王雪

摘 要： 智能车床是一款具有经济性、环保性、高效性，能够满足未来社会发展需求的全新的数控车床产品。随着时代的进步，结合当代新技术、新材料、新工艺的防护，结合人们发展了的新的审美意识的防护，运用产品造型的形式美、色彩美、材质美的防护，运用人机工程学的基本法则、理论的防护，结合现在设计观念与技巧等多种高技术的外观防护成为机床不可缺少的一部分。

关键词： 外防护;结构设计

1.外形尺寸

在确定外形尺寸之前要对主机的数据详细了解，计划占地面积、主轴与刀架最大回转直径、加工零件最长尺寸、电气柜位置等。外形尺寸先以客户厂房规划要求做出长宽高方案，与加工回转直径、行程、排屑空间核实，空间不够及时与相关设计员沟通。不能随意增加外形尺寸和占地面积。案例：3650智能车床防护外形及占地面积要求。

2.行程

行程包含外防护行程与内防护行程。Z轴行程决定外防护最右端尺寸，X轴行程决定外防护的高度。不同型号的机床加工不同长短的零件，对门的行程以及位置都有要求，应核反复核对行程位置，避免二次更改。案例：3650智能车床加工拉零件最大长度为500mm，拉门最大行程应大于500mm，为方便上下零件拉门最大行程应露出卡爪与极限位置顶尖，并且宽度大于420mm（一般人肩宽），卡爪中心距前围板小于一臂之长，机械手，自动上下料除外。

3.窗口、把手位置

窗口的作用是便于观察，方便装配，方便维修。开窗口应结合眼高，肩宽，臂长等人体特征，运用人机工程学原理，方便操作使用。主轴中心距地面应在1018～1370mm区间，方便操作人员拆卸零件，过高加床前面应该增加脚踏。机床观察窗主要有前窗、侧窗和后窗，无论观察窗安装到何侧，主要是满足对工件加工和机床运转的观察，有时也会因为对透光的需要进行观察窗设计。操作者在机床工作过程中对工件的加工和机床的运转情况的观察是十分频繁的，观察窗设计的合理与否直接影响到观察者的观察姿势及观察的舒适性，因此做好观察窗的人机工程学设计（包括造型和色彩对操作者心理的影响），对提高人机对话和操作者工作效率的提高具有重要的作用。窗口应开在人眼观察范围内，避免弯腰与翘脚。案例：3650智能车床人机工程示意图。

拉门把手是操作人员操作机床最常接触的部件，虽然在外观部件中体积较小，但在造型中的视觉冲击力却不小。把手的造型主要由截面形状和外形轮廓线组成。其舒适性直接影响着操作人员的工作效率。把手的设计要考虑的因素较多，关键把握下面三方面：

（1） 把手直径，以人体尺寸中“手长”作为设计依据，其直径与长度要与人手的尺寸相适应，使抓握舒适，操作方便。50%的男士手长约为183mm，所以把手的截面直径尺寸为l0～20mm，12～l8mm为最佳。把手形态设计，圆形为最佳，方形其次，使用方形应注意棱角处圆弧过度，造型要与机床造型风格协调统一。

（2） 把手长度，50%的男士手宽约为82mm，所以把手的长度尺寸≥100mm为好。

（3） 把手安装高度，人站姿操作时应有舒适的操作状态，在躯干处于不动的前提下，考虑手的活动范围。人在站立躯干不动时手臂在正前方向的活动范围，大圆弧为手臂的最大活动范围，小圆弧表示前臂的正常活动范围，阴影区表示最有利的活动范围[1]。50%的男士手肘高度约为1024mm，此区域为把手最佳安装高度。对长把手来说，安装高度没有太多限制，只要把手的抓握位置能包括在最佳区域内，且安放位置美观即可。短把手则要尽量安装在最佳控制区内，使手与小臂尽量保持处于一条直线上的自然状态。

4. 走线

一台机床有很多电气元件，都要用电、用气，管线从电箱出来达到元器件的过程，就是防护设计员需要深思熟虑的地方。电线从加工区穿过，要做到防水，防雾，防渗，开孔要尽量统一，使用统一尺寸的扣式塞头。跟防护有关的基本用电原件包括：操作箱、报警灯、照明灯、气缸、限位开关、安全门开关、润滑泵、气动件等。

5.水泵压力

随着智能机床的发展，对水泵的压力要求也逐渐提高，普通防护只适用2Pa以下。30米扬程就可以形成水雾，压力大于0.3Pa时，防水迷宫宽度应大于40mm，层数2层以上。压力大于2Pa时普通刮屑条的密封程度已经达不到设计要求。所以防护设计之前要确认水泵的压力。

结论

防护设计方法因人而异，思路各有不同，本段指出防护设计中要点，与顺序无关。也可作为防护方案之前的信息收集。

参考文献

[1]高敏.机电产品艺术造型基础[M]，成都：四川科学技术出版社，1984.