第一篇：花生收獲集曬機的設(shè)計研究論文

0引言

花生是我國重要的經(jīng)濟作物，在我國的農(nóng)作物、油料作物生產(chǎn)中占有重要的地位。目前，我國花生的種植、收獲和加工大都靠人工完成，勞動強度大、收獲效率低。隨著中國社會機械化的增強，農(nóng)民對花生收獲環(huán)節(jié)用時長、作業(yè)成本高都有了新的認識，都在追求一個便捷增收的效果，所以國內(nèi)對花生收獲機需求呈現(xiàn)井噴趨勢。但和巨大的需求相比，高成本、低效率、大損失的花生收獲機遠遠不能滿足花生產(chǎn)業(yè)鏈長的需求，面臨著花生收獲發(fā)展的瓶頸，對花生機械化收獲的需要尤為重要。

全國在加速進入現(xiàn)代化的同時，現(xiàn)今的花生收獲方式和設(shè)備，己跟不上社會進步的步伐。對于新型花生收獲機的要求，其便捷省時具有現(xiàn)實意義，同時要提高工作效率、節(jié)約人力。然而，小面積區(qū)域的收獲設(shè)備仍沿用傳統(tǒng)的花生挖掘鏟收獲，工作效率低、效果也不夠理想。目前，在經(jīng)濟的全球化的時代，花生作為主要的油料作物和蛋白資源對世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展起著重要的作用。我國是主要的產(chǎn)花生的基地，更應(yīng)該加快對花生高效率收獲的步伐以滿足消費的結(jié)構(gòu)和出口的結(jié)構(gòu)。

花生收獲時需要把花生的植株及地下的果粒同時取出，進行晾曬，待達到一定含水量時再進行秧果分離?，F(xiàn)有的花生收獲機具很多，特別是齒盤式花生秧果收集機，機架前面設(shè)有鏟刀，后面設(shè)有齒盤，齒盤周圍帶撥爪，齒盤外圍設(shè)有內(nèi)外導(dǎo)板。作業(yè)時，鏟刀把花生根部的土層掘起后，齒盤在轉(zhuǎn)動中把花生秧果拖出土層，并在內(nèi)外導(dǎo)板之間向后夾送到指定位置，再鋪放在地面上。這種機具作業(yè)效率高、消耗動力小，深受農(nóng)民的好評;但使用過程中發(fā)現(xiàn)，其對土壤的理化性狀要求較高，對于比較粘結(jié)的土壤，鏟起的土塊不易脫落，花生的果粒會被拉掉，此機具難以適應(yīng)各地不同土壤的要求。為此，研制出一種操作方便、性能可靠、效率高的花生收獲集曬機對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展具有一定的促進作用。

1.設(shè)計思路

本設(shè)計的目的是提供一種能把鏟起的土堡散開，而花生的果粒不會脫落，收集效果更好，適應(yīng)范圍更大的花生收獲集曬機。技術(shù)方案為:研制一種花生收獲集曬機，包括機架、鏟刀、齒盤、內(nèi)導(dǎo)板及外導(dǎo)板。其特點是:在鏟刀的后面設(shè)有振動器，振動器是安裝在鏟刀尾部且向后延伸的多支齒條;齒條為反復(fù)彎曲的波形齒，安裝在滑動桿的后側(cè)。滑動桿兩端裝在滑套內(nèi)，滑套與鏟刀的后部相連，滑動桿的上側(cè)鉸連有向上伸出的撥桿，撥桿中下部與機架轉(zhuǎn)軸鉸連，撥桿的上端與平置的橫桿相鉸連，橫桿中部與擺桿相鉸連，擺桿中部通過豎立的轉(zhuǎn)軸與機架相鉸連，擺桿的另一端與偏心輪構(gòu)成曲柄連桿機構(gòu)，偏心輪由傳動箱接出。此振動器的振幅和頻率均可調(diào)，以適應(yīng)不同粘度的土壤作業(yè)。此設(shè)計的優(yōu)勢:振動器能把鏟起的土堡散開，避免花生果粒脫落，因而能夠適應(yīng)多種土壤嚇且勁條件，具有一定的實用性、可靠性和經(jīng)濟性，可望在全國各個花生生產(chǎn)區(qū)進行推廣和普及。

2設(shè)計基本方法和步驟

本設(shè)計發(fā)明總的構(gòu)思是在鏟刀的后面加裝振動器，以把鏟起的土堡震蕩松散，適應(yīng)不同粘度的土壤作業(yè)，防止花生的果粒脫落，以此來確保整機的穩(wěn)定性、實用性和可靠性。下面介紹3種實施例:

1)第1種實施例:第1種實施例的雙行花生收獲集曬機。其機架的主體是一個可與拖拉機配套的牽引架，牽引架前下方裝有犁柱，犁柱下端安裝鏟刀。每一行有一把鏟刀，兩把鏟刀的后面各配一個齒盤，兩片齒盤傾斜安裝，相互平行且略有重疊，以此來避免在花生收獲時的損失。

其齒盤周圍均裝有多個齒爪，齒盤上有轉(zhuǎn)軸安裝在機架上，轉(zhuǎn)軸上端有傳動齒輪與傳動箱的動力輸出輪傳動，來確保整機具有良好的動力源;在齒盤外圍上方的機架上安裝有內(nèi)導(dǎo)板和外導(dǎo)板，整機結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單合理。

此設(shè)備在花生收割時，將兩側(cè)挖掘鏟的擺幅調(diào)整一致，以確保機身穩(wěn)定;另外適當調(diào)節(jié)挖掘鏟的入土深度以確保收割時脫土效果，保證掉果少。這樣，在使用此雙行花生收獲集曬機時不僅能迅速鏟斷花生根系和破碎土壤，而且能夠向上托起植株，輔助實現(xiàn)花生植株的夾持輸送，還避免了在花生收割時纏草和奎土的現(xiàn)象，具有一定的實用性。

在機具行進中，花生的植株自然進入內(nèi)外導(dǎo)板之間，鏟刀把花生根部土層鏟起，齒盤轉(zhuǎn)動把花生植株拔出土層并沿內(nèi)外導(dǎo)板向后夾持傳送;當花生的植株脫離齒爪且在導(dǎo)板之間累積到一定質(zhì)量時，即沖出外導(dǎo)板的束縛而鋪放在地面上。與現(xiàn)有機具不同之處鏟刀的后面設(shè)有振動器。第1種實施例的部件鏟刀及振動器的結(jié)構(gòu)振動器的形式可有多種，僅為其中的一種。這種振動器是安裝在鏟刀尾部且向后延伸的多支齒條，齒條的后端可適當向上傾斜，具有結(jié)構(gòu)緊湊、清土效果好及傷果率低的特點。當鏟刀鏟起的土塊經(jīng)過齒條時，在摩擦和振動下會加速破碎，使花生的果粒脫離土堡;株一起被拔出，果粒的損失可大幅降低即可與整個植

2)第2種實施例:第2種實施例的部件鏟刀及振動器的結(jié)構(gòu)振動器的齒條是反復(fù)彎曲的波形齒。對于通氣性、透水性差，既不耐旱，也不耐澇的粘質(zhì)土壤，采用此部件，土堡的摩擦力和振動力將會很大。因此，其鏟刀及振動器的碎土效果更好。與第1種實施例的直齒相比，這種齒條更適于土壤粘結(jié)程度較大的農(nóng)田作業(yè)。

3)第3種實施例:第3種實施例的雙行花生收獲集曬機結(jié)構(gòu)這種雙行的花生收獲集曬機包括機架、犁柱、鏟刀、齒盤、內(nèi)導(dǎo)板、外導(dǎo)板及傳動箱等部件。在鏟刀的后面也裝有振動器，振動器也有多支齒條。

