宜的工程学科知识对艺术类学生来说是必不可少的。

二、艺术类学生的学习特点

艺术类学生学习设计有其自身的优势，如设计思维活跃，空间想象力较好，表现能力较强，视觉洞察力敏锐，有较强的审美鉴赏能力和外观造型能力等。但同时也存在不容忽视的缺陷。由于艺术类学生的知识结构不均衡，知识体系不够完备，由于缺少工程基础知识做依托，部分创新思维与具体实现之间有一定差距而缺乏创新价值，结果使得许多优秀的造型效果却找不到实物载体。工程基础知识是创新产品与实现产品商品化的重要基础，是连接设计理想与商品现实的纽带和桥梁。因此，在设计教学中应当努力弥补艺术类学生的科学和技术知识方面的欠缺，使其更好地发挥其专业特长，培养基础知识较全面的设计专门人才，创造既有实用功能又具时代美感的设计。

为了达到以上目的，我校工业设计专业精心设计和安排了“创意机构设计”这一课程，并与重庆大学工程技术培训中心一起，共同对工业设计专业艺术类学生进行工程基础的培养和训练。

三、“创意机构设计”课程的设置与教材建设

该课程是工业设计专业的必修课，是不可忽视的重要环节。以往工业设计理工类的学生工程知识的学习是分别以几门课程的教学来达到目的的。如机械原理、机械装备、机械传动、机械零件加工等。艺术类的学生要在有限的学时内掌握这些内容是相当困难的，需要一本深入浅出的又能使学生能够理解的综合性的工业设计工程基础教材。为此，在教育部工业设计教学指导委员会的组织下，重庆大学高敏、张成忠老师主编了《工业设计工程基础Ⅱ》――创意机构及控制基础国家“十五”规划教材。同时，将以前机械基础的几门课程去掉，以一门“创意机构设计”课程取而代之。课程教学目的是通过学习使学生了解工程技术在工业设计中的重要性，使学生在设计中具有较强的功能和结构意识。该课程介绍了机械运动、运动的传递等基础知识，并在以浅显的例子说明各种常见机构的原理的基础上，用形象的语言和图形讲解机械的构成和传动的基本原理。其核心教学内容如下：

1．连接及夹紧机构：固定连接、活动连接、柔性连接及运用。

2．获得转动及往复运动机构：匀速运动机构、变速运动机构及运用。

3．其他机构：扩大位移机构、倍力机构、间歇运动机构及运用。

4．新原理及机构的创意：物理、化学现象与新原理。

5．机构的电器控制基础等。

四、课程的特色

为了使艺术类学生容易接受，在教学中，有意识地避开了较难懂的机械原理部分，深入浅出地讲解了机构的工作原理及其运用场合。鉴于工业设计专业与工程设计的区别以及学生的特点，所有内容都是以图形讲解和说明定性的功能动作为主。避开繁杂的定量计算和参数设计，采用图片及多媒体的形象教学，使学生对较陌生的工程知识有较为直观的实际感受。

在理论教学的同时，以大量实际应用的例子说明各种机械元件的选用并布置必要的练习。该课程的练习主要是围绕机构的功能设计而安排的，主要命题是在产品设计中如何考虑功能动作及如何选择合适的功能元件实现产品的功能，使学生进一步了解工业设计与工程技术的关系、内在机构与外观设计的关系。对于一件产品的设计，外观设计在很大程度上是依附内部功能结构的，外观造型的设计必须了解内部功能件的布局情况，哪些是可以调整的那些是不可以动的，使其在今后的设计中建立起完整的设计概念。

五、实践环节及训练内容

为了加强和巩固学生的学习效果，由于课时的限制，该课程仅安排了18个课时的实验，但是，该课程的实践安排有意识地与金工实习的末尾连接起来，使实践环节内容更加丰富、时间更加充分、效果更加明显。实习与实践共两个主要环节和一个附加环节，均在重庆大学工程技术培训中心进行。

第一个主要环节是认识与操作。这是在机械零件陈

列室和加工车间进行的。主要是使学生认识机械的构成、各部分得名称、功能以及相互配合所实现的功能动作。在有安全保障的情况下，让学生适当操作并加工简单的零件使其获得机械设备的操作实感、了解材料的加工性能和零件形状和加工工艺之间的关系以及增强今后在设计中的工程意识。

学生操作实践的机械加工环节有钳工技能、车床操作、铸造技术、焊接工艺、数控机床操作等。这一过程相对时间较长，在其间得到技术人员和工人师父的耐心指导，认识和技能都得到了很大的提高。

