摘要：数控机床是一个国家制造业的基础，国家的现代化制造水平和技术水平很大程度是依赖于现代化的数控机床技术。经过多年的研究和发展，我国的数控机床在性能、质量、可靠性上提升很快，自主研发的高端机床和功能部件越来越多。数控机床是多种技术的综合体，在满足功能的前提下研究机床造型设计，赋予机床“从内到外的”高品质，不断提高其外观质量和宜人性，增强产品的附加值与整体造型效果，满足市场竞争的需要，已经成为机床制造业刻不容缓的问题。本文主要针对数控机床外防护结构设计进行简要分析。
关键词：数控机床；外防护；结构设计
1数控机床外防护结构设计标准的制定
1.1从美学角度制定数控机床外防护结构设计的标准
数控机床防护罩根据机床的类型、加工性质、加工产品的不同可分为很多种。每种类型防护罩设计的侧重点都是不同的。但在设计理念上他们都遵循共同的原则—安全原则：人的安全，以人为本，确保操作安全。机床防护必须安全可靠。内防护要保证机床内部不能进水，机床运行起来顺畅没有异响，机床运行过程中有可能撞车，内防护必须留有足够的空间。机床在运行时主轴转速通常达到几千转每分钟，十分危险，外防护罩就是把人和机床隔离开的安全装置，因此设计的前提是考虑人的安全，防止机床在运行的时候人进入高危险区，其次防止工件、刀具、铁屑等伤人，避免人跟带电导体接触。因此外防护罩设计必须保证相应的强度、刚度、稳定性、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性，必须考虑失误操作、意外事件、突发事件等特殊情况。
1.2从人机工程学角度提高机床外防护结构设计的人性化
在计算机高速发展的今天，越来越多的设计可以通过计算机来实现。计算机技术、仿真技术和信息技术为机床产品设计提供强大的保证，使新产品的开发设计和制造向数字化、集成化发展。二维的设计模式向三维转变，使产品设计实现模型化，通过三维设计可以使设计评估测试分析以及装配分析非常直观展现出来，提高了企业的研发速度、减少失误、降低成本，提高企业的竞争力。
1.3符合流行趋势，提高外观的创新性标准
对国内外的数控机床机型及产品外观信息进行及时的掌握，在造型上打破传统思维，提高造型的整体感觉，呈现稳固坚实新颖的视觉效果。注意外观的每个细节的设计，使整体造型显示柔和、高档的艺术效果。符合国家上机床造型的流行趋势，加以创新，无论在整体造型，还是色彩运用上都要注意提高产品的视觉效果。
2数控机床外防护结构设计要结合制造工艺
2.1机床外防护结构设计首先要考虑功能性
数控机床外防护结构设计是机床整体设计的组成部分，是实现数控机床安全、高效、环保、防水、防屑等功能性需求必不可少的设计环节。任何一个产品的设计首先要满足功能的需要，其次是合理、美观、经济等，最终达到和谐统一的设计风格。因此，外防护结构设计要充分理解主机的设计思想、设计意图、设计功能，使防护设计能更好的服务于主机设计。
外防护结构设计时还要充分考虑局部与整体、局部与局部、局部与主机构件间相互配合关系，合理确定防护构件的装配基准和装配顺序，保证装配过程的流畅、准确、快捷，为装配现场营造一个和谐、稳定的装配环境。
2.2机床外防护结构设计要满足制造工艺
工艺是实现产品设计、产出合格产品的基本手段。相同构件采用不同的加工方法可产生不同的加工质量，不同的加工质量则影响着产品的性能、精度和产品特征的美。机床外防护结构设计不但要考虑构件制造的定型、定位以及构件间快速装配的问题，而且还要考虑构件设计的工艺性和可加工性问题，它是成功实现产品设计产出合格产品的关键所在。
