有關(guān)數(shù)控機床造型設計的研究

李學志，孫 進

1.沈陽第一機床廠，遼寧沈陽 110142

2.沈陽機床（集團）設計研究院有限公司，遼寧沈陽 110142

機床是制造機器的機器，所以又稱為是“工具機”或者是“工作母機”。但凡屬精度要求較高和表面粗糙度要求較細的零件，一般都需在機床上用切削的方法進行最終加工。在一般的機器制造中，機床所擔負的加工工作量占機器總制造工作量的40%～60%，機床在國民經(jīng)濟現(xiàn)代化的建設中起著重大作用。數(shù)控機床是數(shù)字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。數(shù)控機床不論是作為一種商品還是機器它的造型設計都是必不可少的，特別是在工業(yè)設計中更具探討價值和現(xiàn)實意義。

1 數(shù)控機床和機床的定義

數(shù)控機床是數(shù)字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作數(shù)控折彎機并加工零件。機床是將金屬或者復合金屬的毛坯加工成機器零件的機器，機床包括木工機床、金屬切削機床、鍛壓機械和特種加工機床等。

2 數(shù)控機床的造型設計

數(shù)控機床的造型設計不單單是簡易的工業(yè)工程設計和普通的藝術(shù)美術(shù)策劃，它的造型設計注重美學藝術(shù)同機械工程的有機結(jié)合。它在從重研討機床設計相關(guān)的工程技術(shù)課題的基礎上緊密結(jié)合造型設計的外表美。需要設計者以數(shù)控機床設計為對象，在具備機械設計制造和造型設計構(gòu)思兩方面專業(yè)知識的基礎上完成。在設計過程中要討論怎樣使用造型設計原理，讓機床的藝術(shù)性和科學性相統(tǒng)一；探討怎樣運用造型設計的原則和規(guī)則，解決特別情況下每一種產(chǎn)品的用途、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、工藝性、宜人性、市場運作同造型之間的復雜關(guān)系，再次期間創(chuàng)新地把這些必要因子恰當?shù)谋磉_到機床的造型、結(jié)構(gòu)上，是產(chǎn)品具有極其重要的物質(zhì)功能和附帶的精神功能，在審美觀念日益復雜的當代更大的符合人們的要求，從而滿足精神文明、物質(zhì)文明要求。

3 數(shù)控機床的造型因素討論

在設計專業(yè)的角度將，隨著設計風格的變化和設計理念的改變，產(chǎn)品設計構(gòu)型元素也隨之發(fā)生著變化。在十九世紀的現(xiàn)代主義時期，設計者們在構(gòu)型的表示和元素上著重于一類非人的，可以以工業(yè)化的手段成批產(chǎn)出的，代表工業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新設計。20世紀初，康定斯基、伊頓等一些人特別研討了構(gòu)型方式里一些規(guī)律性的東西，形態(tài)（體、面、線、點；圓、三角、多邊形），還有顏色、亮度、材質(zhì)等，研究后找出規(guī)律并且加以利用，這就是那個時期的現(xiàn)代主義造型元素。

數(shù)控機床的造型設計，不僅僅是簡單的意識形態(tài)的概念與抽象的藝術(shù)表現(xiàn)的問題，先進的科技工藝水平、恰當?shù)慕Y(jié)構(gòu)、良好的材等物質(zhì)條件是前提，這樣才能實現(xiàn)產(chǎn)品的用途目的，達到使用便捷、性能優(yōu)質(zhì)、技術(shù)先進、宜人和資金合理的需求；創(chuàng)造兼有美觀的形象的產(chǎn)品，必須動用美學規(guī)則、形態(tài)構(gòu)成法則和色彩功能與調(diào)配的美學技術(shù)原理，更好的表現(xiàn)機床的美學價值和精神功能。上面幾點是數(shù)控機床造型不能或缺的基本部件。因此，數(shù)控機床產(chǎn)品族的構(gòu)成因子討論不僅有功能還有美學方面和物質(zhì)技術(shù)。

