關于“EBC110”數控臥式鏜銑床加工中心外觀結構設計

宋 辰 高 坤

沈陽機床股份有限公司鈑焊分公司

關于“EBC110”數控臥式鏜銑床加工中心外觀結構設計

宋 辰 高 坤

沈陽機床股份有限公司鈑焊分公司

在設計“EBC110”機床外防護的造型過程時，針對我國機床外觀設計造型、個性化、人性化的現狀，并結合當前鈑金制造技術及加工能力，引入了工業設計學、人機工程學原理。依據臥式鏜銑床身及機械系統的關鍵輪廓進行了可行性分析，使機床外防護整體結構及造型達到良好的效果。

數控臥式鏜銑床加工中心；結構特征；人機工程學

1. EBC110機床主機部分結構分析

(1)刨臺式系列機床床身縱橫交叉T型分體布局；

(2)直線運動坐標的導軌采用貼塑滑動導軌與滾動導軌相結合的復合導軌，回轉運動坐標采用鑄鐵、貼塑導軌；

(3)主軸箱采用帶導向裝置的重錘平衡；

(4)工作臺采用雙蝸輪蝸桿消隙機構消除回轉間隙，提高工作臺回轉精度；

圖1.1 外形輪廓及主要尺寸

模塊化設計，產品細分為三大類：帶平旋盤型、無平旋盤型和帶滑枕型，無平旋盤又細分為高轉速型和高剛性型

(1)高轉速型：針對要求較高主軸轉速的模具加工行業等用戶

(2)高剛性型：針對要求較高主軸剛性的石油泵閥體加工行業等用戶

高轉速型：主軸軸承采用進口成組高轉速角接觸球軸承，并采用油氣潤滑，增加主軸轉速；主軸軸承套、主軸箱內齒輪及軸承采用油冷機冷卻，降低溫升，減少熱變形；主軸箱平衡采用單液壓油缸平衡，鋼絲繩連接，避免因平衡重錘晃動造成的異響，以及因此而產生的損失；

高剛性型：主軸軸承采用進口雙列圓柱滾子軸承與雙向角接觸推力球軸承的高剛性組合，并采用油氣潤滑，增加主軸轉速；尾筒內的軸承增加數量，提高鏜軸軸向剛性； 為了提高整機剛性，橫縱床身將采用一體連接床身，并且為保證地基在一個平面。工作臺滑座根據工作臺臺面大小細分規格，以避免工作臺因滑座太小，懸臂太大造成變形過大的現象發生；

2. 總體方案及外觀效果設計

在這一過程中，外觀設計人員通過對用戶公司的企業文化以及產品客戶的了解，為產品外形色彩風格定下了基調。之后再了解主機機床的類型，機床總體尺寸，占地面積，機床構成部分，用戶要求等因素。而結構設計人員需要具體了解該機床防護的具體功能要求，以及開門大小，排屑空間等一系列重要參數，為下一步具體的結構設計打下基礎。

“EBC110” 數控臥式鏜銑床加工中心的外觀選用了黑色和白色的主色調搭配紅色裝飾條元素，主要突出機床的層次感，帶給人美的視覺享受，同時應用人機工程學，通過合理的外形設計減輕機床操作者的工作強度。

3.主要結構設計的確定及功能原理

設計時要嚴格按照外形尺寸，以滿足用戶的要求。根據廠家提供的機床外觀效果圖、機床主機各部分的功能區域的劃分，初步確定了整體外防護的外觀

(1)立柱防護的設計。我主要考慮到以下幾點：1)防水性要好。機床工作時冷卻液四處飛濺，防護將大部分水擋在加工區，但仍有少量的冷卻液透過內防護，飛濺到后面。2)防護體具有可拆卸性。3)各個分件要拆分合理。4)保持與效果圖一致，美觀性要好。

(2) 工作臺防護設計。機床整體尺寸及機械結構的要求，我們定下了底盤的外形尺寸，為了方便安裝，將底盤分為兩部分：左底盤、右底盤。并根據其要求對底盤防水結構進行設計，所有對接焊縫均滿焊，受力部位加備板，用來加強防護的整體強度。在底盤與床身的把接面加加強筋，這樣既便于加工時切削液的流淌又保證在整體結構設計中起承重作用的底盤的穩固性。將兩個底盤先連接后，增加擋水彎板通過側面把接，保證零件加工時，由于防水主要在正面，所以這種側面把接結構就可以避免水通過兩個底盤連接縫隙處流出。

(3) 操作門結構設計。對于操作門的設計首先應該從人機學角度考慮，保證操作方便；其次在旋轉門旋轉的時候不能與操作門發生干涉，并在適當位置應留有安全門鎖的安裝位置，保證操作安全。操作門拉門下導軌通常采用外購直線導軌或自制導軌兩種，直線導軌具有很好的直線性，安裝方便，樣式美觀等特點，自制導軌則擁有成本低、耐用等優勢。在設計時應根據客戶要求和防護成本預算進行選擇。直線導軌一般配套相對應的滑動單元如：SBR滑塊系列或其他滑塊，而自制導軌通常配套的是內含滾動軸承的滑輪，這一點在設計時應根據具體情況進行分析和選擇。在設計活動拉門與下導軌的結構時，我考慮到降低加工制造成本，所以優先考慮使用自制導軌。

4.機床外防護結構設計流程

初步設計→設計初評審→設計改進→設計評審→設計改進→設計、工藝評審→設計改進→設計圖紙→圖紙評審→工藝評審→工藝文件→生產制造→生產指導→形成產品→現場裝配指導→商品

通過以上的設計評審流程使我不斷改進，使設計不斷貼近合理化;再經過工藝評審最終形成產品。在這個過程使我的產品更符合用戶的需要，也使我學習到很多知識，為日后的工作打下了良好的基礎。

結論

由于設計時充分考慮到人機工程學以下幾點：

(1)產品與操作者人體的尺寸、形狀及用力是否合適；

(2)產品是否方便使用，減少操作者的勞動強度；

(3)是否具備安全性，防止操作者誤操作時和錯用時發生意外傷害的危險；

(4)產品是否便于清洗、保養及修理。

[1]嚴揚編著.人機工程學設計應用.中國輕工業出版社.