结构工艺性是机床防护结构设计最基本的准则之一，要根据结构的具体要求准确分析构件设计的工艺性问题，对进一步降低成本、提高生产效率、提高生产加工过程中的可操作性、提高焊接质量是至关重要的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次，构件设计的可加工性问题不仅影响设计方案时所选择的材料、加工方法、制造成本等，甚至影响到产品设计的实施。因此在产品设计时，要根据本部门现有设备的加工能力，综合考虑构件设计的可加工性，包括后序的表面处理和运输等。
2.3结合实例分析结构设计的工艺性对产品质量的影响
结构设计的工艺性是评价构件设计优劣的技术经济指标之一。为同种构件某操作箱面板的剖视图，外形尺寸完全相同其结构设计的形式不同，从而加工方法、加工难易程度、加工时间、加工质量也截然不同。下面就此问题具体分析如下:该结构正面135°角处是拼焊成形，这种结构不但刚性不好、角度不准确，而且对接面在拐点处且缝隙较大，焊接时不易操作、焊缝成形质量不好、易变形、表面不美观。
该结构正面135°角处是折弯成形，这种结构角度成形自然、准确、刚性好，对接面为平面、无缝隙，焊接时易操作、焊缝成形好、质量有保障、表面平整美观。因此，在结构设计时要仔细揣摩、细化其结构设计形式并不断的加以改进和完善。
2.4外防护结构设计制造工艺的要求
外防护结构的设计，其制造工艺是产品具体制造过程中重要的部分。好的产品离不开好的制造工艺。工艺的好坏，直接影响产品的质量。不同的加工工艺能够使同样的构件产生不同的质量和效果，无论从产品的性能和准确度，包括外观造型的美感方面，都会有所差异。
对于数控机床的外防护设计除了对部件的定型定位加以考虑，对部件之间的装配方面也有所要求。在部件的制造工艺性方面工作的质量直接影响产品的合格率。在数控机床的外防护结构设计方面要以结构设计的要求为基础，对部件的制造工艺进行准确具体的分析，不仅有利于成本的控制，对生产加工的具体实施的工作都起着非常重要的作用。因此，在进行外防护结构的设计时，要对自身的现有的加工设备，加工能力有所了解，对部件的可加工性进行全面综合的分析，使产品结构的设计能够满足所具有制造工艺。
3数控机床外防护结构设计要简洁、合理、绿色设计
数控机床外防护结构设计在满足功能需要和刚性、强度要求的前提下，要尽量简化结构设计、方便加工、方便装配。同时，还要考虑结构设计的轻化，节约能源、降低制造成本。
3.1简洁
机床外防护通常都是由2mm薄钢板经过拆分→激光切割→折弯→焊接成型，越是复杂的构件其拆分子件的数量越多，焊接密集度越大，越容易产生焊接变形。
3.2合理
机床外防护结构设计时还要考虑其结构设计的合理性，结构设计的合理与否直接影响到产品的加工质量、加工时间、材料利用、强度和刚性以及后序的装配精度和装配速度等。
3.3绿色设计
绿色产品设计包括:绿色材料选择设计;绿色制造过程设计;产品可回收性设计;产品的可拆卸性设计;绿色回收再利用设计等等。
4结束语
国际市场对国内机床附件产品，特别是机床防护的要求也会逐步发展变化，对中国产品的质量、包装、供货期限都会有更高的要求，甚至逐步延伸到生产过程和产品的研发，将产品与环境保护、能源资源、人文环境结合起来。而巨大的市场和中心地位引力，将进一步吸引机床附件跨国公司制造中心向中国转移。这就给数控机床外防护提供了更加广阔的发展前景。
参考文献
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[4]数控机床的现状及发展趋势[J].赵晓丽,陈丙伟.河北农机.2017(12)
论文作者:张辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/26
标签：结构设计论文; 防护论文; 数控机床论文; 机床论文; 构件论文; 产品论文; 加工论文; 《基层建设》2018年第34期论文;