机床造型设计的钣金分块之我见
前言 毕业论文网 /6/view—11555475.htm 随着工业的飞速发展，数控机床越来越受到生产型企业的青睐。
机床的造型设计不仅关系到机床的美观性，而且关系到操作的安全性，所以，机床的造型设计越来越受到机床制造业的关注。
钣金工艺是一种综合冷加工工艺，在金属薄板上进行。
其一显著特征是对同一零件的加工厚度的要求一致。
钣金零部件是数控机床整体结构中非常重要的一部分，所以，在机床的造型设计过程中，钣金分块非常重要，本文将对此展开详细探讨。
一、数控机床防护罩钣金分块的考虑因素 1、板材原料和成型设备对钣金分块的影响 为了不对钣金分块产生影响，板材原料的选取要有一定讲究。
一般可选取表面质量比较好的，如10、15、20等型号的冷轧板，作为数控机床防护罩的板材。
关于板材的供货尺寸，要大于防护罩钣金零件的展开尺寸，且尽量不要用小尺寸的板材拼焊成大尺寸的板材。
除了考虑板材原料对钣金分块的影响外，还需考虑设备的成型能力。
通常利用数控钣金设备，如，数控转塔冲、数控折弯机等，来进行数控机床防护罩的成形工序，并加之必要的手工操作作为辅助。
在设备加工的过程中，要根据数控转塔冲的最大加工幅面，或数控折弯机的最大刃口宽度等来确定分块尺寸，避免分块过大而超出设备承受力。
分块过大，会导致手工加工的误差增加，装配的精度降低，从而使钣金零件的结合缝宽窄不一，使机床的整体外观效果受到影响；分块过小，会增加零件的数量，增大加工和装配过程中累积的误差，不易确保各个钣金零件都能位于设计表面内，导致防护罩的表面凹凸不平。
2、钣金零件结构对分块的影响 为了避免钣金零件结构对分块的影响，在机床造型设计过程中，要本着如下几条原则来进行： （1）螺钉不外露。
在数控机床防护罩的生产过程中，通常采用螺纹连接的连接方式，此种方式可以为安装和拆卸提供方便。
如果螺钉露在外面，会影响机床外观的整体效果，所以，螺钉不要露在外面，除了一些设计风格是突出连接坚固性的机床。
（2）板材毛边不外露。
在防护罩的生产过程中，钣金零件的连接一般采用向内折边，在折边上穿螺钉的方式。
这样，不仅使板材的刚度得到了提高，还使螺钉和板材的毛边都能隐藏在防护罩内，使机床的外观更简洁。
（3）结合缝不应与棱边重合。
如果结合缝与棱边重合，那么，在棱边处，至少有一块钣金零件的毛边难以避免的露在外面，影响机床的美观性和操作的安全性。
为了使两个钣金零件在曲面位置上拼合后不影响机床的整体形态，要求各零件的外形必须都准确一致，这样就容易增大加工难度。
此外，曲面零件一般都有一段平直导引段，如果需要裁掉平直部分，只留曲面部分，则降低了材料的利用率，增加了工序次数和成本。
（5）避免三条以上结合缝交汇于一点。
当多条结合缝交汇于一点时，要求所有相关的钣金零件都具有较高的精度，只要其中一块零件的精度欠佳，就会使结合缝看起来断裂偏折，影响机床外观的精密感，所以，应把结合缝的交汇点错开，分散误差。
（6）避免在一块钣金零件上喷涂两种或两种以上的色块。
在机床配色方面，为了控制喷涂工艺的难度，保证喷涂的整体效果，在设计时，不同的钣金零件配以不同的色块。
二、结合缝对机床外观的影响 在数控机床的装配过程中，结合缝会对机床的形面产生分割效果，为了使机床具有良好的外观，在造型设计的钣金分块环节，要考虑结合缝对机床外观的影响。
1、形面的完整性 为了保证机床形面的完整性，设计时，防护门的下方尽量不要有结合缝，可将其置于防户门的一侧。
这样，机床的正立面可由结合缝分割成几个规则的形体，显得更为完整。
2、视觉的稳定性 在设计防护门下方起承接作用的钣金零件时，如果设计成对称结构，看起来，其结合缝似乎需要承受整台机床对其产生的弯矩作用，给人以不牢固和不安全的感觉，如果设计成三个钣金零件起承接作用，则不仅在造型上与机床整体相协调，在视觉上也加强了其安全稳定感。
三、数控机床ICAID系统的钣金分块应用 数控机床ICAID系统是基于Internet的数控机床辅助造型设计系统，可供工业设计师和结构工程师使用，系统不仅配置了造型知识库和结构知识库，而且可以为二者提供实时沟通的网络平台。
防护罩钣金零件分块程序是系统的重要组成部分，其核心算法是结合缝的合理布置。
具体流程如下： 首先，提取特征线。
在确定了机床的整体形态方案后，防护罩几何形体的棱线、对称轴线、曲面母线，以及色彩方案中色块的边界线等都将被算法提取出来，作为布局结合缝的初始特征线。
然后，利用不同的美学比例关系在防护罩几何形体的各表面上生成相应特征线的网格，如，等比例网格、黄金分割网格、均方根网格，等。
第三，根据前文提及的钣金零件结构的设计原则，设计师可对网格中的每条线段进行考察，然后对这些线段施以过滤、裁剪、延伸、倒角等动作，最终得出结合缝布局方案。
前两条原则可不予考虑，综合考量时会予以考虑，后四条作为参考。
根据上述算法，一般可得出若干个结合缝布局方案。
工业设计师可进一步考察各结合缝布局方案与机床造型设计的整体风格的协调关系（如前述形面完整性，视觉稳定性），最终确定一到两个机床防护罩钣金分块的初步方案。
综上所述，在数控机床的造型设计过程中，防护罩的钣金分块要考虑板材原料和成型设备对其的影响，钣金零件结构的影响，本着前文提及的六条原则，考虑结合缝对机床外观的影响，并结合ICAID系统的辅助作用。
笔者根据自己积累的知识和经验，做了如上探讨，希望能起到一些参考作用，并欢迎提供宝贵的反馈意见。
（作者单位：沈阳机床股份有限公司钣焊分公司）。