毕业论文-数控机床外观造型设计中的审美分析-机械结构设计

兰 州 交 通 大 学 继 续 教 育 学 院 毕 业 设 计（论文） 专业（班级）： 2013 级机械工程及自动化 (专升本 ) 指 导 教 师： 祁生元 学 生 姓 名： 范雪飞 学 号： 130111013 设计题目： 数控机床外观造型设计中的审美分析 毕 业 设 计 成 绩 评 议 表 学 生 姓 名 范雪飞 班 级 2013 级机械工程及自动化（专升本） 指导教师姓 名 祁生元 职 称 高级工程师 审 阅 人 评 语 论文选题符合 要求 ，能够达到 学习 目标 ， 选题具有较大的实践指导意义 。 该生查阅文献资料能力强，写作过程中能综合运用 所学 系统知识 。 文章篇幅完全符合学院规定，内容完整，层次结构安排科学，主要观点突出，逻辑关系清楚，有一定的个人见解。文题完全相符，论点突出，论述紧扣主题。语言表达流畅，格式完全符合规范要求；参考了丰富的文献资料，其 实用 性较强。 毕业设计期间，范雪飞同学能及时和导师沟通，认真听取导师的意见和建议，对于论文的成文持有自己的观点，虽然辛苦，却一定受益匪浅。 同意范雪飞同学参加论文答辩。 审阅人： 祁生元 2015 年 6 月 30 日 答 辩 委 员 会 综 合 评 语 主席： 年 月 日 论文成绩 评语内容包括：（学术）思想、方案选择、设计（论文）达到的水平、设计（论证）有无错误等。 毕业设计（论文）任务书 班级： 2013 级机械工程及自动化（专升本） 学生姓名：范雪 飞 指导老师：祁生元 设计（论文）题目 数控机床外观造型设计中的审美分析 主要研究内容 机床中与操作者接触较多的部件是机床人机工程设计的重点。这类部件不仅要求造型美观、结构简单， 而且 要把握“以人为本”的设计原则，让操作人员使用方便、舒适，工作效率大大提高。 关 键 环 节 1、 2、 1、确定论文题目 3、 2、搜集、整理资料 4、 3、编写提纲 5、 4、撰写初稿 6、 5、改写初稿 7、 6、定稿 计划进度 1、 14 析查阅资料，作好准备； 2、 2015. 写论文； 3、 改、装订。 参 考 资 料 1 檀润华 北京：科学出版社， 2 孙建广，檀润华，魏文超 . 电气设计中的发明原理分类研究 C. 工程设计学报，2007 3 王磊 河北工业大学， 4 丁志浩 电动工具的系列化设计 京理工大学， 2004. 6 5 朱上上，罗仕鉴 装饰， 2007年 05期 6 韩玥 设计数控机床结构运动仿真系统的建模 1999(3) 7 肖世华 中国建筑工业出版社， 开 题 报 告 班级： 2013 级机械工程及自动化 （专升本）学生姓名：范雪飞 指导老师：祁生元 设计（论文）题目： 数控机床外观造型设计中的审美分析 一、文献综述 我国以前对美在机械造型中的作用重视不够，出口的机械产品不太重视把美学运用到造型中去，因此，产品虽然在性能、坚固等方面达到国际水平，但机械造型忽视和人体工程学的结合，因此，优良的机械 产品必须和美的创造结合，才能达到最大的效益。 二、选题的目的及意义 设计是一种艺术的造物活动，其本质是“按照美的规律为人造物”，这就决定了对设计的研究不能脱离审美的范畴。虽然“美”不是设计的惟一属性和最终目的，但就设计成果而言，美的因素却成为考虑其优劣程度的标准之一。 三、重点研究内容 机床中与操作者接触较多的部件是机床人机工程设计的重点。这类部件不仅要求造型美观、结构简单，而且要把握“以人为本”的设计原则，让操作人员使用方便、舒适，工作效率大大提高。 四、教师意见 选题符 合专业培养目标，能够达到综合训练目标， 本论文选题有很强的应用价值 ，专业性较强。