时间：2023-05-30 10:45:15
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇数控折弯机，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
中图分类号：TK151 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0026-01
前言
数控机床技术在社会各个生产领域中的应用使得其得到了工业领域研究人员的广泛关注，然而，在数控机床制造业的规模和速度不断发展的同时，也出现了机械效率低、使用性能下降等各类问题。数控液压折弯机是当前应用最广泛的数控机床的重要部件之一，本文通过对其概念和功能进行简要介绍，进而对数控液压折弯机的结构和优化设计方法展开了深入研究。
1 数控液压折弯机介绍
数控液压折弯机实际就是一种双缸上动式的数控液压折弯机，其通过借助伺服比例阀中安置的各个阀门所发出的动作，对左右油缸的返回及伸长进行驱动，并带动滑块的升降运动[1]。在滑块的同步方面，主要应用全闭环电液伺服控制技术，两侧光栅尺将滑块本身的位置信号反馈回数控系统，而后，数控系统对同步阀的开口大小进行同步控制，并对油缸中的优良进行自动调节，最终，实现滑块轴的同步运行，并使其始终保持同工作台的平行状态。
2 数控液压折弯机的结构分析
2.1 机身结构静态分析
利用ANSYS有限元分析法对数控液压折弯机机身的总移分布以及X、Y、Z方向上的位移分布与机身喉口出的位移分布进行模拟分析，从而计算出折弯机上述5个方向上的位移分布量。通过分析发现，折弯机自身在工作过程中的形变可以基本满足数控精度的要求，但在喉口方面，由于其下部位置的应力较大，且最大时可达169MPa，超出了折弯机正常的允许应力（160MPa）。而在实际工作过程中，最易出现疲劳而产生断裂的部分也为折弯机喉口出，故应对喉口处这一区域进行优化，通过适当减少其应力值，从而保证结构自身强度[2]。
2.2 滑块结构静态分析
利用ANSYS有限元分析法对数控液压折弯机滑块在三种不同载荷情况下的位移分布进行模拟分析，三种情况分别为，滑块全长受载、中间受载和偏载。研究结果表明，滑块处于全长受载时，其发生的型变量最小；当其承受中间荷载时，其发生的型变量最大。因此，在实际应用过程中的，应该尽量避免折弯机滑块中间受载的情况发生，应尽量以偏载工况为主。对于一般的数控液压折弯机而言，滑块约束的加载情况可通过刚度分析来进行了解，而正常滑块刚度所产生的折弯机滑块工作精度大都只能达到B级，并不能满足产品的精益生产，故应对滑块此部分结构进行优化，从而提高产品的精益程度。
2.3 工作台静态分析
仍然利用有限元分析软件ANSYS对数控液压折弯机工作台在全长受载以及中间受载和偏载的三种情况下的变形场进行受力分析。当抽全长荷载时，工作台产生的性变量最小；当承受中间荷载时，型变量最大。但根据ANSYS软件分析结果可知，工作台的变形要大于滑块在相同工况下的变形，产生此种现象的原因在于，工作台中间具有三个长方形的小孔，主要用于补偿油缸的安装，以达到对滑块变形进行补偿的目的。
3 数控液压折弯机的优化设计
3.1 折弯机形状尺寸的优化设计
折弯机机身的优化原则为：以机身结构的变更为条件，利用有限元分离软件ANSYS计算出机身的最大垂直变形以及此时喉口处所承受的最大压力，确保其在原来结构变形与许用应力的整体约束范围内，并将减轻机身的重量作为主要目的。首先，由于侧板的宽度变化直接影响着折弯机机身的最大变形，故可通过适当缩减机身宽度，从而减轻机身自身重量；其次，喉口处的应力大小直接受到喉口处圆角半径的影响，通过ANSYS对折弯机的进行有限元模拟时发现，喉口处圆角半径在逐渐增加时，喉口处所承担的最大应力变化趋势为先减少，后增加，当增加的幅度小于减小的幅度[3]。因此，在进行折弯机设计时，应在尽量使喉口深度满足相关标准时，尽量增加喉口圆角半径，以达到减小喉口最大应力的目的。
3.2 局部强度优化
当数控液压折弯机工作时，喉口处极容易发生断裂，因此，为了确保机器的折弯精度并延长液压折弯机的使用寿命，必须对此区域进行优化和改进。通过在侧板喉口出的内外两侧添加C型加强筋，从而使折弯机的机身变形与喉口所承担的应力适当减少。在局部强化工作结束后，对机身变形量与喉口承担压力进行二次计算，进而得出折弯机机身最大型变量以及喉口处所承担的最大压力随折弯机侧板宽度的变化情况，改进后发现，虽然机身与喉口的最大变形量和承受的最大压力均随着侧板宽度的增加而略有上升，但机身一般性变形程度与喉口的一般承受压力的程度均明显降低，从而证明了优化方法的可行性。
3.3 工作台补偿油缸位置优化
设定折弯机中间补偿油缸与工作台台面相距H（单位mm，下同），三个补偿油缸之间的间距均为D，两侧补偿油缸相对于中间补偿油缸在工作台垂直方向上的位移量为H1。在优化时，首先，保持H不变，分别改变D与H1的值，对工作台的整体变形情况进行分析，从而确定出工作台与滑块变形曲线能够良好进行拟合时的H、D与H1的值，进而确定出经过此次优化后，工作台油缸位置的最大补偿量，从而降低工作台变形，提高数控液压折弯机的运行安全和运行效率。
结论
本文通过对数控液压折弯机的概念和应用进行简要介绍，在对一般类型的数控液压折弯机的机身结构、滑块结构与工作台的相关性能进行分析的基础上，分别从机身的形状尺寸、局部强度以及工作台补偿油缸的位置等方面对数控液压折弯机的结构进行了优化设计。研究结果表明，本文所涉及的折弯机结构的优化方法能够有效地降低折弯机机身的变形量和喉口承担的压力，并减小工作台形变量，从整体上提高数控液压折弯机的工作效率。
参考文献
[1]贾腾龙.液压数控折弯机控制系统的研发[D].武汉：华中科技大学，2013.
关键词：钣金零件 数控加工 展开尺寸计算 数控转塔冲床
中图分类号：TG547 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（a）0116-02
金属板材是现代工业的一个重要组成部分，应用广泛。近年来，随着需求的增加，钣金加工发展迅猛，涵盖从原材料到成品加工的各个过程：剪、冲、折、焊、铆接、表面处理、装配等，以“冲”为例，经历了普通冲床配合模具、连续模具冲压、多工位冲压、数控冲压、激光切割机等的发展历程。目前，数控剪、冲、折设备仍是钣金行业的首选设备，当需求向多品种、小批量转移后，原来普通的冲压模式就不能满足行业的发展需要了，而数控剪冲折正是以其灵活的优势，顺应了这一趋势。本文结合作者多年来的钣金加工经验，着重对数控钣金的剪、冲、折加工做工艺性分析，希望对钣金加工人员和技术人员有所帮助。
1 板料展开长度计算
钣金零件的展开长度计算是钣金零件加工的首要步骤，展开长度计算的精确程度，直接影响着零件成型后的尺寸精度，所以，展开长度计算是整个钣金零件加工的基础。
（1）弯曲过程。弯曲前，板料断面上三条线相等（如图1所示），即ab=a`b`=a"b"。弯曲后，板料内层缩短，外层伸长。即ab
在近似计算中可认为中性层在材料厚度的二分之一位置。另外，对于窄的板条料（宽度小于三倍板厚时）在压缩部位宽度将有所增加；对于宽度大于三倍板厚的板料，其宽度可视为不变。
（2）展开长度计算。在进行数控钣金零件的加工中经常遇到零件展开长度的计算，零件的展开长度与板料的厚度、板材的弯曲半径、折弯型槽的大小等因素有关，目前尚无统一标准。下面给出了两种钣金零件展开长度的计算方法。
①弯曲零件展开长度的一般计算法，如图2所示。
L=L1+L2+（R+X0δ）
其中L1、L2为平直部分长度；
ψ=180°-α；α为弯曲角，X0为中性层系数，一般小于0.5，该系数随料厚及弯曲半径R的改变而改变。
②简便计算法。
在实际加工中，由于我们使用折弯机的模具都是固定的，对于不同材料和厚度的板材，其折弯半径都是固定的。所以我们通常使用简便计算法。
L=A+B-α
式中：L为展开尺寸，A、B为 单直角弯曲时零件外形尺寸，α为折弯系数（图3）。这种方法对于数控冲经常加工的各种薄板弯成的零件当其弯曲半径R=1～2 mm，板厚δ
**α—— 折弯系数的计算：
实际加工中，如果不知道折弯系数，可通过试折弯的方法获得。利用数控剪板板机剪下两块100 mm×100 mm的正方形，用卡尺精确测量两方向尺寸，并在数控折弯机上分别沿平行和垂直于轧制方向折弯90度，折弯尺寸为50 mm，测出折弯后两边尺寸A和B，根据折弯系数公式α=A+B-L，即可得出各方向的折弯系数。
