（設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)論文）加工中心外觀造型設(shè)計(jì)研究.pdf

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要 科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展推動(dòng)著人類(lèi)不斷地追求更豐富的物質(zhì)生活和更高層次 的精神享受。對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的選擇傾向上，人們己不再單純追求產(chǎn)品的功能完美性， 而越來(lái)越關(guān)注產(chǎn)品外觀的愉悅性以及操作的舒適性。工業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為增強(qiáng)產(chǎn)品 = 競(jìng)爭(zhēng)力的主要手段之一，在產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計(jì)中采用實(shí)用、科學(xué)的設(shè)計(jì)方法是提高 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率和開(kāi)發(fā)成功率的有力保證。 本文針對(duì)目前常用工業(yè)設(shè)計(jì)方法的局限性，把面向用戶的設(shè)計(jì)思想用于產(chǎn)品 工業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)面向用戶產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程的具體步驟和方法進(jìn)行了探討，并介紹 了應(yīng)用c a t i a 進(jìn)行機(jī)床外觀造型設(shè)計(jì)的主要原理和功能：結(jié)合實(shí)踐闡述了c t i a 的一些使用功能，并以加工中心為例介紹了應(yīng)用c a r l a 進(jìn)行機(jī)床外觀造型設(shè)計(jì)的 部分過(guò)程。同時(shí)，針對(duì)數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究分析和論述，提出對(duì)數(shù) 控楓床的外觀造型進(jìn)行現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的總體思想。強(qiáng)調(diào)在其設(shè)計(jì)中虛擬設(shè)計(jì)、綠 色設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)等新的設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用；強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)( 以c a t i a 為例) 的應(yīng)用；強(qiáng)調(diào)入、機(jī)、環(huán)境的協(xié)調(diào)等。對(duì)于數(shù)控機(jī)床外觀造型的設(shè)計(jì)提出 較為具體的程序和方法。 。 本文將以交大昆機(jī)股份有限公司的t h 5 6 5 0 加工中心為代表，利用現(xiàn)代工業(yè) 設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，為其提供科學(xué)、客觀的設(shè)計(jì)依據(jù)；并利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè) 計(jì)方法，應(yīng)用現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)理論，對(duì)加工中心創(chuàng)新設(shè)計(jì)出具體的設(shè)計(jì)方案，并對(duì) 其建模、渲染制作出相應(yīng)的效果圖。 本文將通過(guò)理論研究、實(shí)例設(shè)計(jì)，總結(jié)出數(shù)控機(jī)床造型設(shè)計(jì)特征和方法， c a i d 的開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)及數(shù)控機(jī)床外觀質(zhì)量的評(píng)價(jià)原則和評(píng)價(jià)體系；對(duì)計(jì)算機(jī)輔 助工業(yè)造型設(shè)計(jì)( c a ) 的主要特點(diǎn)進(jìn)行分析，并把c a d 應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床的 外觀造型設(shè)計(jì)中，繪制三維造型效果圖，并對(duì)最佳方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：加工中心造型設(shè)計(jì)工業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n de v o l u t i o no fs o c i e t y ，h u m a nb e i n g s a r ep u r s u i n gr i c h e rm a t e r i a ll i f ea n dh i g h e rs p i r i t u a le n j o y m e n t a st o t h ep r e f e r e n c eo fi n d u s t r i a lp r o d u c t s ，p e o p l en ol o n g e rs i m p l yc a r ef o r f u n c t i o n a lp e r f e c t i o no ft h ep r o d u c t s ，b u tp a ym o r ea t t e n t i o 琿t ot h e b e a u t yi nt h e i rd e s i g na n dt h ee a s eo fo p e r a t i o n i n d u s t r i a ld e s i g n i n g ( i d ) h a sb e c o m eo n eo ft h em a j o rm e a n st oi m p r o v et h ec o m p e t i t i v e n e s so fa c e r t a i np r o d u c t t oa p p l yp r a c t i c a l ，r e a s o n a b l ed e s i g n i n gm e t h o di sa g u a r a n t e et oi m p r o v et h ee f f i c i e n c ya n ds u c c e s so fp r o d u c td e v e l o p m e n t 。 