但是书写难度较大，建议从工作实践出发，找准切入点，合理论述。另外，应运用所学知识，从实际出发具有针对性的把握好论点。若选此题，请一定把握重点，研究透彻、拓展论述、结题可行，即可。 指导教师：祁生元 2015 年 4 月 30 日 中 期 报 告 班级： 2013 级机械工程及自动化（专升本） 学生姓名：范雪飞 指导老师：祁生元 三、设计完成情况 初步定稿 四、教师意见 结构可行，请尽快将初稿发给我。 教师姓名： 祁生元 2015 年 5 月 15 日 设计（论文）题目 数控机床外观造型设计中的审美分析 一、总体设计： 自接受毕业设计任务安排以来，首先按照工可编制的有关要求，进行项目相关信息的收集，通过机床设计特点的分析，对机床外观的造型的设计 二、详细设计： 本研究报告分为三个部分 第一部分：概述，简述任务的依据和历史背景及研究工作的主要内容和结论 。 第二部分：数控机床外观造型要素分解。 第三部分：数控机床外观造型设计中的艺术美。 结 题 验 收 班级： 2013 级机械工程及自动化（专升本） 学生姓名：范雪飞 指导老师 ：祁生元 设计（论文题目） 数控机床外观造型设计中的审美分析 结题验收申请： 根据毕业设计任务书要求：毕业设计（论文）已全部完成，请老师审阅。 指导教师评语： 论文选题符合 要求 ，能够达到 学习 目标 ， 选题具有较大的实践指导意义 。 该生查阅文献资料能力强，写作过程中能综合运用 所学 系统知识 。 文章篇幅完全符合学院规定，内容完整，层次结构安排科学，主要观点突出，逻辑关系清楚，有一定的个人见解。文题完全相符，论点突出，论述紧扣主题。语言表达流畅，格式完全符合规范要求；参考了丰富的文献资料，其 实用 性 较强。 毕业设计期间，范雪飞同学能及时和导师沟通，认真听取导师的意见和建议，对于论文的成文持有自己的观点，虽然辛苦，却一定受益匪浅。同意范雪飞同学参加论文答辩。 指导教师评分（ 优、良、中、及格、不及格）： 评定： 教师姓名：祁生元 2015 年 6 月 30 日 目录 一、现在数控机床 的种类分类 . 1 . 1 . 1 . 1 二、数控机床产品外观进化路线 . 2 . 2 . 3 三、数控机床外观造型要素分解 . 3 四、机床设计中的美学技术应用分析 . 4 1 . 4 2. 技术美学与机床的外部 装饰设计 . 5 (1)机床的整体配色 . 5 (2)标志与装饰线 . 6 3. 心理感受对人机界面设计影响 . 6 4. 现代工业设计理念的引入与应用 . 7 （ 1）人性化的设计 . 7 （ 2）文化特色的设计 . 7 （ 3）品牌特性的设计 . 7 （ 4）环保化的设计 . 7 五、数控机床外观造型设计中的艺术美 . 8 1. 方直的形 态 . 9 2. 圆润的形态 . 9 3. 对比变化的形态 . 9 4. 简洁统一的形态 . 9 . 10 （ 1）机床门的人机工程设计 . 10 （ 2）观察窗的人机工程设计 . 10 （ 4）数控系统的人机工程设计 . 结 .考文献 .摘 要 设计是一种艺术的造物活动，其本质是“按照美的规律为人造物” 这就决定了对设计的研究不能脱离审美的范畴。虽然“美”不是设计的惟一属性和最终目的，但就设计成果而言，美的因素却成为考虑其优劣程度的标准之一。 我国以前对美在机械造型中的作用重视不够，机械产品不太重视把美学运用到造型中去，虽然产品在性能、坚固等方面达到国际水平，但仍不受欢迎而缺乏竞争能力。此外，机械造型忽视和人体工程学的结合，明显与外市场的需求不相适应，从而失去竞争能力。 