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

宋 辰 高 坤

沈陽機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

宋 辰 高 坤

沈陽機床股份有限公司鈑焊分公司

在設(shè)計“EBC110”機床外防護的造型過程時，針對我國機床外觀設(shè)計造型、個性化、人性化的現(xiàn)狀，并結(jié)合當前鈑金制造技術(shù)及加工能力，引入了工業(yè)設(shè)計學、人機工程學原理。依據(jù)臥式鏜銑床身及機械系統(tǒng)的關(guān)鍵輪廓進行了可行性分析，使機床外防護整體結(jié)構(gòu)及造型達到良好的效果。

數(shù)控臥式鏜銑床加工中心；結(jié)構(gòu)特征；人機工程學

1. EBC110機床主機部分結(jié)構(gòu)分析

(1)刨臺式系列機床床身縱橫交叉T型分體布局；

(2)直線運動坐標的導軌采用貼塑滑動導軌與滾動導軌相結(jié)合的復合導軌，回轉(zhuǎn)運動坐標采用鑄鐵、貼塑導軌；

(3)主軸箱采用帶導向裝置的重錘平衡；

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

圖1.1 外形輪廓及主要尺寸

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

(1)高轉(zhuǎn)速型：針對要求較高主軸轉(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：主軸軸承采用進口成組高轉(zhuǎn)速角接觸球軸承，并采用油氣潤滑，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平面。工作臺滑座根據(jù)工作臺臺面大小細分規(guī)格，以避免工作臺因滑座太小，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

在這一過程中，外觀設(shè)計人員通過對用戶公司的企業(yè)文化以及產(chǎn)品客戶的了解，為產(chǎn)品外形色彩風格定下了基調(diào)。之后再了解主機機床的類型，機床總體尺寸，占地面積，機床構(gòu)成部分，用戶要求等因素。而結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要具體了解該機床防護的具體功能要求，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，主要突出機床的層次感，帶給人美的視覺享受，同時應用人機工程學，通過合理的外形設(shè)計減輕機床操作者的工作強度。

3.主要結(jié)構(gòu)設(shè)計的確定及功能原理

設(shè)計時要嚴格按照外形尺寸，以滿足用戶的要求。根據(jù)廠家提供的機床外觀效果圖、機床主機各部分的功能區(qū)域的劃分，初步確定了整體外防護的外觀

(1)立柱防護的設(shè)計。我主要考慮到以下幾點：1)防水性要好。機床工作時冷卻液四處飛濺，防護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，飛濺到后面。2)防護體具有可拆卸性。3)各個分件要拆分合理。4)保持與效果圖一致，美觀性要好。

(2) 工作臺防護設(shè)計。機床整體尺寸及機械結(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)其要求對底盤防水結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，所有對接焊縫均滿焊，受力部位加備板，用來加強防護的整體強度。在底盤與床身的把接面加加強筋，這樣既便于加工時切削液的流淌又保證在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計中起承重作用的底盤的穩(wěn)固性。將兩個底盤先連接后，增加擋水彎板通過側(cè)面把接，保證零件加工時，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底盤連接縫隙處流出。

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

4.機床外防護結(jié)構(gòu)設(shè)計流程

初步設(shè)計→設(shè)計初評審→設(shè)計改進→設(shè)計評審→設(shè)計改進→設(shè)計、工藝評審→設(shè)計改進→設(shè)計圖紙→圖紙評審→工藝評審→工藝文件→生產(chǎn)制造→生產(chǎn)指導→形成產(chǎn)品→現(xiàn)場裝配指導→商品

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

結(jié)論

由于設(shè)計時充分考慮到人機工程學以下幾點：

(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，減少操作者的勞動強度；

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

(4)產(chǎn)品是否便于清洗、保養(yǎng)及修理。

[1]嚴揚編著.人機工程學設(shè)計應用.中國輕工業(yè)出版社.