t h i sp a p e rd e a l sw i t ht h el i m i t a t i o n so fc o n v e n t i o n a ld e s i g n f n g m e t h o d s a n di n t r o d u c e st h eu s e r - o r i e n t e dm e t h o d t h e n t h ea u t h e r e x p l o r e st h ed e t a il e dp r o c e d u r e sa n dm e t h o d si nu s e r o r i e n t e di n d u s t r i a l d e s i g n i n g ，a n dh ef u r t h e rd i s c u s s e st h em a j o rp r i n c i p l e so fm a c h i n et o o l d e s i g n e dw i t hc a t i a t h ep r a c t i c a lf u n c t i o n so fc a t i aa n dp a r to ft h e p r o c e d u r e si nd e s i g n i n gm a c h i n et o o lw i t hc a t i a a f t e rt h ea n a l y s i so f c o n v e n t i o n a ld e s i g n i n go fd i g i t a l l y - c o n t r o l l e dm a c h i n et o o l ，t h ea u t h o r a d v a n c e sh i s g e n e r a l i d e ao fn e w d e s i g n i n ga p p r o a c h t o d i g i t a l l y - c o n t r o l l e dm a c h i n et 0 0 1 t h en e wd e s i g n i n ga p p r o a c he m p h a s i z e s a p p li c a t i o no fv i r t u a ld e s i g h i n g ，g r e e nd e s i g n i n g , p a r a l l e ld e s i g n i n g ； i ta l s oe m p h a s i z e st h ea p p l i c a t i o no fc o m p u t e r a i d e dd e s i g n i n g ( c a d ) w i t h t h ee x a m p l eo fc 般i a ；b e s i d e s i ts t r e s s e st h eh a r m o n yo fh u m a n m a c h i n e a n de n v i r o n m e n t h e r i c ed e t a i l e dp r o c e d u r e sa n dm e t h o d si nd e s i g n i n gt h e o u t e rl o o k i n go fd i g i t a l l y c o n t r o l l e dm a c h i n et o o la r ep r o p o s e d t h i st h e s i sp a p e rt a k e st 5 6 5 0p r o c e s s i n gc e n t r eo fk u n m i n gm a c h i n e t o o lf a c t o r yf o re x a m p l e ，a n dw i t hm o d e r ni n d u s t r i a ld e s i g n i n gm e t h o d s p r o v i d e ss c i e n t i f i cb a s i sf o ri t t h r o u g hc a d ，t h ep a p e ra l s op r o p o s e s s p e c i f i cn e wd e s i g n i n gp l a n sf o rt h ep r o c e s s i n gc e n t r e ，d e s i g n sm o d u l e s a n dw o r k so u td e t a i l e dv i r t u a lp i c t u r e t h ep a p e rs u m m a r i z e sc h a r a c t e r i s t i c sa n dg e n e r a la p p r o a c h e so f 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要 d e s i g n i n gd i g i t a l l y c o n t r o l l e dm a c h i n et o o la n dt h ee v a l u a t i o no f d e s i g n i n gd i g i t a l l y c o n t r o l l e dm a c h i n et 0 0 1 i ta n a l y z e s t h e m a j o r c h a r a c t e r i s t i c so f c o m p u t e r - a i d e di n d u s t r i a ld e s i g n i n g ( c a i d ) ，a n d a p p l i e s c a i dt o d i g i t a l l y c o n t r o l l e dm a c h i n et o o ld e s i g n i n g ，t h e n p r o d u c e st h r e e 。d i m e n s i o n a lv i r t u a lp i c t u r ea n dw o r k so u tt h es t r u c t u r e d d e s i g n i n go ft h eb e s ts c h e m e k e y w o l ；1 lm a c h i n i n gc e n t e r ，m o d e l i n gd e s i g n ，i n d u s t r yd e s i 9 9 ， c o m p u t e r - a i d e dd e s i g n i n g 昆明理工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下( 或 我個(gè)人) 進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi) 容外，本論文不合任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的砩浣成 果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在論文中作了明 確的說(shuō)明并表示了謝意。本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名： ) 弘氐 日 期：沙稗多月礦日 關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明 本人完全了解昆明理工大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即： 學(xué)校有權(quán)保留、送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱，學(xué)校可以公布 論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印或其他復(fù)制手段保存論文。 ( 保密論文在解密后應(yīng)遵守) 導(dǎo)師簽名： 趁塑車(chē) 論文作者簽名： 日邏壘魚(yú)縣劣旦 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 第一章緒論 1 1 論文選題的國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)及現(xiàn)狀 1 1 1國(guó)外工業(yè)產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究 科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展推動(dòng)著入類(lèi)不斷地追求更豐富的物質(zhì)生活和墓高層次 + 的精神享受。對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的選擇傾向上，人們己不再單純追求產(chǎn)品的功能完美性， 而越來(lái)越關(guān)注產(chǎn)品外觀的愉悅性以及操作的舒適性。