通过分析数控机床外观造型设计 视觉传达 中艺术 与技术的关系，进一步阐述了解 其中一些要素可被使用者通过视觉、触觉等方式感知，如材料、色彩、形状等外观造型；另一些可通过使用者对产品的使用感知到，如产品的功能是否完备、结构设计是否合理、使用是否方便、舒适等功能、使用体验。从而 灵活掌握数控机床外观 造型的表现形式，能更形象、生动、快捷地传达机械产品信息的观点。 因此，机械产品的实用性、宜人性、外观性的要求提高，才能达到最大的效益。 关键词 ：机械；造型；审美 1 数控机床外观造型设计中的审美分析 我国以前对美在机械造型中的作用重视不够，机械产品不太重视把美学运用到造型中去，产品虽然在性能、坚固等方面达到国际水平，但仍不受欢迎而缺乏竞争能力。机床工业设计 ,是将机床的结构设计与外观设计结合起来 ,不仅确保产品的技术功能 ,而且赋予产品更多的艺术美感 工艺的采用相互依存 ,也受不同的艺术风格及人们审美爱好的直接影响 ,本文从这几方面分析了国内机床工业设计的现状 ,并以数控机床产品为研究 对象 ,总结了现代数控机床造型的基本特征 :数控机床造型的整体性越来越强、越来越符合宜人原则、越来越注重工艺美、越来越体现自己的独特特征。 一、现在 数控机床的种类分类 数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控镗铣床、数控电火花加工机床、数控线切割机床、数控齿轮加工机床、数控冲床、数控液压机等各种用途的数控机床。 开环控制数控机床：这类机床不带位置检测反馈装置，通常用步进电机作为执行机构。输入数据经过数控系统的运算，发出脉冲指令，使步进电机转过一个步距角，再通过机 械传动机构转换为工作台的直线移动，移动部件的移动速度和位移量由输入脉冲的频率和脉冲个数所决定。半闭环控制数控机床：在电机的端头或丝杠的端头安装检测元件（如感应同步器或光电编码器等），通过检测其转角来间接检测移动部件的位移，然后反馈到数控系统中。由于大部分机械传动环节未包括在系统闭环环路内，因此可获得较稳定的控制特性。其控制精度虽不如闭环控制数控机床，但调试比较方便，因而被广泛采用 类数控机床带有位置检测反馈装置，其位置检测反馈装置采用直线位移检测元件，直接安装在机床的移动部件上，将测量结 果直接反馈到数控装置中，通过反馈可消除从电动机到机床移动部件整个机械传动链中的传动误差，最终实现精确定位。 点位控制数控机床：数控系统只控制刀具从一点到另一点的准确位置，而不控制运动轨迹，各坐标轴之间的运动是不相关的，在移动过程中不对工件进行加工。这类数控机床主要有数控钻床、数控坐标镗床、数控冲床等。直线控制数控机床：数控系统除了控制点与点之间的准确位置外，还要保证两点间的移动轨迹为一直线，并且对移动速度也要进 2 行控制，也称点位直线控制。这类数控机床主要有比较简单的数控车床、数控铣床、数控磨床等。单纯用于直线控制的数控机床已不多见。轮廓控制数控机床：轮廓控制的特点是能够对两个或两个以上的运动坐标的位移和速度同时进行连续相关的控制，它不仅要控制机床移动部件的起点与终点坐标，而且要控制整个加工过程的每一点的速度、方向和位移量，也称为连续控制数控机床。这类数控机床主要有数控车床、数控铣床、数控线切割机床、加工中心等。 二、数控机床产品外观进化路线 机床外观的技术进化受文化因素和技术因素两方面的影响，基于文化因素的进化路线主要有：人机化、语义化、美学化、绿色化、同族化、单元化；基于技术因素的进化路 线主要有：小型化、曲面化、柔性化。在这九种进化路线的相互影响下，产品外观沿着三个方向发展：（ 1）外形体积越来越小；（ 2）外观的曲面化程度增加；（ 3）产品活动的自由度和维数增加。对于特定的机床产品而言，这九种进化路线可分为整体外观风格的技术进化及局部设计元素的技术进化两个方面来进行研究，该划分模式更具有针对性。