數(shù)控機(jī)床造型設(shè)計的鈑金分塊

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1、數(shù)控機(jī)床鈑金分塊的考慮因素

1.1鈑金結(jié)構(gòu)對分塊的具體影響

數(shù)控機(jī)床鈑金分塊時一般要遵循幾條原則：第一，螺絲釘不允許外露。數(shù)控機(jī)床的防護(hù)罩一般采用的是螺紋連接，這種方法可以便于防護(hù)罩的拆卸和安裝。螺絲釘如果露在外面會對數(shù)控機(jī)床的整體外觀造成一定的影響，因此在設(shè)計過程中要避免螺絲釘露在外面。第二，板材的毛邊不要外露。鈑金零部件的連接方式一般都是向內(nèi)折邊、在折邊上穿螺絲釘。折邊可以提高板材的剛度,還可以讓螺絲釘和板材的毛邊都藏在防護(hù)罩里面。第三，棱邊和結(jié)合縫不能重合。如果兩者一旦重合，棱邊處至少會有一塊鈑金零部件的毛邊會露在外部，這種情況沒有辦法避免。第四，避免結(jié)合縫位于曲面之上。曲面上的零部件在安裝的過程中找到所需要的調(diào)整環(huán)節(jié)相對復(fù)雜。兩個鈑金零部件如果能在曲面的位置上拼合,那么就要求各個零部件都必須具備準(zhǔn)確并且相同的外部結(jié)構(gòu)。如果零部件的外部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一點誤差,拼合之后的整體結(jié)構(gòu)就會受到影響。這樣會增大加工難度系數(shù)。另外，曲面上的零部件在成形后通常會有一段平直的導(dǎo)引段，如果強(qiáng)迫零部件只留下曲面的部分,去掉平直的部分會降低材料的使用率,同時還會增加加工工序的次數(shù)以及加工成本。第五，一定要防止三條及三條以上的結(jié)合縫相聚在一點。太多的結(jié)合縫相聚在同一點就必須要求所有的鈑金零部件都具備很高的精確度。其中只要有一塊零部件的精確度不好就會導(dǎo)致結(jié)合縫斷裂和偏折，進(jìn)而影響機(jī)床整個外部結(jié)構(gòu)的精密感。因此，在鈑金分塊過程中，要把結(jié)合縫的匯聚點錯開，這樣才能分散誤差。第六，不要噴兩種或者兩種以上的顏色在同一塊鈑金零部件上。設(shè)計過程中要把不同的顏色噴在不同的鈑金零部件上,否則會增加噴涂工藝的難度系數(shù),機(jī)床的整體效果也就沒有辦法得到保證。

1.2板材和設(shè)備對分塊的影響

數(shù)控機(jī)床防護(hù)罩所用的板材大部分都是表面質(zhì)量很好的冷軋板。現(xiàn)有板材的供貨尺寸不能小于鈑金零部件展開的尺寸,一定不要用多個小尺寸的板材去拼成大尺寸的板材。數(shù)控機(jī)床的防護(hù)罩大部分都不是用模具成形的，是用數(shù)控設(shè)備再加上手工操作共同完成的。在加工最大尺寸的分塊前一定要考慮到設(shè)備的成形能力，防止分塊尺寸太大超出加工設(shè)備的加工能力。鈑金零部件的制造精確度不高。過大的鈑金零部件分塊會增加手工加工的誤差,不但影響加工的精確度,還會造成鈑金零部件結(jié)合縫的寬窄不一,從而影響機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)。鈑金分塊的尺寸過小雖然可以增加零部件的數(shù)目,但是加工過程中的誤差會增加，很難確保鈑金的各個零部件都位于設(shè)計表面內(nèi)，從而導(dǎo)致防護(hù)罩的表面不平整。