因此產(chǎn)品設(shè)計(jì)已從傳統(tǒng)工程 制圖意義上的設(shè)計(jì)概念進(jìn)化為工程設(shè)計(jì)和工業(yè)設(shè)計(jì)兩大分支。工業(yè)設(shè)計(jì)是在英國(guó) 工業(yè)革命之后逐漸形成的，自此，工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展一直與政治、經(jīng)濟(jì)、文化以廈 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，與新材料的出現(xiàn)、新工藝的采用相互依存，當(dāng)然也受 著不同的藝術(shù)風(fēng)格及人們審美愛(ài)好的直接影響。工業(yè)設(shè)計(jì)的思想和理論已經(jīng)成為 工業(yè)設(shè)計(jì)所處時(shí)代特征的反映，近年來(lái)，國(guó)外對(duì)產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展更是日 新月異，其核心競(jìng)爭(zhēng)力的地位正在不斷的提升和鞏固。 1 1 2 國(guó)內(nèi)工業(yè)產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究 我國(guó)導(dǎo)入產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)有2 0 余年，很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，主要在高校范圍和 學(xué)術(shù)圈內(nèi)進(jìn)行。企業(yè)對(duì)于產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展較晚，而且起伏較大，地區(qū)間、行 業(yè)問(wèn)差異較大。 我國(guó)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)間較短，工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展空間較?。挥捎谂c發(fā)達(dá)國(guó)家仍 然存在較大的差距，國(guó)外的設(shè)計(jì)、技術(shù)隨著產(chǎn)品大量涌入，使得國(guó)內(nèi)的工業(yè)設(shè)計(jì) 沒(méi)有通過(guò)產(chǎn)品在市場(chǎng)上形成足夠的影響力，也影響了企業(yè)對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)的認(rèn)同； 而工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生，真正從事產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)的并不多，有相當(dāng)數(shù)量流失到 平面設(shè)計(jì)、室內(nèi)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。 近年來(lái)，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和完善，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛增長(zhǎng)，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù) 的發(fā)展，人們生活水平不斷提高，消費(fèi)者的需求已經(jīng)從數(shù)量消費(fèi)逐步轉(zhuǎn)向質(zhì)量消 費(fèi)、性能消費(fèi)和感性消費(fèi)，產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)不僅要求新穎、美觀、大方，而且要求 色彩符合現(xiàn)代審美、性能符合人機(jī)工程、產(chǎn)品符合市場(chǎng)化等要求。許多產(chǎn)品在投 入市場(chǎng)后不能達(dá)到預(yù)期的效果，究其原因，不外乎與產(chǎn)品的工藝、性能、材料、 可靠性、人機(jī)協(xié)調(diào)性以及前期的設(shè)計(jì)沒(méi)有將產(chǎn)品韻設(shè)計(jì)和用戶韻使用、商家韻市 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 場(chǎng)操作很好的結(jié)合起來(lái)有關(guān)，這些問(wèn)題的解決都需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行現(xiàn)代王業(yè)設(shè)計(jì)。 我國(guó)加入w t o 以后，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)更是日益國(guó)際化，一些企業(yè)和有識(shí)之士開(kāi)始 把目光投向工業(yè)設(shè)計(jì)，采取切實(shí)的步驟擴(kuò)大設(shè)計(jì)隊(duì)伍，健全設(shè)計(jì)組織。很多企業(yè) 成立了設(shè)計(jì)中心、設(shè)計(jì)公司、設(shè)計(jì)研究所或在海外設(shè)立了設(shè)計(jì)公司專(zhuān)門(mén)從事產(chǎn)品 的工業(yè)設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)有了飛速的發(fā)展。 1 2 工業(yè)造型設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 作為工程技術(shù)與美學(xué)藝術(shù)相結(jié)合的- - f 新科學(xué)工業(yè)造型設(shè)計(jì)，是現(xiàn)代工 業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。工業(yè)造型設(shè)計(jì)之所以在現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中 成為不可缺少的重要部分，原因在于它對(duì)提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)功能和精神功能有著十 分重要的作用。合理美觀的造型設(shè)計(jì)可以在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中吸引更多的用戶，爭(zhēng)取市 場(chǎng)占有率，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。具有良好的外觀形態(tài)，宜人的色彩，舒適的表 面質(zhì)感的工業(yè)產(chǎn)品可以美化人們的生活和生產(chǎn)環(huán)境，豐富人們的精神要求，提高 生產(chǎn)效率。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)( c a d ) 技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng) 滲透到工程技術(shù)的所有領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)( c i d ) 是工業(yè)設(shè)計(jì)( i d ) 和 c a d 的有機(jī)結(jié)合，是質(zhì)的飛躍，不是簡(jiǎn)單的相加或拼湊。應(yīng)用c a i d 技術(shù)可以縮 短造型設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)人員的工作量，在l , l k 造型設(shè)計(jì)領(lǐng)域 有廣泛的應(yīng)用前景。 