其主要内容包括： 外观风格进化 造型结构进化 色彩、色调进化 宜人性进化 设计之初首先要确定产品整体的外观风格，这属于产品的设计定位过程，接下来进行产品的细节设计，包括产品的造 型结构、色彩色调、宜人性等，最后再对设计结果进行评价。一个完整的设计流程都需要经历设计定位、设计要素分析、设计评价这样几个阶段。本文针对外观风格、造型结构、色彩色调、宜人性这四个方面逐一进行分析研究，力求找出对 于数控机床外观设计具有实际意义的进化路线，并建立数控机床产品外观设计过程模型，从而为数控机床产品的外观设计提供依据。数控机床产品外观风格方面的两条进化路线：协调化、同族化。 产品外观要素有很多，若这些要素给人的视觉感受差别较大，即造成对比；若成像较接近，则对比刺激变小，秩序协调统 一，能够达到互相协调的状态。如颜色中的红与绿便 3 是一对强对比色，而这两种色彩之间的橙黄或蓝紫色便是其调和色。协调的搭配在视觉上可产生美感。在外观造型中，线的曲直、粗细变化及形态的大小变化都会影响整体的协调性。 协调化路线：不协调要素内部协调各要素之间相互协调完全协调 路线实例：数控机床产品的设计包括色彩、造型、材质等方面内容，在协调化路线的指导下，数控机床产品外观发展正趋向于各个要素内部及要素之间的相互调和。 同族化一般是指产品根据其生产和使用过程的技术要求，经过技术经济分析合理 地加以归纳和简化，提取产品的主要参数、性能指标和外观特征，并按照一定的规律进行分类，合理地安排产品的品种、规格以形成系列化。同族化设计思想源于产品族，产品族的基础模块是产品平台，同一产品族内的产品均通过在产品平台中添加各种不同的个性化模块，来满足不同客户个性化需求。在产品设计中，一些具有大量相同或相似特征产品都可以统称为产品族。产品族中的成员在变化，但是却共享着许多共性的特征，使得同一企业的产品具有共同的识别因素。 同族化路线：孤立设计模仿设计系列化设计 路线实例：同族化设计能够很好地宣传企业文化， 推广具有企业特色的产品。目前很多机床制造企业都很重视产品的同族化设计，如日本的马扎克、美国哈斯 公司制造的三款机床，可见其外观造型、颜色、操作面板、铭牌等都具有统一的风格特色，产品的企业形象识别性很强。 三、数控机床外观造型要素分解 数控机床的整体造型是由外观件组成，数控机床外观件的造型体现了机床的整体造型风格。以数控机床的造型对人视觉印象造成主要影响为依据，可将数控机床外观件分为外罩、门、观察窗、把手、数控系统、排屑装置、水箱、油箱、电控柜等外观部件。每个外观部件作为数控机床整体造型的特 征要素，其对整体造型的影响是各不相同的。外观件的设计对数控机床整体外观质量以及机床使用的操作性有着重要的影响，因此外观件造型设计是数控机床造型设计的重点。 外罩：机床的外罩造型是影响整体造型风格的最重要因素。外罩是数控机床主体上最主要的部件，其造型的视觉冲击力和表现力直接影响人们对机床的第一印象乃至最终评判。现有机床的外罩造型从其正立面上大体可以概括为曲面造型、直面造型和斜面造型。这三种 4 特征的外罩造型给人的感觉各不相同。以曲面、曲线为基调的外罩造型给人圆润、流畅、活泼、亲切的感觉。以直面、直线为主的造型风格 给人规整、均衡、庄重的感觉。正立面以斜面为主的造型，其面与面之间的转折变化较为丰富，给人以有生气、活力、轻巧的感觉。 门：机床门位于机床主体部分的正面中央，是机床造型设计的重点之一。机床门的造型要受到机床外罩正立面造型的约束，其外轮廓线要与机床外罩正立面的轮廓线相匹配。现有的造型大致可以按造型感觉分为曲门、直门和折门三种，其造型的变化要随外罩造型的变化而变化。 