2、結(jié)合縫與機(jī)床整體結(jié)構(gòu)的關(guān)系

鈑金分塊過程中必須要知道結(jié)合縫對機(jī)床整體結(jié)構(gòu)的作用，主要有以下幾點：第一，機(jī)床形面上的完整性。結(jié)合縫的位置會對形體產(chǎn)生不同的分割效果。結(jié)合縫將數(shù)控機(jī)床的正立面分割成幾個規(guī)則的形體,這樣從形面上看就會顯得更加完整。第二，在視覺上的穩(wěn)定性。防護(hù)門下方的兩個鈑金零部件,它們之間的結(jié)合縫從視覺上看好像要承擔(dān)整個機(jī)床對其產(chǎn)生的彎矩作用,讓人感覺不但不牢固而且不安全。如果設(shè)計成讓三個鈑金零部件共同起承接作用,在外型上就能與整個機(jī)床相協(xié)調(diào)，從而提高在視覺上的穩(wěn)定性。第三，形面上的簡潔性。機(jī)床兩側(cè)的結(jié)合縫影響了正立面的整體效果。如果把結(jié)合縫設(shè)置在機(jī)床的側(cè)面，不但可以保持機(jī)床正立面的簡潔,還可以把有可能出現(xiàn)的裝配誤差隱藏起來。第四，形面上的平衡性。結(jié)合縫如果都位于機(jī)床的正立面,同時左右又不協(xié)調(diào),這樣從視覺上看就會左重右輕，或者右重左輕。如果把將結(jié)合縫設(shè)置在機(jī)床的側(cè)面,同時把防護(hù)門下方的鈑金零部件留下,這樣就能讓鈑金分塊和機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

3、ICAID系統(tǒng)中的鈑金分塊

數(shù)控機(jī)床的ICAID系統(tǒng)中設(shè)置了結(jié)構(gòu)知識庫和造型知識庫,這樣可以更加方便的對設(shè)計師在鈑金分塊設(shè)計過程中遇到的知識缺陷進(jìn)行及時補(bǔ)充,工程師以及工業(yè)設(shè)計師還可以把數(shù)控機(jī)床防護(hù)罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計和造型設(shè)計作為一種輔助性的設(shè)計工具,同時還可以為二者提供一個可以隨時溝通的網(wǎng)絡(luò)平臺。在數(shù)控機(jī)床ICAID系統(tǒng)中所搭建的防護(hù)罩鈑金零部件分塊程序是該系統(tǒng)非常重要的一個組成部分,而分塊程序最核心的算法就是結(jié)合縫的合理化設(shè)置。對結(jié)合縫的設(shè)置算法要從特征線的提取開始。當(dāng)數(shù)控機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案定下來之后,數(shù)控機(jī)床防護(hù)罩幾何形體的對稱軸線、棱線以及色彩方案中的色塊邊界線等都會被該算法充分的提取出來,之后把它們作為結(jié)合縫的初始特征線。在機(jī)床防護(hù)罩幾何形體的各個表面上，用不同的美學(xué)比例關(guān)系產(chǎn)生特征線的網(wǎng)格,數(shù)控機(jī)床防護(hù)罩鈑金分塊的結(jié)合縫就可以參考這些網(wǎng)格得出。根據(jù)上文所提及的鈑金在分塊過程中要遵循的幾條原則分別對網(wǎng)格中的每一條線段進(jìn)行考察,之后幫助這些線段完成過濾、裁剪、倒角等動作,從而形成多個結(jié)合縫設(shè)置的方案。第一、二條原則不進(jìn)入算法,它們要對機(jī)床防護(hù)罩的整體設(shè)計方案做出點評；剩下的幾條原則進(jìn)入算法作為判據(jù)。接下來有很多的工業(yè)設(shè)計師會對上述結(jié)合縫的設(shè)置方案與機(jī)床整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計進(jìn)行考察，最后會定下來一兩個數(shù)控機(jī)床鈑金分塊的方案。

4、結(jié)語

綜上所述，鈑金作為數(shù)控機(jī)床整體結(jié)構(gòu)中至關(guān)重要的一部分，它的分塊設(shè)計直接關(guān)系到機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)。因此在對鈑金分塊設(shè)計過程中要遵循上文所述的幾項基本原則，同時一定要考慮到結(jié)合縫對機(jī)床整體結(jié)構(gòu)的影響。上文探討研究出來的內(nèi)容和結(jié)果要應(yīng)用到實際的鈑金分塊設(shè)計過程中，這樣才能取得好的設(shè)計效果。

作者：楊璟王植楊單位：沈陽機(jī)床（集團(tuán)）股份有限公司鈑焊分公司