第二个环节是设计与制作。设计的命题有两种，一种是假想命题即小产品的创意，这和工业设计专业联系较紧。所要求设计的产品一般较小、适合于快速设计和动手制作，通常为随身小饰品之类。要求学生在老师的指导下短时间内创意完成，选择合适的材料和加工方法自己动手制作完成。2003级的命题是设计和制作一个挂饰件，学生根据设计选定材料并自己加工成型。

第二种命题是参与工程技术培训中心产品的改良及部分简单加工工作。例如2004级的命题是设计一款作为公共场合的手触式智能查询机，要求外观新颖、结构合理、具有一定的市场价值。学生在制作工程中使用了在实习过程中所学到的方法。首先要用钢筋制作查询机的骨架，制作出合适的曲线，然后焊接成框架；其次要将铁皮切割成合适的形状，对框架实行包裹，同时留出安装显示器和主机的位置；最后对显示器和主机进行安装。这类题目的特点是学生有一种真正的与社会接触的感觉，所学得的知识和技能也是非常有针对性的，缺点是课题的类型和工作量不一定适合专业的特点。

第三个是附加环节，鉴于艺术类学生的特点，要求他们在参观和实践的间歇画一些关于产品及机械的速写。这一个环节可以使学生参观和实践的时候不是走马观花，而是要用心。要画速写就必须观察，特别是要描绘机械部件的相关关系，没有仔细的观察是不行的。由于与艺术表达直接相关，这一环节一般都能较好地完成。

六、所取得的效果与存在的不足

由于“产品创意设计”课程在理论教学过程中穿插大量浅显并具典型性的例子，使学生基本掌握了工业设计人员必须具备的常识性工程基础知识。该课程教学内容的针对性和系统性适合艺术类学生的学习特点，形成了艺术类学生知识结构的有力补充。

在实践教学中，参观认识、实际操作两大环节相辅相成，在很大程度上巩固和丰富了理论教学内容。对机械零件陈列室和加工车间的参观使学生认识了各种机械零件的基本形状及其特点，了解其材料及用途；在认知普通加工机床的基础上了解各种机床的加工方式及功能特点；参观现代加工设备使学生了解了现代加工技术并使其能够有意识地在设计中融入最新加工技术。特别是第三个附加环节，通过教学实践，证明这个与学生爱好特点相结合的环节对集中学生的注意力和增强认识深度是有效的。

对车床、刨床、钻床、铣床以及常见钳工工具等的操作塑造了学生对机械机床的实感体验，理解并掌握其基本操作规则和方法。在制作实体产品的过程中，学生通过综合运用理论、参观与实际操作知识，对于产品中机构的连接与固定，材料的选择，加工手段与方法以及加工的可行性与精确性有了进一步的认知。

在参与产品改良的实践后，学生的设计制作体会是：“通过这次实习让我们亲身体验到了什么是设计，在设计过程中要注意什么。在这次设计中每个细节，每个步骤都那么精细。在设计过程中不仅要考虑到产品外观，还要考虑到产品的结构和使用性，考虑到产品的制作工艺，要设计出能做出来的产品。通过这次实习提高了我们的动手能力，很有成就感。同时，也提高了我们对设计的认识程度”。

在基本达到教学目的，取得教学效果的同时，也存在一定的问题和不足之处：

部分艺术类学生对工程基础知识的学习并未引起足够的重视，认为工程知识并非艺术类设计人员解决问题时的必备知识。这种漠视心理导致其对工程知识的学习产生一定的排斥情绪。艺术类学生的思维特点决定其对工程图认知能力较差，绘图缺乏一定的规范性。同时，对于基本概念的透彻理解也存在一定的难度。