與前兩個實施例不同的是:多支齒條安裝在一支滑動桿的一側(cè)，滑動桿的兩端裝在滑套內(nèi)，滑套與鏟刀的尾部相連?；瑒訔U的上側(cè)鉸鏈有向上伸出的撥桿，撥桿中下部與機架通過轉(zhuǎn)軸鉸連，撥桿的上端與平置的橫桿相鉸連，橫桿中部與擺桿相鉸連，擺桿中部通過豎立的轉(zhuǎn)軸與機架相鉸連，擺桿的另一端與偏心輪構(gòu)成曲柄連桿機構(gòu)，偏心輪由傳動箱接出。

由于不同的土壤條件，所需要的摩擦力和振動也不同，振動器設(shè)置了可調(diào)的結(jié)構(gòu)。當然，調(diào)整的方式是很多的，如更換偏心輪或改變相關(guān)傳動部件的傳動比等，均可調(diào)整振動器的振幅和頻率。工作時，偏心輪轉(zhuǎn)動帶動擺桿繞轉(zhuǎn)軸往復(fù)擺動，擺桿前端撥動橫桿左右移動，橫桿的兩端分別帶動豎立的撥桿繞轉(zhuǎn)軸擺動，撥桿下端帶動滑動桿在滑套內(nèi)左右滑動，并帶動后面的齒條左右小幅移動，即可把鏟刀鏟起的土堡打散，使花生果粒與泥土脫開。這樣，在齒盤上拖花生植株時，花生果粒與植株之間的果蒂就不會被拉斷，可避免果粒丟失。大量試驗證明，此機具與現(xiàn)有同類機具相比，在比較松軟的沙質(zhì)土壤當中收獲量可增加1%一3%，在粘結(jié)程度較大的黑土、粘土當中，產(chǎn)量可增加5%-7%。而振動機構(gòu)所增加的油耗等成本卻很低。據(jù)測算，即使在沙質(zhì)土壤中使用，也具有一定的效益，而在粘重土壤區(qū)使用的效益是十分可觀的。

3結(jié)論

1)此花生收獲集曬機裝有振動器能把鏟起的土堡散開，在花生收獲時避免花生果粒脫落，果粒的損失大幅降低。其操作方便、性能可靠、摘果干凈、效率高、破碎少，對花生的收集效果有良好的改進，具有一定的實用性和可靠性。

2)振動器可采用不同形狀的齒條，使土堡的摩擦力和振動力更大而增加其適應(yīng)能力，碎土效果好，可適于不同粘度土壤的農(nóng)田作業(yè)，具有一定的通用性。

3)振動器的振幅和頻率均可調(diào)。在花生收獲時可根據(jù)不同粘度的土壤進行調(diào)節(jié)來進行花生收獲，具有良好的應(yīng)用前景。

第二篇：玉米機設(shè)計研究

玉米收獲機

本人多年從事玉米收獲機研究開發(fā)設(shè)計，先后研發(fā)出以下多種自走式玉米收獲機，愿與各位同行交流切磋，有意交流者請留言，本人將回復(fù)留言。QQ:

產(chǎn)品代號 名稱 備注 產(chǎn)品適用地區(qū) 產(chǎn)品適用省份

4YD-2 4YZ-2 4YZB-2 4YZ-3 4YZ-3

4YZ-2100

4YZB-3

4YZB-2100

4YZ-4450 4YZ-4550 4YZ-4600 4YZ-4650

4YZ-2600

Q1850 Q2200

背負式玉米機 自走式玉米機 自走式玉米機 自走式玉米機 自走式玉米機 自走式玉米機 自走式玉米機 自走式玉米機 自走式玉米機 自走式玉米機 自走式玉米機 自走式玉米機 自走式玉米機 青貯玉米收獲機 青貯玉米收獲機

兩行摘穗輥

式 兩行摘穗輥式

兩行剝皮型三行摘穗輥式 三行摘穗板式 三行摘穗板式適宜對行型 三行摘穗板式剝皮型 三行摘穗板式適宜對行剝皮型 四行摘穗輥式 四行摘穗板式剝皮型 四行摘穗板式剝皮型 四行摘穗板式剝皮型 四行摘穗板式適宜對行剝皮型

黃淮海夏玉米區(qū) 黃淮海夏玉米區(qū)

北方春玉米區(qū) 黃淮海夏玉米區(qū) 黃淮海夏玉米區(qū)

黃淮海夏玉米區(qū) 北方春玉米區(qū) 北方春玉米區(qū) 黃淮海夏玉米區(qū) 北方春玉米區(qū) 北方春玉米區(qū) 北方春玉米區(qū) 北方春玉米區(qū) 北方春玉米區(qū)、黃淮海夏玉米區(qū) 北方春玉米區(qū)、黃淮海夏玉米區(qū) 山東、河南全部，河北的中南部，山西中南部，陜西中部，江蘇和安徽北部、京津唐部分地區(qū)山東、河南全部，河北的中南部，山西中南部，陜西中部，江蘇和安徽北部、京津唐部分地區(qū)黑龍江、吉林、遼寧、寧夏和內(nèi)蒙古的全部，山西的大部，河北、陜西和甘肅的一部 山東、河南全部，河北的中南部，山西中南部，陜西中部，江蘇和安徽北部、京津唐部分地區(qū)山東、河南全部，河北的中南部，山西中南部，陜西中部，江蘇和安徽北部、京津唐部分地區(qū)山東、河南全部，河北的中南部，山西中南部，陜西中部，江蘇和安徽北部、京津唐部分地區(qū)黑龍江、吉林、遼寧、寧夏和內(nèi)蒙古的全部，山西的大部，河北、陜西和甘肅的一部 黑龍江、吉林、遼寧、寧夏和內(nèi)蒙古的全部，山西的大部，河北、陜西和甘肅的一部 山東、河南全部，河北的中南部，山西中南部，陜西中部，江蘇和安徽北部、京津唐部分地區(qū)吉林省地區(qū)

遼寧、寧夏和內(nèi)蒙古的全部，山西的大部，河北、陜西和甘肅的一部 黑龍江地區(qū)

黑龍江、吉林、遼寧、寧夏和內(nèi)蒙古的全部，山西的大部，河北、陜西和甘肅的一部

第三篇：辦公家具設(shè)計研究論文

中國辦公家具市場正在以每年10%的速率增長，根據(jù)中國家具協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)，2010年中國家具業(yè)的生產(chǎn)總值達到7300億人民幣，民用家具占其中的70%，辦公家具占30%，辦公家具行業(yè)處在一個很好的淘金時期。本項目受地方企業(yè)委托，基于企業(yè)現(xiàn)有的技術(shù)條件，為其開發(fā)辦公家具產(chǎn)品，適應(yīng)現(xiàn)代化企業(yè)的辦公需求。

一辦公家具市場概況

辦公家具消費主要集中在兩類消費群：企業(yè)和政府。高端消費群如歐美跨國公司在華企業(yè)、政府機關(guān)、銀行等辦公場所基本被國外家具業(yè)巨頭如赫爾曼米勒、海沃氏、HNI等企業(yè)的產(chǎn)品占領(lǐng)。中國家具出口盡管已達200億美元，但大多走的都是低端路線，不少家具生產(chǎn)企業(yè)僅僅是國外品牌的廉價制造基地，成本優(yōu)勢也在逐年喪失。目前國內(nèi)尚沒有哪家辦公家具公司能占到辦公家具生產(chǎn)總值1%的份額，而國外成熟市場前三名的品牌占到30%以上的市場份額，如2001年美國Steelcase營業(yè)額近240億人民幣，日本Kokuyo也有180億人民幣。與此同時，近幾年來歐美市場的低迷正在迫使出口企業(yè)回頭瓜分國內(nèi)市場，加劇了企業(yè)之間的競爭。辦公家具的銷售渠道經(jīng)歷了從家具賣場、品牌獨立店到品牌店中店的發(fā)展過程。隨著互聯(lián)網(wǎng)電商的普及，辦公家具實體店的銷售受到了互聯(lián)網(wǎng)的巨大沖擊。辦公家具的設(shè)計則經(jīng)歷了從大眾化、差異化、定制化到個性化的發(fā)展過程。個性化（選配）服務(wù)將通過網(wǎng)絡(luò)和由消費者直接參與共同設(shè)計來完成，產(chǎn)品競爭從服務(wù)意識的競爭轉(zhuǎn)向服務(wù)技術(shù)的競爭。微利時代來臨，產(chǎn)品生命周期逐步縮短，企業(yè)需要差異化的經(jīng)營戰(zhàn)略，富于創(chuàng)意和特色的家具企業(yè)才能保持旺盛的成長勢頭。