1 - 3 ( 1 a i d 的主要特點(diǎn) c a i d 技術(shù)比傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性，工業(yè)設(shè)計(jì)師掌握了它 就可以隨心所欲地表達(dá)構(gòu)思創(chuàng)意施展才智，它能提高產(chǎn)品整體設(shè)計(jì)質(zhì)量，強(qiáng)化產(chǎn) 品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，其主要特點(diǎn)如下： ( 1 ) 靈活性利用計(jì)算機(jī)這種魔杖般的工具，可直接在系統(tǒng)上進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè) 計(jì)，采用三維實(shí)體造型技術(shù)，作物體幾何造型，如形態(tài)構(gòu)成、色彩設(shè)計(jì)、材料編 輯、質(zhì)感描繪、實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)變換，快速真實(shí)圖像生成輸出，多種造型方案的評(píng)判與 決策等?？珊?jiǎn)便地進(jìn)行修改，直到滿意為止。 ( 2 ) 高質(zhì)量三維空間軟件系統(tǒng)，集三維實(shí)體造型、靜態(tài)著色、復(fù)雜光照模 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 型、多媒體動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作于一體，產(chǎn)生的圈像生動(dòng)、逼真，能達(dá)到“真假難辯無(wú) 中生有”的程度。設(shè)計(jì)手段的先進(jìn)，保證了設(shè)計(jì)的高質(zhì)量。 ( 3 ) 高效率計(jì)算機(jī)能迅速將設(shè)計(jì)構(gòu)思形象化、對(duì)象化。不但可莉用數(shù)字化 儀等實(shí)現(xiàn)圖形等信息快速輸入，而且可利用繪圖機(jī)、打印機(jī)輸出設(shè)備，自動(dòng)繪制 輸出設(shè)計(jì)圖像和圖形?？刹糠只蛉咳〈A(yù)想效果圖繪制、模型制作和產(chǎn)品攝影 等過(guò)程。提高設(shè)計(jì)速度、縮短設(shè)計(jì)周期。降低設(shè)計(jì)成本，使新產(chǎn)品迅速投放市場(chǎng)。 有統(tǒng)計(jì)說(shuō)，c a i d 技術(shù)可以提高設(shè)計(jì)效率5 倍。 ( 4 ) 系統(tǒng)優(yōu)化。在造型設(shè)計(jì)中，可以綜合模擬設(shè)置配套環(huán)境、外表裝飾等相 關(guān)因素于一體；并在基礎(chǔ)圖庫(kù)上任意組合多種多樣設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)優(yōu)選，能使設(shè)計(jì) 人員及早發(fā)現(xiàn)缺點(diǎn)與不足，更加合理與科學(xué)化真正實(shí)現(xiàn)“入機(jī)系統(tǒng)”的優(yōu)化設(shè) 計(jì)。 ( 5 ) 高水平c a i d 發(fā)展方向之一就是智能化。今后工業(yè)設(shè)計(jì)師利用基于知識(shí) 的專(zhuān)家系統(tǒng)，輔助信息管理系統(tǒng)，能像專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域?qū)＜乙粯幼鳂I(yè)。實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的高水 平。 ( 6 ) 宜人性c a i d 技術(shù)能時(shí)時(shí)以。人”為服務(wù)中心，講求。 機(jī)環(huán) 境”完美和諧統(tǒng)一。利用“數(shù)據(jù)庫(kù)”、“圖形庫(kù)”和“知識(shí)庫(kù)”，能使產(chǎn)品或工 業(yè)設(shè)計(jì)充分反映人概工程學(xué)提供韻參數(shù)要求，貫徹相關(guān)宜人性、安全防護(hù)和環(huán)境 藝術(shù)等標(biāo)準(zhǔn)。 1 4 機(jī)床造型的演變 加工中心是在數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)上，根據(jù)多品種小批量加工工藝的要求，結(jié)臺(tái)當(dāng) 代新技術(shù)、新材料、新工藝和新韻機(jī)床功能部件以及入們發(fā)展了的新的審美意識(shí) 與需求，運(yùn)用產(chǎn)品造型的形式美、色彩美、材質(zhì)美以及入機(jī)工程學(xué)的基本法則、 理論和現(xiàn)代設(shè)計(jì)觀念與技巧等多種高技術(shù)設(shè)計(jì)結(jié)合麗威的具有高精度、高速度、 高效率和高自動(dòng)化的現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備。它不僅在結(jié)構(gòu)性能方面相對(duì)于普通機(jī)床發(fā) 生了根本的變化，而且在外觀造型設(shè)計(jì)的方面也形成了自身獨(dú)特的風(fēng)格與特點(diǎn)。 研究加工中一i l , 造型設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，旨在提高加工中心外觀造型質(zhì)量，以求進(jìn)一步提 高其在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力與附加值，使產(chǎn)品立于不敗之地。 加工中心是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物。隨著工業(yè)億革命的殲始，發(fā)展了機(jī)床： 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，又使機(jī)床發(fā)生了根本的變革，由傳統(tǒng)的機(jī)械化發(fā) 展到現(xiàn)代的自動(dòng)化，進(jìn)而發(fā)展到當(dāng)今的由數(shù)控技術(shù)發(fā)展起來(lái)的加工中心；功能和 結(jié)構(gòu)的變化又帶來(lái)了機(jī)床造型的變化。分析機(jī)床造型的演變，為設(shè)計(jì)具有時(shí)代特 色的加工中心造型提供了理論基礎(chǔ)。 最初的機(jī)床是由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)或分組由幾個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，一根天軸把運(yùn)動(dòng)傳給 若干臺(tái)機(jī)床，即所謂的“天軸傳動(dòng)”，完全是外露式的皮帶傳動(dòng)。機(jī)床上所有零 件機(jī)械地集合在二起，單純滿足功能需要，總體布局凌亂、粗糙、丑陋、無(wú)暇顧 及外觀、色彩和人機(jī)關(guān)系，安全性能差。 隨著機(jī)床的變速機(jī)構(gòu)由皮帶輪傳動(dòng)發(fā)展為齒輪傳動(dòng)，整個(gè)機(jī)構(gòu)集裝于床頭箱 內(nèi)，機(jī)床的造型發(fā)生了根本的變化。2 0 世紀(jì)3 0 年代，流線型在世界上風(fēng)靡一時(shí)， 與空氣動(dòng)力學(xué)無(wú)關(guān)的機(jī)床上也廣泛地應(yīng)用，直到4 0 年代前后，開(kāi)始提倡包絡(luò)法 的設(shè)計(jì)原則，即外形跟著內(nèi)部結(jié)構(gòu)走，以曲線、曲面及大圓角過(guò)渡為基調(diào)。這種 造型給人們以圓潤(rùn)、流暢、活潑、親切的感覺(jué)，為人們所喜愛(ài)。由于包絡(luò)設(shè)計(jì)法 使機(jī)床外表面曲線、曲面過(guò)多，。