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摘要：本次深入的研究了钣金工艺机械设备造型设计，对设备造型设计必须重视的造型美等因素进行了分析，并且对相关的处理方法进行了有效的提出，在控制成本的情况下，以钣金排料优化方法，最终总结出机械设备造型设计手段。
关键词：钣金工艺；机械设备；造型设计
前言
机械设备技术在我国比较普遍，而且随着市场竞争力的不断提升，人们对工业设备的多方面提出了极高的要求。从目前而言，对于机械设备的工业设计，外观部件的设计具体包括机床外罩、工具箱等，让其具有优美的外形，丰富的色彩，使得产品展现更具有现代化特色，并且简洁明了。保护罩是设备的外观主要载体，其中的具体工艺为钣金工艺，这是必须引起高度重视的。
一、设备护罩整体特征造型设计方法
对于钣金加工而言，能够对机械设备的形态特征进行归纳，主要为两个特征，一个为平钣特征，一个为弯曲特征。通常会运用这两种工艺来完成设备的护罩基础。相关文献中明确表示，对设备整体的造型针对其构成要素进行了进一步的分析。其中机床设备形态类型为线构成要素的具体包括直线型、曲线形及两者混合；面构成要素的主要为平面型、曲面性以及两者组合三个方面。
（一）喷涂分色
在实际设计当中，钣金工艺中的主要型材为钣金原材料，它的尺寸是固定的，如果设备属于大型的，在设计保护罩时，会比加工原料尺寸标准要大。见图1，某个大型生产设备，其尾部的堆码机器护板尺寸是3000mm×4500mm，与冷轧板的标准尺寸相比，其面积整体都比较大，所以，在对其进行设计过程中，需要以拼版的方式来达到目的。然而，由于铆接痕迹的存在，直接会影响到其的整体效果。针对这类问题，为了将钣金块的呆笨感进行解决，并且消除拼接痕迹，可以借助喷涂分色及辅助信息增加的手段来得以实现[1-2]。
（ a ）分色前 （ b ）分色后效果
图1 某大型生产设备尾部堆码机护板分色处理效果
（二）分缝与棱边
通常情况下，钣金分块会直接影响到设备的整体风格。在对分块部件进行设计过程中，会具体要求护罩相关部件的尺寸、转角的大小等。如果面积比要求大出很多，这会让设备的加工能力超出预期，另外，钣金件太大，也会对装配提出更高的要求，在这样的状态下，部件装配的结合缝其宽度和窄度各不相同，对设备的美观性造成极大的影响；分块过小，会让零件数量进一步的增加，从而使得加工及装配出现错误的情况逐渐的增多，最终导致包裹壳体表面不均匀，对造型的整体造成极大的影响。例如，在设计某数控滚齿机，其的尺寸为6000mm×3500 mm×10000 mm，在分割时对设备结构进行有效的运用，然后运用简洁的平面进行划分，为了让设备能够充满美感，会对线分面进行充分的运用。另外，在加工及安装护罩的过程中，会将设计方案进行精准的执行，见图2。
图 2 某数控滚齿机钣金分缝的处理效果
对于设备形态精细度和工艺是否优良，设备的棱边会对其进行直接的体现。通过总结，在对棱边及分缝进行处理时，需要从下面几方面原则为出发点：①、需要对向内折边的技术进行充分的运用，让板材的强度得到增强，并且在壳体内将板材毛边达到隐藏的目的；②、分缝和棱边不能进行重合，毛边不能向外露出；③、不能在曲面上出现分缝，让装配难度有效的降低；④、分缝相交的一点不能出现三条分缝，对于钣金件交汇处应该减少断裂感的出现[3]。
二、设备护罩细节特征造型与钣金排料优化设计
（一）钣金工艺的细节特征
一般来讲，我国将产品细节特征又叫做是辅助特征，也就是说，这种造型特征不会给设备的主要形态造成关键影响，然而，对设备具有烘托的作用，其的作用主要是画龙点睛，让其整体效果更加优良。具体表现如下：折弯半径、孔距等。钣金工艺当中，有一种加工材料是必不可少的，如，冷轧板，使用的普遍的加工工艺为弯折工艺加工，如果板材的厚度为一定状态，弯曲最小半径也为一定，所以说，材料不同，会导致其最小弯曲半径也会出现极大的差异性。另外，在对弯曲件开展折边过程中，一定的边距是需要进行预留的，对于弯曲件来讲，其直边高度不能过小，最小高度要求＞2t，见图3。
图3 弯曲件的直边高度最小值
在处理钣金零件细节特征过程中，需要注意下面内容：①、为了让零件的强度得到增强，需要将零件的折边进行增加，或者让折边的尺寸扩大；②、对原有设备整体零件要进行保留，不要让其出现打散现象；③、在激光下料或者是加工板材过程中，完成零件孔特征；④、在对零件进行焊接过程中，应该对焊接位置高度重视。
（二）优化钣金成型中矩形零件板材排料
对于企业而言，造型的美观对其的美誉度有着直接的关系。但是，不管是设备设计环节，还是制造过程当中，控制成本是重中之重。冷轧板是机械设备护罩加工的主要原材料，在使用原材料时，其的标准有着一定的要求。在设计环节当中，其设计基数如果能够充分的运用钣金原材料大小，这样可以让原材料的利用率实现最大化，对控制成本方面是最有利的。通常而言，设备类产品护罩，主要是矩形分块，所以，对矩形板材进行排料的过程中，应该实现合理优化，这样能够准确的指导设备的整体形态设计。在对钣金进行排料过程中，对于零件来讲，可以以形状特征来优化分组下料。这样可以对材料的利用率进行有效的控制，并且给设备造型设计提供一定的参考价值，让设备生产成本进一步的降低。也就是说，在设计条件允许的情况下，对排样方法以及倒推设计效果进行充分的运用，可以让设备生产成本得到有效的控制[4]。
结束语：
对于一个设备整体造型而言，其中包括的内容比较多，如工业设计造型方法，生产设备加工工艺等。在实际设计过程中，应该对分色、分缝等造型方法进行合理的利用，并且与钣金排料、弯折等因素进行有机结合，从而对设备从整体上进行设计及开发。另外，在进行机械设备的造型设计过程中，应该对产品用户的需求等因素进行综合考虑。在设备设计方法当中，钣金工艺设备造型研究是需要重视的一部分，更需要重视各个环节的协作，只有这样设计出来的设备才能与企业和市场需求相符合。
参考文献：
[1]王俊彪，盛威.基于实例的飞机钣金工艺设计[J].机械科学与技术，2017（11）:102-145.
[2]陈金花，王俊彪.基于XML的钣金工艺实例表达[J].制造技术与机床，2016（6）:4115-4237.
[3]代彩梅，关雨.浅谈钣金折弯结构工艺性设计[J].企业文化（下旬刊），2017（4）:1102-1471.
[4]董琪,周赞,张帆,等.工业设计视角下的工程机械外观造型设计[J] .工程机械, 2017, 43(01) 153－157．
论文作者:王怀民
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/12
标签：设备论文; 钣金论文; 护罩论文; 工艺论文; 特征论文; 过程中论文; 零件论文; 《基层建设》2018年第22期论文;