二辦公家具產(chǎn)品調(diào)研

家具設(shè)計的瓶頸在于家具產(chǎn)品涉及的材料和結(jié)構(gòu)種類繁多，家具設(shè)計的創(chuàng)新很多時候依賴于材料和結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新。以下是對辦公家具產(chǎn)品設(shè)計相關(guān)要素的調(diào)研和分析：

1辦公家具的功能和材料要素

系列辦公家具的功能部件一般為：辦公隔斷、員工桌、經(jīng)理桌、洽談桌、會議桌、文件柜等六部分。辦公家具所用材料涉及面非常廣泛，常用板材有刨花板、細木工板或PVC板；常用面材為鋼板、鋁合金板、玻璃等；常用管材為鋁合金型材、鋼管；常用修飾材料有鐵絲網(wǎng)、人造革、布藝、橡膠等等。

2辦公家具結(jié)構(gòu)要素

家具結(jié)構(gòu)即家具構(gòu)件的組合與連接方式，它取決于材料和工藝的發(fā)展，如金屬家具、塑料家具、藤家具、木家具等都有自己的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點。家具結(jié)構(gòu)受材料屬性的約束比較大，同時要兼顧制造成本和工藝條件，以及造型樣式的需要。不同類型的家具可以有相同的結(jié)構(gòu)設(shè)計，如中國傳統(tǒng)家具常用的榫卯結(jié)構(gòu)，可以運用于支撐類家具如座椅和儲藏類家具如書柜中。不同材料的家具卻通常具有不同的結(jié)構(gòu)方式，如鋼木家具、實木家具、藤制家具可以有完全不同的結(jié)構(gòu)方式，因此，辦公家具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的考慮通常在材料選定之后。

3辦公家具人機要素

辦公家具在人機方面需要考慮的因素主要表現(xiàn)為：合適的桌面高度、大小和容膝空間；擁有支肘板的桌面更人性化；合適的屏風(fēng)高度和材質(zhì)，相對隔離且方便溝通；抽屜拉手的人性化設(shè)計；桌面物品擺放設(shè)計；方便電腦使用的人性化設(shè)計，其中包括接線盒位置、主機箱位置、散熱孔、拔插優(yōu)盤等。

4辦公家具模塊化考慮

傳統(tǒng)的家具由零部件組成，而模塊化家具則由模塊組成。模塊是可組成系統(tǒng)的、具有良好的可重用性和完整接口的單元。家具模塊劃分指的是通過對家具的功能進行分解，將具有相同或相似的單元分離，用模塊化原理對之進行統(tǒng)一、歸并、簡化，形成具有特定功能和接口結(jié)構(gòu)的通用獨立單元，即模塊。模塊化設(shè)計要求遵循通用性原則、互換性原則、系列化原則。家具板材的直線切割要考慮模數(shù)問題，曲線切割則要考慮減少廢料和廢料利用的問題。

三辦公家具用戶調(diào)研

本項目的用戶調(diào)研主要從三方面展開，一是針對辦公室職員、部門經(jīng)理、企業(yè)負責(zé)人的訪談，二是辦公家具使用情況的問卷調(diào)查，三是不同辦公環(huán)境的現(xiàn)場照片分析。從中發(fā)現(xiàn)用戶在辦公家具使用過程中存在的問題依次為：

1物品擺放混亂：隨身包、衣服、水杯、垃圾桶、紙巾、盆景等隨身物品沒有歸屬

2團隊之間技術(shù)交流不方便：如工程師們就產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行互動和討論

3桌面高度不能適應(yīng)不同身高的人體尺寸

4長時間坐著辦公致使腰背肌肉酸痛

5電源線網(wǎng)絡(luò)線數(shù)據(jù)線混亂

6拔插優(yōu)盤不方便等辦公家具不僅僅是一張放置電腦的桌子，它是辦公職員在公司的一個小家的縮影。因此在辦公家具設(shè)計的過程當中，必須充分考慮使用方面的功能性，以上用戶調(diào)研中發(fā)現(xiàn)的問題是辦公家具設(shè)計中的重要參考。

四辦公家具設(shè)計趨勢

互聯(lián)網(wǎng)給我們的生活帶來了顛覆性的變化，對辦公環(huán)境產(chǎn)生的影響也是革命性的。形形色色的創(chuàng)意公司、小微企業(yè)如雨后春筍般入駐到各種產(chǎn)業(yè)園區(qū)，辦公家具的設(shè)計也相應(yīng)出現(xiàn)了以下的設(shè)計趨勢：

（1）風(fēng)格化：色彩的大膽運用、創(chuàng)意風(fēng)格和主題設(shè)計直追民用家具。如將回紋、云紋、八角亭等中式元素融入設(shè)計，或者以簡潔、非對稱、甚至夸張的幾何形態(tài)來強調(diào)存在感。

（2）模塊化：以不同形狀的面板，搭配不同材質(zhì)和形態(tài)的桌腳、電腦主機柜、桌面文件柜、抽屜柜、立式文件柜等功能模塊，實現(xiàn)多種功能組合，滿足不同的辦公需求。

（3）智能化：輕輕一按即可全部自動上鎖的抽屜，對辦公室實現(xiàn)電子控制的觸摸屏，能實現(xiàn)空間情景燈光設(shè)置的記憶遙控器，觸摸感應(yīng)彈開的柜體；輕松實現(xiàn)升降的圣奧I-WORK主管桌等。

（4）彈性化：移動辦公，在有限的辦公空間內(nèi)，可根據(jù)工作要求將獨立的辦公室變成大會議室、將獨立的辦公桌組成會議桌，其辦公家具都將非常易于重組。彈性辦公家具的核心概念即資源的最大化利用，由此而帶來辦公家具組合的多樣性。

五設(shè)計思路

基于以上對辦公家具市場、辦公家具產(chǎn)品、辦公家具用戶、辦公家具設(shè)計趨勢等的調(diào)研與分析，在與企業(yè)進行充分溝通的前提下，為企業(yè)制定如下設(shè)計思路：

六設(shè)計實踐

首款設(shè)計為“低成本設(shè)計”，具體設(shè)計定位如上表所述。經(jīng)過草圖構(gòu)思、草圖評審、三維建模及渲染、效果圖評審、設(shè)計深入、場景渲染等環(huán)節(jié)，最終確定方案效果如下圖。這是一款員工桌組合的設(shè)計，產(chǎn)品英文命名為“jejec”，是中文名“步步高”的英譯。設(shè)計理念如下：形態(tài)：產(chǎn)品整體以直線和折線為基本造型線，簡潔端莊，符合現(xiàn)代辦公家具的發(fā)展趨勢。色彩：本設(shè)計以白色為主色調(diào)，輔助以深灰色，營造出潔凈和安靜的氛圍，同時具備品質(zhì)感。黑白主色中添加綠色低屏，為優(yōu)雅整潔的辦公環(huán)境帶來一抹生機和亮色。功能：為每一位員工配備了一個中等高度的柜子，含兩個抽屜，兩層擱架。下層適宜擺放書籍、個人用品等雜物；上層可擺放盆景，或者與同事交流。主機箱柜的內(nèi)側(cè)面開有條形線槽，以便手機充電線或耳機線的接入；電腦的電源線等從柜子內(nèi)側(cè)面的圓形線槽接入，保證了工作臺面的完整性。材料：本設(shè)計桌面材料為價格較低的層壓板，符合低成本設(shè)計的要求。桌子支撐架為鋼管，桌腿采用鋼板折彎，不需要額外的配飾和模具，同樣符合低成本設(shè)計的要求。

