TC45卧式高精度数控车床外观设计

李滨

摘 要：TC45卧式高精度数控车床可车削各种螺纹、圆弧、圆锥及回转体的内外曲面，对回转体类零件进行高效、大批量、高精度的加工。本文所研究的机床外观设计从机床难防水、难防屑角度着手，运用人机工程学原理，简化结构，避免了因颜色不同，导致结构拆分所带来的不必要复杂工艺性，又大大降低了生产制造成本。

关键词：卧式高精度数控车床；外观设计；人机工程学

中图分类号：TG65 文献标志码：A

0 引言

TC45卧式高精度数控车床具有高速、高精、高效、高稳定性的性能特点，适用于各种轴类、盘类零件的半精加工和精加工。因其原有外防护陈旧，在更新数控系统，优化床身部件的同时，要重新设计外防护。如何既满足新防护设计美观，又便于加工生产，还要方便装配、维修。这一系列问题都是在外观设计过程中需要考虑的必要因素。

1 TC45改造设计前

该机床改造设计前如图1所示。

由于原有机床外观破损，没有技术图纸，所有外防护设计图尺寸都要经过实际现场测量。需要确定床身的总体尺寸，主机各部分功能，及功能区域的位置及划分。通过机床X、Y轴行程，极限位置，以及加工工件的大小，工作台位置，确定拉门位置及开门尺寸，操作箱的设计及走线方式等。机床的防水、排屑等是设计的重点问题。根据现场的沟通与反馈，进行防护设计。

2 TC45防护改造后设计

2.1 防护总体尺寸

根据现场的实际勘察，从外观造型的角度及节约成本的角度考虑，将防护的整体尺寸设计为2400mm×1400mm×1600mm。整体设计以斜线造型为主，视觉上突显流体线条的美感，用圆弧的造型设计使防护更具有亲和力及安全性。将防护结构分割为左、右侧防护罩、拉门、后防护罩和下围板等5个部分。不仅安装方便，又考虑到使用维修拆卸更容易操作的问题。

2.2 防护拉门设计

TC45的拉门设计，采用了不对称式外拉门设计，即上宽下窄式。打破了传统拉门的规则设计，避免了防护部分拉门行程不足的问题，又增加了拉门的稳定性。拉门在设计时，要考虑的因素如下。

（1）拉门要活动自如

拉门要便于操作者使用。上下导轨均选用滑动直线导轨，因其具有刚性强、运动平稳、在快速滑动时噪声低等特点，非常适合外拉门的设计。

（2）拉門的防水性

防水性是整个防护设计中要考虑的最重要的问题之一。外拉门的设计对防水性有了更高的要求。图2为拉门与防护结构图，此设计有效地解决了外拉门防水的问题。

（3）拉门视窗、把手及装饰

在设计时，要求随时满足操作者在加工工件时对机床运动及加工情况的观察。观察窗的设计尽量完整地展现加工区域，除了定位精准外，还要考虑整体造型的美观。这是整个防护设计的核心部分。TC45设计时在玻璃周围增加了红色的装饰带，配合左侧防护罩的装饰带，线条流畅，造型整体统一。

2.3 防护操纵箱设计

原有操纵箱采用悬臂支撑系统。这种设计在装配和运输中存在着很多隐患。新设计将操纵箱通过色彩造型与防护搭配，放置在右侧防护罩上，这样既便于操作观察，又降低了成本。

2.4 防护装饰及配色

防护设计主要以黑白为主，凸显机床沉稳、科技的特点，红色装饰的设计带又增加了现代感，产品型号与装饰条采用丝网印刷工艺，避免零件的拆分，又节约了加工成本。把手处增加了不锈钢材质的造型，使设计活泼新颖。图3为改造后外观设计效果图。

3 人机工程学在设计中的应用

外观设计时充分考虑到人机工程学以下几点：

（1）产品与人、产品外观与环境是否相适应；

（2）产品结构是否具有良好的操作性，实用性；

（3）是否防止了使用人操作时意外伤害和错用时产生的危险；

（4）各操作单元是否实用；各元件在安置上能否使其意义毫无疑问地被辨认；

（5）产品是否便于清洗、保养及修理。

结论

TC45通过创新设计，简约流畅的外观，低廉的制作成本，又具有明显的防水防屑优势。不仅满足了客户对外观审美的需求，操作者使用时有人机工程学作为依据，结构设计合理，适合操作过程中的观察，保养、维护，特别是零件加工时上件、取件、换件都非常方便。因此，在同类产品中，具有性价比极高的推广性。

本设计在“装备中国”2017年“创新滨海·SEW杯”高端装备创新设计大赛中荣获铜奖。

参考文献

[1]高凤麟.人机工程学[M].北京：高等教育出版社，2011.

[2]祁嘉华.佘继梅学[M].武汉：华中科技大学出版社，2009.