4 數(shù)控機床組成因子的選取和比較

4.1 數(shù)控機床形態(tài)結(jié)構(gòu)特征

在數(shù)控技術(shù)發(fā)展的同時，機床的智能化、自動化水平增強，略去繁雜的手柄、手輪這些操作部件，復雜的變速機構(gòu)也簡化了，因此整體上性能增強。它的整體性一般包括下面兩種操作形式：造型具有塊感（體積感、形感）的統(tǒng)一性和清晰性，每一“塊”的整合是非常嚴格的，這主要用在構(gòu)造受到局限的大型機床。

4.2 數(shù)控機床造型的特征

數(shù)控機床的輪廓線的幾何線型需要大體上相同，到達風格線型協(xié)調(diào)統(tǒng)一的完美高度。物體的主要線型有要求之外，它的輔助線型也必須要調(diào)和，應為輔助線型不能脫離主要線型這一主題。比如，拿直線條和小圓角作主要線型的物件在構(gòu)造操作手柄和手輪等這些輔助工件的時候，必須采用與之相同的多邊形、小圓角，使它和主要的線型的形式協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

4.3 數(shù)控機床的色調(diào)搭配

數(shù)控機床造型設計還有一個非常重要的構(gòu)成元素就是色調(diào)元素。數(shù)控機床產(chǎn)品的色調(diào)搭配說到底是其宜人性的主要體現(xiàn)，但是作為具備特殊的結(jié)構(gòu)特點和功能的一類機械產(chǎn)品，它的色彩搭配必須具有該產(chǎn)品的獨特點，前提是不違背美學的設計原則。色調(diào)搭配完美的標志是色彩設計同產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、形態(tài)、功能要求達到協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

1）色調(diào)搭配的主色和搭配。數(shù)控機床通常運用亮度和純度適度的淺色調(diào)、冷色調(diào)或者是暖色調(diào)最為合適。二色搭配是大多數(shù)機床使用的色彩搭配形式，常用的處理方式為：下暗上明、下實上虛、下重上輕；中間部位采用和主色調(diào)相差很大的色調(diào)帶，帶來多彩生動的效果，其施色比例采用美學設計原則，一般選用： 2：3、3：5、5：8等序列形式的搭配；2）色調(diào)搭配的對稱性。為了維持色調(diào)平衡，我們需要注重色調(diào)的對稱。一般會帶給大家嚴謹、穩(wěn)定、莊重、安靜、和諧的感覺，一旦稍有失誤容易讓人感覺到呆滯、無味、單調(diào)、沒有跳躍性等無趣的心情。色調(diào)的均衡是非對稱狀態(tài)的一種，普遍給人以相對穩(wěn)定的視覺心里感受，作為形式美的再一種表現(xiàn)方式最能適合大眾的審美需求，在很多情況下會采用這種搭配方法。

4.4 數(shù)控機床的材質(zhì)

物件的材質(zhì)對人的五感都有著特殊的聯(lián)系，可謂是溝通人與機器產(chǎn)品的媒介，是一種獨特的極具表達力的機械設計語言。尤其是它的可視屬性是一個產(chǎn)品給人的第一感。一方面，材質(zhì)雖然只是無生命的物質(zhì)形態(tài)主體，但是在人的意識形態(tài)里它可以具有個性和情感，對設計語言完美應用會使產(chǎn)品與人之間產(chǎn)生情感的溝通。另一方面，材質(zhì)作為物質(zhì)形態(tài)的主體，它的表現(xiàn)性用來表達設計作品的內(nèi)在含義時，則會與作品很好的結(jié)合到一起，達到意與形的完美展示，表現(xiàn)出產(chǎn)品的深層內(nèi)涵，使產(chǎn)品具有精神上的魅力。

5 結(jié)論

機床的造型設計有著十分悠久的發(fā)展歷程，其間呈現(xiàn)出風格繁雜的設計理念。隨著數(shù)控技術(shù)、材料科學、加工工藝等的發(fā)展可能帶動數(shù)控機床的造型設計產(chǎn)生根本性的變革。工業(yè)設計的工作人員應該時刻關(guān)注機床的發(fā)展變化以便發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維，機床的造型設計在未來必將有著更完善的結(jié)構(gòu)功能、更佳的宜人性、美學意義的外觀等趨勢發(fā)展。

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