鈑焊件在設計中應當避免的問題及設計分析

劉欣

摘 要：機床外防護的整體主要由鈑焊件焊接或鑄造而成。表面處理工藝較落后，比較粗糙，邊角毛糙，表面涂漆效果不理想。質(zhì)感較為冰冷，有些形狀設計不合理，長期操作會致使四肢疲勞甚至受傷，本文以鈑焊件為研究對象，分析了在設計中應避免的問題及在設計中要考慮的因素。

關鍵詞：鈑焊件；設計；問題

一、設計中避免的問題

（一）在能使用長條孔的地方盡量不用圓孔。如果連接件都是只靠激光切割機下料直接成品的話，或者連接件是直接激光切割機下料直接成品而被連接件是機器直接加工成的可以用圓孔。

（二）大的鈑焊件如果不影響功能的前提下，拆成幾個小的零件裝配在一起。由于板材的來料成品是有規(guī)格的。通常為1.5mm板材規(guī)格1250×2500，2mm板材規(guī)格1500×3000。所以大的零件就需要通過焊接拼接到一塊。

（三）提高鈑焊零件的剛性?？梢酝ㄟ^給鈑焊零件焊接橫條或豎條的一些薄板折成的筋來提高鈑焊零件的剛性。

（四）鈑焊件與其它部件的連接。防護件有許多地方都需要和機床的其它部件連接。所以在與其它部件連接的地方，其它部件應加工出需連接的孔。這樣可以減少現(xiàn)場配做，大大減輕裝配工人的勞動強度，提高工作效率。

（五）折邊高度工藝和孔距折邊的距離也是應該掌握的。直邊高度：保證彎曲件直邊平直的直邊高度H不應小于2t，否則需先壓槽或加高直邊（彎曲后再切掉），如圖1.1。

圖1.1彎曲件直邊的高度

孔邊距離：如果彎曲毛坯上有預先沖制的孔，為使孔型不發(fā)生變化，必須使孔位置于變形區(qū)外，即孔邊距離L（L為孔空心距離折邊距離，t為板厚度）應符合以下關系：

當t<2mm時，L≥t：

當t≥2mm時，L≥2t。

如果孔邊距L過小，可在彎曲線上加沖工藝孔或切槽。

（六）許多鈑焊零件都是要經(jīng)過焊接的，所以焊縫也是一個必須考慮的問題。

焊點的設計也是很重要的，有的需要連續(xù)焊接，有的需要點焊，有的需要來那兩面焊接圓周焊接。根據(jù)實際情況選擇。

在裝配過程中，裝配的兩個件間就要考慮焊縫的問題，在連接過程中盡量避開焊點，

如果設計中沒考慮到焊縫，那么裝配過程中就很有可能出現(xiàn)裝干涉，需要工人打磨掉干涉的焊點，這樣會影響裝配的進度。另外外觀件外邊的焊點要打磨平整，保持防護外觀的美觀。

（七）裝在已經(jīng)裝配的兩個其它部件之間的防護件，需要留一定的間隙。如果沒有留間隙，而且防護周邊都有翻邊，那么就有可能由于制造的誤差，裝配的誤差積累，導致防護裝配不上，就造成返修。

二、從人機工程上來分析鈑焊件的設計

（一）機床門的人機工程設計

機床門是機床整體造型的重要部件，而且與機床操作人員接觸較多，其尺寸與結(jié)構是否合理對機床操作的易用性有著重要的影響。機床門的寬度主要受到工作臺尺寸的限制，為了方便操作人員裝卡零件的需要，門的寬度尺寸在一般情況下要求略大于工作臺的寬度，即把工作臺完全敞開。由于不同型號機床的工作臺尺寸差別較大，因此門的造型也需要作較大的變化，以滿足操作人員的工作要求。對于工作臺較小的機床一般采用單開門的結(jié)構，而對于工作臺較寬的機床則多選用雙開門。因為要把工作臺完全敞開，如果采用單門結(jié)構，機床門的體積過大，推拉操作較吃力，不便于使用，所以在大型的加工中心等機床中雙開門的結(jié)構較為常見。

（二）觀察窗的人機工程設計

觀察窗的作用主要是操作者可通過它對加工工件和機床的運動進行觀察。這種觀察和顯示數(shù)據(jù)一起構成了機床對個人的重要反饋。操作者對工件的觀察在監(jiān)視控制中是十分頻繁的，觀察的姿勢受到觀察窗的影響很大，因此觀察窗的設計是機床人機工程設計中需要把握的要點。觀察窗的高度應按照人體的視高尺寸的50%位置來設計，以適應不同身高的人群。

（三）把手的人機工程設計

把手是操作人員操作機床常接觸的部件，對機床操作的舒適性和操作人員工作效率的提高都有一定的影響。把手的設計要考慮的因素較多，其直徑與長度要與人手的尺寸相適應，使得抓握舒適，操作方便。

把手的長度在設計中也需要重視?，F(xiàn)有的數(shù)控機床的把手造型多采用長把手的設計，一方面是為了造型的需要，另一方面也可以適合不同身高的人群抓握。但也有不少機床采用短把手，短把手的設計就要考慮把手長度對人手抓握的影響。

對于長把手來說，其安裝的高度沒有太多限制，只要把手抓握位置能包括最佳控制區(qū)，且安放位置美觀即可；而對于短把手則要盡量安裝在最佳控制區(qū)內(nèi)，而且位置多設計在門中間偏下的位置，這樣能盡量使手腕保持自然狀態(tài)，手與小臂處于一條直線上，避免因手腕彎曲而弓}起肌肉靜態(tài)施力。

（四）控制面板的布置原則

機床工作臺面和控制面板的布置原則主工作臺面的高度應根據(jù)操作要求，按立姿，坐姿，坐/立姿的操作要求進行設計。工作臺面上，像手輪和搖把類的手動操縱器的設計，應根據(jù)功能和使用方式的不同，進行大小、形狀、類別及位置的設計。控制面板上的控制按鈕和顯示儀表，應按功能區(qū)進行劃分，同時滿足顯示.控制相合性的要求，其位置高度和布置排列應符合人機關系，使人方便操縱和觀察。

三、結(jié)論

數(shù)控機床是主導性的機床產(chǎn)品，其外觀設計是機床制造行業(yè)的一項重大課題，因此對外防護鈑焊件的設計是為了提高整體質(zhì)量，從而進一步提高其在國內(nèi)外市場的競爭力與附加值，使產(chǎn)品立于不敗之地。

參考文獻：

[1]阮寶湘.工業(yè)設計人機工程學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005（2）：231.