結(jié)語

任何一種產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)，都是建立在對產(chǎn)品的深刻理解之上的。在辦公家具的設(shè)計開發(fā)過程中，材料本身的局限性限制了產(chǎn)品的造型自由度（如桌面和柜體必須為板材），而材料與結(jié)構(gòu)的多樣化，增加了設(shè)計調(diào)研和構(gòu)思的難度。本文僅在辦公家具設(shè)計方面作了一些粗淺的嘗試，希望能為相關(guān)設(shè)計人員提供一定的參考。

第四篇：人性化設(shè)計中的人機工程學(xué)工業(yè)設(shè)計論文

人性化設(shè)計中的人機工程學(xué)工業(yè)設(shè)計論文作者：本站

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發(fā)布時間：2006-9-21 15:13:00 發(fā)布人：admin

--李梁軍，黃朝暉

[關(guān)鍵詞]人性化設(shè)計；人機工程學(xué)；系統(tǒng)；人；機；環(huán)境[摘 要]通過對人性化產(chǎn)品設(shè)計具體案例的分析來說明了人性化設(shè)計中所包含的人機工程學(xué)因素，并進一步闡述了在產(chǎn)品設(shè)計中的人機工程學(xué)的工作步驟，指出中國未來的產(chǎn)品設(shè)計必須以創(chuàng)意與革新為首要條件，符合人機工程學(xué)，使人性化的設(shè)計真正體現(xiàn)出對人的尊重和關(guān)心。同時也是最前沿的潮流與趨勢，是一種人文精神的體現(xiàn)，是人與產(chǎn)品完美和諧的結(jié)合。

社會的發(fā)展、技術(shù)的進步、產(chǎn)品的更新、生活節(jié)奏的加快??等等一系列的社會與物質(zhì)的因素，使人們在享受物質(zhì)生活的同時，更加注重產(chǎn)品在“方便”、“舒適”、“可靠”、“價值”、“安全”和“效率”等方面的評價，也就是在產(chǎn)品設(shè)計中常提到的人性化設(shè)計問題。

所謂人性化產(chǎn)品，就是包含人機工程的產(chǎn)品，只要是“人”所使用的產(chǎn)品，都應(yīng)在人機工程上加以考慮，產(chǎn)品的造型與人機工程無疑是結(jié)合在一起的。我們可以將它們描述為：以心理為圓心，生理為半徑，用以建立人與物(產(chǎn)品)之間和諧關(guān)系的方式，最大限度地挖掘人的潛能，綜合平衡地使用人的肌能，保護人體健康，從而提高生產(chǎn)率。僅從工業(yè)設(shè)計這一范疇來看，大至宇航系統(tǒng)、城市規(guī)劃、建筑設(shè)施、自動化工廠、機械設(shè)備、交通工具，小至家具、服裝、文具以及盆、杯、碗筷之類各種生產(chǎn)與生活所創(chuàng)造的“物”，在設(shè)計和制造時都必須把“人的因素”作為一個重要的條件來考慮。若將產(chǎn)品類別區(qū)分為專業(yè)用品和一般用品的話，專業(yè)用品在人機工程上則會有更多的考慮，它比較偏重于生理學(xué)的層面；而一般性產(chǎn)品則必須兼顧心理層面的問題，需要更多的符合美學(xué)及潮流的設(shè)計，也就是應(yīng)以產(chǎn)品人性化的需求為主。

那么，對于一件產(chǎn)品是如何來評價它在人機工程學(xué)方面是否符合規(guī)范呢? 以德國Sturlgart設(shè)計中心為例，在評選每年優(yōu)良產(chǎn)品時，人機工程上所設(shè)定的標準為：

1)產(chǎn)品與人體的尺寸、形狀及用力是否配合；

2)產(chǎn)品是否順手和好使用；

3)是否防止了使用人操作時意外傷害和錯用時產(chǎn)生的危險；

4)各操作單元是否實用；各元件在安置上能否使其意義毫無疑問的被辨認；

5)產(chǎn)品是否便于清洗、保養(yǎng)及修理。

一般情況下，在設(shè)計教育中常以上述第三項較為強調(diào)，而消費者在購買商品時，則是以產(chǎn)品的視覺效果、商場氣氛及價值來決定購買行為的成立與否，但作為一名好的設(shè)計師應(yīng)為產(chǎn)品長期使用的效果及舒適性負責(zé)，尤其是避免傷害與危險的防止更是不可忽視的考慮因素。如，在操作計算機的上機姿勢中，在現(xiàn)行的上機條件下，操作員常常是手臂向前懸空著來操作鍵盤和鼠標的。手臂的懸空形成了肩頸部的靜態(tài)疲勞，使得操作員不得不將背部靠在椅子靠背上作業(yè)(后靠姿勢會加大懸空的手臂的前伸程度，從而增大肩部所需要的平衡力矩，加快肩頸部的疲勞)，而當操作員脫離靠背又手臂懸空時，體重就全部需要由脊柱來承擔(dān)，其結(jié)果或者是腰背的疲勞酸痛，或者是腰肌放棄維持直坐姿勢而塌腰駝背，或者是把手腕抵在桌沿而引發(fā)腕管綜合癥。那么，要解決諸如此類的問題，設(shè)計師就必須充分考慮人機工程學(xué)的因素。

所謂人機工程學(xué)，亦即是應(yīng)用人體測量學(xué)、人體力學(xué)、勞動生理學(xué)、勞動心理學(xué)等學(xué)科的研究方法，對人體結(jié)構(gòu)特征和機能特征進行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動時的相互關(guān)系和可及范圍等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；還提供人體各部分的出力范圍、活動范圍、動作速度、動作頻率、重心變化以及動作時的習(xí)慣等人體機能特征參數(shù)，分析人的視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感覺器官的機能特性；分析人在各種勞動時的生理變化、能量消耗、疲勞機理以及人對各種勞動負荷的適應(yīng)能力；探討人在工作中影響心理狀態(tài)的因素以及心理因素對工作效率的影響等。

人機工程學(xué)因素往往是企業(yè)提高其競爭力的手法之一。若說“人性化產(chǎn)品”是與“人”合為一體的產(chǎn)品設(shè)計，“人機工程因素”則是設(shè)計工業(yè)產(chǎn)品時的人機界面所必須考慮的因素。在我國即將加入WTO所面臨的沖擊下，中國的制造業(yè)無不是嚴陣以待，企圖在競爭中保持優(yōu)勢。管理大師麥克·波特(MICHAEL PORTER)曾說過，企業(yè)具備競爭優(yōu)勢的兩個方式，一是擴大生產(chǎn)規(guī)模，走向規(guī)模經(jīng)濟，才能占有成本上的優(yōu)勢；另一個便是創(chuàng)造企業(yè)或產(chǎn)品的附加值，制造消費者趨之若鶩的心理。在現(xiàn)今產(chǎn)品和質(zhì)量逐步提高，且消費者對商品品質(zhì)要求越來越高的情況下，各產(chǎn)品制造商們無不力求突破，希望能出奇制勝，打動消費者的心。拿當今世界上提出的“健康”人機工程學(xué)的新要求為例，即是用某些考慮人機因素的輔助性產(chǎn)品，如：電動腰靠、紫外線阻隔(UV、CUT)等來提高產(chǎn)品人性化的層次，籍此創(chuàng)造其他品牌無法模仿的優(yōu)勢，而贏得消費者青睬的。

究竟什么樣的產(chǎn)品需要人機工程呢？在設(shè)計上又如何表現(xiàn)，才能成為符合人機工程學(xué)的產(chǎn)品呢?