机床工业设计范文第5篇

LLPC产品工业设计中需要满足加工效率高、安全性、良好人机与操控、良好维护性等要求。因此，对应地，设计过程中考虑分析加工各个功能模块的布局，获得高效率的加工方式;考虑在设备加工过程中操作人员的安全性问题;考虑人员操作的易用性，获得良好的精确操作及监视需要;考虑使用后的定期维护需要，需要将控制模块进行独立布局，而不影响其他模块。概括地，该产品的特点有:(1)体量大;基于计算机辅助设计的设计方法容易造成尺度把握不当而造成装配误差。同时该产品的人机尺度与交互关系成为设计要点，设计过程中应注重计算机数据对人机尺度的检测与验证。通过分析确定的人机尺寸数据输入前期的模块化设计中，为后期造型与结构设计作重要参考。(2)零件多;大型机床功能较繁琐，实现功能的零件多，设计过程中需要利用计算机辅助设计软件基于零件的三维数据构建三维模型，佘月明等人对复杂层次关系的造型做了研究［5］，必要时候采用逆向工程方法进行三维数据采集。(3)构造复杂，需要提前进行产品布局设计;大型机床产品功能模块多，因此构造必然复杂，零件装配点多而连接关系复杂，因此，在计算机辅助设计时，应先构建主体零件，次要零件的尺寸、位置及装配关系。(4)生产方式与材料特性对造型风格影响大;确定功能模块的布局后，则需要导入生产方式的考虑，以建立造型设计的基本工程要求。魏专等人研究的造型比例关系在数控机床造型设计中的应用［6］，提供了一定参考。

2LLPC产品的多目标体系构建

针对该产品的多个特点及设计的要求，在产品计划阶段我们对该产品的要求进行目标化，构建出多目标的体系，如图1所示，通过目标体系对产品设计的指导，加强产品的设计的方向和过程控制。(1)整体性:该部门要求产品具有整体感的结构与外观设计。产品的复杂性与零件数量多，要求在产品设计过程中，对整体结构进行统一规划，避免产生多个零件群的链接关系，及产品设计装配时考虑都与一个共同体进行链接。另外对产品的外观需要保持整体性，避免结构零件的外露而破坏整体性。(2)维护性:该目标要求是产品应具有灵活的维护性，产品构造上可采用模块化装配方式，每个模块相对独立，如果某个部件出现故障需要维修，只需在对局部该模块进行修理和维护，不改变其他模块的链接关系，无需拆解整体结构，这与传统整体式结构相比体现出了高效性、便利性和较低的成本。著名奥运场馆水立方的外墙设计采用了模块化的结构，整体造型的局部每块覆膜都是独立装嵌的，如果某一个模块受损坏，只需要根据该模块编号更换该模块的一个覆膜即可，维护非常方便。这种理念是设计师在整体风格与系统性因素分析所获得的。导入维护性目标，在大型激光加工中心产品结构上，系统分析功能模块与布局。(3)外观品质:该目标要求是产品外观风格设计具有一定品质感，框架式构造与外壳的加工方式对外观风格影响明显，可利用加工方式获得的造型特点进行整体造型设计，通过外观主型面的造型分割形成设备品质感较强的风格。(4)可靠性:该目标要求是研发流程可控性好，风险低;基于框架式构造的产品设计流程稳健可靠，属于比较规范合理的产品设计流程，通过对功能布局、整体结构、框架结构等几个关键环节的质量控制，确定了整体结构后，该产品设计即可定型，后期的可变因素很小，大大降低了设计风险。在产品周期中，如果那个部件出现问题，可更换或者局部改良，不影响其他零部件品质。(5)拓展性:该目标要求产品的更新换代可行性。对于大型机床产品，产品的系列化与延续性对于品牌的战略尤其重要，单一的产品系列势必导致片面的市场格局。在保证产品品质的基础上可根据市场细分，基于同一平台拓展出不同功能定位的产品。这一策略在汽车品牌的车型开发中常见。模块化结构形式有助于功能的模块化定义，对于影响终端界面的模块可进行更新换代，而共用的基础部分保持不变，即可根据产品的系列化定位进行基于平台架构的不同功能组合延展，在不增加太多成本的基础上实现不同产品系列的拓展。(6)易用性:该目标要求整体产品在人机交互过程中，保证操作人员从尺寸、操作范围、操作过程等方面便于使用。对于体量大的LLPC产品，人机易用性是产品设计重要的目标。

3多目标作用下的产品框架方式创意

在产品设计的工程结构中，一般会采用单体式结构，即每个主体零件都成为结构的一部分，结构上并没独立承重与支持的单体，这种结构方式简单实用。另一种整体式结构是框架式结构，当需要考虑产品的稳定性和扩展性时，可采用这种设计理念，它对产品起整体支撑作用，其他零件则只需设计与它的装配关系。框架式结构的产品具有便于拆卸、维护、更换、重组、升级等优点。LLPC产品设计开发过程将面临着模块布局、人机界面、安全性、操作性、维护性等多个目标要求，多重因素的叠加促使该产品的结构主体成为重要的关键点。提出框架式设计理念对以上目标问题进行整合规划设计，以求获得实用功能布局、友好人机关系、便利功能维护、高效操作性的设计结果，提高产品的品质与形象。