2 数控剪板机下料
计算出零件的展开尺寸后，就可以采用数控剪板机进行下料工作了。数控剪板机不仅具有互成90度的上下两组刀片，可以在一次行程中完成板材垂直方向的切断加工，而且具有防止板料下垂的托板机构，可以将剪切长度、刀口的间隙、刀口角度、加工尺寸等参数编制成程序进行加工。
数控剪板机的选用，是数控加工工艺首先考虑的问题。一般情况下根据机床的加工范围和加工能力以及零件的材质、厚度、加工尺寸、加工精度等要求来选定。
（1）加工力的确定。剪板机的剪切加工力的计算可采用下面公式计算：
P=57.29t2K
式中：P为切断力（N）；
t为被剪切板材厚度（mm）；
K为板材剪切阻力（Mpa）。
通常冷轧钢板的剪切阻力300～350 MPa，不锈钢板的剪切阻力520～560 MPa，铝板的剪切阻力70～180 MPa。
（2）刀口间隙和刀口角度的确定。正确选择上下刀口之间的间隙和角度，是获得良好切断面和提高刀口使用寿命的保证也是必须考虑的工艺因素之一。剪切间隙主要由材料和料厚来决定，普通钢板约为料厚的10%，热轧钢板和不锈钢钣约料厚的12%，铝钣约为料厚的8%～9%。剪切角度一般为2.5度，对于下料尺寸窄长的薄料来说，剪切角度要小一些，否则，剪出的料会扭曲的很厉害。
（3）加工中常见问题及解决方法。
①剪板机下料两边不垂直，对角线不好。调整剪板机角尺为直角。对整张板料裁剪时，首先要将板料的一边靠紧直角尺剪去毛边。②剪板机下料毛刺太大。刀口钝，更换刀口；刀口间隙大，调整刀口间隙合适。③剪板机下料两端尺寸不一样。刀口与后挡料两端距离不一样，调整后挡料相对刀口平行；下料太宽，后端下垂，需适当托一下。④剪板机下料扭曲变形。下料较窄较长，上下刀口角度不合适。⑤剪板机下料具有挠度。上下刀口不平行，调整刀口平行。⑥剪板机下料具有划伤。料本身具有划伤；加工过程中划伤。选用好料并在加工中注意表面保护。
3 数控冲床冲压加工
数控冲床主要用于加工钣金零件上的圆孔、方孔、缺口及一些异形孔。最常见的结构形式为数控的转塔式结构。板材经过装夹定位后，控制系统执行预先编制好的程序，控制机床在X、Y方向定位和更换模具冲孔，并能自动改变冲孔次数、其他工艺参数和辅助功能。
（1）冲床模具的选择。冲床模具的选择是否得当直接影响工艺实施质量的好坏和机床的使用寿命。其中，冲床模具间隙是影响冲切质量的最重要工艺因素，如果间隙选则不合适，会使模具寿命缩短或出现毛刺，引起二次剪断等，使得切口形状不规则，脱模力增大而带料。间隙受材料和材质的影响很大，它与加工的板厚和材质有关，钢板一般为板厚的10%～15%，铝板8%～12%，不绣钢板15%～20%。凸模和凹模的间隙用总差值来表示，例如：使用φ10的凸模和φ10.3的凹模时，间隙为10.3-10= 0.3mm。
模具在使用过程中应经常研磨，这样可以延长模具的使用寿命。模具的磨损程度可以从模具边缘判断：边缘部分变圆或下了霜一样发白，光泽消失，这时需要研磨，否则模具刃口更钝，需要的冲压吨位会更大，模具会急剧磨损。研磨后的凸凹模边远应呈直角，并用油石处理。
模具的寿命与下列因素有关：
板料越厚 寿命越短
板料越硬 寿命越短
步冲加工 寿命变短
（2）冲孔力的计算。选择模具时，要求每个模具的冲孔力不得超过冲床最大公称力。冲孔力P可由下式计算：
P=KLtτ
式中：P为冲孔力的大小（N）；
L为模具刃口的周长（mm）；
t为板料厚度（mm）；
τ为材料的剪切强度（MPa）；
K为系数。考虑到刃口钝化、间隙不均匀、材料。
厚度波动而增加的安全系数。K值常取1.3。
如果知道机床吨位和冲裁的板料厚度、材质则可计算出能加工的最大孔径。最小加工孔径与材质和料厚有关，钢板和铝板应大于或等于料厚，不锈钢板应大于或等于两倍料厚。
（3）编制冲床程序。编程需要根据钣金零件图，计算零件的展开尺寸，绘制零件的展开图，并将零件上的孔、缺口的位置重新定位。绘制零件的展开图是数控钣金加工工艺的重点所在。然后根据展开图并参考工艺要求，合理的选用模具、加工方法和加工路线进行程序编制。
数控冲床的加工步骤如下。
①审核图纸。首先参考工艺和折弯系数，将图纸转变为展开图，并详细检查尺寸，合理的考虑夹钳而确定下料尺寸和加工方法。
②确定坐标系编程（FANUC系统）。可以以板材一角为零点，一般以加工元素不多的一边为X轴，X向以定位块为基准，Y向以夹钳为基准。使用编程软件编程或手工编程。
③选择安装模具。根据加工要求合理的选择模具并将模具安装到冲床模座，此时应注意模具间隙与板厚相适应。
④输入程序。
⑤冲床冲压锁定空运行。
⑥冲床加工。考虑到程序的准确性，首件加工后，应根据图纸仔细检查，如有错误及时修改程序，直到工件合格再生产。
（4）加工中常见问题及解决方法
①加工零件的尺寸不合图纸要求。程序错误；模具安装错误；机床未回参考点；机床操作错误等。修改程序，选用合适的模具，机床重新回参考点或重新开机。②加工中模具带料、毛刺大或冲不下料来。压料套不合适；模具钝；模具总程短。调整或更换压料套，研磨模具，加长模具总程。③零件加工两点距离与机床精度误差相差太大。冲床加工中模具带料或板材不平引起碰撞；加工中夹钳口板材移动；长时间使用机械有较大反向间隙。修调模具并且校平板材，更换夹钳齿板，重新夹好板材，修改参数。④加工好零件边上尺寸误差较大。板材两边垂直度引起定位误差；板材加工中脱离夹钳基准边；X方向定位基准边磨损；板料装夹方向不当。修剪板材基准边，排除引起板材相对夹钳移动原因，调整参数，更换装夹方向。
4 数控折弯加工
数控折弯机用于钣金零件的折弯成型，它利用机床所配备的通用模具或专用模具，将金属板材折弯成各种几何截面形状的工件。现在的数控折弯机利用数控系统对滑快行程（凸模进入凹模深度）和后挡料位置进行自动控制，实现对折弯工件的不同角度和折弯尺寸的折弯成型。
（1）折弯机模具。折弯机模具是折弯工艺中必须要考虑的问题。上模主要有直刀形和鹅颈形，下模则有不同宽度的V形槽，各V形槽口角度为88度，由于钢板折弯后存在回弹现象，折弯90度时，V形槽口应小于90度。凹模开口尺寸是重要的折弯参数，它与折弯板厚和折弯力有关。在相同的板厚前提下，开口尺寸越大，所需折弯力越小，板厚越厚，所需开口尺寸越大。折弯时V形槽的宽度应是料厚的6～8倍。假如凹模开口距过小，则由于弯曲半径减小，可能会使折弯层断裂。折弯加工应根据需要合理的选用模具的种类及模具长度，采用合理的加工顺序，防止干涉。
（2）折弯半径（内半径）和最小折弯尺寸。 折弯半径（内半径）和最小折弯尺寸也是折弯工艺中要考虑的问题。在自由折弯时，不管板料厚度如何，最适宜的折弯半径约等于凹模开口距的0.156倍。折弯半径小于或等于板料厚度时，弯曲层很容易断裂。
（3）折弯工艺力的计算。折弯加工需要用到折弯工艺力参数，折弯工艺力计算公式：
P=650SL2V（kN）；
式中：P为压力（kN）；
S为所折板料厚度（mm）；
L为所折板料长度（m）；
V为下模开口尺寸（mm）。
计算出的压力是根据普通钢板的抗张力δb=450 N/mm2为计算依据，铝板需乘以0.8的系数，不锈钢乘以1.5～2.0的系数。具体工作中可查看机床上的压力表格。折弯时严禁超出模具耐压值。
（4）加工中常见问题及解决方法。
①折弯尺寸不符合图纸要求。程序错误；未回参考点；更改程序，回参考点。②折弯角度过大或过小。下模型槽不合适；角度补偿值参数不合适；压力不合适。选用合适的下模，调整角度补偿值，调整压力。③折弯角度两端不一致。模具磨损不一致；机床上下模具不平行。调整模具一致或修磨模具。调整机床上下模具之间距离相同。④折弯尺寸两端不一致。两个（或多个）后定位挡料指距离模具中心不一致；材料扭曲变形。调整后定位挡料指并靠齐重新折弯。校正材料变形。⑤零件加工中发生干涉，不能完全折弯。折弯时模具配制不合适；折弯顺序不合理；结构设计不合理。重新配置合适的模具，更改折弯顺序，更改结构设计。
5 结语
数控剪板机、数控冲床、数控折弯机所组成的小型自动化数控钣金生产加工系统，能够完成钣金零件的下料、冲孔和折弯工作，大大缩短了工件的加工周期，提高了劳动生产率和加工精度，降低了加工成本，减轻了工人的劳动强度，而且具有比激光切割相对较低的加工成本，所以其在今后相当长的一段时间内仍将是钣金加工的主流手段。
参考文献
【关键词】机床钣金 零件 折弯压力 加工 焊接
1机床钣金类零件应用情况及工艺概述
机床钣金类零件是一种常用结构件，其应用也越来越广泛。常用的加工形式有弯曲及焊接、剪切、冲压、激光切割等，具有刚度好、智能化、精密性高及结构变化灵活多样的特点，是制造机床内外防护与复杂形状结构件的主要方法。
