研究智能車床防護結構設計要點

王雪

摘 要： 智能車床是一款具有經濟性、環保性、高效性，能夠滿足未來社會發展需求的全新的數控車床產品。隨著時代的進步，結合當代新技術、新材料、新工藝的防護，結合人們發展了的新的審美意識的防護，運用產品造型的形式美、色彩美、材質美的防護，運用人機工程學的基本法則、理論的防護，結合現在設計觀念與技巧等多種高技術的外觀防護成為機床不可缺少的一部分。

關鍵詞： 外防護;結構設計

1.外形尺寸

在確定外形尺寸之前要對主機的數據詳細了解，計劃占地面積、主軸與刀架最大回轉直徑、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劃要求做出長寬高方案，與加工回轉直徑、行程、排屑空間核實，空間不夠及時與相關設計員溝通。不能隨意增加外形尺寸和占地面積。案例：3650智能車床防護外形及占地面積要求。

2.行程

行程包含外防護行程與內防護行程。Z軸行程決定外防護最右端尺寸，X軸行程決定外防護的高度。不同型號的機床加工不同長短的零件，對門的行程以及位置都有要求，應核反復核對行程位置，避免二次更改。案例：3650智能車床加工拉零件最大長度為500mm，拉門最大行程應大于500mm，為方便上下零件拉門最大行程應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。開窗口應結合眼高，肩寬，臂長等人體特征，運用人機工程學原理，方便操作使用。主軸中心距地面應在1018～1370mm區間，方便操作人員拆卸零件，過高加床前面應該增加腳踏。機床觀察窗主要有前窗、側窗和后窗，無論觀察窗安裝到何側，主要是滿足對工件加工和機床運轉的觀察，有時也會因為對透光的需要進行觀察窗設計。操作者在機床工作過程中對工件的加工和機床的運轉情況的觀察是十分頻繁的，觀察窗設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工程學設計（包括造型和色彩對操作者心理的影響），對提高人機對話和操作者工作效率的提高具有重要的作用。窗口應開在人眼觀察范圍內，避免彎腰與翹腳。案例：3650智能車床人機工程示意圖。

拉門把手是操作人員操作機床最常接觸的部件，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。把手的設計要考慮的因素較多，關鍵把握下面三方面：

（1） 把手直徑，以人體尺寸中“手長”作為設計依據，其直徑與長度要與人手的尺寸相適應，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。把手形態設計，圓形為最佳，方形其次，使用方形應注意棱角處圓弧過度，造型要與機床造型風格協調統一。

（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，人站姿操作時應有舒適的操作狀態，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常活動范圍，陰影區表示最有利的活動范圍[1]。50%的男士手肘高度約為1024mm，此區域為把手最佳安裝高度。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域內，且安放位置美觀即可。短把手則要盡量安裝在最佳控制區內，使手與小臂盡量保持處于一條直線上的自然狀態。

4. 走線

一臺機床有很多電氣元件，都要用電、用氣，管線從電箱出來達到元器件的過程，就是防護設計員需要深思熟慮的地方。電線從加工區穿過，要做到防水，防霧，防滲，開孔要盡量統一，使用統一尺寸的扣式塞頭。跟防護有關的基本用電原件包括：操作箱、報警燈、照明燈、氣缸、限位開關、安全門開關、潤滑泵、氣動件等。

5.水泵壓力

隨著智能機床的發展，對水泵的壓力要求也逐漸提高，普通防護只適用2Pa以下。30米揚程就可以形成水霧，壓力大于0.3Pa時，防水迷宮寬度應大于40mm，層數2層以上。壓力大于2Pa時普通刮屑條的密封程度已經達不到設計要求。所以防護設計之前要確認水泵的壓力。

結論

防護設計方法因人而異，思路各有不同，本段指出防護設計中要點，與順序無關。也可作為防護方案之前的信息收集。

參考文獻

[1]高敏.機電產品藝術造型基礎[M]，成都：四川科學技術出版社，1984.