產(chǎn)生臃腫、笨拙的視覺(jué)效果，因此，5 0 年代機(jī) 床多采用直線為主的方形或方形小圓角過(guò)渡的造型風(fēng)格，受到了人們的青睞。6 0 年代至7 0 年代，機(jī)床的主體造型風(fēng)格增加了平面和直線要素，給人以挺拔、渾 厚、規(guī)整、均衡、莊重的感覺(jué)。從平面構(gòu)成中線的性格來(lái)講，垂直線剛強(qiáng)、單純、 直接；水平線平衡、安定、永恒。機(jī)床造型采用“水平線+ 垂直線”，與機(jī)床運(yùn)動(dòng) 部件的基本方向一致，從而加強(qiáng)了機(jī)床的動(dòng)勢(shì)，達(dá)到方整、穩(wěn)定、簡(jiǎn)潔的視覺(jué)效 果。符合時(shí)代的潮流。8 0 年代前后，方正之中又逐漸增加了梯形，這是由于過(guò) 分追求方直形而使機(jī)床的外形嚴(yán)肅有余而活潑不足，使人產(chǎn)生單調(diào)、貧乏的心理 狀態(tài)。9 0 年代機(jī)床的造型增加了斜面，線與線、面與面之間用小圓角過(guò)渡，給 人以有生氣、活力、輕巧之感。 由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝的出現(xiàn)，機(jī)床外形給設(shè)計(jì)者 以更大的選擇余地。在滿足機(jī)床功能的前堤下，機(jī)床的造型朝著簡(jiǎn)潔、明快、協(xié) 調(diào)、統(tǒng)一、整體感強(qiáng)的方向發(fā)展。 1 5 加工中心的造型設(shè)計(jì) 數(shù)控機(jī)床加工中心具有高精度、高速度、高效率和高自動(dòng)化且能適應(yīng)多品種 數(shù)控機(jī)床加工中心具有高精度、高速度、高效率和高自動(dòng)化且能適應(yīng)多品種 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 小批量生產(chǎn)的顯著特點(diǎn)，故其發(fā)展受到國(guó)內(nèi)外企業(yè)界的高度重視，從而得以迅速 發(fā)展并巳成為現(xiàn)代機(jī)床發(fā)展的主流方向。國(guó)外加工中心大量進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，對(duì)我 國(guó)機(jī)床行業(yè)沖擊很大。作為生產(chǎn)和制造加工中心的廠，如何頂住國(guó)外的沖擊，重 要的是使國(guó)內(nèi)加工中心在性能、質(zhì)量、可靠性和外觀造型上縮小與國(guó)外的差距。 因此，在借鑒和研究外國(guó)先進(jìn)技術(shù)、進(jìn)一步改進(jìn)和提高產(chǎn)品各項(xiàng)性能的同時(shí)，要 花大力氣在外觀造型設(shè)計(jì)上，在產(chǎn)品造型上形成自己的特色，給用戶留下深刻的 _ 第一印象，便可贏得用戶、贏得市場(chǎng)。 。 。 近年來(lái)，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和完善，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛增長(zhǎng)，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù) 的發(fā)展，人們生活水平不斷提高，消費(fèi)者的需求已經(jīng)從數(shù)量消費(fèi)逐步轉(zhuǎn)向質(zhì)量消 費(fèi)、性能消費(fèi)和感性消費(fèi)，產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)不僅要求新穎、美觀、大方，而且要求 色彩符合現(xiàn)代審美、性能符合人機(jī)工程、產(chǎn)品符合市場(chǎng)化等要求。許多產(chǎn)品在投 入市場(chǎng)后不能達(dá)副預(yù)期的效果，究其原因，不外乎與產(chǎn)品酶工藝、性能、材料、 可靠性、人機(jī)協(xié)調(diào)性以及前期的設(shè)計(jì)沒(méi)有將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和用戶的使用、商家的市 場(chǎng)操作很好的結(jié)合起來(lái)有關(guān)，這些問(wèn)題的解決都需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)。 我國(guó)加入w t o 以后，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)更是日益國(guó)際化，一些企業(yè)和有識(shí)之士開(kāi)始 把目光投向工業(yè)設(shè)計(jì)，采取切實(shí)的步驟擴(kuò)大設(shè)計(jì)隊(duì)伍，健全設(shè)計(jì)組織。很多企業(yè) 成立了設(shè)計(jì)中心( 如美的) 、設(shè)計(jì)公司( 如海信) 、設(shè)計(jì)研究所或在海外設(shè)立了設(shè) 計(jì)公司( 如海爾、科龍等) 專(zhuān)門(mén)從事產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計(jì)，工業(yè)產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì) 有了飛速的發(fā)展，其核心競(jìng)爭(zhēng)力的地位正在不斷的提升和鞏固。 1 6 現(xiàn)代加工中心造型設(shè)計(jì)特點(diǎn) 加工中心造型設(shè)計(jì)是具有實(shí)用功能的造型，不僅要求以其形象所具有的功能 適應(yīng)人們工作的需要，而且要求以其形象表現(xiàn)的式樣、形態(tài)、風(fēng)格、氣氛給人以 美的感覺(jué)和藝術(shù)享受，起到美化生產(chǎn)環(huán)境，滿足人們審美要求的作用，因而成為 具有精神和物質(zhì)兩種功能的造型。 1 6 。l 加工中心形式與功能的統(tǒng)一 加工中心在設(shè)計(jì)程序上應(yīng)遵循“從外到里”的次序，即先根據(jù)技術(shù)要求等因 素進(jìn)行整體造型設(shè)計(jì)，而后作內(nèi)部工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)形式與功能的 完美統(tǒng)一，刨造出實(shí)用美觀召勺新穎產(chǎn)品。但傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)卻是沿襲“雙重設(shè)計(jì)” 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 1 日模式：把工程技術(shù)設(shè)計(jì)與外觀裝飾設(shè)計(jì)割裂開(kāi)來(lái)，“從內(nèi)到外”先后進(jìn)行，至 使產(chǎn)品技術(shù)功能與外觀形式兩層皮，形不符實(shí)，造型陳舊落后，設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品擺 脫不了“傻大黑粗笨”的面貌。 1 6 2 加工中心形式的均衡與穩(wěn)定 以機(jī)床支撐底部的中軸面為基準(zhǔn)使左右兩面的體量完全對(duì)稱，產(chǎn)生最強(qiáng)的均 衡感，造型感覺(jué)比較莊重。但在實(shí)際中要做到完全對(duì)稱是較困難的，因此在形體 量較輕的一方可采取增加圖形、色彩形體等方式來(lái)增加視覺(jué)重量以取得均衡。 機(jī)床都是底重頭輕是穩(wěn)定的，但外觀造型會(huì)給人們視覺(jué)穩(wěn)定性較差造成不穩(wěn) 定的傾倒感覺(jué)，此時(shí)可在下部涂裝重量感較強(qiáng)的色彩或利用表面材質(zhì)的光亮輕盈 與粗糙厚重的對(duì)比關(guān)系增加下部重量感來(lái)增強(qiáng)穩(wěn)定感。 