随着数控冲床、数控激光切割机及数控折弯机这些先进设备应用的日益增多，钣金加工工艺也有了大幅度的提升。现代折弯钣金件加工工艺以精确展开加工、零切削为特点，简化了钣金零件的工艺路线，效率高且加工质量好。
机床钣金件的制造主要分为三步：首先，利用数控剪板机、数控激光切割机、数控转塔冲和数控折弯机等设备对板料进行加工；其次，对需要焊接的零件进行人工焊接，使其成形；最后，对其表面进行喷涂。
2机床钣金类零件结构的影响因素
2.1机床外观对钣金零件的要求
钣金类零件结构在设计上必须满足机床外观的要求，构成钣金零件的板材端面和连接零件所用的螺钉并能在外观上显露出来，应该进行隐蔽的设计，可采用内折边的方法将相邻的钣金件的边缘朝着里面进行折边，再进行包边处理。如图1所示，这与能够起到方式的效果，同时也使钣金件的强度有所提高。对于某些防护要求较高的钣金零件来说，可以加压一个密封条于端面折边的位置上，这样不仅可以防水，同时防尘的效果也较好。机床的外观对于钣金零件的棱边也是有要求的，零件各端面的棱边要圆润光滑，零件间的接缝要尽可能的做到均匀整齐，棱边和接缝以没有重叠为宜。
另外在圆弧的曲面上也不能存在接缝，因此在实际的加工中，工人大多会避开圆弧曲面的位置进行接缝的处理，接缝隐藏在看不到的地方，比如底部或者背面位置。如图2所示，为了能够三条棱边能够折弯成具有一致性的光滑圆弧，工人在接缝时多采用斜接缝的处理方式。
2.2设备的加工能力对钣金零件基础构造的影响
对于机床钣金零件在加工的过程当中其规格只能是在目前机床的生产能力之内，比如说：折弯机可以承受的极强压力和折弯最大的宽度；剪钣机自身的一个刀口的最大宽度；转塔冲本身的冲模尺寸；切割机切割最大跨度和厚度等等。本文就只是针对折弯加工，做一个简单的说明。
（1）如何去计算折弯压力。以Q235型号的钢材举例来说明一下，按计算我们用A来表示折弯的压力大小，单位是千牛；l代表所要加工的板料的折弯宽度是多少，单位是m；要加工的板料厚度则用O来表示，单位是mm；C是代表零件折弯模具中V形开尺寸是多少，单位是mm。可以导出这样的公式：压力A=2×650l＼C。在对板料进行折弯的时候所施加的折弯压力A不能大于折弯机所能承受的压力范围，如果超过了折弯机所能承受的压力范围那么对机床的整个寿命会产生一定的影响和破坏作用。
（2）折边尺寸同V形开口之间的联系。还是以Q235型号的钢板为例，在折弯的工程中，模具中的V形开口通常为所要加工的板料厚度的6到8倍左右，那么我们可以得出所要加工的钣金零件的折边尺寸B同模具V形开口是有一定的关系的。我们还是用C来表示V形开口的尺寸、O来表示要加工的板料厚度；系数X是由模具的V处的倒角和要加工的板料的厚度两个因素来决定的，通常我们是将板料的厚度乘以0.5到1作为系数，所以如果零件的板料厚度或者是下模V形开口尺寸是不一样的，那么它的折边尺寸B也是不一样的，通常状况下最小的折边长度如果是在相同的钣金零件板料厚度情况下，那么就会使用最小允许范围的折弯V形开口所可以使有的长度；如果在所要加工的机床零件折边上有孔存在，那么就要避免在进行折弯动作的时候由于拉伸出现孔变形的状况，在这种状况想最小的折边尺寸就可以由孔的尺寸以及其距板料边沿的加工工艺所允许的一个最小距离数据D来做一下计算。其中D值我们可以通过一些专业的资料来获得。
（3）零件折弯结构同模具自身的联系。机床所加工的模具对钣金零件折弯时候的各折弯的形状以及折边尺寸是有一定的影响和限制的。在钣金零件进行折弯的时侯零件无法同下模之间进行互相干扰，但在一些状态下可以通过存在于下模侧面的一个V形凹槽来使钣金零件加工的尺寸加大一些，同时对钣金零件折弯的顺序来进行一些调整，这样一些具有在结构上有特殊要求的钣金件以在一些折弯要求上就可以进行满足了。但是与之前所说的要求是一样的，钣金零件在进行折弯工序的时候同上模自己都是互相不能干扰的。
2.3加工工艺对机床钣金零件结构的影响
加工工艺对机床钣金零件结构有这十分重要的影响，在零件结构的设计阶段就应该对加工工艺给予充分考虑，以使零件具有可加工性。以某一腔型结构的钣金零件为例，为了避免在进行零件表面处理的时候因带出槽液而造成槽液间的污染，需要对零件进行溢水孔的设计。悬挂喷涂零件表面的过程中需要对零件已有孔加以利用，但是对于比较中的钣金零件来说，使用已有孔并不适合，还需要加设工艺孔以满足吊装的需要。同时还要充分的考虑到零件的重心位置，以免因重心偏移引起零件发生倾斜发生磕碰影响加工质量。对于某些机床钣金零件来说，会需要焊接的加工工序，这类零件在设计的阶段就应该充分的考虑到焊接的加工工艺，尽可能的将接缝位置隐蔽起来，并最大限度的减小接缝的长度。为了减小零件焊接引起的变形，对于薄板累钣金零件的加工，最好选择点焊或者气体保护焊这两种方式进行焊接。
3 机床钣金类零件的加工工艺
对于钣金工艺人员、钣金制造者以及制造企业来说，钣金在制造过程中的加工工艺直接影响产品的质量，而利用先进的现代化设备及优化工艺可有效地解决零件精度要求高、形状复杂等问题，更能适应产品规格多样化的柔性需求。
3.1钣金展开
钣金展开是加工过程中最重要的一道工序。正确完成钣金件的设计工作及准确得到展开图样尺寸是加工钣金件的前提条件。尽可能地求得成形钣金件的展开尺寸对降低成本、提高生产效率是至关重要的。
由钣金展平长度计算公式可知，影响钣金展开长度的4个主要因素中，材料厚度t和折弯角度θ两个因素由产品结构决定，在一定的产品结构中可以视为常数。因此在钣金工程设计中，是以K因子和折弯内圆角R为钣金展开计算的主要依据。
在实际加工过程中，钣金工艺人员根据饭金材料的属性、厚度等特征设置折弯许可中的参数，从而得出饭金的展开尺寸，但是这些设置参数只是经验值，并不一定与实际情况完全对应。为得到精确而且合理的展开图，还应结合SolidWork，Pro/E等三维软件对钣金折弯件进行设计。
3.2钣金折弯
钣金折弯应尽可能地考虑设备的加工能力，这直接影响钣金件成形尺寸及外形美观。
折弯方式一般分为3种：一是自由折弯（也叫悬空折弯）；二是压迫折弯（也称为模具成形折弯）；三是三点折弯，其特点是工件与下模有三点接触，当上模压迫工件时，中间部分跟随工件一起移动，将工件位置反馈给计算机，保证折弯精度。
钣金折弯工序在整个生产过程中属于瓶颈，其本身加工速度相对较慢，所以选择正确的折弯设备及折弯方式直接影响整个生产效率。
3.3钣金焊接
焊接类型有氢弧焊、点焊、二氧化碳气体保护焊、焊条电弧焊等。针对机床钣金件的结构特点应考虑整体焊接方式，机床关键部位如前围罩、挡水板等需要满焊防水处理的，必须在焊接后做试漏；内侧加强筋选用几字型筋，尽量采用塞焊连接；为提高生产效率焊接螺母采用点焊方式等。
焊接后的零件应进行表面打磨抛光处理，将焊渣磨掉，在圆弧板面对接处应打磨至圆角一致。检查焊接后的零件是否牢固，有无变形，并进行有效地修整、修型。
3.4机床钣金类零件工艺设计中应注意的问题
机床钣金类零件在结构和工艺的设计中就应该对以下几点问题加以注意。
（1）为了将零件的刚度或者强度有效提高，可考虑采用将零件的折边增加或者尺寸加大的方式，或者采用增加筋板的方法，也可以考虑增加槽钢的方法。但是注意不能采用将钣金零件加工的板料厚度增加的方法来提高零件强度，这样虽然也能起到提高零件刚度的效果，但是也容易使零件的重量过度增加。
（2）在进行折弯的零件的设计的时候，要对现有设备所具有的折弯加工能力进行了解，清楚现有的设备加工能力是否能够满足板材直接折弯成形的需要。注意不能人为的对零件进行拆分，然后再将各分件进行拼装接焊。
（3）在进行分件拆分的过程中，对于零件上存在的孔除配作孔以外，应该注意直接在分件上将孔给出，尽量避免由人工进行配作孔，这样可以在板料加工的过程中，利用数控冲床或者激光切割机直接对板料进行切割冲压的加工操作。
（4）在进行机床钣金零件设计的时候，可以根据实际情况的需要对零件的结构适当的进行调整，对于某些零件的加工，因为对零件结构进行了合理的调整，即使加工时间增加了一些，但是材料利用率却有了大幅度的提高，整体算下来成本节约了很多。
4 结语
综上，零件的设计必须充分考虑到零件的可加工性，在以后的生产中尽可能地优化工艺流程，缩短产品的设计与制造周期，适应现代钣金数控设备高效率的加工要求，降低生产成本，提高企业的市场竞争能力，以适应钣金制造业的快速发展。
参考文献：
[1]孙兴邦，闫伟.防护板数控钣金加工工艺设计[J].科技传播，2013（04）.
[2]黄芹.钣金加工工艺研究[J].科技创新与应用，2013（05）.
