机床造型设计方法

设备设计与维修机床造型设计方法王敏于爱兵张义摘要根据工业设计原理 从色彩、形态和宜人性三个方面讨论机床造型原则和设计方法。同时分析了我国机床造型的发展现状并针对机床造型存在的不足提出了相应的建议。关键词机床造型工业设计中图分类号:TH16文献标识码 :A文章编号 :1671- -3133( 2005 )09- -0100- -03Method of model design for machine toolsWang Min ,Yu Aibing Zhang YiAbstract According to principle of industrial design ,laws and methods of model design for machine tools were proposed con-cerning color form and human engineering. Developments of domestic model design for machine tools were analyzed and somesuggestions were given about the disadvantage of model design for machine tools.Key words Machine tool Model Industrial design在当前技术飞速发展、市场竞争日趋激烈的社会能使人感到精致、亲切、心情舒畅。环境下产品的功能已不再是消费者决定购买的唯-2 )采用两色或三色配合。机床色彩的配置- -般因素产品的创新性、外观造型、个性化等因素愈来愈为.上明下暗上轻下重,以增强机床的稳定感。避免过受到重视在竞争中占据较突出地位。机床是当代制多色彩令人注意力不集中。造业的重要装备在满足功能的前提下研究机床造型3)机床色彩设计不仅要突出主色调,还要强调重设计不断提高其外在质量满足市场竞争的需要，已点部位配色以及警戒用色。对于控制柜等辅助部分可经成为机床制造业刻不容缓的问题。本文根据工业产与主色调一致,而在危险处用警戒色(如红色、橙色,品造型原则研究机床造型设计方法并分析我国机床黄色等)以引起操作者的注意。最好用醒目色报告造型的发展现状。生产过程中所发生的特殊情况,使操纵者能够快速确认和处理紧急情况。对于手柄、按钮等操作部件则宜1机床造型设计方法采用对比色,以易于识别,又不眩目。工业产品的造型设计主要考虑三个方面:色彩、形图1所示为台湾荣田高速CNC立式车床主色调态和宜人性。形态是产品存在、功能实现的前提。色采用奶白色和淡雅的绿色相搭配给人以精致、典雅、彩依附于形态但是色彩比形态更具有吸引力在产品大方的感觉能够使操作者感到亲切、心情舒畅。同时造型中具有先声夺人的艺术魅力。同时无论色彩还是机床的标志用醒目的红色使色彩丰富避免了平铺直形态都要符合宜人性的要求。机床作为一类工业产叙。此机床的色彩设计比较合理受到-致的好评。品进行造型设计时也应充分考虑色彩、形态和宜人性。PLCNOE1.1机床的色彩设计机床产品的色彩设计与艺术作品要求不同受到机床功能、材料、表面喷涂工艺等因素的制约,在设计色彩时首先应考虑产品功能的要求,使色调与功能相统一，以利于机床功能的发挥。同时又要满足人机协0.调的要求使操作者感到亲切、舒适和美的享受，从而提高工作效率。机床设备通常都是固定安置操作时间较长选用的主色彩不宜对人有刺激，使人感到烦躁中国煤化工SNC立式车床不安而应使操作者心情愉悦安全操作。色彩设计中MHCNMH G'可以考虑以下几点。1.2 机床的形态设计1)采用明度较高、纯度较低的中性或偏暖的色彩一台机床是由主机、驱动装置、辅助装置、数控系为主色调。