4框架式结构应用的可行性对比分析

基于以上初步讨论，我们需要将两者进行对比性分析，寻找框架式理念的优势与LLPC产品多目标要求的吻合度，同时对比传统单体式结构。大型激光加工中应用框架式结构设计的可行性是LLPC产品自身的产品特点分别与应用框架式与单体式结构设计对比分析，寻找其多元性系统性的关系，根据对比结果评估其应用的对应情况，见表格1。从上表对比可见，框架式结构理念对于LLPC产品的工业设计具有较好的优势，符合多个目标的要求，此对比情况对于产品开发初期的规划与设计定位具有重要的指导作用。

5设计过程验证———框架式结构的应用过程

基于多目标体系的构建，我们综合了相关的产品设计方法，应用该结构形式对LLPC产品进行了工业设计的过程应用，进一步验证其作用，以多个目标为导向，我们应用了功能定量优化设计、人机交互设计、外观特征造型设计、计算机辅助设计等多种设计方法，研究过程包括:(1)产品规划设计初期，我们对所需完成的工作作出一个计划性安排，流程的规划主要包括:功能定量优化法优化功能分区与结构机构———基于结构优化的框架搭接———基于布局方案与品牌形象外化的外观造型设计———基于装配与维护的细节设计———基于计算机辅助评价方法———基于基础零件标准化的生产监控。(2)产品结构机构设计在LLPC产品设计前期，以整体性目标导向，导入框架式理念，对产品进行模块化布局设计，根据优化的模块方案，进行了产品框架结构与机构的设计，设计结果见图2。(3)外观创意设计完成产品整体框架构建后，以外观品质、易用性目标导向，导入生产方式与框架式特指进行外观创意设计。主要完成内容有外观造型的风格化、色彩方案、人机界面、观察门的开合方式等。其中重点是在框架范围内根据合理的人机关系进行功能细化的设计;然后根据生产方式及产品风格进行外观造型特征营造设计，设计结果如图3所示。(4)零件标准化完成外观方案设计及三维数据建立后，则进行结构设计阶段。考虑到产品装配过程中涉及到较多的装配位置及装配误差问题，以可靠性目标导向，基于简化原则。结构零件中的连接零件采用统一标准设计，仅在链接孔位预留装配余地，大大减少了零件数量简化了生产工序与装配流程。连接零件的设计采用可调式设计方案，装配时可根据零件尺寸误差进行局部调整。(5)三维数据的评估完成LLPC产品整体外观结构数据构建后，即可基于计算机辅助软件进行零件装配，图4所示，装配的顺序应根据零件的重要性与尺寸从大到小分别装配。完成产品整体零件模拟装配后即可进行结构分析与装配干涉分析，以验证数据的可靠性与可行性。分析检查过程中，如发现零件的干涉(装配过盈)，则根据零件的重要性进行逐级调整参数。(6)设计完成的产品实物将生产完成的产品结构、外观零件根据预先设计的装配流程进行装配工装。完成装配的产品实物如图5所示，最后根据产品实物进行人机操作验证，见图6。根据系列设计方法的指导与辅助，完成了多目标导向的框架式结构在LLPC产品工业设计中的应用研究与实践，有效验证了多目标作用的效果与框架式结构在大型产品机床设备中的应用设计可行性。

6结束语

机床工业设计范文第6篇

[关键词]数控机床；操作面板；设计；应用

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0288-02

引言

随着信息技术与工业的快速发展，数控机床的操作面板设计地越来越人性化，应用也越广泛了。操作面板是操作员与机床之间交换信息的一个接口工具，操作面板的设计水平高低直接影响到数控机床操作的效率，也会对操作者的人身安全有着极大的影响。操作面板设计能够体现出机床整体的技术水平，好的操作面板美观，易于作员掌握，经济又适用，操作简单，并且提高机床操作效率，还能起到引导操作员操作运行机床的作用，所以操作面板的设计与应用是数控机床产品中的一个重要环节。

数控机床的操作人员通过操作面板来使用数控机床系统，进行编程、调试以及修改等操作步骤，还可以通过操作面板查询到数控机床的运行状态。操作面板是数控机床的重要组成部分，操作面板是一个输入输出部件，是操作人员与数控机床进行信息交换的接口工具。本文从操作面板的设计原则及实现的功能、操作面板在数控机床中的设计与应用出发，分析操作面板的设计与制造，节省了成本，提高了操作员工作效率。