车架作为载货汽车组成的关键部件，在载货汽车运行过程中承载着复杂的力与力矩，因此车架在载货汽车生产过程中占据着举足轻重的地位。纵梁是组成载货汽车车架的重要构件，其生产工艺制约着载货汽车的整体生产制造水平。近年来，由于国家建设发展的需要，中重型载货汽车需求量明显增长，汽车工厂逐渐向自动化、柔性化生产过度，因此，将自动化、柔性化生产工艺应用于载货汽车纵梁是现今卡车制造工艺的发展方向。现国内某载货汽车纵梁滚压车间引进具有世界先进水平意大利STAM的滚压生产线，三面数控冲孔机，与国产打标机、等离子弧切割机、抛丸机、折弯机等组成自动化柔性纵梁生产线，满足产品多品种、小批量生产需求，其生产工艺已达到国际先进水平。
2.生产工艺分析
该纵梁滚压车间年生产纲领79000辆份，采用三班制生产。纵梁生产原材料采用钢板厚5mm与8mm，其中5mm钢板为加强板，8mm钢板为纵梁。钢板以卷料形式运入车间，经起重机吊运至卷料存放区。根据生产计划吊运不同厚度卷料至滚压机送料头，滚压成形后利用打标机进行打标，根据不同型号分别运至三面冲或腹面冲设备进行冲孔，冲孔工序后利用等离子弧切割机对不同型号纵梁与加强板进行切割，将切割后的板材利用抛丸机抛丸，去除表面氧化皮，最后进行折弯与压合工序，其中少数型号纵梁不需要加强板，因此经折弯后直接运至存储区。在整套生产流程中各工序之间均设有板材缓存区，自动化运输采用起重机与地面机械化运输系统，操作人员只需操作相关设备，进行指令控制发送，便可实现生产全过程的自动化。
（1）滚压成形与打标
滚压是纵梁生产的首道工序，其生产质量直接影响后续工序对板材的加工精度。该工序引进意大利STAM公司制造的滚压生产线，负责完成卷料开卷、校平、切端头与滚压成形，如图1所示。滚压成形后对纵梁进行检测，根据滚压工序卡对不同型号纵梁主要进行长度、翼面高度、翼面角度的检测，每批卷料只需检测前四件后两件，中间部分抽检1/10即可。检测合格的纵梁，利用地面机械化传输系统运送至通过式打标机进行打标，形成永久性标识。打标后纵梁经起重机运至板材缓存区，等待后续工序加工。
（2）冲孔与切割
冲孔采用比利时SOENEN公司制造的三面冲孔机与国产腹面冲孔机组成的生产线进行加工制造，冲孔主要由三面冲设备完成。纵梁经起重机吊运至冲孔机上料线，经红外识别纵梁标号后反馈至主控制系统，由主控制系统给出冲孔机打孔位置并进行冲孔，冲孔后由人工对卷料成形首末纵梁冲孔数量进行检测。等离子弧切割采用国产等离子弧切割机进行，在切割时喷嘴与板材相隔一定距离，喷嘴处产生负电极，板材为正电极，由此板材与喷嘴形成导通的回路，产生高能量电火花对周边气体进行加热，其温度可达到上千摄氏度，达到板材熔点使板材迅速变成熔渣，后经压缩空气产生高速气流将熔渣吹走，由排风系统吸收至废料灌。在等离子弧切割时应注意控制喷头与板材间的距离，当距离过小时产生温度过高，会导致切割时切割面呈波浪形，影响加工精度。纵梁一般在端部进行切割，不同型号纵梁切割方式也不尽相同。
（3）抛丸、折弯与压合
利用国产抛丸机对冲孔后的板材进行抛丸处理，去除表面氧化皮。经抛丸处理后板材表面光泽度明显提高，表面呈细小颗粒状分布。抛丸后板材经起重机运至折弯机进行折弯，折弯机为国产设备。根据型号将板材折弯成相应角度与腹面落差后运至板材缓存区，对折弯后板材进行折弯角度与腹面落差检测以保证折弯质量。某些型号纵梁内部设有单层或双层加强板，因此需要压合工序。本车间压合工序主要是将纵梁经起重机吊运至输送带，经翻转系统使纵梁腹面内侧朝上，加强板由起重机吊运至纵梁正上方，缓慢落下后经人工压合，螺纹联接后运至引孔与打磨处进行处理。将成形后的成品梁运至成品暂存区存放，至此纵梁生产结束，暂存区成品梁由载货汽车运至车架车间进行下一步装配。
（4）产品性能介绍
经上述工序加工后，可按生产计划分别生产出单层结构、双层结构及三层结构纵梁，其中翼面孔纵梁占纵梁总量50%，所有内加强板翼面无孔，80%纵梁腹面有落差，需要折弯，纵梁最大屈服强度可达到900MPa。纵梁主要技术参数如附表所示。
3.结语
关键词：钣金类零件；折弯工艺；对策分析
通常情况下，我国工业加工中机床钣金类零件一般都是单件小批量生产，主要采用数控剪钣机以及数控激光切割机和数控转塔冲、数控折弯机等相关的钣金加工设备，对机床钣金类零件进行加工生产。在此加工过程中，技术人员还需对需要焊接的机床钣金类零件进行人工加工成形，然后再对其进行表面喷漆处理。一般而言，机床钣金类零件不宜采用成形模具进行批量化加工与生产，所以机床钣金类零件的设计与加工需要充分考虑零件的可加工性，同时需要设计一条最佳的工件加工工艺路线。本文正是在此背景下，将对钣金件折弯工艺分析。
一、钣金类零件结构及加工工艺要求
机床钣金类零件的展开尺寸应小于现有板材的供货尺寸，在不影响机床零件外观质量的前提下，要保证其加工零件的展开材料尺寸更小。通常情况下，在加工之前，技术人员需要采用以下计算方式，对钣金类材料的具体加工尺寸进行计算分析。具体而言，需要采用如下几种计算方式进行加工尺寸换算：
（一）计算法。通过将“板材折弯成形后中心层的长度不变”这一理论作为加工技术基础，从而按照具体公式[1]：
进行科学计算，其中中心层的实际半径以及加工材料的弯曲内半径和加工板材的实际厚度分别采用 进行科学表示。
（二）另外一种加工尺寸计算方式是采用查表法进行科学计算。在此计算基础上，需要综合考虑影响折弯件展开尺寸精确度的有关影响因素，比如弯曲内半径R以及折弯度等，通过直接求得工件展开补偿参数值，从而对机床类钣金加工工件的结构以及具体的加工工艺进行科学分析。
（三）最科学的一种计算分析方式就是采用软件分析法进行结构设计。将机床钣金参数输入设计软件，从而自动生成相关的三维实体模型，再对其进行加工处理。
总之，在对机床类钣金材料进行加工处理时，需要科学对加工工件的标准参数进行计算分析，从而提升技术加工的精确度。但是，以上三种不同加工计算方式适宜对大批量钣金类零件进行加工计算。我国工业加工过程中关于机床钣金类零件的加工种类较多，而且形态功能各异，但总体加工数量较少，且零件加工的精度较低。因此通常情况下，需要加工的机床钣金类零件的材料尺寸与型号分别为1mm-4mm和Q235的钢板。对此，可用一般通用性的模板就可进行加工。
综上几种不同的加工标准计算方式，本文结合实践经验及科学的加工理论总结出如下具体计算方式[2]：
L=A+B+C+......X-N（2S-0.5）
在上式中，工件的毛坯展开尺寸采用L表示，A、B、C......X分别表示工件的折弯长度；而工件的料厚采用s表示，工件的折弯次数通过N表示。因此，机床钣金类零件各折弯弯边长度均包含材料厚度在内，具体的工件折弯断面形状示意图如下所示：
此种加工尺寸计算方式主要适用于折弯角度在70°-110°之间的工艺零件加工计算，但不适用于大圆弧折弯件的加工计算分析。因此，在机床钣金类零件结构加工过程中，可针对相关的加工工艺路线进行修正。如下图结构所示，假设该机床钣金类零件的结构尺寸A为12mm，B、C、D的尺寸均为20mm，而E、S的长度分别为30mm与2mm，因此可按照上述计算公式求得：
二、机床加工设备对钣金类零件结构的影响
机床钣金类零件加工的外观要求是保证各钣金类零件的连接螺钉以及板材端面不外露。具体加工折弯时，可以按照如下图中的示意图对机床钣金类零件的相邻钣金件向内进行折边处理，而且要相互折边。采用这种方式进行加工设计不但可以起到良好的防水作用，而且大大提升了钣金结构的强度。在此过程中，在控制电柜壳体等IP防护等级要求较高的地方，还可通过如下图表中所示的折边压密封条方式进行防水防尘设计加工[3]。
三、加工工艺对钣金类零件的影响
机床钣金类零件的技术加工工艺路线会对零件的总体结构产生重要影响，比如型腔类结构的机床钣金类加工零件在技术加工过程中，需要设置溢水孔，从而可以有效防止在对加工工件的表面进行加工处理时槽液被带出，从而导致各个不同的机床钣金类零件的加工槽之间相互受到污染。
在加工零件的表面喷涂悬挂时，应该尽可能采用已有孔，但已有孔如果不适合对机床钣金类零件进行技术加工，此时需要对较重的钣金类加工零件的加工线路进行优化调整，重新设计较为适宜吊装的零件加工工艺孔。与此同时，需要在加工过程中着重考虑机床钣金类零件的加工重心位置，从而防止零件在加工过程中重新产生严重的偏移情况，从而导致不同加工组件之间碰撞[4]。
在此过程中，比如在对机床类钣金零件进行结构加工时，需要对焊接机的机床钣金零件的工艺路线进行改进，保证接缝位置不外露，而且尽可能使接缝长度最短，从而不断提升工件加工的精确性与减少工件加工的工作量。在实际焊接过程中，尽可能选择电阻焊以及气体保护焊的焊接方式，但是以上这两种焊接方式一般都适用于对较薄的焊接材料进行焊接，而且焊接之后机床类钣金材料的实际结构变形度很小。
结束语
综上所述，本文就机床钣金类零件的工艺加工要求、机床设备对钣金类零件的加工影响及加工技术工艺对钣金类零件的加工影响等进行了分析和计算论证。实践研究表明，钣金类零件在机床加工时，并非采用成形模具进行流水线统一加工。因此，在具体加工过程中，零件结构形态会受加工技术工艺行进路线及加工技术工艺的影响。本文在上述分析基础上，重点对钣金类零件的加工影响进行了分析，从而希望在工业加工制造过程中，结合企业的加工设备及相关加工零件进行全面衡量，结合具体问题进行具体分析，从而不断在实践过程中进一步优化技术加工工艺，改进机床钣金类零件的加工工艺路线，以此提升工业加工的技术水平。
参考文献：
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[4]杨海鸽，曹栋. 钣金加工中如何提高工件折弯的精度[J]. 中国包装工业，2015，15：34-35.