如淡雅的绿色、浅蓝色、奶白色、淡黄色等,统等多个部分构成的统一整体其形态设计应从整个100现代制造工程2005( 9 )设备设计与维修和局部两方面出发进行综合考虑。布局机床的各部分结构使机床左、右两边的体量矩之1.2.1 机床的整体形态设计和相等。通过合理地布置手柄、手轮等操纵件也能够体现机床形式新颖、风格独特的关键在于形态的达到均衡的艺术效果。机床的标志、标牌颜色鲜明，又整体造型设计进行整体化造型设计主要遵循简洁、均具有艺术魅力图案容易形成观察者的视觉中心起到衡和稳定三个原则。了诱导和补偿不均衡的因素,合理布置同样能够增强1)简洁.机床整体的均衡感。图3所示是韩国大宇立式加工中机床的整体外形必须适应人们的视觉心理特点，心左、右两边形体对称标志和控制面板分别布置于由于人的视觉强度与观察对象对人的刺激程度成正两侧使机床整体均衡。既给人以平稳安全的感觉又比观察对象的形象如果简洁明快,对人的刺激程度达到了丰富变化的效果。小观察对象如果复杂尖锐对人的视觉刺激程度大。因此在机床的整体外形设计上应该尽量简洁。为了获得整体简洁的风格,可以采用以下两种方法。( 1 )对其形体设计应用一些基本的几何体，或者是一些较为简单的曲线、曲面。基本的几何体和简单的曲线、曲面形态规则、单纯、形象明确给人以深刻的印象容易达到简洁、明快、丰富、抽象的艺术效果。同时规整的形态制造工艺简单,便于大规模、高质量、低成本地生产。.图3韩国大宇立式加工 中心(2)采用封闭式造型设计。封闭式造型设计不仅3 )稳定能够减少粉尘入侵防止铁屑及润滑冷却液飞溅而且稳定是针对机床的上、下部分在视觉上给人的轻能够掩盖机床大部分主体使其整体性好达到简洁明重关系理论上应使机床的实际重心下移形成上轻下快的视觉效果。图2所示是韩国起亚立式加工中心其外形采用重的视觉效果。稳定的机床能够给操作者从心理带来了多组封闭式矩形而且尽量使用大面积可以看出它安全的作用。获得稳定的方法有很多种,使机床的实际重心落在机架支承面内,可以达到稳定的视觉效果。的外观设计充分体现了简洁这- -设计原则 给人以清还可以利用颜色的轻重感、不同材质的明暗程度及加新明了的感觉。工表面纹理的粗细来增强机床的稳定感。如上部材质精细、色彩明亮,下部材质粗糙、色彩深暗能使机床产生较强的稳定感。1.2.2机床零、 部件的形态设计造型优良的机床零、部件能够充分体现功能的科学性、使用的合理性、维修的方便性。进行机床零、部件造型设计时要遵循尺寸宜人、比例协调的原则以及统一和变化的原则。机床零、部件的形态设计主要考虑以下因素。1 )在满足功能、结构要求的情况下采用黄金比图2韩国起 亚立式加工中心例、根号比例等比例关系,使机床及其各部分比例协2 )均衡调达到视觉美观的艺术效果。均衡是一种不对称的平衡,它的表现形式是多种2 )部件与机床主体部件在造型设计上保持形式、多样的其视觉效果要比对称的表现形式生动、活泼。风格上中国煤化工瓜曲线为主调则各部在机床的造型设计中采用均衡的表现形式能达到丰件的轮YHCN MH过渡给观察者整齐划富、多变的视觉效果。- -的美感。获得整体均衡的方法主要是取机床支承面的中心3)在整体统一的基础上各配套件如液压油箱、线为假想的对称线从整体上做粗略的平衡估计合理配电箱及操作件等造型要有所差异如线性差异、方向101现代制造工程2005( 9 )设备设计与维修差异、色彩差异、材质差异等打破过分统- -的单调感，床而且还要加强机床造型的研发工作,设计出造型精使机床造型生动活泼引起操作者心理上的兴奋感。致形式新颖的机床产品。针对国内部分机床造型存4 )机床的零、部件可以采用标准化、通用化和模在的不足笔者建议采取如下策略。