工業(yè)設(shè)計師指出，就電腦的相關(guān)部件和設(shè)備而言，如鍵盤、鼠標等輸入裝置，因使用者可能長時間利用其從事工作或娛樂，接觸的時間較長，在使用時也可能十分投入。因此，人機工程學(xué)就成了設(shè)計上最主要的條件之一。

人機工程學(xué)的顯著特點是，在認真研究人、機、環(huán)境三個要素本身特性的基礎(chǔ)上，不單純著眼于個別要素的優(yōu)良與否，而是將使用“物”的人和所設(shè)計的“物”以及人與“物”所共處的環(huán)境作為一個系統(tǒng)來研究。在人機工程學(xué)中將這個系統(tǒng)稱為“人——機——環(huán)境”系統(tǒng)。這個系統(tǒng)中，人、機、環(huán)境三個要素之間相互作用、相互依存的關(guān)系決定著系統(tǒng)總體的性能。本學(xué)科的人機系統(tǒng)設(shè)計理論，就是科學(xué)地利用三個要素間的有機聯(lián)系來尋求系統(tǒng)的最佳參數(shù)。

系統(tǒng)設(shè)計的一般方法，通常是在明確系統(tǒng)總體要求的前提下，著重分析和研究人、機、環(huán)境三個要素對系統(tǒng)總體性能的影響，如系統(tǒng)中人和機的職能如何分工；如何配合；環(huán)境如何適應(yīng)人；機對環(huán)境又有何影響等問題，經(jīng)過不斷修正和完善三要素的結(jié)構(gòu)方式，最終確保系統(tǒng)最優(yōu)組合方案的實現(xiàn)。這是人機工程學(xué)為工業(yè)設(shè)計開拓了新的思路，并提供了獨特的設(shè)計方法和有關(guān)理論依據(jù)。

作為一個全息系統(tǒng)的局部，一個產(chǎn)品中包括了我們這個商品社會中的全部信息。一件設(shè)計優(yōu)良的產(chǎn)品，必然是人、環(huán)境、經(jīng)濟、技術(shù)、文化等因素巧妙融合、平衡的產(chǎn)物。開始一項產(chǎn)品設(shè)計的動機可能來自各個方面，有的是為了改進功能，有的是為了降低成本，有的是為了改變外（轉(zhuǎn)載自中國教育文摘http://www.edUzhai.net，請保留此標記。）觀，強化“柜臺效應(yīng)”，以吸引購買者，更多的情況是上述幾方面兼而有之。于是，對設(shè)計師的要求就可能來自功能、技術(shù)、成本、使用者的愛好等各種角度。不同的產(chǎn)品設(shè)計的重點也大不相同，暖水瓶的設(shè)計顯然就要比香水瓶的設(shè)計考慮更多的人機問題；再以肇及設(shè)計所設(shè)計的電腦游戲遙感器為例，乍見此產(chǎn)品時，看似不符合人機工程學(xué)，但實際使用時卻很合手，操控性良好，而且遙感器外型頗酷，用此搖桿玩空戰(zhàn)游戲，有操控戰(zhàn)斗機的味道。相比于市場上其他同類型的產(chǎn)品，即使售價比一般產(chǎn)品高出許多，也一樣大受歡迎，足見其魅力所在。但也有這樣一種產(chǎn)品，在市場上受到歡迎，是因其外型討好且成本不高所致，但缺點是產(chǎn)品輕，因此，在使用時本來一只手操作很方便，卻不得不雙手并用才行，這就是該產(chǎn)品在人機工學(xué)上的不足之處；但在成本、售價及市場因素的考慮下，廠商還是推出此種產(chǎn)品。而對于專業(yè)用品就不同了，例如美發(fā)師每天所使用的吹風(fēng)機，除草機工人所使用的修剪機就絕對不能輕視人機工程學(xué)在生理層面上的考慮。

然而，一個好的產(chǎn)品設(shè)計是可以涵蓋形態(tài)和人機因素的，產(chǎn)品的外形一樣也可以有機會作人機工程的發(fā)揮。以TEAGE為微軟所設(shè)計的易用鼠標球而言，該鼠標是特別為兒童體驗電腦而設(shè)計的，在方案決定之前對兒童的抓握方式進行了研究，黃白兩色相間的鼠標球使兒童們在學(xué)習(xí)電腦時，增加了趣味性和功能性。該產(chǎn)品已經(jīng)超脫了產(chǎn)品造型上的束縛，除讓其更好用之外，也同時賦予了產(chǎn)品新的意義與想象空間。

除了一般的大眾消費品之外，專為特殊族群所設(shè)計的產(chǎn)品在人機工程學(xué)上也有更多的考慮。如，殘疾人用的瓷器套具，此套設(shè)計是專為殘疾人做的餐具，又不讓人直接看出它們是專為殘疾人做的。故而，設(shè)計師在充分考慮了人機工程學(xué)的基礎(chǔ)上，特別處理手把的凹凸，使患者拿在手里有一種心態(tài)上的平衡感，既能看到，又能摸到，但又不那么顯眼。

再以醫(yī)療設(shè)備來說，病床、醫(yī)療椅等產(chǎn)品，在設(shè)汁上不只是考慮操作要符合人機工程學(xué)，在材料上也應(yīng)力求人性化，增加產(chǎn)品的親和力，以提高產(chǎn)品的“EQ”。

由于學(xué)科來源的多樣性和應(yīng)用的廣泛性，人機工程學(xué)中采用的各種研究方法種類很多，有些是從人體測量學(xué)、工程心理學(xué)等學(xué)科中沿用下來的，有些是從其他有關(guān)學(xué)科借鑒過來的，更多的是從應(yīng)用的目標出發(fā)創(chuàng)造出來的。其中常用于一般產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域的方法有如下幾類：

1，測量方法

測量方法是人機工程學(xué)中研究人形體特征的主要方法，它包括尺度測量、動態(tài)測量、力量測量、體積測量、肌肉疲勞測量和其他生理變化的測量等幾個方面。

2．模型工作方法

這是設(shè)計師必不可少的工作方法。設(shè)計師可通過模型構(gòu)思方案，規(guī)劃尺度，檢查效果，發(fā)現(xiàn)問題，有效地提高設(shè)計成功率。

3．調(diào)查方法

人機工程學(xué)中許多感覺和心理指標很難用測量的辦法獲得。有些即使有可能，但從設(shè)計師工作范圍來看也無此必要，因此，設(shè)計師常以調(diào)查的方法獲得這方面的信息。如每年持續(xù)對1000人的生活形態(tài)進行宏觀研究，收集分析人格特征、消費心理、使用性格、擴散角色、媒體接觸、日常用品使用、設(shè)計偏好、活動時間分配、家庭空間運用以及人口計測等，并建立起相應(yīng)的資料庫。調(diào)查的結(jié)果盡管較難量化，但卻能給人以直觀的感受，有時反而更有效。

4．數(shù)據(jù)的處理方法

當設(shè)計人員測量或調(diào)查的是一個群體時，其結(jié)果就會有一定的離散度，必須運用數(shù)學(xué)方法進行分析處理，才能轉(zhuǎn)化成具有應(yīng)用價值的數(shù)據(jù)庫，對設(shè)計產(chǎn)生指導(dǎo)意義。

當今的工業(yè)設(shè)計師面臨著多種活動和課題，例如：電視資訊、互動電視、通用遙控器等，與企業(yè)合作的范圍也很廣，在實施產(chǎn)品的人性化設(shè)計過程中，通常采用如下的設(shè)計程序：