观察窗：观察窗作为数控机床正立面的视觉中心，其造型对整体造型风格的表现起着画龙点睛的作用。现有的数控机床的观察窗造型变化较多，但均要求与整体造型风格 相协调。方形观察窗带有小圆角，常与以直线、平面为主，边角较硬直的外罩造型相匹配，给人以规整、精确的感觉。而带有大圆角的观察窗造型常与以曲面感觉为主的或面与面之间过渡较为圆滑的外罩造型相匹配。 把手：把手虽然在数控机床外观部件中体积较小，但其造型的视觉冲击力却不小。把手的造型和安装的位置都要考虑人机工程学方面的因素，以方便操作者使用。把手的造型主要由其截面形状和外形轮廓线决定。现有机床的把手截面多以圆形为主，但方形截面把手也有少量的应用。现有的把手外形轮廓线可归纳为直、曲、折三种，每种造型可分别与不同造型风格 的机床造型搭配，但要考虑风格协调问题。直把手多用于方正的机床造型；曲把手多用于曲面的造型，以体现整体形态的张力；而折把手多应用于面与面之间转折变化丰富的机床造型，形成整体风格的统一。 四、 机床设计中的美学技术应用分析 1 机床技术美学设计的造型 ,除满足功能、结构的要求外 ,还必须考虑到符合正常人体各部分尺寸、关节运动所能达到的空间范围、肌力大小以及人体在不同姿势下的反应速度和操作所需的空间等。否则 ,可能造成操作者使用不方便、 工作 效率低下或影响操作者的身心健康。所以机床造型设计中 ,应充分考虑到机床调整的高低 ,工人更换零部件的位置及姿势 ,操作系统的分布与位置 ,需要维护保养的地方是否便于操作者接近等。这一系列的结构尺度问题 ,都与使用者的人体结构尺寸有密切的关系。设计者必须兼顾各方面的因素 ,才能合理地确定机床各部分的尺寸。 5 2. 技术美学与机床的外部装饰设计 机床的外部装饰设计与机床的结构造型设计一样是机床技术美学设计中的重要部分。例如操纵器的排列如何适应人 的视觉特性和习惯 ,才能使操作者的反应快速而准确；多个仪表的知识信息如何使人最方便获得信息 ,最快、最准确地予以调节控制；操纵方向应与控制的信息指示灯相配合等有关问题。这样 ,才能使控制器的造型设计达到感知特性好、准确、方便可靠、高效。具体体现在：仪表的配置应当符合操作活动的逻辑；不同形式的操纵按钮、开关等的运动方向与指示灯运动方向应一致：指示灯的设计能很有效地提高机床的认知与审美功能 ,因此在某种程度上机床的外部装饰设计直接影响机床的形象和生命力。 (1)机床的整体配色 机床的色彩设计在一定程度上受功能、材质、 加工方法和工艺条件的制约 ,因此在设计时要考虑多方面的因素。作为机械设备的机床其色彩特点一般是：单纯、简洁、明快并富于装饰性。从技术美学角度考虑 ,机床是固定安置 ,工作气氛平静 ,因此色彩不宜过于刺激与兴奋 ,但又不宜过于沉闷 ,应当使操作者在工作期间心情愉快 ,所以颜色以纯度低而明度高 ,较为鲜艳的冷或暖色为宜 ,不宜大面积采用刺激和兴奋作用强的热色调色彩 ,以免使操作者心神不安。 多元性配色风格 多元性是指数控机床色彩设计在配置方式上的多样化。目前在发达国家机床市场上 ,同一类型的产品 ,尽管机械结构大同小异 ,但色彩却多姿多 彩 ,能在较宽范围内满足人的审美需求 ,符合社会色彩多种组合的流行倾向。 双色制风格 由于市场竞争的需要 ,许多企业对机床采用展览色和工作色的双色制。因为以冷调为主的常用色缺乏诱目、快速识别等特性 ,不利于在市场或交易会上陈列、展出 ,故选用诱目性强的中性色或暖色为展览色。使用暖色 (红色、橙色等 )可在产品销售中占一定的色视野竞争优势。在未来数控机床色彩设计中双色制风格可能更趋于成熟、规范化。 配色极具企业特色风格 风格是产品所表现出来的艺术特色和创造个性 ,代表着一种企业文化。