关于机床设计论文范本,与人机工程学背景下数控机床的设计相关毕业论文开题报告

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【摘要】近年来,随着我国经济的飞速发展,机械制造技术得到广泛发展,而数控机床作为制造业发展的核心装备,使得机床的设计显得至关重要.根据数控机床设计、制造以及使用等显示：人机关系的好坏会影响数控机床性能的发挥,而在数控机床设计过程中人机工程学则应该考虑其中,常见的参数有：数控机床操作面板的设计、把手、加工区域等,本文将以人机工程学为背景,分析数控机床设计过程中如何结合人体生理结构设计数控机床,分析如何将人体工程学运用到数控机床设计中,从而达到良好的人机交换,保障操作人员安全,提高员工工作效率.

【关键词】机械制造技术数控机床设计工作效率

引言

近年来,随着我国经济的飞速发展,数控机床在机械制造中使用较多,它大大降低了人们的体力劳动,并且也使得人们和数控机床的交流增多.但是,数控机床使用过程中,如果机床设计不合理将会影响其精度,并且影响操作者的舒适度,严重者将会危及操作者个人安全.近年来,人机工程学在数控机床设计中使用较多,并取得理想效果,它融入了人体结构学、生理学等,使得人、机床等更加和谐,能够有效的降低机床使用过程中的人为误差,提高数控机床的加工精度和稳定性[1].本文将以人机工程学为背景,分析数控机床设计过程中如何结合人体生理结构设计数控机床,分析如何将人体工程学运用到数控机床设计中,现综述如下.

1数控机床的人机系统模型

数控机床近年来使用较多,一方面数控机床能够保证零件等加工精度,降低加工误差；另一方面能够提高加工精度,提高加工效率.从人际工程学角度来说,数控机床使用过程中,人并不是独立存在的,因此对于人的研究也并不是孤立的,而应该将其放置在人――机床――环境中进行设计.从人机系统的角度来看,操作者和数控机床本身就属于一个有机的整体,人则成为了数控机床设计过程中的一个有机的整体,在数控机床设计过程中要将人的因素考虑其中,以便能设计出更加人性化的数控机床.

2数控机床的人机工程分析

2.1机床整体造型的人机工程分析

对于一台数控机床而言,机床的整体设计对于机床使用者的使用、操作等有着重要的影响,机床的整体造型对于机床的使用、操作者的操作有着重要的影响.而数控机床而言,其各个部件之间的比例是外观造型的主要部分之一,现有机床中使用的比例较多,常见的有黄金分割比（1：0.618）、平方根比例（1：）等.机床轮廓线设计过程中除了要注意线形的设计,同时还要注意线的变化[2].当前,我国机床尺寸主要分为以下几种,即：长2250mm/2500mm/3000mm/3500mm,宽1370mm,高1690mm.

2.2机床门的人机工程分析

对于数控机床而言,机床门是数控机床中比较重要的部件,如果机床门设计不合理将

关于机床设计论文范本会影响机床使用性能以及操作精度.数控机床在设计过程中还要配合机床外罩,同时还要考虑到门的宽度.数控机床设计时,门的宽度不但会影响机床的外观造型,同时还会影响机床的使用性能、加工精度等.在数控机床设计过程中不可避免的要重视对于机床门的设计.数控机床使用过程中,为了保证操作者能够装夹零件方便,门的尺寸设计过程中要略大于工作台的宽度.

根据笔者经验,由于机械制造过程中,数控机床类型较多,不同型号的数控机床工作台宽度也不尽相同,数控机床门设计过程中可以使用单开门的结构；而对于较宽的工作台而言,可以设计双开门.

2.3观察窗的人机工程分析

在数控机床设计过程中,观察窗也是其重要部件,它主要用来让操作者观察零件的加工进程,从而对加工的工件和机床等运动观察.这个部位的设计更加有利于对机床加工进度的反馈.这个部位的设计对于操作者的姿势等关系密切,设计过程中要从人机工程学角度出发,并且对观察窗的设计有一个重点把握[3].

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根据笔者经验,数控机床观察窗设计时要根据操作者的高度、视高等为主.并且不同类型的数控机床在功能上、精度上等差异不显著.通常而言,对于数控机床观察窗的设计主要选取第50百分位的人体视高进行设计,这样能够保证数控机床适合不同身高的操作者.从人体结构来说,人的水平最佳视线在水平线15°效果最好,而在竖直方向而言,应该控制在25°.

2.4把手的人机工程分析

对于数控机床而言,手把对于其加工精度、加工效率至关重要,同时手把还会影响操作者的舒适度.在对数控机床进行设计时必须将手把等考虑其中,手把设计过程中必须和直径、人手的尺寸等相适应,保证操作者能够比较方便的进行操作.根据相关标准显示,对于数控机床手把设计时,手握直径应该控制在10mm―20mm,并且以12mm―18mm为宜.

此外,数控机床设计过程中,还应该注意数控机床长度的设计,并且设计过程中,要主要数控机床整体造型,同时还有保证数控机床设计后满足不同身高操作者使用.直径的把手.把手的长度在设计中也需要重视.现有的数控机床的把手造型多采用长把手的设计,一方面是为了造型的需要,另一方面也可以适合不同身高操作者.但是,在现有数控机床中,很多机床使用短把手,并没有考虑到高度较高者,使得其设计不合理.根据相关规定：数控机床设计时,要控制好手把的长度,将其控制在75mm以上.此外,设计时要考虑到机床的安装位置、安装后达到的精度等.

通过图1可以看出,对于数控机床设计时,把手设计过程中应该先确定其按照高度,并将50百分位身高操作者作为依据.当手把的高度确定之后,以图2方式对把手的操作范围进行计算,这样设计出的把手既能够保证其舒适度,同时还能够提高操作精度,保持操作者手腕保持自然状态,保证手与小臂在操作过程中保持在直线上.

3数控机床的人机工程设计

数控机床在设计过程中必须综合考虑人机工程学等相关要求,在操作者经常触摸的部位,如机床门、观察窗、把手等部位应该尽可能使用圆润、流畅等曲线进行,让操作者更加亲切.而整个数控机床在设计过程中要注意总体的协调,尽可能保证统一.在人机工程学中,如设计观察窗时要将其放在最佳位置处；设计把手时要和机床区别开,尽可能将其设计成折线形.在色彩上,可以使用浅色或黄色等颜色,这样既不沉闷,又十分醒目[4].

人机工程学背景下数控机床的设计参考属性评定
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