1)建立并運用資料庫(這在前面已有論述)；

2)決定研究主題；

3)觀察階段：

*目標輪廓 *訪識/觀察 *使用模式/議題

4)發(fā)展階段：

*關(guān)鍵議題 *產(chǎn)品概念 *測試與評估

在整個研究過程中，人機工程師和工業(yè)設(shè)計師都必須全程參與，但在各個階段為主為輔的角色會有不同。例如：產(chǎn)品概念由工業(yè)設(shè)計師主導(dǎo)，測試則由人機工程師主導(dǎo)，每個步驟以劇本的形式來串連溝通。每件產(chǎn)品都有各自的在人機工程學(xué)上的特色，特別是消費性產(chǎn)品。以汽車內(nèi)部設(shè)計來說，就有三個表達人機工程需求的方式：一是操控界面，如方向盤的設(shè)計；二是座椅及內(nèi)裝設(shè)計，如一些大客車座椅，或者老板椅的靠背上部，都有一道鼓起來的凸包。對于大多數(shù)的中國人來說，這個凸包常常是頂在后腦勺，使得身體后靠在椅背時，不得不稍稍低頭。從設(shè)計上來說，這道凸包本來是用來墊靠頸部凹處，使人的頭頸更舒服的。問題的出現(xiàn)是由于這些座椅的設(shè)計和生產(chǎn)直接從國外引進，而生產(chǎn)者又沒有重新考慮中西方人在身材方面的不同，尺寸上完全照搬。結(jié)果西方人墊頸的凸包就頂住了我們的后腦勺；三是情報溝通系統(tǒng)，如導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計及安全警報功能。

在新的世紀里，我們以新的方式來感知世界，人們越來越多的在追求一種新的生存環(huán)境和生存空間，毫無疑義，未來的人性化設(shè)計具有更加全面立體的內(nèi)涵，它將超越我們過去所局限的人與物的關(guān)系的認識，向時間、空間、生理感官和心理方向發(fā)展，同時，通過現(xiàn)代高科技技術(shù)如虛擬現(xiàn)實、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等多種數(shù)字化的形式而擴延。IDEO設(shè)計公司的數(shù)字化收音機正是基于這一觀念上的最新數(shù)字廣播概念設(shè)計，通過對使用者狀況的設(shè)計構(gòu)想，研究收音機的可能外觀和操作方式。無論在造型上還是在界面設(shè)計上，都使人機交互關(guān)系達到物我兩忘的狀態(tài)。該收音機上的顯示屏幕以圖形界面來說明音頻節(jié)目的內(nèi)容。設(shè)計范圍包括個人化家用收音機、個人可攜式收音機和演藝工作者的專業(yè)收音機。

中國未來的產(chǎn)品設(shè)計必須以創(chuàng)意與革新為首要條件，唯有真正好用且務(wù)實的商品才能在市場上脫穎而出，讓消費者感到貼心且實惠的產(chǎn)品方是企業(yè)制勝的絕佳利器。符合人機工程，人性化的設(shè)計是最實在，同時也是最前沿的潮流與趨勢，是一種人文精神的體現(xiàn)，是人與產(chǎn)品完美和諧的結(jié)合。使人性化的設(shè)計真正體現(xiàn)出對人的尊重和關(guān)心。

[參 考 文 獻]

[1] ＜人機工程學(xué)＞．丁玉蘭．主編．北京理工大學(xué)出版社．

[2] ＜人機工程學(xué)設(shè)計應(yīng)用＞．嚴揚．編著．中國輕工業(yè)出版社．

[3] ＜世界著名設(shè)計公司卷＞．蔡軍．徐邦躍．編著．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社．

作者聯(lián)系地址：

李梁軍: 湖北美術(shù)學(xué)院設(shè)計系，湖北武漢 430060

黃朝暉: 華中科技大學(xué)機械工程學(xué)院工業(yè)設(shè)計系，湖北武漢 430060

本文《人性化設(shè)計中的人機工程學(xué)工業(yè)設(shè)計論文》來自中國教育文摘，查看更多與相關(guān)文章請到http://www.eduZhai.net。

產(chǎn)品名稱： 工業(yè)縫紉機 聯(lián)系供應(yīng)商：

主要規(guī)格/特殊功能 ? 產(chǎn)品規(guī)格：

特點:

最高縫紉速度可達3000rpm，縫制范圍可達40mm x 30mm，可輕松的滿足客戶的需求

采用人性化設(shè)計, 在機頭縫紉位置加裝專用冷光照明裝置, 緩解了視覺疲勞,提高了工作效率并節(jié)省了車間的大功率照明

整機具有自我保護功能,當機頭翻開時系統(tǒng)自動進入自我保護狀態(tài),有效防止了錯誤操作對操作人員引起的傷害, 當合上機頭后無需重新啟動便立即恢復(fù)正常

上軸采用潤滑脂，無潤滑油從機器頭部滲透，減少了對縫料的污染

通過流線型優(yōu)化設(shè)計使機器外型更加美觀大方

SGY2-1900A系列均具備本機編輯圖案功能，可根據(jù)不同的要求，輕松完成花樣的編制 采用高性能伺服電機直接驅(qū)動，降低能耗和振動的同時，使起動/停機反應(yīng)迅速

采用電磁控制夾線器，可輕松調(diào)節(jié)夾線器的張力

采用先進的夾線機構(gòu)，使縫制物的鳥巢現(xiàn)象有所改觀

第五篇：焊接板件銑邊機設(shè)計論文

第一章 概述

1.1

尾槽，V型槽）或成形面等。

（二）銑床加工特點

銑

加工范圍廣，適合批量加工，效率高。銑刀屬多齒工具，根據(jù)刀具的不同，出現(xiàn)斷續(xù)切削，刀齒不斷切入或切出工件，切削力不斷發(fā)生變化，產(chǎn)生沖擊或振動，影響加工精度和工件表面粗糙度。銑床加工精度為179—177。表面粗糙度為Ra6.3-1.6um。

三、銑削加工與銑削工藝

（一）銑削加工

銑削加工是在銑床上利用銑刀旋轉(zhuǎn)對工件進行切削加工方法。銑刀是旋轉(zhuǎn)的多刃具。銑削是多刃加工，且銑刀可使用較大的切削速度，無空回程，故生產(chǎn)效率高。

（二）銑削用量

它包括銑削速度，進給量和銑削寬度和深度。

1、切削速度V c

切削速度即為銑刀最大直徑的線速度：

V c=πdn/1000 m/min

2、進給量：

指刀具在進給運動方向上相對工件的位移量。

有三種方式：

（1）每齒進給量f z mm/z

（2）每圈進給量f mm/r

（3）每分鐘進給量 mm/min 銑床多用于削加工的基本知識

一、常用銑床概論

（一）萬能臥式銑床

銑床的主軸中心線與工作臺面平行。其工作臺有三個方向即垂直橫向及縱向都可以移動?？v向工作臺在水平面內(nèi)還能向左右旋轉(zhuǎn)0—45度的角度。如選擇合理的附件和工具，幾乎可以對任何形狀的機械零件進行銑削。

（二）立式銑床

銑床的主軸中心線與工作臺面垂直，有的立銑因為加工需要，主軸還能向左右傾斜一定角度，以便銑削傾斜面。立式銑床一般用于銑削平面斜面或溝槽，齒輪等零件。

（三）龍門銑床

此銑床具有足夠的剛度，適用與強力銑削，加工大型零件的平面，溝槽等。銑床通常有二軸、三軸甚至更多主軸以進行多刀、多工位的銑削加工，生產(chǎn)效率很高。銑鏜加工中心在生產(chǎn)中也獲得了廣泛應(yīng)用，他可承擔(dān)中小型零件的銑削或復(fù)雜面的加工。銑鏜加工中心尚可進行銑、鉆、絞、鏜、紋絲等綜合加工，在一次工件裝夾中可以自動更換刀具，進行銑、鉆、絞、鏜、紋絲等多工序操作。