例如哈斯 (司的系列产品在色彩风 格和装饰上都极具企业特色 ,使用白、灰配色 ,辅以红色标志做为装饰。企业产品的色彩风格是构成企业形象的主体内容之一 ,应将其规范化 ,以保证形象风 6 格的统一性、连续性及创新性。 产品色彩不宜过分单调 ,也不宜过分艳丽与零乱 ,一般采用大面积低纯度的色彩统一全局 ,再选用小面积的高纯度色彩使之活跃变化 ,采用中性色来联系过渡 ,从而达到调和统一的目的。数控机床加工中心是精密设备 ,色彩力求单纯 ,一般 2 3 色为宜 ,色彩越简洁醒目 ,整体感越强。例如 ,以沉着、朴素、纯度不高的色彩为主 ,点缀以亮丽的色彩 ,使色彩单纯而不单调 ,沉静而不沉闷 ,这样的用色温馨、含蓄、耐看 ,既反映加工中心精密的功能特征 ,又可使工人在使用中感觉环境舒适 ,机器亲切 ,从而精神愉快、稳定而集中。温馨美丽的色彩能够体现产品对人的体贴与尊重。 具有鲜明的工艺美和适度组合的材质美新特工艺的出现为机床产品的美化提供了有效手段 ,使机床的外观肌理、色彩更为丰富。 (2)标志与装饰线 对于任何产品的设计 ,标志与装饰线是不可或缺的要素 ,线型装饰可以加强总体造型的统一、协调、分割、 联系 、平衡等造型的 艺术 效果。而且对于机床 ,一般不采用不同材质的装饰镀条 ,当必须采用线型装饰时 ,多利用自身的凸线或凹线来进行线型装饰。标志不仅是产品质量、 信誉 的标记 ,同时对产品的外观美化也起到 十分重要的装饰作用。标志的位置一般放在视觉中心点处 ,而且也要同时考虑与机床的整个面及装饰线的总体布局相互搭配。技术美学已经成为较成熟的一门学科 ,但作为一种涉及 实践 的理论 总结 ,一定要 应用于实践 ,让设计实践与技术美学相互补充 ,才能使设计生产更快的 发展 。 3. 心理感受对人机界面设计影响 人们最常用的表达信息的方法有两种：即文字和画面。从认知特性看，文字是线形结构的。人们一般按照文字的顺序逐字逐句地读。图片是同时呈现平面或三维的结构。从人认知动机角度 ，可以把信息分为两类：主题信息和情景信息。主题信息表达核心目的信息，它是动机关注的重点。情景信息描述环境状态和条件，有助于理解事件发生的时间、空间和顺序。一般用文字比较容易表达抽象的主题信息，如法律条文、思想、观点等。用图形比较容易直观地同时表达事物的主题信息和整个与主题相关的场景。 从人认知的效果上看，人脑往往只记忆自己对一段文字或一幅图形理解的含义，并不记忆文章和画面的细节。这就意味着在设计人机界面时要考虑：在什么情况下用文字，在什么情况下用图形。一般情况，在表示实物时用图形，可以减少用户记忆的负荷，这 就是图形用户界面和图标产生的深层原因之一。而在表示逻辑推理时，用文字表达的信息更准确，比图形更符合人的认知特性。 而 操纵器、指示器的造型设计部件与人体尺度操作空间有关 ,还与人的直觉（视 7 觉、触觉）、生理和心理特点有关。其造型、布置和方位应与人在操作和观察操纵器中的感知特性相适应 ,要形状新颖、美观大方 ,而且其颜色的选择要符合人的视觉生理特征 ,易于辨认。 4. 现代工业设计理念的引入与应用 现代工业设计理念在机床产品设计中的运用主要有以下几个方面。 （ 1） 人性化的设计 人性化设计 ,就是要求设计以人为本。这是针对功能 主义设计思想的缺陷 ,提出设计不应该以机器的功能为出发点 ,而应该把人作为设计的出发点。以人对产品的使用为基础 ,使机器能够很好的为人服务。随着技术的发展 ,社会 的进步 ,人们对产品的人性化要求也越来越高 ,尤其是一些关乎人们使用安全的设计 ,因此机床产品的设计在这个方面的要求更高。