两化融合成效显现
“山在湖中，湖在城中，城在林中，人在景中”，素有“青铜古都”、“钢铁摇篮”、“水泥故乡”、“服装之城”，传统重工业占到工业总量87.74%的黄石作为资源枯竭型城市和老工业基地，是怎么由过去市民公认的“光灰城市”变成今天青山绿水的园林城市呢？
近年来，黄石积极探索两化融合的有效途径和方式，组织策划了一批重点项目，积极争取国家及省技术改造专项资金、电子发展基金、中小企业发展资金等各类资金对两化融合项目给予重点支持。加强示范引导，选择不同行业的重点企业，开展两化融合试点示范工作，目前省、市两级试点示范企业分别达到5家和8家。
在落实两化融合试点示范企业的具体措施方面，主要是加强对试点示范企业的跟踪指导和服务，引导和推动试点示范企业改造生产过程和运营模式，加大信息技术对传统行业的渗透，实现控制程序化、生产自动化及企业管理网络化、智能化和集成化，提高产品质量和附加值，提升企业创新能力和可持续发展能力。通过实施试点示范工程，推动黄石建立起区域、行业、企业、项目等多个层次的两化融合示范体系。积极推进中小企业信息化工程，按照政府扶持、市场引导、企业运作相结合的原则，积极支持建设面向中小企业的信息化服务平台，推动建立中小企业信息化应用服务体系。在市信息化专家咨询委员会中专门设立了两化融合专委会，构建完善了全市推进两化融合工作的专业保障机构。
记者了解到，黑色金属、有色金属、建材、机械制造、食品饮料、纺织服装、能源、化工医药等形成了黄石的8大重点产业集群，信息技术已经广泛渗透于这些企业生产经营的各个环节，信息化正成为推动企业加快发展的核心要素之一。
“改造提升传统产业，培育发展新兴产业，构建现代产业体系，加快推进两化深度融合，促进黄石工业科学发展、跨越式发展，是新时期对两化融合工作提出的要求。”曹和家强调。
曹和家也坦言，黄石两化融合仍存在一些问题，主要表现在：一是不同行业之间以及不同规模企业之间的信息化发展不均衡，融合水平差异比较大，特别是部分中小企业对信息化的了解不多、重视不足、投入不够、推进不快；二是支撑两化融合的产业基础、核心技术等仍然比较薄弱和缺乏；三是人才、资金缺乏仍然是制约企业信息化的瓶颈；四是信息化服务的专业性不够，不能满足企业多样化的实际需求。针对这些难点，下一步黄石将着重在推广重点行业应用、深入开展试点示范工作、加快信息基础设施建设、建立人才支撑机制等方面推进两化融合工作迈上一个新的台阶。
驱动工业转型
企业是推动经济发展和工业转型升级的主导力量，两化融合促使黄石的一大批工业企业发生了深刻变革，获得了快速成长，极大地提高了企业的创新能力、管理水平、生产效率和经济效益，提升了产品质量和品牌影响力。这些企业已成为工业转型升级的生力军。
三环锻压是黄石本土成长起来全国知名的机械锻压企业，三环锻压副总经理张秉祥介绍，在数字化设计方面，公司全面应用C4P技术，对产品开发起到了很好的支撑保证作用，近几年开发设计出的数控无模成型机、数控转塔冲床、全自动开卷校平剪切线以及具有国际领先水平的5200吨电液伺服数控折弯机等，都是一次性设计试制成功直接交给用户，创造了极高的经济效益。其核心技术已可走出国门，在国际市场与世界知名企业一较长短。
在数控折弯机的作用下，一块平直的厚钢板形状从“J”字型到“C”字型，最后定格为“O”字型，最后形成浑圆的圆管。“将钢板弯成圆管状，不同部位的受力状况不同。如没有‘CAE非线性动态力学分析系统’，仅凭人工分析钢板不同部位的材料富余及缺失状况，这是一件难而耗时的工程。”张秉祥说，正是采用先进的软件技术进行分析、逼真模拟，钢管源源不断地投产才成为现实。
作为“中国钢铁工业摇篮”，黄石新冶钢的能源数据中心和计量检测中心系统的上线，不仅提高了钢铁制造工艺的水平，也减少了企业的大量成本。拿计量检测中心系统来说，此前，该公司对材料运送车辆的控制方法都是几个记录员在现场值守，在人力被大量浪费的同时，还会有着材料夹带、虚报材料重量的作弊行为，每年为该公司带来大量损失。现在通过传感系统，这些过去的人工统计数据已经形成一道道不断变化着的数据在电脑上跳动，方便且卓有成效。
新冶钢大冶特殊钢公司负责人阮小江说，新冶钢整个厂区布满了光纤，总长度高达100公里。这些光纤，好比新冶钢发达的神经系统，数以兆亿计的数据传输维持着整个公司的运转。“层层防护的新冶钢技术中心，价值千万元的服务器相当于新冶钢的大脑，存储着多年来的数据，维持着现有各种系统平台的运转。”
凯力船舶2008年就获得了中国船级社ISO9001质量体系认证和CCS、LR、GL、ABS、NK、BV、DNV等国内外船级社工厂认可，同时与中船集团、广船国际、中船龙穴、中船黄埔造船厂、文冲船厂、中远船务等国内多家大型船舶企业结成了长期战略合作伙伴，与国内外多家高档游览船经营公司建立了长期友好合作关系，得到了行业和客户的赞许。
核心业务：凯力船舶致力于中小型多功能船舶建造，大型船舶配套、大型钢结构和港口机械等制造：
一、大型船舶上层建筑分段制造：2010年《30万吨级船舶上建数字化应用设计与制造技术》达到国内领先水平，并荣获东莞市科技进步奖。
二、大型船舶舱口盖设计与制造：2011年《23万吨级矿砂船巨型舱口盖研制技术》达到国内先进水平，并荣获东莞市科技进步奖。
三、中小型船舶整船建造：2010年为亚运会建造了16艘开闭幕式配套工程船。2012年承建广州珠江夜游540客位最具岭南风情的豪华双体游览船――农业银行号，顺利完成该船所有生产设计和整船建造任务，深受船东好评。2013年完成广州市第一批8艘新型水上巴士建造任务，并已在国庆期间投入使用，圆满通过国庆交通高峰的巨大考验，彰显了凯力在中小型船舶领域的设计和建造实力。
配套设施：公司拥有四个生产厂区：其一在东莞市麻涌镇占地70000平方米的造船基地，车间面积35000万平方米，码头岸线400米，等离子和火焰数控切割机3台套，大型吊机30台，全封闭式打砂房和涂装车间，平板分段运输车，集中供气站，整船下水滑道，数控管道切割及焊接设备、数控弯管机、剪床、滚床、折弯机、平板机等大型设备一应俱全。
其二也是在东莞市麻涌镇占地65000平方米的钢材预处理和集配基地，拥有先进的全封闭式打砂车间、涂装车间及物流仓储设施。
其三是位于广州市黄埔区的机械厂，拥有先进的车、铣、刨、磨、镗床等大型精密加工设备，主要研制船用精密配件，为各大船厂和客户提供配套加工服务。
其四是位于深圳蛇口的修船公司，主要国内外船舶修理业务，为国内外船东提供全方位的服务。
关键词 数控机床；造型设计；钣金分块
中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）110-0193-02
加工金属薄板是一般采用的是钣金工艺，通过这种冷加工，使薄板在厚度上达到统一的标准。加工的成品钣金件能够应用在多种领域，比如家电、汽车、通信设备等。通过使用钣金加工件一方面能够使产品在外观上的美化程度提高，另一方面能够增加产品的安全性，降低生产一线工人在加工过程中的危险程度。目前国内在钣金加工领域的生产技术还不够高，高端钣金的加工设计采用的是国外的技术。如何提高国内钣金加工水平，本文结合数控机床设计的相关知识，对机床造型设计的钣金分块研究做了简要分析。
1 钣金加工工序及分块分析
工业设计师首先设计的是机床的整体外观形象，结构设计师只是单从结构上设计机床的功能，整体机床设计需要结构工程师和工业设计师联手完成。工业设计师需要完成的工作除了机床的分块设计之外，还必须有所拓展，比如机床防护罩钣金零件的设计，以此确保结构工程师能够充分领会设计意图和整体结构设计概念。结构设计师必须充分理解钣金分块对机床整体设计的重要作用，将防护罩钣金零件的分块看做是工业设计师和结构工程师连接的纽带。综合考虑机床设计造型的几个难点和重要因素，以下是机床设计过程中必须重视的几个方面。
1.1钣金零件结构对分块的影响
原则一是螺钉不能在机床的表面。数控机床的防护罩一般采用螺纹相连接，使用螺纹连接能够使防护罩较容易的从机床上拆卸下来，然而从外观的整体美观角度看，螺钉外漏影响整体美观。
原则二是板材的毛边不外露。防护罩钣金零件的螺钉通常安装在零件的内折边处。折叠最外侧的边缘一方面能够增强防护罩的保护能力，增大其安全性，另一方面将螺钉安装在折叠处能够有效的保护螺钉。
原则三是防护罩的接缝处要与棱边分离开来。如果结合缝与棱边相重合，那么必然会有一侧的钣金零件会在外面。
原则四是两块钣金零件结合缝不能位于曲面上。找正曲面的零件时需要考虑的因素很多，每个零件在曲面上的位置安装要严丝合缝。如果安装的有误差，一方面机床的外观会受到影响，另一方面在接下来的安装中难度也会增加。
原则五是三条结合缝不能同时在一点相交。由于钣金零件的结合工艺难度很大，两条以上的结合缝在操作上难度非常大，一旦出现操作上的细小偏差，很容易出现结合缝的偏转甚至断裂。因此可以选择将结合缝的交汇点分布到零件的不同部位，以此降低存在误差的可能性。
1.2成型设备对分块的影响
数控机床防护罩一般采用类似10、15、20这样的冷轧板，这些型号的冷轧板的质量存在保证，值得注意的是，防护罩钣金零件展开的尺寸要小于冷轧板的尺寸。尽量的减少板材的实用数量。
