研究智能車床防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)

王雪

摘 要： 智能車床是一款具有經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、高效性，能夠滿足未來社會發(fā)展需求的全新的數(shù)控車床產(chǎn)品。隨著時代的進(jìn)步，結(jié)合當(dāng)代新技術(shù)、新材料、新工藝的防護(hù)，結(jié)合人們發(fā)展了的新的審美意識的防護(hù)，運(yùn)用產(chǎn)品造型的形式美、色彩美、材質(zhì)美的防護(hù)，運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的基本法則、理論的防護(hù)，結(jié)合現(xiàn)在設(shè)計觀念與技巧等多種高技術(shù)的外觀防護(hù)成為機(jī)床不可缺少的一部分。

關(guān)鍵詞： 外防護(hù);結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.外形尺寸

在確定外形尺寸之前要對主機(jī)的數(shù)據(jù)詳細(xì)了解，計劃占地面積、主軸與刀架最大回轉(zhuǎn)直徑、加工零件最長尺寸、電氣柜位置等。外形尺寸先以客戶廠房規(guī)劃要求做出長寬高方案，與加工回轉(zhuǎn)直徑、行程、排屑空間核實(shí)，空間不夠及時與相關(guān)設(shè)計員溝通。不能隨意增加外形尺寸和占地面積。案例：3650智能車床防護(hù)外形及占地面積要求。

2.行程

行程包含外防護(hù)行程與內(nèi)防護(hù)行程。Z軸行程決定外防護(hù)最右端尺寸，X軸行程決定外防護(hù)的高度。不同型號的機(jī)床加工不同長短的零件，對門的行程以及位置都有要求，應(yīng)核反復(fù)核對行程位置，避免二次更改。案例：3650智能車床加工拉零件最大長度為500mm，拉門最大行程應(yīng)大于500mm，為方便上下零件拉門最大行程應(yīng)露出卡爪與極限位置頂尖，并且寬度大于420mm（一般人肩寬），卡爪中心距前圍板小于一臂之長，機(jī)械手，自動上下料除外。

3.窗口、把手位置

窗口的作用是便于觀察，方便裝配，方便維修。開窗口應(yīng)結(jié)合眼高，肩寬，臂長等人體特征，運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)原理，方便操作使用。主軸中心距地面應(yīng)在1018～1370mm區(qū)間，方便操作人員拆卸零件，過高加床前面應(yīng)該增加腳踏。機(jī)床觀察窗主要有前窗、側(cè)窗和后窗，無論觀察窗安裝到何側(cè)，主要是滿足對工件加工和機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)的觀察，有時也會因?yàn)閷ν腹獾男枰M(jìn)行觀察窗設(shè)計。操作者在機(jī)床工作過程中對工件的加工和機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)情況的觀察是十分頻繁的，觀察窗設(shè)計的合理與否直接影響到觀察者的觀察姿勢及觀察的舒適性，因此做好觀察窗的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計（包括造型和色彩對操作者心理的影響），對提高人機(jī)對話和操作者工作效率的提高具有重要的作用。窗口應(yīng)開在人眼觀察范圍內(nèi)，避免彎腰與翹腳。案例：3650智能車床人機(jī)工程示意圖。

拉門把手是操作人員操作機(jī)床最常接觸的部件，雖然在外觀部件中體積較小，但在造型中的視覺沖擊力卻不小。把手的造型主要由截面形狀和外形輪廓線組成。其舒適性直接影響著操作人員的工作效率。把手的設(shè)計要考慮的因素較多，關(guān)鍵把握下面三方面：

（1） 把手直徑，以人體尺寸中“手長”作為設(shè)計依據(jù)，其直徑與長度要與人手的尺寸相適應(yīng)，使抓握舒適，操作方便。50%的男士手長約為183mm，所以把手的截面直徑尺寸為l0～20mm，12～l8mm為最佳。把手形態(tài)設(shè)計，圓形為最佳，方形其次，使用方形應(yīng)注意棱角處圓弧過度，造型要與機(jī)床造型風(fēng)格協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

（2） 把手長度，50%的男士手寬約為82mm，所以把手的長度尺寸≥100mm為好。

（3） 把手安裝高度，人站姿操作時應(yīng)有舒適的操作狀態(tài)，在軀干處于不動的前提下，考慮手的活動范圍。人在站立軀干不動時手臂在正前方向的活動范圍，大圓弧為手臂的最大活動范圍，小圓弧表示前臂的正?；顒臃秶?，陰影區(qū)表示最有利的活動范圍[1]。50%的男士手肘高度約為1024mm，此區(qū)域?yàn)榘咽肿罴寻惭b高度。對長把手來說，安裝高度沒有太多限制，只要把手的抓握位置能包括在最佳區(qū)域內(nèi)，且安放位置美觀即可。短把手則要盡量安裝在最佳控制區(qū)內(nèi)，使手與小臂盡量保持處于一條直線上的自然狀態(tài)。

4. 走線

一臺機(jī)床有很多電氣元件，都要用電、用氣，管線從電箱出來達(dá)到元器件的過程，就是防護(hù)設(shè)計員需要深思熟慮的地方。電線從加工區(qū)穿過，要做到防水，防霧，防滲，開孔要盡量統(tǒng)一，使用統(tǒng)一尺寸的扣式塞頭。跟防護(hù)有關(guān)的基本用電原件包括：操作箱、報警燈、照明燈、氣缸、限位開關(guān)、安全門開關(guān)、潤滑泵、氣動件等。

5.水泵壓力

隨著智能機(jī)床的發(fā)展，對水泵的壓力要求也逐漸提高，普通防護(hù)只適用2Pa以下。30米揚(yáng)程就可以形成水霧，壓力大于0.3Pa時，防水迷宮寬度應(yīng)大于40mm，層數(shù)2層以上。壓力大于2Pa時普通刮屑條的密封程度已經(jīng)達(dá)不到設(shè)計要求。所以防護(hù)設(shè)計之前要確認(rèn)水泵的壓力。

結(jié)論

防護(hù)設(shè)計方法因人而異，思路各有不同，本段指出防護(hù)設(shè)計中要點(diǎn)，與順序無關(guān)。也可作為防護(hù)方案之前的信息收集。

參考文獻(xiàn)

[1]高敏.機(jī)電產(chǎn)品藝術(shù)造型基礎(chǔ)[M]，成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社，1984.