1 数控机床中操作面板的设计原则及实现的功能

1.1 操作面板设计时遵循的原则

操作面板的作用是提供一个人机交互的接口进而方便操作人员运行操作数控机床，所以操作面板要具有普遍适用性，这样，每个操作员都可以很快地上手操作数控机床，节省时间，提高工作效率。操作面板在设计的时候，要遵循以下几个原则：

（1）设计前要收集、采纳操作人员的意见与建议，从而改进操作面板。

（2）设计的时候要注重符合大多数操作人员的操作习惯，每个操作人员都有自己的工作习惯，但是作为数控产品的一个交互工具，虽然不能标准化设计生产操作面板，还是可以控制的，符合大多数人的操作习惯，从而使操作面板的适用范围扩大。

（3）设计的操作界面要保持统一，操作人员习惯某一个界面了，如果界面设计的不一样，操作人员需要时间去习惯，既浪费时间又降低工作效率，反而是成本加大。

（4）设计的界面尺寸大小要与机床的前控钣金尺寸、数控系统显示界面配合，确保操作面板在数控机床外观上的完整性和实用性。

（5）按键选型目前主要以轻触式电子按键、工业按钮开关和其它复合按键开关为主。

（6）按键的作用力程度也要符合操控者的感受，作用力过大会让操作人员感觉到不舒服，容易产生思想情绪上的波动；过小时则容易发生错误操作，我们通常对轻触式按键选型于130-180克力时比较容易接受。

（7）减震降噪生设计，该设计虽不能作为硬性指标，但是还是有必要提出来，现代工业设计不仅仅满足于低故障率和实用性，还应考虑舒适性，就像我们在购买汽车时还会考虑油耗和舒适性是一样的道理。对于按键操作时产生的机械噪音我们还应该进行噪音消除，比如我设计操作面板时首先采用了100万次机械寿命，130克力的轻触式电子按键，同时在结构上将按键帽与外置亚克力按键键铺设有带防水设计的硅胶，这样在操作按键时硅胶起到了吸收、隔离噪声和防水、放油等多重功能，同时相比130克力的按键动作噪声要远远小于180克力的按键，这个参数不仅可以通过零件规格书获得，还可以通过实验验证。

（8）每个操作键所代表的功能都要配合文自和图形符号，方便操作者快速识别和助记忆，保证操作者能够很容易地辨别出来；

（9）操作界面的布局设计要符合操作人员的操作习惯，操作员每天盯着数控机床的动态变化，很是消耗体力脑力，所以设计时要控制在操作员手的活动范围内，遵循其运动方向，尽可能地减少操作员体力的消耗，避免跑到这边按个键再返回看数据变动的情况。

（10）在遵循以上的设计原则以外，还需要考虑到操作面板的操作性以及设计生产的成本。

1.2 操作面板可实现的功能

不同的数控机床有着不一样功能的操作面板，但是大部分的操作面板都能实现这个功能，即显示机床目前运行状态的数据，把用户的命令转变成数控机床可以执行的命令。大部分的数控机床的操作面板都有机床电源开关、机床工作模式选择开关、紧急停止开关、程序执行与停止开关、轴向运动选择开关、进给速率与主轴速率控制选择开关以及电子手轮及M＼S＼T辅助功能开关等。

2 操作面板在数控机床产品中的设计与应用

操作面板包含了显示装置、机床控制面板、状态灯、NC键盘、手持单元等部分。从操作面板的显示装置、色彩设计、符号设计、按键大小以及按键位置布局这五个角度进行分析操作面板在数控机床产品中的设计与应用。

2.1 显示装置

在显示装置上，操作人员可以获取到数控机床系统的相关信息，如正在运行或编辑的程序、机床的加工状态、故障报警警示信号、加工轨迹图形仿真等。简单的显示装置上配有若干个只显示字符的数码管，并且展示的信息也有限，而高级版的显示装置会配能够显示图形的点阵式液晶显示器或CRT显示器，展示的信息比较丰富。另外，在数控机床上的显示装置还有LED灯、小灯泡、LCD屏等，发光二极管结构的LED灯和数码管亮度高但功耗低，使用寿命比较长，价格低廉，这是由二极管决定的，二极管在现代设备上的使用非常广泛。

