基于CAID的机床产品族造型设计研究

通过对计算机辅助工业设计技术和产品族设计理论的研究,以系列数控机床设计为例,提出了统一数据流的多软件协同和产品族设计方法相结合的机床产品造型设计流程,最终达到提高设计开发效率的目的,为我国机床制造企业研发高附加值产品提供参考和借鉴.     

数控机床造型设计的应用研究

介绍了工业设计和机床的概念,阐述了机床造型设计的表现方法,并对数控机床造型设计的构成元素以及元素的提取比对,进行了具体分析。     

机床造型设计中的人机尺寸应用研究

为提升数控机床软实力,增加产品的隐性价值,从整体到局部分析归纳机床造型设计中涉及的人机数据,以此建立人机尺寸表与隐性价值链图.将人机数据应用在滚刀复合磨床的造型设计中,针对设计过程中发现的易被忽视的人机要点,提出了对应的优化方案,完善了该机床的人机设计.该研究成果可为机床人机工程设计提供参考,提升机床用户操作的舒适性.     

混联机床造型设计与色彩心理效应

在了解现在数控机床的色彩的现状的基础上,以混联高速五面五轴加工中心的色彩设计为研究对象,研究色彩理论在机床设计中的对人的情感因素及心理效应分析,将色彩的系统理论应用于机床造型设计之中.分析现代数控机床的色彩所存在的问题,提出数控机床的色彩设计原则,在色彩设计分析和研究试验过程中,以孟赛尔和奥斯特瓦德的色彩理论解决机床产品造型的色彩调和,对混联机床色彩设计过程分析,得出色彩设计定位、色彩调整、色彩评价等三个方面的主要作用及色彩与人的心理情感效应分析.     

数控机床的现代造型风格与设计

通过分析机床造型风格的演变过程，研究了数控机床现代造型风格的主要特征，并对其未来的发展趋势做简单探讨。同时，通过数控镗铣虚拟轴机床XNZ63的造型设计实例，说明了造型风格在数控机床产品造型设计中的具体应用。     

数控机床造型设计中人机工程学研究

数控机床造型设计的重点是机床外观的人性化设计,人们对机床整体性能的评价由机床外观的人机性能好坏直接影响。为了方便用户的实用,数控机床在进行外观设计时,要着重考虑人机工程学方面的要求,如何设计出外观符合人机工程学的科学外观造型设计,是目前机械设计师首要考虑的问题。本文以人对机床操作时经常接触的外观部件为关键因素,具体阐述了机床门、观察窗、把手等部件的设计。     

网络协同数控机床工业设计系统中的知识获取与应用研究

提出了基于知识的网络协同数控机床工业设计系统的概念,并对其中的知识和知识主体进行了研究,提出了协同机床工业设计过程的知识应用和转化模型。借助口语分析等针对设计过程的认知试验研究方法,在一个由工业设计师和机床工程师双方合作参与的典型数控机床外观造型设计试验的基础上,对机床工程师的设计思维、设计程序和所需知识体系等进行了分析,讨论了知识的内容、来源和表现形式等问题。在此基础上初步建立了数控机床工业设计知识的获取和表达体系,研究开发了一种新的设计知识应用形式——侧面轮廓草图器表达技术,并在实际设计中初步应用。     

基于构成要素的数控机床造型特征研究

随着数控机床技术的发展,在满足功能需求的前提下,用户对机床的外观质量要求日渐提高。通过对国内外大型机床企业370个系列的产品进行分析,分别总结出数控机床的形态和色彩要素,以此为基础研究数控机床的造型设计特征;根据各个企业数控机床的产值,赋予形态要素不同的权重,总结数控机床形态的发展趋势及配色的基本规律,为数控机床造型设计提供参考。     

数控机床防护外观造型的设计原理

在现代工业生产中,数控机床在所有生产设备中的地位无疑是举足轻重的,各类机床被广泛应用于工业生产与发展之中。在发挥极大作用的同时,人们将机床防护外观的安全保护性能及其造型摆在了极其重要的位置。目前,我国的高档机床及功能部件大多数依靠进口,我国机床市场现状不是很乐观。通过借鉴和研究国外先进制造技术,进一步完善数控机床的各项性能指标的同时,还应该从人机工程学的角度对数控机床外观造型进行研究,提高其宜人性设计水平,改善人一机一环境系统的协调、统一关系,使机床更具有市场竞争力。     

机床造型设计方法

根据工业设计原理,从色彩、形态和宜人性三个方面讨论机床造型原则和设计方法。同时分析了我国机床造型的发展现状,并针对机床造型存在的不足,提出了相应的建议。     

Detecting re-design area for increasing manufacturability of drilling and three-axis pocketing operations

The intensive competition has forced the manufacturing industry to improve product quality and production efficiency, and meanwhile reduce production cost. Detecting potential manufacturability problems in early design stages would prevent unnecessary cost involved in re-work and/or re-design activities at later manufacturing stages. This paper presents an algorithm for determining re-design areas to feedback the designer when the design model involves machining holes and pockets using a three-axis computer numerical control machine. The algorithm takes into account the various sizes of tools and tool holders, and therefore allows a designer to test the manufacturability of their available cutters on their design models. A color-based obstacle-detecting method, based on layer-slicing of re-design areas, helps a designer to re-evaluate a design model for increasing manufacturability. Practical examples are provided as the output of the process.     