对于特定的机床产品而言 ,人性化设计不单单指要改善人 机 环境系统的协调、统一关系方面 ,而且还包括满足用户审美的心理上 的精神需求。设计师必须把“为人而设计”的观念贯穿于产品设计的全过程 ,也就是以人为中心展开设计 ,着重研究“物”与“人”之间的关系。 （ 2） 文化特色的设计 机床造型风格的形成受两方面因素的影响：一是当时的科技水平 ,二是当时的时尚风格。要想实现其科学价值与艺术文化价值的融合 ,恰当地应用文化元素显得尤为重要。 （ 3） 品牌特性的设计 产品系统设计理论告诉我们 ,设计不再是一个单纯的造型活动 ,而应该把其纳入生产制造、宣传和使用到最后产品废弃回收这一大的循环过程当中 ,是品牌经营的一个手段。很多企业忽视了这一点。比如 ,很多市 场上的机床产品 ,如果除去上面的铭牌 ,你无法确定它是哪个厂商生产的 ,造型上缺少品牌的独特性。因此 ,在产品造型设计时要注意的问题是：产品的造型能否体现品牌的特性。要体现品牌的特性需注意两点：一是要注重产品整体要素的统一。即是要求机床产品在形态、色彩、材料、细节方面的选择有利于企业形象的识别；二是系列产品品牌形象要保持统一。这是项长期的系统工程 ,需要生产企业不仅要有长远的战略目标 ,更要有持之以恒的努力。 （ 4） 环保化的设计 绿色设计要求考虑产品在生命周期内的每一个环节：从产品的创意构思到制造、运输 , 8 从产品被消费者 使用到最后产品的回收，确保每一个环节对环境的影响最小。对于机床产品来说 ,绿色设计最主要最常见的体现在以下两个方面：第一 ,可拆卸性设计。可拆卸性设计是一种使产品容易拆卸并能从材料回收和零件重新使用中获得最高利润的设计方法 ,是绿色产品设计的主要内容之一。例如 ,在机床设计中可以用螺纹连接来代替焊接和铆接等。螺纹连接不仅易于拆装而且联结可靠 ,即具有重复使用的特点。为了减少零件数量 ,还可使用螺钉集成结构来代替普通螺钉和垫片、防松垫圈等。可拆卸性设计原则：一是减少拆卸的 工作 量；二是易于拆卸、分离；三是多用标准件。第二 ,可回收性设计。可回收性设计也是绿色设计的主要内容之一 ,就是在产品设计初期时考虑其零件回收及再利用的可能性 , 随着日趋严格的环境与资源约束 ,在其他新产品中可以利用使用过的或废弃产品中的零部件及材料。 近年来不用或少用冷却液、实现干切削、半干 切削节能环保的机床不断出现，绿色制造的大趋势将使各种节能环保机床加速发展。 机床的绿色设计与绿色制造是机床加工的必然趋势，它对企业摆脱高 消耗、高污染的发展模式，注重环境成本，合理利用资源、能源，进行清洁化生产，减轻环境污染，走可持续发展的道路，起到了积极的推动作用。从其内涵来看，绿色制造在制造领域强调在产品的整个生命周期每个阶段，全面考虑资源因素和环境因素。在环境保护领域，绿色制造强调生产过程，制造过程的绿色性，这意味着它不仅要求对环境的负影响最小，而且要达到保护环境的目的。就推进数控机床装备工业走绿色制造发展模式还必须要做到以下几点： 积极推进绿色设计和绿色制造与绿色回收。大力实施节能减排数控设备绿色技术改造。推广再生资源循环绿色 利用技术。积极制定和完善绿色技术标准体系、政策和规范，作为建设资源节约型、 环境友好型社会的重要措施，科学规划、合理布局、规范建设、有效管理，促进经济社会全面、和谐、可持续发展。 绿色设计、绿色制造、绿色回收给工业设计生产回收带来了挑战，也带来了机会，一场绿色革命已经来到。在现代数控机床设计生产过程中溶入绿色思想理念是现代工业发展的必然。按照绿色设计 绿色制造 绿色回收的绿色循环型发展模式，必将提高企业的核心竞争力。为人类社会的可持续发展发挥关键性的作用。 