二、銑床加工范圍及加工特點

（一）銑床加工范圍

可加工水平面，臺階面，垂直面，齒輪，齒條，各種溝槽（直槽，T型槽，燕

每分鐘進給量 γ f=f·n=f z·z n mm/min

3、背吃刀量

也就是切削深度a p,它是沿銑刀軸線方向測量的切削層尺寸。

4、側(cè)吃刀量

就是切削寬度a e,它是沿垂直與銑刀軸線上的測量的切削層尺寸。

（三）選擇銑削用量的次序 首先選擇較大的銑削寬度、深度，其次是加大進個量。最后才是根據(jù)刀具耐用度的要求，選擇適宜的銑削速度。

（四）銑削方式

1、逆銑

銑刀的旋轉(zhuǎn)方向與工件進給方向相反的銑削形式稱為逆銑。

2、順銑

銑刀旋轉(zhuǎn)方向與工件進給方向相同的銑削方式稱順銑。

3、端銑

端銑的銑削方式有對稱和不對稱銑削兩種。銑削時銑刀的軸線位于工件中心，這種銑削稱為對稱銑削。銑刀的軸線偏于工件的一側(cè)時的銑削，稱為不對稱銑削。

1.2 銑削加工的歷史

切削加工是用切削工具，把坯料或工件上多余的材料層切去，使工件獲得規(guī)定的幾何形狀、尺寸和表面質(zhì)量的加工方法。

任何切削加工都必須具備三個基本條件：切削工具、工件和切削運動。切削工具應(yīng)有刃口，其材質(zhì)必須比工件堅硬；不同的刀具結(jié)構(gòu)和切削運動形式，構(gòu)成不同的切削方法。用刃形和刃數(shù)都固定的刀具進行切削的方法有車削、鉆削、鏜削、銑削、刨削、拉削和鋸切等；用刃形和刃數(shù)都不固定的磨具或磨料進行切削的方法有磨削、研磨、珩磨和拋光等。

切削加工是機械制造中最主要的加工方法。雖然毛坯制造精度不斷提高，精鑄、精鍛、擠壓、粉末冶金等加工工藝應(yīng)用日廣，但由于切削加工的適應(yīng)范圍廣，且能達到很高的精度和很低的表面粗糙度，在機械制造工藝中仍占有重要地位。

切削加工的歷史可追溯到原始人創(chuàng)造石劈、骨鉆等勞動工具的舊石器時期。在中國，早在商代中期(公元前13世紀)，就已能用研磨的方法加工銅鏡；商代晚期(公元前12世紀)，曾用青銅鉆頭在卜骨上鉆孔；西漢時期(公元前206～公元23)，就已使用桿鉆和管鉆，用加砂研磨的方法在“金縷玉衣”的4000多塊堅硬的玉片上，鉆了18000多個直徑1～2毫米的孔。17世紀中葉，中國開始利用畜力代替人力驅(qū)動刀具進行切削加工。如公元1668年，曾在畜力驅(qū)動的裝置上，用多齒刀具銑削天文儀上直徑達2丈(古丈)的大銅環(huán)，然后再用磨石進行精加工。

18世紀后半期，英國工業(yè)革命開始后，由于蒸汽機和近代機床的發(fā)明，切削加工開始用蒸汽機作為動力；到19世紀70年代，切削加工中又開始使用電力。

對金屬切削原理的研究始于19世紀50年代，對磨削原理的研究始于19世紀80年代，此后各種新的刀具材料相繼出現(xiàn)。19世紀末出現(xiàn)的高速鋼刀具，使刀具許用的切削速度比碳素工具鋼和合金工具鋼刀具提高兩倍以上，達到25米/分左右；1923年出現(xiàn)的硬質(zhì)合金刀具，使切削速度比高速鋼刀具又提高兩倍左右；30年代以后出現(xiàn)的金屬陶瓷和超硬材料(人造金剛石和立方氮化硼)，進一步提高了切削速度和加工精度。

隨著機床和刀具的不斷發(fā)展，切削加工的精度、效率和自動化程度不斷提高，應(yīng)用范圍也日益擴大，從而大大促進了現(xiàn)代機械制造業(yè)的發(fā)展。

金屬材料的切削加工有許多分類方法，常見的有按工藝特征、按材料切除率和加工精度、按表面成型方法三種分類方法。

切削加工的工藝特征決定于切削工具的結(jié)構(gòu)，以及切削工具與工件的相對運動形式。因此按工藝特征，切削加工一般可分為：車削、銑削、鉆削、鏜削、鉸削、刨削、插削、拉削、鋸切、磨削、研磨、珩磨、超精加工、拋光、齒輪加工、蝸輪加工、螺紋加工、超精密加工、鉗工和刮削等。

量一個國家裝備制造水平的重要標志。因為高速切削加工技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、船舶等關(guān)系到國計民生的重要領(lǐng)域，也代表著現(xiàn)代切削制造技術(shù)的發(fā)展趨勢。

近幾年來，我國對數(shù)控機床需求急劇增加，2000年至2005年，我國數(shù)控金切機床產(chǎn)量從14053臺躍至59639臺，年增長率為33.5％。我國金切機床產(chǎn)值數(shù)控化率從1996年的11.6％提高到2005年的47.3％。這表明我國的數(shù)控機床行業(yè)有了極大的發(fā)展。另一方面，我國數(shù)控機床進口額連年激增，從2001年的24.1億美圓增至2005年的64.95億美圓，國有數(shù)控機床的市場占有率卻呈現(xiàn)出逐年下滑的趨勢，尤其是高速、高精度多軸機床，幾乎完全依賴進口[1]。這些數(shù)據(jù)可以看出我國的機床制造業(yè)尤其是高端加工中心落后于發(fā)達國家。因此，國家在“十五”、“十一五”規(guī)劃中都把以數(shù)控機床為核心的裝備制造作為重大專項，以期在這方面有所突破。

數(shù)控技術(shù)是一門集計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、機械電子技術(shù)以及計算機圖形處理技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)。其中NC編程是這一技術(shù)的靈魂。NC編程成為各種CAM軟件的核心。因為NC編程直接影響著數(shù)控機床的使用效率和加工質(zhì)量。所以國內(nèi)外投入了大量的人力和物力來提高CAD/CAM軟件的編程效率，加工效果以及智能化水平。

現(xiàn)代高速切削加工發(fā)展概況 由于目前絕大部分的機械零件必須經(jīng)過切削加工實現(xiàn)，切削加工在機械制造中1.3 銑削加工現(xiàn)狀

高速銑削加工（High Speed Milling, HSM）以其巨大的優(yōu)勢，迅速成為現(xiàn)代加工制造領(lǐng)域最重要的加工手段之一，也是衡

占用十分重要的地位。經(jīng)濟全球化使制造國際化，因此競爭也越來越激烈。如何提高效益、降低成本、加快產(chǎn)品開發(fā)周期成為每一個面對市場競爭的企業(yè)的迫切愿望。高速切削加工所具有的明顯優(yōu)勢，近年來得到廣泛應(yīng)用并迅速發(fā)展。

高速銑削加工（High Speed Milling，簡稱HSM）的概念源于德國切削物理學(xué)家C.J.Salomon博士于1931年所提出的著名切削實驗及物理引申[2],他認為對應(yīng)一定的工具材料有一個臨界切削速度，達到此溫度切削溫度最高。當超過這一臨界切削速度，切削溫度反而會降低，而大幅度提高機床的生成效率。