基于专家系统的数控刀具选配系统的研究

在数控刀具选配实现过程中,采用专家系统的基本原理,使数控刀具选配更加方便与简洁。本文详细研究数控刀具事实库、规则库以及数控刀具选配系统推理机的设计方法,并建立了基于专家系统的数控刀具选配系统模型。最后提出数控刀具选配方案的评价方法。     

基于边界元法的混联数控机床整机结构动态特性解析

基于边界元法研究混联数控机床整机结构动态特性的解析和建模方法。首先采用粱单元、集中质量单元、弹簧单元及结合部单元建立混联机床整机结构动力学模型，基于边界元方法建立各单元的动力学方程式，通过单元合成方法推导出混联数控机床整机结构动力学方程，用频率扫描法得到整机结构的固有频率。基于所建立混联机床结构动态特性解析方法，开发相应的整机动态特性解析软件，实验证明，所建立混联机床整机动态特性解析方法及开发的软件是可靠的，不仅可以为混联数控机床加工过程中回避薄弱位姿状态提供依据，而且可以为混联数控机床的结构设计提供理论依据，对提高混联数控机床的设计水平具有重要意义。     

大型数控机床大件的设计

大型机床所承受的重力和切削载荷比一般机床大,而数控机床的工作精度指标又较普通机床高,因此对机床大件的设计要求也需要不断总结提高。     

数控机床模块设计中建模及运动仿真

按照模块化设计思想,利用图形技术和仿真技术,遵循工业设计原则,在数控机床模块划分的基础上,进行了三维参数化建模、单机拼装、单机空运动仿真的研究。     

基于性能劣化的可靠性预测与系统开发

为了给数控装备可靠性预测提供更丰富、更精确、更及时的信息源,探讨了运用数控装备使用过程中的性能劣化数据对数控装备可靠性进行预测的方法与工具。给出基于性能状态监测的性能劣化建模与可靠性预测原理,并提出一种基于非平稳自回归积分滑动平均模型的数控装备性能劣化建模方法,以监测与分析数控装备关键性能参数的时变特性;提出基于隐马尔科夫链模型的数控装备可靠性预测方法,以揭示数控装备使用过程中的性能状态变化特征及其可靠性变动情况。在此基础上,开发了数控装备可靠性预测原型软件系统。该系统对于提高数控装备利用率、减少数控装备维修费用以及延长数控装备使用寿命等具有重要的意义。     

数控机床结构热性能分析与支撑部件拓扑优化设计

针对数控机床结构受热时,温度应力导致的机床微小变形,介绍使用ANSYS软件进行机床结构热性能分析模拟研究过程,其中包括机床连续区域的模型构建、网格划分、插值函数的构建、参数设置及边界约束的设置等等流程。通过实际机床案例进行机床支撑部位的拓扑优化设计研究,经实践证实,拓扑优化效果明显,整机结果令人满意。     

多轴数控机床的几何精度分析

在多体系统理论的基础上,以一台多轴数控机床为研究对象,通过建立几何误差模型,对机床在整个加工空间的误差进行几何精度分析,从而为机床的设计和装配提供可靠的依据。     

基于虚拟样机技术的3-UPS并联机床仿真研究

以3-UPS并联机床为研究对象,应用虚拟样机技术建立参数化仿真模型,给出了并联机床虚拟样机设计流程和系统结构。利用该样机模型对并联机床进行了运动学和动力学分析,为并联机床结构和数控系统设计提供了主要参数和理论依据。     

机床造型质量的模糊层次综合评价

应用模糊评价和层次分析法相结合的方法对机床造型质量进行评价。根据工业设计基本原理,建立机床造型质量的评价指标体系。构建机床造型质量评价因素集以及评价指标的递阶层次结构,利用层次分析法计算各指标相对权重向量。然后通过单因素模糊评价,根据最大隶属度原则确定各机床造型质量的等级。引入评价尺度集,进一步细致划分造型质量等级。以4台数控机床为评价实例,说明模糊层次综合评价法用于机床造型质量评价是可行的。