五、数控机床外观造型设计中的艺术美 数控机床是 多种技术的综合体，因而在设计过程中，仅仅局限于使其安全、快捷以及 9 功能性的提高已经无法满足人们的需求。设计师还应注重机床的外观质量，比如形态、色彩、质感和装饰等综合整体给予人们的审美形象。要塑造美的形式很大程度上受到相对独立的审美法则的制约，机床造型设计同样也需要一些审美法则来加以指导，在数控机床造型设计中贯彻。例如：对立与统一、比例与尺度等造型设计法则，有利于处理好机床局部部件造型与整体造型之间的关系，以获得风格统一、比例协调的机床造型。 宇宙间万物的形态无论有多复杂，都可以归纳为点、线、面、体四个基本要素 。不同造型要素的组合，在造型意义上可以产生不同的性格，既能产生和谐，又能产生动态的紧张。数控机床外观艺术形式大体可分以下几种： 1. 方直的形态 这类机床的形态多为直线加以小圆角过渡，整体造型较为方正。直线给人以精致、严肃、统一有序并理性的感觉，符合加工中心高精度、高速度、高效率的特点。这类机床造型的外罩、门多为方正的直线造型，可有倾斜变化。观察窗多为直线形带小圆角。把手多为直线造型，竖直或横向位于观察窗旁。 2. 圆润的形态 这类机床多以曲面造型为主，面与面之间采用 大圆角平滑连接，给人的整体印象是造型圆润、统一、线条温婉流畅。这类造型的外罩、门多为大弧度的曲面，曲面与直面间运用大倒角圆滑过渡，观察窗可采用方形带较大的圆角，也可运用曲线型等作些变化。把手为了配合门的曲面，多设计曲把手，但较短小的把手也可以是直线型，竖直或横向安放于观察窗旁。 3. 对比变化的形态 这类机床给人的视觉冲击力较大，由此带来了很强的视觉效果。机床的造型常常是由曲面和直面组合在一起，使得不同部位形成形体的对比，并且面与面之间有较多的起伏变化，给人感觉造型层次丰富。这类机床门的轮廓常与外罩的正面轮 廓不一致，而且观察窗的造型则有较多的变化，使得整体造型细部较多，耐人寻味。 4. 简洁统一的形态 这类机床外观简洁，采用大块的直面或曲面造型，面与面之间少有起伏变化，外罩可适当做些斜角或圆角的造型，以打破造型过于简洁而造成的沉闷感。这类机床门和观察窗的造型与整体设计相协调，门、窗和把手的造型可增加一些细部结构，使得机床外观不 10 会过于简单。 设计 机器 时，要把人和机器作为一个整体来考虑，合理地或最优地分配人和机器的功能，保证系统在环境变动下达到要求的目标。有些人机系统能用定量的系 统分析和系统综合的方法进行设计。 （ 1）机床门的人机工程设计 机床门是机床整体造型的重要部件，而且与机床操作人员接触较多，其尺寸与结构是否合理对机床操作的易用性有着重要的影响。机床门的设计除了要求其造型与机床外罩相配合，还需要考虑门的宽度。门的宽度不但会对机床整体外观造成较大影响，而且还会关系到机床的使用性能。因此，在门的造型设计中宽度是一个不可忽视的要素。 机床门的宽度主要受到工作台尺寸的限制，为了方便操作人员装卡零件的需要，门的宽度尺寸在一般情况下要求略大于工作台的宽度，即把工作台完全敞开。由于不同型号 机床的工作台尺寸差别较大，因此门的造型也需要作较大的变化，以满足操作人员的工作要求。对于工作台较小的机床一般采用单开门的结构，而对于工作台较宽的机床则多选用双开门。因为要把工作台完全敞开，如果采用单门结构，机床门的体积过大，推拉操作较吃力，不便于使用，所以在大型的加工中心等机床中双开门的结构较为常见。 门的轮廓与外罩正面轮廓不一致的现象，这种机床门的安装与外罩不在同一面上，外罩有一部分凹陷，使门能够正常推拉。现有的造型大致可按造型感觉分为曲门、直门和折门三种，其造型的变化要随外罩造型的变化而变化。 （ 2）观 察窗的人机工程设计 观察窗的作用主要是操作者可通过它对加工工件