1 6 3 加工中心形態(tài)的統(tǒng)一與變化 構(gòu)成造型形體大輪廓的幾何線型要大體一致，達(dá)到線型風(fēng)格的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。造 型體零件聯(lián)接所構(gòu)成的線型應(yīng)與主體造型風(fēng)格一致外，還應(yīng)將這些結(jié)構(gòu)線型按形 體與結(jié)構(gòu)關(guān)系盡可能豹簡(jiǎn)化、規(guī)整，做到均齊一致，從而達(dá)到大方、簡(jiǎn)潔、明快， 產(chǎn)生統(tǒng)一協(xié)調(diào)媳美感。產(chǎn)品色彩不宜過(guò)分單調(diào)，也不宣過(guò)分艷麗奪目與零亂，一 般采用大面積低純度的色彩統(tǒng)一全局，再選用小面積的高純度色彩使之活要變 化，采用中性色來(lái)聯(lián)系過(guò)渡，從而達(dá)至4 協(xié)調(diào)統(tǒng)一的目的。在統(tǒng)一中求變化，如線 型變化、方向變化、色彩變化、材質(zhì)變化，使造型活躍生動(dòng)富有情趣，達(dá)到美感 要求。 1 6 4 加工中心形體的構(gòu)成 由分解的單一形體，由下而上逐個(gè)平穩(wěn)地堆砌組合構(gòu)成的形體，易獲形態(tài)穩(wěn) 定、形式變化多樣的造型；由分解的單一形體的線、面在水平方向上相互接合構(gòu) 成的形體，易獲得形態(tài)穩(wěn)定、均衡、組合多樣的造型；由相同的單一形體按水平 直線或折線、弧線、圓周等方式重復(fù)相接而構(gòu)成的造型，具有較強(qiáng)的節(jié)奏律感； 按一定規(guī)律減小( 或增大) 的多個(gè)單一形體連續(xù)組合而成的造型具有動(dòng)勢(shì)感，形 體轉(zhuǎn)化自然；在較大的形體上懸空的貼附較小的而構(gòu)成的造型，則貼加的形體易 失去穩(wěn)定，但造型整體的穩(wěn)定性又決定所有組合形體量均衡穩(wěn)定。 形體組合之后為使形體間銜接密切、轉(zhuǎn)變自然、造型體感協(xié)調(diào)，在組合形體 6 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 - 之間采用不同形式的過(guò)渡方式( 斜面過(guò)渡、弧藏過(guò)渡、異形異面過(guò)渡、形體修棱 過(guò)渡) ，使新組合的形體構(gòu)成新的整體。 1 6 5 加工中心的色彩設(shè)計(jì) 加工中心是精密設(shè)備，色彩力求單純，一般2 3 色為宜，色彩越簡(jiǎn)潔醒目， 整體感越強(qiáng)。主色常采用低純度明色調(diào)，配以小面積、較高純度色與華麗的光澤 色，既反映由旺中心精密的功能特征，又可以產(chǎn)生不太強(qiáng)烈的興奮感覺(jué)，給人以 高雅、明快、活躍的整體視覺(jué)效果。在色彩設(shè)計(jì)時(shí)，還要注意滿足企業(yè)形象的要 求。如果企業(yè)的產(chǎn)品已在用戶中獲得了信譽(yù)。那么對(duì)新開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品應(yīng)該盡力保持 和維護(hù)原來(lái)的主色調(diào)，滿足企業(yè)形象和產(chǎn)品質(zhì)量在用戶心目中經(jīng)久不衰的要求。 1 6 6 加工中心的高技術(shù)、高情感與通俗化 加工中心所具有的高稽度、自動(dòng)化和能適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn)的高技術(shù)特 點(diǎn)，創(chuàng)造了有史以來(lái)人類(lèi)機(jī)械化生產(chǎn)的高效率和高效益。同時(shí)也帶給操作者最致 命的缺陷：缺乏情感缺乏通俗化。換句話說(shuō)，不少加工中心設(shè)計(jì)，過(guò)分注重了高 技術(shù)的運(yùn)用和多功能的要求，而忽視了現(xiàn)代人對(duì)加工中心設(shè)計(jì)越來(lái)越高的精神需 求和越來(lái)越強(qiáng)的個(gè)性表現(xiàn)。在高科技日新月異的當(dāng)今時(shí)代里，人們普遍要求作為 高科技生產(chǎn)的加工中心，除具有高技術(shù)外，還應(yīng)注入深厚的情感予產(chǎn)品，在設(shè)計(jì) 中勿忘給操作者更多的關(guān)心和更通俗方便的操作使用方法，使產(chǎn)品富于人性化， 令產(chǎn)品洋溢“熱情”，給操作者以神種精神。這對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)師而言，無(wú)疑是一 種新的挑戰(zhàn)，但這也作為一個(gè)嚴(yán)肅的課題，被推到前所未有的顯要位置。 1 6 7 加工中心的高技術(shù)與人機(jī)工程學(xué) 對(duì)于特定的且有高技術(shù)含量的加工中心而言，宜人性設(shè)計(jì)不只局限在改善人 - 機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、統(tǒng)一關(guān)系，還包擴(kuò)：有利于滿足使用者審美上的追 求及心理上、精神上的需求。工業(yè)設(shè)計(jì)師必需把“為人而設(shè)計(jì)”的觀念貫穿于產(chǎn) 品設(shè)計(jì)的全過(guò)程，也就是以人為中心展開(kāi)設(shè)計(jì)，著重研究“物”與“人”之間的 關(guān)系。 加工中心的宜人性設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下原則： ( 1 ) 應(yīng)注意遵循“形式服從功能”和“形式表現(xiàn)功能”的原則。設(shè)計(jì)應(yīng)以簡(jiǎn) 潔的形態(tài)、醒目的色彩和富于人情味的線型表現(xiàn)內(nèi)涵高新技術(shù)的加工中心，摒棄 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 繁鎖的外觀造型與裝飾，強(qiáng)調(diào)“實(shí)用”與“美觀”、“技術(shù)”與“藝術(shù)”的高度結(jié) 合與統(tǒng)一，更要注意“物”與“人”的完美結(jié)合。設(shè)計(jì)不僅注意有形產(chǎn)品的設(shè)計(jì)， 使產(chǎn)品的操作變得更容易，而且更要注意使用者習(xí)俗等的“無(wú)形的設(shè)計(jì)”。 ( 2 ) 應(yīng)注意統(tǒng)一與變化的原則。設(shè)計(jì)應(yīng)強(qiáng)調(diào)在產(chǎn)品的形態(tài)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相 協(xié)調(diào)的原則下增加其色彩、表面質(zhì)感、線型和體量關(guān)系的變化，增加發(fā)光與亞光 材料的對(duì)比運(yùn)用，通過(guò)種種因素的設(shè)計(jì)，以各種完美的構(gòu)成，使其在人的感知、 認(rèn)識(shí)及操作過(guò)程中體察物的價(jià)值和高科技帶來(lái)的精神滿足感。 1 6 8 安全防護(hù)與環(huán)保問(wèn)題 加工中心是一種高速、高效和高自動(dòng)化的現(xiàn)代生產(chǎn)設(shè)備，對(duì)其精度、速度、 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剮度以及使用的安全性、精度保證性等要求遠(yuǎn)高于一般普通機(jī)床。因 此，加工中心除對(duì)運(yùn)動(dòng)部件和油、氣、液、電線、電纜等進(jìn)行單獨(dú)防護(hù)外，出干 對(duì)整臺(tái)機(jī)床精度保持性、作業(yè)環(huán)境保護(hù)和人身安全防護(hù)性以及外部感觀質(zhì)量等因 素的考慮，多采用全封閉防護(hù)造型( 全封閉防護(hù)罩) 。