加工数控机床防护罩时往往会采用手工的形式，这是因为实用模具加工出的零件采用的是标准化形式，而在钣金分块时需要考虑的因素很多，比如数控转塔冲、数控折弯机的最大加工幅面和最大刀口宽度等，手工操作的灵活性较高，能够随时做出调整。
由于在制造过程中一般采用手工操作，精准程度较低，所以在加工机床防护罩钣金零件的时候要注意钣金零件分块的大小程度。如果钣金零件分块的尺寸过大，在接下来的加工过程中其他零件的装配难度系数会相应提高，钣金零件的接缝处不易对齐，在视觉上影响机床的美观程度。如果钣金零件分块的尺寸过小，那么使用的零件数量就会提高，累计的误差值也会相应增大。这些误差积累起来会造成防护罩表面凹凸不平。
2 结合缝与整体风格的关系
2.1视觉的稳定性
在传统的机床造型设计中，依靠的是防护门下的两个对称钣金零件承担支撑作用。由于其呈对称分布，由于结合缝的关系肉眼看来机床在工作过程中产生的势能要施压在结合缝处，给人不安全感。如果将钣金零件的数量增加至三个，一方面在造型上与机床的整体造型统一，另一方面由于三角形的稳定性原理，会给人以稳定感。
2.2形面的简洁性
以往的机床设计会将结合缝安排在机床的正面，肉眼看来将机床分裂成了两个部分，如果将两处结合缝分别安放在机床的两侧，一方面显得较为对称，另一方面也不会破坏机床的整体美感，显得整个机床的简洁程度大大提高。
3 机床ICAID系统中的钣金分块
数控机床的数据库分为造型知识库和结构知识库。在机床造型设计过程中，造型设计师和结构设计师都能在ICAID系统中找到所需要的知识。由于造型设计和结构设计二者不可分割，在设计的过程中必须考虑到对方的设计，因此通过数控机床ICAID系统，两类设计师除了学习到自己领域的知识外，还能了解到对方设计的相关知识。
防护板钣金零件分块程序是ICAID系统中最为重要和关键的部分，系统中钣金零件分块程序依靠的算法是结合缝的结合原理。因此，在确定机床的外观形状之后，防护罩几何形体的棱线、对称轴线、曲面母线，以及色彩方案中色块的边界线等都是首先被计算出来的项。
由线及面，在确定了各个钣金分块的边界线后紧接着要确定的是由这些线生成的不同网格，如等比例网格、黄金分割网格、均方根网格等。
通过上述算法生成设计方案会有不同几种，在实际操作中，设计师要依靠自身经验和不同机床设计的特殊要求，在几种不同的生成方案中选择出最终的机床造型设计的钣金分块方案。
4 结论
数控机床造型设计的钣金分块在机床整体设计中的重要性不言而喻，提高设计师的设计水平一方面需要设计师不断学习国内外涌现的新知识和新技术，另一方面还需要大量的实践作为支撑，并结合上述机床造型设计中钣金分块必须考虑到的几个原则。本文提出的分块设计算法是从一般美学原理的原理上加以理解，并结合结构工艺知识加以设计。未来机床造型设计的钣金分块的研究方向要从人机相互交换并最终实现实现大规模机械化生产。
参考文献
[1]文西芹，肖兴明，宁晓明.测试仪器的现状及发展趋势.连云港化工高等专科学校学报，2000(12).
【关键词】 钢箱梁 正交异性钢箱梁桥面板 板单元划分 U肋 制造工艺 焊接机器人
【Abstract】 According to the structure characteristics of the hong kong-zhuhai-macao bridge steel box girder bridge panel， in combination with the practical situation of equipment and production， this paper introduces the bridge panel， as well as the application of welding robot assembling， welding manufacturing process.
【Key words】 steel box girder orthotropic steel bridge deck plate element division U-shaped stiffener fabrication process welding robot
1 工程简介
港珠澳大桥主体桥梁工程全长约22.9km，东自西人工岛结合部非通航孔桥深水区非通航孔桥的分界墩起（K13+413），西至拱北/明珠附近的海中填筑的珠海/澳门口岸人工岛止（K35+890），其中CB01、CB02合同段起于岛隧工程结合部非通航孔桥西端，起点桩号为K13+413，经深水区非通航孔桥、青州航道桥、江海直达船航道桥，止于浅水区非通航孔桥，终点桩号为K29+237，全长约15.824km。本文以深水区非通航孔桥（见图1）为例，介绍港珠澳大桥桥面板的制造方法。
2 桥面板单元划分
桥面板由面板、纵肋（U肋）和横肋组成，三者互为垂直，焊接成一体而共同工作。由于在相互垂直方向上刚度各不相同，在受力行为上呈现各向异性，故又称为正交异性板（Orthotropic Plate）。桥面板划分宽度的大小，直接影响了桥面板块之间对接焊缝的数量及桥面板单元的质量。钢箱梁板块划分需考虑以下几个问题：①钢厂钢板轧制宽度能力；②车间配套生产设备能力；③板块对接缝设置有利于结构受力；④有利于质量控制。早期受钢板轧制能力限制，板单元划分宽度一般为2.4米左右，随着钢厂钢板轧制能力的提高，板单元配套生产设备的不断完善和工艺技术的进步，板单元划分的宽度不断增加，港珠澳大桥桥面板单元最大宽度达到了3.8米，如图2。划分宽度的增加，减少了对接焊缝的数量，节约了组装焊接的时间和成本，提高了桥面板的整体质量。
3 桥面板单元制造
桥面板单元制造过程中主要有半品件下料（主要是U肋），板单元的组装焊接，焊后检验等主要工序。桥面板单元制造工艺流程如下：（如图3）
3.1 U肋制作
U肋制作是桥面板制作中的一个重点和难点，港珠澳大桥应用全新的U形肋加工生产线，全面提升了加工精度和生产能力。U肋制造按照“赶平预处理号料焰切调直铣边铣头卡样钻孔滚坡口修整压型修型焰切手孔、过焊孔磨手孔、过焊孔”16道主要工序进行。其制作要点如下：
①U形肋边缘加工应用配备了新型直线导轨和加工刀具的铣床，使加工效率提高了30%，加工后板边直线度和尺寸精度更加稳定，直线度偏差不超过1mm，宽度偏差不超过0.5mm。
②坡口采用SMP-/A型数控双边坡口铣床进行加工。该铣床的压紧机构能有效地抑制加工过程中钢板的振动，避免了坡口钢板撕裂和微裂纹，钝边尺寸偏差控制在±0.5mm以内，坡口角度偏差控制在±0.5°以内。
③顶板U形肋钻孔采用先孔法：U形肋的孔在单件制作时一次制完，用摇臂钻床与专用钻孔样板制孔，胎具采用整体机加工而成，胎具上孔群间距偏差控制在±0.5mm以内，保证了U形肋孔群间距在±0.5mm以内。
④U形肋折弯采用数控折弯机床，该机床的液压油缸压力为4×500t，使折弯质量更加稳定，U形肋加工生产线示意图如图3。
新的U形肋加工生产线有效地保证了U形肋加工的直线度、坡口面粗糙度和钝边尺寸精度，为实现U形肋自动组装、定位和确保U形肋坡口根部焊接质量提供了保证。（如图4）
3.2 桥面板单元的组装焊接
①组装：中标港珠澳大桥后，我公司与合作单位联合研发了U形肋板单元组装定位机床，首次将多头机器人用于桥面板单元的组装焊接，如图5。该机床引进了日本神钢先进的焊接机器人系统完成定位焊，采用世界上先进的电弧跟踪技术，弥补了以往光电跟踪和机械跟踪精度差的缺陷，能实现自动打磨、除尘、组装、定位焊，具有全自动操作、定位精度高、压紧可靠、定位焊质量稳定的特点，使作业效率大大提高。结合我公司的U形肋加工技术，U形肋与顶板的组装间隙完全能控制在0.5mm内，避免了焊接过程中因间隙较大造成的U形肋根部焊穿而造成内部焊接缺陷。（如图5图6）
②焊接：为了控制焊接变形和减小残余应力，在原有船位焊反变形翻转胎架的基础上，采用多头机器人焊接，如图6。反变形胎根据我公司以往经验，精确预留反变形，与焊接产生的热变形相互抵消，保证桥面板单元的平面度。多头机器人应用世界先进的电弧跟踪技术，实现对坡口根部位置偏差的智能化跟踪调整，跟踪精度达到0.2mm，解决了以往多头龙门焊机探针或光电跟踪偏差大的问题。船位焊接焊丝能够更容易伸到坡口根部，焊接过程中的焊速、焊枪摆动幅度都由机器人自动控制实施，更容易实现最理想的焊接参数，能有效保证焊接熔深和焊缝外观成形，从内、外同时提高焊缝疲劳强度。自动化焊接系统与双向反变形船位焊接结合，焊缝成型好，熔深和内部质量稳定可靠，可以最大限度地减小残余应力和应力集中，有效提高板单元抗疲劳性能，增强结构耐久性。
3.3 检验
U肋间距采用精确制作的检查样板检验，焊缝方面在以往焊缝两端用磁粉探伤检验的基础上，我公司在港珠澳大桥上首次使用ISONIC-UPA型相控阵超声波探伤仪检测顶板与U形肋间角焊缝的施工质量，从而更有效的控制顶板与U肋间的焊缝质量，如图6。
4 结语
随着经验的不断积累、新型生产设备的使用，桥面板单元的划分宽度越来越大，生产制作工艺也在不断改进、提高，特别是多头机器人用于桥面板单元的组装焊接，大大提高了生产质量和作业效率。经过车间桥面板单元生产过程的检验，验证了此工艺流程的合理性、适用性及可操作性，为港珠澳大桥桥面板单元优质、高效大规模生产奠定了基础。
参考文献：
[1]叶翔，叶觉明.正交异性钢桥面板结构加工技术工艺[J].钢结构，2010（5）：53-55.