2.2 面板的色彩设计

操作面板和按键底色美观度受操作者工作效率受的影响。很多设备的操作面板都是以黑色或颜色比较深的的蓝、灰为底色，白色字体和图形符号为主，以此来清晰显示指示灯和功能按键的颜色及位置。较深颜色的底色可以现显得比较高贵典雅，而红色则起到醒目提示的作用。面板中红色的按钮键则是提示操作员小心使用操作这类按键，主要有程序暂停键、主轴的停止、系统上电，操作红色键要慎重小心。翠绿色一般是正常生长的意思，所以被广泛运用在设备运行状态中，表示该功能正在运行，如系统上电、程序启动及其他功能运行的指示灯。还有一个醒目的颜色就是柠檬黄，是为了方便操作人员找到，如面板中的过行程解锁开关和紧急停止开关都是用这个颜色的。

2.3 面板中的符号设计

面板的空间大小，如果用文字描述的话，不够用并且太过繁琐，所以面板用符号设计。符号是一种简洁抽象的图形语言，面板设计中使用文字与符号，可以使操作员更容易感知、记忆及注意每个键的功能，从而提高操作人员的效率。

2.4 面板中位置布局设计

不同的操作人员操作数控车床的方式不一样，有的单手操作，有的双手同时操作。操作面板中的开关按钮也是不一样的，有轻触式开关、扭转式开关、扳动式开关及分旋钮式开关。操作人员对不同方式的按钮采用不同的手指，如一般用拇指或食指操作轻触式按钮，右手操作旋转式按钮。每个按钮开关的功能都是不一样的，如紧急停止功能是为了防止机床发生意外、关系机床与操作员人身安全而设立的功能。在设计过程中，根据开关功能的不同分为电源开关、程序启动停止开关、紧急停止功能开关、主轴运动及速率调整开关、进给速率调整开关、轴向运动控制开关、模式选择功能开关、电子手轮、刀塔运动控制开关及其他辅助功能开关。再根据操作员的操作习惯，把这些输入性开关进行排版布局，刀塔刀号和主轴倍率放在顶部中间的位置，也可以通过系统PLC的编辑显示到系统显示屏上，在在操作面板的左上角区域则放置夹头状态、坐标原点指示灯、NC运行状态或其他运行异常报警信息。

2.5 面板中的按键大小设计

（1）除了设计以外，还要考虑到操作面板的生产制造环节以及所需要耗费的成本。在按键大小设计时，要规范大小，保持统一，确定长宽均为18厘米的尺寸按键，每个键之间的间距为7厘米。另外，在制造按键的选材上，可以选择水晶材料的，因为水晶按键的制模只需要一个就好了，节省生产制造成本和加工时间。在具体设计制造之前，可以通过不同尺寸大小按键的操作测试，让操作人员觉得哪一种比较适应，从而提高工作效率。

（2）关于防油和防水措施是每个操作面板必须要有考虑的，因为数控机床使用环境的特殊性和必要性，假设没有采取任何措施时极易产生线路板腐蚀和操作异常故障。通常的解决办法主要有面板外层粘贴PVC膜印刷设计、硅胶（mSiO2・nH2O）制模与线路板支撑底架配合设计及线路板底架配合PU膜阻断设计的办法。

（3）电路控制的设计上，在数控机床领域使用的数控系统通常都是采用2次开发软件实现PLC编程控制的模式，数控系统固定提供有一定数量的输入与输出地址的I/O模块，机床厂家根据自己的特点进行适应性的2次开发，

那么通常能够进行2个方向的设计。

①点对点设计的思路， 将开关、按键的1端共极连接到电源，另一端送入到数控系统基本I/O单元的输入地址，开关共极采用源极和漏极设计取决于数控系统提供的允许范围决定；同理各指示灯、执行机构也是对应于数控系统基本I/O单元的输出地址连接，以此组成各地址功能点的唯一对应关系。

②矩阵电路设计的思路，同等操作功能的条件下该设计相比点对点的设计模式。具有使用数控系统基本I/O单元地址资源少的优势，但是对系统的运行速度和软件控制设计的深度提出挑战，随着电子技术爆发式发展与工业化应用程度，目前完全能够满足要求，并且衍生出各种形式的矩阵式电路设计电路结构，比如：输入地址与输出地址组成的按键扫描电路，输出与输出电路组成的指示灯状态输出电路，还有由1组输入地址与2路输出地址组成的复合型按键与按键指示灯电路等。

（4）结合与矩阵电路设计的思想，还可以衍生出由单片机参与控制的矩阵电路，同时因为有了单片机的参与，还可以再次衍生出具有某种独立或联合控制的加解密电路，提供可视化操控过程将会成为实实在在的产品，甚至于提供具有非法操作判断能力的智能前端产品。

3 结语

结合上文，我们可以从操作面板的显示设置、色彩、符号、按键大小及按键布局这几个角度研究操作面板在数控机床产品中的设计与应用，结合面板制造的材料，制造出美观经济并具有操作性的操作面板，可以说操作面板有广阔的应用前景。在操作面板的设计过程中，要结合操作人员反馈的建议及他们操作机床的习惯，采用最佳的制造材料，节省产品的制造成本，同时把操作性放在重中之重，保护数控机床与操作人员的安全。

参考文献

[1] 余运昌.数控机床操作面板外观设计[J].化学工程与装备，2010，10：89-91.