块化设计这样既能够任意组合变形来完成不同的功1)设置专门的机床造型研究中心聘请专职的机能又易于连接、拆卸和更换零、部件。床造型设计人员从事机床造型的相关技术、发展趋势、1.3 机床的宜人性设计市场潮流等方面的研究和实践工作。随着科学技术的发展以及人们对生态和工作环境2 )加强机床造型设计人员和功能设计人员的交质量要求的提高"，以人为本”的设计理念正日益成为流与合作实现机床外观设计和功能设计的协调与同现代设计的主导思想。在设计中应给操作者更多的关步在实现功能的前提下更好地展现机床线条美和外心和提供更简便的操作方法,令产品更加人性化。为表的精细度。此机床造型设计还应考虑以下因素。3)在产品形态设计与结构设计相协调的原则下1 )工作台的高度和工作区间设计应从人的尺寸增加其表面质感、线形和体量关系的变化增加发光与参数、人的机械力学参数出发充分考虑机床对人的影亚光材料的对比与应用。响合理选用各种参数使人既便于操作不易疲劳又4 )注重将艺术、人文、民族文化等元素融入机床便于观察加工情况建立一种最佳的工作环境。造型,以简洁的形态、醒目的色彩和良好的宜人性表现2 )操纵杆、方向盘、按键等操纵控制系统装置应高技术机床强调实用”与美观"技术”与艺术”放在有效视野及最佳视觉区内,同时充分考虑人接受的高度结合与统-。信息的能力以及右手用力习惯等,保证操作者的工作5 )不断地进行设计和再设计工作发展企业独特方便。的个性和风格,创立中国机床产品的知名品牌甚至是3 )模拟显示器、数字显示器等信息显示系统应安世界知名品牌。增强机床的附加值与整体效果提高放在正常视距范围内易于操作者观察。当把信息反市场竞争力。馈给人必须做到快速准确和清晰并充分考虑人的各3结语种感觉通道容量”。4)防护和安全保障设施是现代机床必不可少的我国机床和国外相比在造型上还存在一定的差组成部分。防护和安全保障应包括人和机器两个方距研究其造型设计方法对于缩小这种差距提高市面其中以人为主要保护对象。防护和安全保障装置场竞争力具有重要的现实意义。本文从色彩形态和的设计应充分考虑机器可能出现的故障或操作者可能宜人性方面对机床造型的设计方法做了一些探讨,结出现的失误,以保证安全生产。合我国机床造型发展现状提出了相应的对策,希望能引起有关人士足够的重视加大机床造型设计的力度2我国机床造型发 展现状和对策充分挖掘机床造型设计技术的深度和广度进行机床经过几十年的努力我国机床工业有了很大的发产品造型风格体系的研究和开发工作。展在功能设计方面逐步接近世界先进水平。但在机参考文献床造型方面还没有完全引起业内人士足够的重视存茌三重三轻”的误区,即重技术轻艺术"",重内在1裴文开,姚陈钱志峰.工业设计基础.南京:东南大学出版质量轻外在质量”",重科学,轻美学”。忽视了现代社,1998人对机床造型越来越高的精神需要和越来越强的个性2杨东梅,高炳学姜可.机床设计中的人性化.现代制造工表现使得我国部分机床产品在造型上存在色彩单调,程2003(2)搭配不当;体形庞大线条生硬控制系统不便于操作;3王介民工业产品艺术造型设计.北京清华大学出版社,显示装置不宜观察等诸多问题。许多机床虽具有和国4杨维平防逄凯只安筅加丁中心造型设计特点分析. 昆明1995外产品相近的功能却达不到同样的市场竞争力。中国煤化工在知识经济时代机床作为商品的价值取决于知理_YHCNMHG识的含量而不是实物的重量。中国机床制造商在将传统技术与信息技术、新材料、新工艺相结合的过程中作者通讯地址天津大学机械学院( 30002 )不仅要为制造业提供高精度、高效率、高可靠性的机收稿日期20040830102现代制造工程2005( 9 )