关键词：电装线；规范；辅机产品；机床；项目
1 背景
宁夏共享机床辅机有限公司是一家专业从事各类机床辅机、机床导轨防护、机床外防护、自动化配套项目、精密钣金等产品的设计、生产、销售、服务的现代化制造企业，公司拥有高精度激光切割机、数控折弯机、全自动静电粉末涂装线、大型五面加工机等现代化生产设备，公司引入现代化管理理念，拥有高素质的员工团队，建立了完善的质量控制体系，是MAZAK中国公司-小巨人的战略合作伙伴。
随着机床市场的日益兴旺，宁夏共享机床辅机有限公司在竞争中不断提升产品的整体生产管理水平，提高产品品味，在竞争中发展壮大。2012年公司开始进入行业转型阶段，加大了对自动控制系统的开发和应用，先后研制出长城辊道线项目，苏州物流输送线项目，逐渐发展成为一个以数控机床辅机产品为主业，仓储物流系统集成为辅业的综合性设备制造工厂。
为丰富公司经营类型，为公司赢得客户和市场，提高产品的自动化、科技化和智能化品味，在日益激烈的市场竞争中不断壮大，提供品质优越的产品和完善的售后服务，电装线在此背景下应运而生。
2 目标
电装线将分为三个时期分别进行，即：起步阶段、发展阶段、成熟阶段：
起步阶段的主要目标为制定电装作业的规范与标准、设计制作公司现阶段项目当中遇到的电气控制产品、提高现有产品的智能化和自动化程度等。
发展阶段的主要目标为拥有更加强大的设计和生产能力，扩大生产规模，研发和生产一些科技含量高、利润大的高端电气产品，除了满足公司项目当中的电气产品生产需求外，还可承接其他单位形成规模的外协产品的生产和制作、并且形成自主研发并有稳定的销量的主导产品。
成熟阶段的主要目标为创立自己的电气品牌及王牌产品，在保持原有主导产品的稳定生产的同时，不断的设计研发在行业内具有领先地位的新产品，成为国内外有名机床辅机电气类产品的OEM供应商。
3 项目实施计划
3.1 调研阶段
现在很多机床生产厂家都没有自己的电装队伍，电柜和水箱等都需要外协加工。辅机公司长期和国内各个机床厂家有业务关系，生产各种辅机类产品和物流仓储类自动化产品，已经为长城汽车、乔治-费歇尔等制作了多种智能物流输送线，具备了独立的电气设计队伍，在此基础上，如果能够成立电气安装队伍，制定符合行业流程的技术标准，规范作业准则，就具备了对外接单的基础。
3.2 学习阶段
公司派遣技术人员去其他公司进行交流，学习他们在工艺流程方面的先进经验，在生产过程中如何下发技术通知单，如何安排生产，如何和机械加工工序相配合，减少项目过程中出现不必要的问题，工艺过程如图1所示。
图1 工艺图
3.3 设计阶段
3.3.1 根据工艺要求，依据国标GB 50171-92 《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》制定公司的《二次线缆安装规范》，现场生产作业指导书，焊锡作业指导书，对作业人员进行培训，根据培训结果进行上岗考试。
3.3.2 制定电装生产流程文件，作为现场的生产标准流程如图2所示：
图2 生产流程图
3.3.3 模板文件设计，电气生产技术通知单
生产过程中根据客户订单由VM部下发电气技术通知单给电装班，技术通知单中包括技术资料发行表、特殊订单明细，电气总装图，机构布置图，接线图等，依据生产流程执行线缆制作，检测，电柜安装等过程。
3.3.4 生产现场施工
电装生产需要一个作业空间，初期按照两人的配置要求，需要大约70m2的使用面积，摆放工作台，货架，台车，工具柜，堆高车等器材。
3.4 外购件采购
3.4.1 工作台
工作台是电装人员的主要工作场合，工作台采用优质冷轧板精工制作而成桌面经特殊处理，具有防腐、抗冲击力强等特点。 台面采用防静电台面可以有效的将桌面静电荷泄放到大地。
3.4.2 手动液压堆高车
液压堆高车结构紧凑、运输灵活、操作简便、回转半径小等特点。适用于工厂、车间、仓库、车站、码头等处的货物搬运和堆垛，在电装生产过程中主要用于电柜安装和搬运。
3.4.3 线材综合测试仪
CL-8001线材综合测试仪提供了一种最为便捷的快速判断短路、短路、错位、瞬间短/断路及单边点测试功能，80PIN测试点数，16X2行液晶显示，声音提示，具有探棒找点功能和自我学习功能。适用于多芯线束制作时必须使用的测试仪器。
3.5 生产阶段
电装产品前期主要是电缆制作，电柜和中继盒安装，属于非标准化安装。但是其制作方法却可以适合各种场合，包括导线的选用，导线的裁剪方法，剥线规范，线号管的选用标准和套装要求，端子的压接方法。
3.5.1 标准电机线制作方式
普通电机使用黑色BVR1.5mm2的软铜线，地线使用黄绿色1.5mm2的软铜线（图3），线束直接水平分布，外套φ21.2mm2的尼龙软管，用专用软管固定座固定在排屑器的外壳上。
3.5.2 中继盒的标准化安装
中继盒是每个电气设备都必须的装置，内部包含接线端子，接地端，航空插头，软管接头等，每根导线的制作和线号管及标签的安装位置都有特定的要求；进线要求每根电缆一个进口，进口侧电缆不能互相交叉；出口侧使用两个25Pin航空插头过渡。中继盒作业指导书见图5。
3.5.3 排屑器水箱的标准化作业
排屑器水箱是数控机床和排屑器的连接设备，主要是处理排屑液的供给和回收。连接对象有提升泵，手枪泵，冲屑泵，反冲泵等，根据水箱作业指导书的标准，由电装制作长度合适的电机电缆、电缆标识、电机接线盒安全标标志。安装示意图见图6。
3.5.4 成本电控柜标准化作业
电控柜（见图7）是每个成套设备必须具备的，是系统控制的核心部分。我公司具有完备的机加设备，包括高精度激光切割机，自动折弯机，静电喷涂设备等，可以制作各种规格的电柜壳体。同时根据厂家提供的电气原理图和电柜安装图，接线图，元件明细等文件，安排电装人员进行电柜配线，根据控制元件的类别不同合理布置电柜布局。
3.6 发展阶段与成熟阶段
随着电装线产品的日益成熟，工艺逐渐稳定，产品得到其他设备厂商的认可，在此基础上就可以开始改善工艺，扩大规模增加产品种类，规模化生产，产品得到升级换代。在电气装配逐渐成熟的过程中，大力发展综合了现代信息技术和自动化技术相结合的大型系统集成项目，将集成后的系统作为企业乃至行业的标准配置提供给有需要的客户，这是未来的发展目标也是设备制作厂商提升自我的良好契机。
4 意义
顺势而为积极创业
1998年，他抓住市场机遇，以参股形式进入沈阳兴东电力设备有限公司，担任总经理。当时的兴东公司只是拥有10多名员工的企业，管理层2人，没有主要职能划分；其余员工的学历基本上都是初中毕业，没经过任何方式的培训就直接上岗工作；生产设备老旧，产品的工艺不美观、不精确；上下管理层没有完整的链条体系，互相衔接困难；员工之间缺乏团结友爱、互相帮助的精神。部队的生活造就了他刚毅、果断、雷厉风行的性格，而采购、供应的工作经历，锻炼了他熟悉市场、把握市场的能力。针对企业自身存在的问题，邱丽新选择了在变化中求发展，他迅速调整企业发展方向，并带领企业本着“先做稳、再做精、后做强”的经营思路，对于新进入的产业步步为营，并以辽宁一带市场为依托，明确企业在市场中的定位，并逐年加大投入。凭着强烈的事业心和责任感，创新管理理念，建立了公司管理人员考核和奖励办法，实施高中层绩效管理，强化管理人员激励机制，对原有管理层人员按其工作特长进行主要职能划分，重新制定组织机构图，对于缺人的岗位，进行严格招聘，取其精华，重点选拔。充分发挥中层管理人员的聪明智慧，激发全员提高工作绩效的积极性；加强安全生产管理，建立安全生产管理办法和突发事件安全应急预案，规范操作行为。他四处奔走，扩大销售范围，很快使企业转危为安，重现生机与活力，公司也从创办初期的2000万元资产实现近亿元固定资产的跨跃。
锐意进取做强企业
2009年，邱丽新报着服务家乡、回馈家乡、建设家乡的信念，回到了吉林市，同吉林市昌邑区政府哈达经济开发区合作，斥资8000万元，创建了森东电力设备有限公司及电力产业工业园。该工业园总占地面积为2.3万平方米，是集生产、研发、办公、综合于一体的综合性产业园，并建立了包括销售、生产、采购、库存、资源/设备、办公、研发等七大模块。他深知一个企业要做大做强，就必须改变现状，加大技改投入。为了添置新设备，邱丽新远赴全国各地生产厂家实地考察，经过多番认真的筛选，最终确定了江苏金方圆设备有限公司的生产设备。在此期间，他先后投入3700多万元购置了母线折弯机、剪板机、折弯机、数控设备及静电喷涂生产线，至此，生产能力及生产质量大幅度提高，同时更提高了工作效率，节约了生产成本，生产的产品也赢得了省内外客户的肯定和满意。