机床工业设计范文第7篇

2011年7月6日，三维cad设计领域迎来了年度重要盛事。由广州中望龙腾软件股份有限公司举办的题为“启动中国工业设计新引擎”的中望3d2011全球新版会在北京西苑饭店举行。来自cad业界的资深行业专家、媒体记者以及广大制造业厂商代表等200余人参加了本次会议，国家工信部软件司副司长陈英等领导也出席了会议，并在会上发表了讲话。

从中国制造，到中国设计，到目前向中国创新转型的新时代来临之际，越来越多中国企业意识到实现工业设计信息化的必要性，而作为中国cad领航者的中望软件，也紧紧地跟随这一股新的浪潮，开始发力cad领域主流趋势的三维cad技术。

2010年7月，中望软件斥资千万美元收购美国六大cad/cam软件之一的三维cad软件vx，随后正式向全球推出中望3d2010——国内唯一具有自主知识产权的三维设计软件。中望3d的诞生，打破了中国市场被国外强势三维设计软件商垄断的局面。

在结合中国制造企业的战略需求基础上，中望软件历经一年的潜心研究，正式推出在设计体验及操作效率上都实现了重大突破的中望3d2011，包括边学边用、直接编辑等模块使学习和操作更加智能与人性化，并且cam加工方面还增加了符合主流趋势的智能三轴功能。除了在性能上绝对满足中国制造企业的设计需求，中望3d2011也以更加合理的价格，极大地降低中国制造企业的成本支出。

中望软件常务副总经理刘玉峰先生表示，中望3d2011的高性价比优势有赖于其良好的产品基础和一流的三维cad研发团队。中望3d的前身vx cad被收购前，就以其强大的overdrive混合建模内核，成功地应用于航天航空、汽车、摩托车、电子电器、机械制造、模具、消费品等众多行业中。同时中望软件也将其具有20年以上cad/cam研发经验的优秀团队一并收归囊中。经过一年的磨合，现已有将近75位专门从事三维cad开发的研发人员在进行跨国的紧密合作，保证中望3d产品技术更新能最大限度地满足中国制造企业的设计需求，并且通过高效的研发效率和合理的成本控制，实现中望3d高性价比市场优势的持续发展。

机床工业设计范文第8篇

机械零件的设计与加工质量对最终的机械质量十分重要，因此，在进行机械零件加工工作时，需要专业的制造能力。我国大部分机械零件加工多采用数控加工形式，对数控机床、数控编程设计、工作效率都有很大要求。为了满足机械零件的质量与速度需求，必须加大对机械零件的设计要求与加工工艺要求。本文通过对设计加工工艺内容进行整理，对机械零件加工原则进行分析，进而促进我国机械零件行业的发展。

关键词：

机械零件；设计加工；加工工艺；内容及原则

科技的进步带动着许多领域的工作方式产生了改变，在机械零件加工领域，从传统的工业生产方式改变为数控生产模式[1]。科学技术的快速进步推动了机械零件行业的快速发展，在机械零件数控技术中，加工工艺内容与水平是衡量机械零件质量的重要指标。

一、机械零件设计加工工艺的具体内容及特点

1.机械零件加工工艺的内容

现在大多数机械零件加工工作都选择数控生产方式进行加工运作，在进行机械零件加工前，必须对加工工艺进行仔细的了解，再根据加工零件资料制定合理的加工方案，才能够确保机械零件的质量合格。在对机械零件进行加工前，确定加工工艺内容主要有以下三步骤。第一，当准备对机械零件进行加工时，应当选择适合机械零件的数控机床[2]。只有选择出恰当的数控机床，才能加工出合格质量的机械零件。选择好数控机床后，再确定具体的加工工序。不同种类的机械零件所经历的加工工序均有所不同，机械零件加工工作人员必须根据所加工的机械零件特点进行工序设计，再进行加工。第二，在根据机械零件的特点制定好机械零件的加工方案后，再开始对所需加工的机械零件图纸进行具体分析，研究出最适合该零件的加工技术。选择恰当的加工技术是整个加工工作的基础。第三，对机械零件的加工工艺设计，这一步骤是机械零件加工的核心步骤。对机械零件的加工工艺的设计关系到零件的质量好坏。因此，在进行机械零件设计时，需要清楚的对加工程序、基准选择、工具选择以及夹具和安装步骤的确定都十分重要，只有将这些东西整理清楚，才能制定出最适合机械零件的加工工艺，进而保证机械零件质量。

