关于“EBC110”数控卧式镗铣床加工中心外观结构设计

宋 辰 高 坤

沈阳机床股份有限公司钣焊分公司

关于“EBC110”数控卧式镗铣床加工中心外观结构设计

宋 辰 高 坤

沈阳机床股份有限公司钣焊分公司

在设计“EBC110”机床外防护的造型过程时，针对我国机床外观设计造型、个性化、人性化的现状，并结合当前钣金制造技术及加工能力，引入了工业设计学、人机工程学原理。依据卧式镗铣床身及机械系统的关键轮廓进行了可行性分析，使机床外防护整体结构及造型达到良好的效果。

数控卧式镗铣床加工中心；结构特征；人机工程学

1. EBC110机床主机部分结构分析

(1)刨台式系列机床床身纵横交叉T型分体布局；

(2)直线运动坐标的导轨采用贴塑滑动导轨与滚动导轨相结合的复合导轨，回转运动坐标采用铸铁、贴塑导轨；

(3)主轴箱采用带导向装置的重锤平衡；

(4)工作台采用双蜗轮蜗杆消隙机构消除回转间隙，提高工作台回转精度；

图1.1 外形轮廓及主要尺寸

模块化设计，产品细分为三大类：带平旋盘型、无平旋盘型和带滑枕型，无平旋盘又细分为高转速型和高刚性型

(1)高转速型：针对要求较高主轴转速的模具加工行业等用户

(2)高刚性型：针对要求较高主轴刚性的石油泵阀体加工行业等用户

高转速型：主轴轴承采用进口成组高转速角接触球轴承，并采用油气润滑，增加主轴转速；主轴轴承套、主轴箱内齿轮及轴承采用油冷机冷却，降低温升，减少热变形；主轴箱平衡采用单液压油缸平衡，钢丝绳连接，避免因平衡重锤晃动造成的异响，以及因此而产生的损失；

高刚性型：主轴轴承采用进口双列圆柱滚子轴承与双向角接触推力球轴承的高刚性组合，并采用油气润滑，增加主轴转速；尾筒内的轴承增加数量，提高镗轴轴向刚性； 为了提高整机刚性，横纵床身将采用一体连接床身，并且为保证地基在一个平面。工作台滑座根据工作台台面大小细分规格，以避免工作台因滑座太小，悬臂太大造成变形过大的现象发生；

2. 总体方案及外观效果设计

在这一过程中，外观设计人员通过对用户公司的企业文化以及产品客户的了解，为产品外形色彩风格定下了基调。之后再了解主机机床的类型，机床总体尺寸，占地面积，机床构成部分，用户要求等因素。而结构设计人员需要具体了解该机床防护的具体功能要求，以及开门大小，排屑空间等一系列重要参数，为下一步具体的结构设计打下基础。

“EBC110” 数控卧式镗铣床加工中心的外观选用了黑色和白色的主色调搭配红色装饰条元素，主要突出机床的层次感，带给人美的视觉享受，同时应用人机工程学，通过合理的外形设计减轻机床操作者的工作强度。

3.主要结构设计的确定及功能原理

设计时要严格按照外形尺寸，以满足用户的要求。根据厂家提供的机床外观效果图、机床主机各部分的功能区域的划分，初步确定了整体外防护的外观

(1)立柱防护的设计。我主要考虑到以下几点：1)防水性要好。机床工作时冷却液四处飞溅，防护将大部分水挡在加工区，但仍有少量的冷却液透过内防护，飞溅到后面。2)防护体具有可拆卸性。3)各个分件要拆分合理。4)保持与效果图一致，美观性要好。

(2) 工作台防护设计。机床整体尺寸及机械结构的要求，我们定下了底盘的外形尺寸，为了方便安装，将底盘分为两部分：左底盘、右底盘。并根据其要求对底盘防水结构进行设计，所有对接焊缝均满焊，受力部位加备板，用来加强防护的整体强度。在底盘与床身的把接面加加强筋，这样既便于加工时切削液的流淌又保证在整体结构设计中起承重作用的底盘的稳固性。将两个底盘先连接后，增加挡水弯板通过侧面把接，保证零件加工时，由于防水主要在正面，所以这种侧面把接结构就可以避免水通过两个底盘连接缝隙处流出。

(3) 操作门结构设计。对于操作门的设计首先应该从人机学角度考虑，保证操作方便；其次在旋转门旋转的时候不能与操作门发生干涉，并在适当位置应留有安全门锁的安装位置，保证操作安全。操作门拉门下导轨通常采用外购直线导轨或自制导轨两种，直线导轨具有很好的直线性，安装方便，样式美观等特点，自制导轨则拥有成本低、耐用等优势。在设计时应根据客户要求和防护成本预算进行选择。直线导轨一般配套相对应的滑动单元如：SBR滑块系列或其他滑块，而自制导轨通常配套的是内含滚动轴承的滑轮，这一点在设计时应根据具体情况进行分析和选择。在设计活动拉门与下导轨的结构时，我考虑到降低加工制造成本，所以优先考虑使用自制导轨。

4.机床外防护结构设计流程

初步设计→设计初评审→设计改进→设计评审→设计改进→设计、工艺评审→设计改进→设计图纸→图纸评审→工艺评审→工艺文件→生产制造→生产指导→形成产品→现场装配指导→商品

通过以上的设计评审流程使我不断改进，使设计不断贴近合理化;再经过工艺评审最终形成产品。在这个过程使我的产品更符合用户的需要，也使我学习到很多知识，为日后的工作打下了良好的基础。

结论

由于设计时充分考虑到人机工程学以下几点：

(1)产品与操作者人体的尺寸、形状及用力是否合适；

(2)产品是否方便使用，减少操作者的劳动强度；

(3)是否具备安全性，防止操作者误操作时和错用时发生意外伤害的危险；

(4)产品是否便于清洗、保养及修理。

[1]严扬编著.人机工程学设计应用.中国轻工业出版社.