面对企业管理链条不完整的情况，他于2010年3月进行筹划使企业进行GB/T19001-2000-ISO9001：2000质量管理体系认证，在全体员工的不懈努力下，于2010年10月取得质量管理体系认证证书，并严格要求按此管理体系执行。产品通过了中国国家强制产品认证（CCC）。这两项质量认证为他们提供了可靠的保障。
目前，森东电力设备有限公司主要生产的产品有各种规格型号的箱式变电设备，高、低压开关柜，高、低压开关，环网柜，各种照明配电箱，动力配电箱，电能计量箱柜，无功补偿计量箱，密集型（空气型）封闭母线，电气自动化设备等产品。2010年森东电力设备有限公司实现年销售额7000万元，净利润1700万元，上缴利税120多万，成为吉林市同行业中生产规模最大、生产产品最全、生产能力最强的领军企业。
文化兴企打造品牌
文化是企业的灵魂，是企业竞争力的源头活水。邱丽新带领的团队在创造丰厚利润的同时，也为企业树立了良好的品牌形象。他始终坚持 “服务全心全意，品质精益求精”的经营理念；“以诚信为本，以客户至上；以一流的产品质量、一流的服务品质和完善的服务体系”为企业信条。同时他还恪守“以人为本”的管理理念，为了增加公司员工的团队意识和调动员工的团队合作精神，他积极与拓展学校联系，定期为员工进行拓展培训，拓展训练的开展虽然很艰苦，但从中他看到了员工们眼中的热情和不愿服输的表现，从而使员工明白“森东电力”是一个集体，是一个整体，而非个人所主导的，只有团队合作才能克服任何困难，拓展训练的开展使员工们的工作做得更加出色。
邱丽新还在工业园区内建了一座综合楼，该楼为企业员工提供了餐厅、多功能会议厅，并购置了专业的舞台音响、灯光设备，同时还为外地员工配备了设施完善的宿舍间（包括：电视、太阳能热水器、高档卫生间），员工们都说这比在自己家里住着都舒服。员工在森东工作得舒心、安心和放心，更让员工们对企业有了归属感和幸福感！
热心公益修身立德
邱丽新认为，在利益面前，情义无价。“人，缺钱，不能缺良心；有钱，更要有爱心。”这是邱丽新信奉的做人准则。“水有源，树有根”。他深知企业的发展，是靠党的好政策、社会各方面的关心才有了今天。因此，他把爱不断奉献给社会，奉献给身边每个需要帮助的人。他致力于当一个有良知、有社会责任感的商人。邱丽新通过电视和各种媒体的报道看到昌邑区矿业社区中有四名学生因家庭困难，取得了大学录取通知书却上不起学，他马上通过区政府对这四名学生进行资助，并表示每学期资助这四名大学生每人5000元。他心系家乡发展，为了更好地回报社会，他感到安置失业职工实现再就业，是民营企业的义务和责任。因此，邱明新特意安排下岗员工来企业，手把手教学，亲自操作示范，使20名下岗员工在森东找到了第二次就业的机会。
2010年吉林市遭遇百年不遇的特大洪水，他倡导全体员工参与捐助，捐款数额达到5万余元。当看到员工们含泪把10元、100元投入捐款箱，没有一句怨言时，他为自己能为灾区贡献一点微薄之力而由衷地感到欣慰，他还以个人名义捐款3万元，希望灾区人民安全度过难关。
1.1机械设备审美的评判标准变化
过去的机械设备外观设计中多用较为硬朗的线条，因为硬朗的线条富有力度、给人扎实稳定的感觉，因此也容易产生信赖感。随着更多关于人机关系的探讨的出现，富有亲和力的圆润造型开始博得越来越多的关注。从此人对机械设备的审美开始进入另一个阶段。
1.2影响机械设备类产品的审美因素
人们对机械设备的审美也会受到对其他机电产品的审美的影响，例如电器电子设备。虽然电器电子产品与机械设备有着不同的市场，也有着不同的工艺制作要求，但电器电子产品与日常生活密切相关，它们的造型处理方式及特点已经随着长久的使用过程深入到了人对设备的审美中。因此，工业设计师可沿用人对电器电子产品的审美来对设备外观进行设计。
2设备的外观造型方法
2.1钣金技术条件下影响机械设备形态的基本因素
形态作为机械设备造型的重要特征，有一定的规律性，可分解为基本的点、线、面、体四个基本元素，结合钣金类产品的整体造型，其形态的构成元素可以从线和面两个基本点进行研究。设计过程中除了考虑形态的美感，更需考虑板材原料和成型设备对钣金件的影响。机械设备类产品一般不采用模具成形，而是利用数控钣金设备（如数控转塔冲、数控折弯机等）并辅以必要的手工操作，因而在设计分块时，分块过大，会超出设备的加工能力，同时过大的钣金件对装配精度要求很高，会导致零件结合缝的宽窄不一，影响设备外观；分块过小，增加零件数量，使加工和装配的累计误差增大，难以保证钣金零件都位于设计表面内，造成包裹壳体表面不平整，在视觉上易造成细碎感，影响造型整体性。从线性元素出发，机械设备的整体形态可被概括为直线型、曲线型和曲直结合型。虽然造型风格各异，但对单个钣金件在整体形态中的造型要求却是相同的。在对棱边和分缝的处理上应遵循以下几点：（1）采用向内折边的技术，提高板材刚度的同时将板材毛边隐藏在壳体内。（2）分缝不与棱边重合，否则将会不可避免的把毛边露在外面。（3）分缝应避免位于曲面上，以免造成装配难度增加，拼合后形态规则。（4）避免三条以上的分缝相交于一点，否则会由于钣金件精度不够而造成交汇点的断裂感。机械设备造型存在一定的独立性，要表现安全、合理、严谨、科学的心理和视觉感受，同时要考虑到内部结构和使用环境，因此在设计过程中只有充分了解其加工成形的过程，以及钣金件的特性，才能设计出优秀的产品。
2.2重型设备——清晰的结构关系、明确的功能布局
重型机械设备一般包含很多功能部件和结构部件，容易给人以复杂、笨重、呆板的感觉。若是简单地对设备进行包裹则会加重这种感觉，因此，需要对护罩进行分割进而达到模块化、秩序化的目的。对大型机械设备按照它的各个组成部分的功能来区分,每个部分对应一个模块，并将局部模块的风格延伸到整体的造型风格中。这样用户能够通过它的外观清晰地了解到它的内部构造及使用方式，并在一定程度上规范设备操作的流程，减轻操作者的心理压力。
2.3轻型设备——营造饱满和精致感
轻型机械设备一般结构和功能较为简单，过去对其护罩的处理过于单薄，会造成设备的单调、低端、使用不安全的形象。通过对设备护罩进行细节的刻画和营造饱满的张力感，可以带来科技、丰富的视觉感受。而要将自然形态中生物的张力感运用到人造形态中，需要从本质上把握张力在塑造空间形态中的作用机制和起承转合关系，提炼出能够打动人心的内在作用力。以往的机械设备外观仅仅以为满足操作的可行性和物理安全，对设备进行包裹，造成无序的骨骼感和生硬的视觉形象。将设备的内在结构与护罩有机结合，不仅可以使得设备更为整体，而且通过营造饱满和精致的产品语义，赋予设备新的生命力与独特的品牌形象。在铣齿机设备的外观造型中，通过机械设备外观造型设计实验的前后对比，可以直观的发现，设计后的设备外观，在整体硬朗的外观造型下，通过柔化转角轮廓的造型方法，在底座进行了大圆角的处理，使得设备呈现出饱满圆润的造型风格，不仅增加了设备整体的体量感，同时硬朗与柔和相结合，两者之间形成协调的对比效果，有效改善了机械设备以往呆板僵硬的外观造型特点，同时饱满圆润的整体效果提高了产品与使用者的情感互动性。
2.4综合因素分析
除了主体形态，机械设备外观还由许多综合因素构成，这些综合因素也是设备外观的细节之处。机械设备外观设计上的综合因素主要有4大类：材质、工艺、色彩、标识。（1）材质上：不同的材质有不同的属性，例如粗糙度、透明度、纹理。合理地运用材质的对比会增加设备的层次感。（2）工艺上：细致的工艺技巧会更生动地表达设计概念。以表面处理为例：涂饰：把涂料涂覆到产品或物体的表面上，并通过产生物理或化学的变化，使涂料的被覆层转变为具有一定附着力和机械强度的涂膜。丝网印刷：丝网印刷就是在丝网上涂一层感光材料，利用其感光前后可溶性的不同，经过感光后将不需要的部分洗去，从而控制何处能通过油墨，何处不能通过。塑料件的丝印是塑料制品二次加工中的一种。这可以使塑料件的外观得到极大改善。贴膜法：将印有花纹和图案的塑料膜紧贴在模具上，在加工塑料件时，靠其熔融的原料的热量将薄膜融合在产品上的方法。热烫印法：是利用压力和热量将压膜上的粘接剂熔化，并将已镀到压膜上的金属膜转印到塑料件上的方法。（3）色彩上：大块的色彩可能会一下子吸引住人们的目光，但一个用于点缀小色块却可以引导人们的视觉中心，更体现精致化和品质感。（4）标识上：是让一个产品更加完整的应用。标识既包括了标志，也包括了各种丝印图案等，主要用于识别。尤其对于一些操作性弱，属性不是很明确的产品更加有利。
2.5机械设备造型中新材料的应用
由于机械设备整体外观造型都是建立在钣金技术的基础上，所以不难发现以往的机械设备产品的材质应用上都比较单一，一般都是一种或是几种冷轧板的使用，加上后期不同颜色喷漆的表面处理。在最新的设计实验中，可以发现，在传统的材质上，引入新材料，通过不同材料之间的相互对比，可以为机械设备的外观造型增添特色。
3结束语