2.机械零件加工工艺的特点

由于机械零件加工会采用数控加工方式，因此，在机械零件加工工艺中处处体现着具有数控特点，在数控特点中又融合进机械零件加工自身所有的特点。主要的特点有三个。第一，机械零件加工工艺具有详细性。在进行机械零件加工前，需要做好充足的准备才能开始进行加工。为了保证机械零件的质量，在加工前需要制定完善的数控机床加工方案，选择适当的数控机床。在加工过程中，还应当对加工程序、刀具、方法及参数等多方面内容进行确定。在机械零件加工过程中，只有将这些资料都准备齐全，才能开始对机械零件进行加工。这样才能减少机械零件加工企业的损耗，确保机械零件的加工质量。第二，机械零件加工工艺的严密性。采用数控机床进行机械零件加工，能够提升机械零件的精密度，确保机械零件的质量[3]。并且在加工过程中，可以降低工人的工作量，提升工人的工作效率。由于采用数控机床加工，有可能在加工过程中发生问题而无法停止加工。因此，在进行机械零件加工前，必须确保在加工工艺程序设置上的严密与准确性。一点小的设置误差，都有可能造成机械零件报废，对机械零件的质量造成影响，严重时甚至会造成机械事故，对工作人员的生命造成威胁。第三，机械零件加工工艺需要进行合理的数学计算。采用数控机床方式进行加工，需要进行数控编程。而在数控编程工作中，对机械零件的长、宽、高等尺寸都需要进行设置。因此，在进行机械零件数控编程前，需要先利用数学知识对零件各个尺寸进行设计，对机械零件进行优化。

二、机械零件设计的原则

1.机械零件设计的定位基准原则

在机械零件进行加工时，需要设置机床与刀具的相对位置参数。在加工最初阶段，机械零件处于粗基准阶段，为了保证机械零件加工质量，需要对机械零件进行精准定位[4]。在进行机械零件加工过程中，需要根据零件自身特点来制定相应的定位基准。倘若不能选择恰当的定位基准，对于最终生产出来的机械零件质量有很大影响。在对机械零件加工位置进行定位时，有两个原则：第一，是对机械零件加工粗基准的原则。在选择粗基准定位时，首先需要确保机械零件加工的原材料充足，在加工表面需要预留出足够的余量。在选择夹具时，应当尽可能选择简单的夹具。第二，对机械零件加工精基准定位的原则。当加工定位选择为精基准定位时，为了方便定位，需要观察精基准面的选择恰当性。在机械零件加工时，需要慎重对精基准定位进行选择，以此来提升机械零件加工效率。

2.机械零件加工设计方法的选择原则

在进行机械零件加工设计方法的选择时，需要遵循两种选择原则。其一是需要符合经济适用性原则。如果设计的加工方法对于生产企业会产生较大的负担，如材料价格过大，设备需求过大等对企业自身的利益会产生影响，则不利于企业的发展。因此在选择时，需要根据生产企业自身的情况进行适当性选择。第二，应当遵循设计方法与实际零件匹配原则。在对机械零件的加工方法进行设计时，应当根据零件自身的形态来进行设计。同时还应当与机械零件的材料、工厂的设备、工人的水平等要求综合考虑来进行设计，否则容易造成机械零件的加工失败状况，对企业造成损失。结束语综上所述，机械零件的加工工艺具有自身的特点与需求，在进行机械零件的设计时，必须遵循相应的原则。否则，不仅会造成机械零件的加工失败，影响机械零件质量，严重时甚至有可能会发生机械事故，对企业造成损失。

参考文献：

[1]王东辉.连杆零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计[J].科技展望,2014,23（17）:22.

[2]计正寅.零件机械加工工艺设计原则分析[J].工业设计,2015,08（10）:117-121.

[3]刘丹青.典型轴套类零件设计及加工工艺分析[J].赤子(上中旬),2015,24（45）:341-342.