高速銑削加工技術(shù)作為一門新興的技術(shù)，以其與傳統(tǒng)加工相比無可比擬的優(yōu)點，在加工制造業(yè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，也帶來了巨大的經(jīng)濟效益。我國要實現(xiàn)由制造業(yè)大國向制造業(yè)強國的跨越，必須有強大的制造裝備業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)體系作支撐。我國目前的高速數(shù)控技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展。但是，我國還缺少高速銑削加工的核心技術(shù)，還有許多基礎(chǔ)性的研究工作有待開展，這也是我國走向制造業(yè)強國的必由之路！

由底部的電動機經(jīng)聯(lián)軸器2傳遞到2號減速箱，由2號減速箱輸出給與之相配合的滑動絲桿螺母機構(gòu)，從而帶動機架部分沿工作臺上的導(dǎo)軌面運動，作橫向進給。刀具的旋轉(zhuǎn)運動由動力頭提供。

二、方案2：

該方案與方案1的不同之處在于升降運動和進給運動都是在鋼絲繩的牽引作用下實現(xiàn)的。

三、方案3：

該方案與方案1的不同之處在于控制升降運動和進給運動的滑動絲桿螺母機構(gòu)由滾動絲桿螺母機構(gòu)代替。

四、方案比較：

方案1：該方案的升降運動和進給運動是由滑動絲桿螺母機構(gòu)實現(xiàn)，而滑動絲桿螺母機構(gòu)具有降速比大、運動平穩(wěn)和運動精度高、軸向牽引力大、自鎖性能好等優(yōu)點，但是它的不足之處是它的傳動效率不高、剛度較低。

方案2：在該方案中，鋼絲繩起了重要的作用，電動機的轉(zhuǎn)動給鋼絲繩一個牽

引力，通過此力實現(xiàn)機床的升降運動和進給運動。這個方案的優(yōu)點在于鋼絲繩制造簡單、維修方便、成本低、傳動效率較高，但是它運動不夠平穩(wěn)且運動精度低，在傳動過程中易產(chǎn)生顫動、不能夠自鎖、降速比不大。第二章 方案設(shè)計

一、方案1：

該設(shè)計機床的升降運動由頂部的電動機通過聯(lián)軸器1傳到1號減速箱，帶動滑動絲桿螺母機構(gòu)，由滑動絲桿螺母機構(gòu)帶動動力頭作升降運動，銑床的進給運動則

方案3：該方案中采用了滾動絲桿螺母機構(gòu)，通過該機構(gòu)來傳遞運動，以滿足機床的要求。該方案中的滾動絲桿螺母機構(gòu)具有摩擦損失小，傳動效率高、動作靈敏，低速運動時無爬行現(xiàn)象、磨損小，精度保持性好、可消除軸向間隙，軸向剛度高、摩擦系數(shù)小等優(yōu)點，但是它的工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，不能實現(xiàn)自鎖。

綜合考慮，最終選取方案1為最終設(shè)計方案，通過其Solid Edge繪圖如下圖2所示。

三個電動機提供動力來源，即電動機

1、電動機2及動力頭。其中：1號電動機通過聯(lián)軸器帶動1號減速箱旋轉(zhuǎn)，從而帶動1號絲桿旋轉(zhuǎn)，控制小托板在垂直方向做上下移動，同時使動力頭在垂直方向上做上下移動，適合于不同厚度的焊接板件的加工。其加工行程為560mm；2號電動機通過2號減速箱帶動2號絲桿轉(zhuǎn)到，通過螺母機構(gòu)帶動銑邊機的大托板（即機架）左右移動，完成行程為3600mm；可以適用于中小焊接板件的銑邊。動力頭的功率為5.5kv,轉(zhuǎn)動角度由手輪轉(zhuǎn)動來調(diào)節(jié)，其轉(zhuǎn)動是通過棘輪調(diào)節(jié)，達到轉(zhuǎn)動角度為0-90度，能夠滿足板所有板件的銑邊工作。

第三章 機床具

體參數(shù)設(shè)計

機床的主要技術(shù)參數(shù)包括主參數(shù)和基本參數(shù)，其中基本參數(shù)又包括尺寸參數(shù)、運動參數(shù)、動力參數(shù)。該機床的主參數(shù)已經(jīng)確定，它是加工焊接板件的專用銑床。其參數(shù)如下： 圖1 方案1初步設(shè)計工程圖

五、其工作原理如下：

該銑床由三個動力部分組成；分別由

一、技術(shù)參數(shù)

如今我以走上了工作的生涯，近段時間對外協(xié)這一方面有了一定的了解，其焊接板件在冷作過程中都要經(jīng)過銑邊這一階段，通過參考廠家銑邊的特點以及結(jié)合我公司所以工作零件的特點，決定銑邊機的工作行程為3600mm，當今的廠家在生產(chǎn)過程中最看重的是效率問題。所以通過生產(chǎn)效率及工作經(jīng)驗初步選擇其運動速度為200mm/min。在銑邊行程中為了方便對工件的銑邊，對動力頭在橫向方向的運動行程為200mm/min，由于板件的厚度不同，在垂直方向上確定其行程為560mm；銑床的功率為單一工作，其功率的要求不是很大，初步確定其功率為5.5KW。

二、動力參數(shù)的確定

動力參數(shù)一般是指機床的電動機的功率，由于該機床屬于專用機床，銑刀頭的功率為5.5KW，因此，主運動驅(qū)動電動機的功率為5.5KW。

確定進給驅(qū)動電機的功率，由于進給運動的速度較低，空載時的功率很小，在計算時可以忽略，所以進給驅(qū)動電機的功率取決于進給的有效功率和傳動件的機械效率，根據(jù)參考資料【3】得。即

?s-------------進給傳動系統(tǒng)的總機械效率（一般情況下取0.15～0.2）。

初步選去進給驅(qū)動電動機的功率為5.5KW。

3.1 電動機的選擇

由于本設(shè)計需要兩個功率在4.0KW以上，重量不能太大并且采用連續(xù)周期工作制的（S6）異步電動機，其安裝形式均為B201101，通過查參考資料【3】選得：

一、1號電動機Y112M-4，技術(shù)數(shù)據(jù)如下：

額定功率4.0KW，轉(zhuǎn)速1440r/min，額定電流8.77A，效率84.5%，功率因數(shù)0.82，最大轉(zhuǎn)距/額定轉(zhuǎn)距為2.2，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)距/額定轉(zhuǎn)距為2.2，堵轉(zhuǎn)電流/額定電流為7.0，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量GD2為0.095N*㎡，重量為43㎏。

二、2號電動機Y132S-4，技術(shù)數(shù)據(jù)如下：

額定功率5.5KW，轉(zhuǎn)速1440r/min，額定電流11.6A，效率85.5%，功率因數(shù)0.84，最大轉(zhuǎn)距/額定轉(zhuǎn)距為2.2，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)距/額定轉(zhuǎn)距為2.2，堵轉(zhuǎn)電流/額定電流為7.0，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量GD2為0.214N*㎡，重量為68㎏。NS?Qvs60000?S

式中：NS---------進給驅(qū)動電動機功率（KW）；

Q-------------進給抗力（N）；

vs------------進給速度（m/min）；

3.2 動力頭的選擇

根據(jù)加工要求和機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并考慮到經(jīng)濟因素，選擇型號為ITX32的動力頭，該銑削動力頭功率大、剛性好、切削平穩(wěn)、精度高、操作調(diào)整方便。同時此動力頭具有普通級、精密級和高精密級三種，能夠與四種傳動裝置即ING皮帶傳動、1NGB頂置式齒輪傳動、INGC尾置式齒輪傳動INGD手柄變速齒輪傳動裝置配套使用。該動力頭的參數(shù)如下：

電機功率為5.5KW，電機轉(zhuǎn)速為960r/min，刀盤直徑為125-315mm，配套傳動裝置及主軸轉(zhuǎn)速為ING32 500-1600 r/min，主軸滑套直徑為190mm，主軸滑套移動量為80mm，主軸中心高為160mm，主軸前軸承軸徑為90mm，選用頂置式，整體重量為305kg。