全封閉防護(hù)罩可減少粉塵入 侵和防止鐵屑及潤(rùn)滑冷卻液飛濺，有些還帶有隔聲降噪及機(jī)電安全連鎖功能，故 可明顯提高設(shè)備的精度保持性及環(huán)保水平。 加工中心全封閉防護(hù)罩占有其機(jī)床外觀形體的大部份面積，在一定程度上掩 蓋了機(jī)床的整個(gè)主體，因此，其造型風(fēng)格和外觀形體設(shè)計(jì)選定的機(jī)動(dòng)性、靈活性 和自由性很大，無(wú)疑給工業(yè)設(shè)計(jì)師發(fā)揮創(chuàng)意，搞好加工中心的造型設(shè)計(jì)，提供較 大的空問(wèn)與可能。但全封閉防護(hù)罩是一種龐大復(fù)雜的簿壁構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制 造安裝、拆卸和運(yùn)輸?shù)碾y度較大，也是設(shè)計(jì)師深感棘手的問(wèn)題。因此，在全封閉 罩具體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)著重注意以下幾點(diǎn)： ( 1 ) 為了裝拆和運(yùn)輸?shù)姆奖?。加工中心的全封閉防護(hù)罩宜采用板塊結(jié)合式結(jié) 構(gòu)。 ( 2 ) 面積較大的板塊，內(nèi)側(cè)應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)筋。所有板塊聯(lián)結(jié)部位，一般應(yīng)設(shè)置 在內(nèi)側(cè)，所有聯(lián)接螺釘，尤其是正面和兩個(gè)側(cè)面，均不許螺釘外露，以保證外觀 的平整、光滑和整體感。 ( 3 ) 在開(kāi)合門(mén)的接縫處，務(wù)必設(shè)置迷宮式防漏結(jié)構(gòu)，并在適當(dāng)位置設(shè)置潤(rùn)滑 冷卻液回流導(dǎo)槽。 ( 4 ) 在開(kāi)合門(mén)上應(yīng)設(shè)置機(jī)電安全聯(lián)鎖裝置，確保人身安全。 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 0 7c a i d 在加工中心造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 加工中心是在數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的高度自動(dòng)化的新型數(shù)控機(jī)床。是機(jī) 床中生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度最高的綜合性機(jī)床，典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，廣泛運(yùn)用 于各種制造業(yè)中，它標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的技術(shù)水平。主要特點(diǎn)是：高技術(shù)、 多功能、高精度、高復(fù)雜性、多樣性、高可靠性、易維修性、封閉式、自動(dòng)化、 高效率、宜人性和造型美等。加工中心的這些特點(diǎn)就決定了其獨(dú)特的造型設(shè)計(jì)特 點(diǎn)，就是要“造型美”。在機(jī)電產(chǎn)品中，加工中心的造型設(shè)計(jì)是具有典型性和代 表性的。因此，研究加工中心的c a i d 有著重大的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義，它能使 加工中心造型設(shè)計(jì)達(dá)到形優(yōu)、色美、質(zhì)佳、宜人，令人滿意的程度。加工中心的 c a i d 優(yōu)點(diǎn) 3 ： ( 1 ) 形優(yōu)這里“形”是指機(jī)床的形態(tài)，形是造型的基礎(chǔ)。c a i d 能用三維 軟件，真實(shí)感實(shí)體造型技術(shù)，構(gòu)造、顯示和輸出生動(dòng)逼真的機(jī)床形象圖。造型中 能很好地貫徹比例尺度、均衡穩(wěn)定、變化統(tǒng)一， 對(duì)比調(diào)和等美學(xué)法則；優(yōu)化總體布局、線形風(fēng)格、 整體效果與環(huán)境、色彩裝飾協(xié)調(diào)；符合人的審美 尺度；體現(xiàn)機(jī)床功能、結(jié)構(gòu)、材料和工藝特點(diǎn)； 做到科學(xué)與美學(xué)、技術(shù)與內(nèi)容的高度統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn) 機(jī)床的“形優(yōu)”。 ( 2 ) 色美加工中心是精密設(shè)備，其色彩特 點(diǎn)是采用高明度低純度的主體色。配以小面積、 較高純度色與華麗的光澤色，既反應(yīng)加工中心精 密、精巧的功能特征，又可產(chǎn)生不太強(qiáng)烈的興奮 感覺(jué)，給人以高雅、明快、活躍的整體視覺(jué)效果。 c a i d 流程圖 c a i d 經(jīng)過(guò)上色處理、材料編輯、光源形成及自然現(xiàn)象和陰影處理生成機(jī)床豐富 的色彩，組成無(wú)窮的變化，實(shí)現(xiàn)加工中心造型的色彩美。 ( 3 ) 質(zhì)佳“質(zhì)”是指質(zhì)地質(zhì)感。機(jī)床質(zhì)感，也應(yīng)與內(nèi)在的質(zhì)量相匹配。 主要取決于面飾工藝及與色、形的優(yōu)化組合。如平面度、直線度、圓弧規(guī)整度、 鍍或漆的均勻度以及適度的表面裝飾等都會(huì)影響機(jī)床質(zhì)感，或精美細(xì)膩或粗丑毛 糙。c a d 通過(guò)貼圖、上色等技術(shù)處理，可以模擬多種多樣的質(zhì)地、紋理效果， 9 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 j e 常逼真動(dòng)人。 ( 4 ) 宜人雖然加工中心采用機(jī)械手實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀。極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn) 率，把人從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，但還是離不開(kāi)人來(lái)操作，因此機(jī)床應(yīng)具 備宜人性，實(shí)現(xiàn)“八- 扭環(huán)境”的合諧統(tǒng)一。c a i d 能模擬生成、動(dòng)態(tài)顯 示諸關(guān)系模型；模擬聲、光、色和振動(dòng)等環(huán)境因素對(duì)人的影響，求取宜人的設(shè)計(jì) 方案，使機(jī)床好看好用，創(chuàng)造美好的生產(chǎn)環(huán)境。 ( 5 ) 高速度用c a i d 作機(jī)床造型設(shè)計(jì)，不僅效果好，而且效率高，壘部造 型設(shè)計(jì)任務(wù)都可通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)快速完成。 ( 6 ) 動(dòng)畫(huà)用三維動(dòng)畫(huà)軟件，可動(dòng)態(tài)模擬顯示，作運(yùn)動(dòng)干涉分析，系統(tǒng)仿 真。 加工中心造型設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的工程，工業(yè)設(shè)計(jì)師必需掌握有關(guān)加工中心 造型設(shè)計(jì)的規(guī)律和特點(diǎn)，并在實(shí)踐中靈活運(yùn)用，再與工程師相互配合，充分發(fā)揮 各自的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，就能設(shè)計(jì)出具有高水平的加工中心外觀造型，使自己的產(chǎn)品在 市場(chǎng)上占有一席之地。 1 8 本論文所做的研究和工作 1 8 1 研究?jī)?nèi)容 1 、針對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究分析和論述，提出對(duì)工業(yè)產(chǎn)品進(jìn) 行現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的總體思想。強(qiáng)調(diào)在工業(yè)產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中虛擬設(shè)計(jì)、綠色 設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)等新的設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用；強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)( 以c a t i a 為例) 的應(yīng)用；強(qiáng)調(diào)人、機(jī)、環(huán)境的協(xié)調(diào)等。對(duì)于工業(yè)產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)提出 較為具體的程序和方法。 2 、結(jié)合實(shí)踐；以交大昆機(jī)廠科技股份有限公司的t h 5 6 5 0 加工中心為例，利 用現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，為其提供科學(xué)、客觀的設(shè)計(jì)依據(jù)。 3 、利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法，應(yīng)用現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)理論，對(duì)加工中心創(chuàng)新設(shè) 計(jì)出具體的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)其建模、渲染制作出相應(yīng)的效果圖。 1 8 2 設(shè)計(jì)方案 1 、進(jìn)行調(diào)研，了解加工中心的工作原理，運(yùn)行環(huán)境，設(shè)計(jì)要求，市場(chǎng)現(xiàn)狀 0 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 等。 2 、建立設(shè)計(jì)創(chuàng)意，運(yùn)用現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行加工中心的設(shè)計(jì)。 3 、運(yùn)用設(shè)計(jì)軟件c a t i a 建模，并對(duì)設(shè)計(jì)的加工中心進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。 1 8 3 預(yù)期結(jié)果 通過(guò)理論研究、實(shí)例設(shè)計(jì)，證明利用先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法對(duì)工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行現(xiàn) 代工業(yè)設(shè)計(jì)，已經(jīng)成為一種主流和趨勢(shì)，產(chǎn)品研制人員的研制習(xí)慣和觀念也正在 發(fā)生著重大的革新；產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)在很大程度上已經(jīng)演化為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的競(jìng)爭(zhēng)，采用現(xiàn) 代工業(yè)設(shè)計(jì)，可以大大縮短研制周期，提高研制效率，減少研制成本，。將更大限 度的提升工業(yè)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)適應(yīng)性，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)可以真正塑造工業(yè) 產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力。 1 9 小結(jié) 本章詳細(xì)敘述了選題的原因和理由，對(duì)其中重要的概念進(jìn)行了初步闡述和解 釋?zhuān)瑢?duì)課題開(kāi)展的背景也作了適當(dāng)?shù)慕榻B，并對(duì)課題的開(kāi)展作了嚴(yán)格的要求，提 出了預(yù)期的研究結(jié)果，為下一步展開(kāi)課題研究和取得研究成果提供了良好的思路 和正確的方向。 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì) 第二章現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì) 2 1 引言 近年來(lái)，國(guó)外對(duì)產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展是日新月異，國(guó)內(nèi)的發(fā)展勢(shì)頭也十 分良好，但很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，主要在高校范圍和學(xué)術(shù)圈內(nèi)進(jìn)行。企業(yè)對(duì)于產(chǎn)品的工 業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展較晚，而且起伏較大，地區(qū)間、行業(yè)問(wèn)差異較大。 我國(guó)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)間較短，工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展空間較小；由于與發(fā)達(dá)國(guó)家仍 然存在較大的差距，國(guó)外的設(shè)計(jì)、技術(shù)隨著產(chǎn)品大量涌入，使得國(guó)內(nèi)的工業(yè)設(shè)計(jì) 沒(méi)有通過(guò)產(chǎn)品在市場(chǎng)上形成足夠的影響力，也影響了企業(yè)對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)的認(rèn)同； 而工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生，真正從事產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)的并不多，有相當(dāng)數(shù)量流失到 平面設(shè)計(jì)、室內(nèi)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域 而科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展推動(dòng)著人類(lèi)不斷地追求更豐富的物質(zhì)生活和更高層 次的精神享受。對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的選擇傾向上，人們已不再單純追求產(chǎn)品的功能完美 性，麗越來(lái)越關(guān)注產(chǎn)品外觀的愉悅性以及操作的舒適性。因此產(chǎn)品設(shè)計(jì)已從傳統(tǒng) 工程制圖意義上的設(shè)計(jì)概念進(jìn)化為工程設(shè)計(jì)和工業(yè)設(shè)計(jì)兩大分支。 工業(yè)設(shè)計(jì)是在英國(guó)工業(yè)革命之后逐漸形成的，自此，工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展_ 直與 政治、經(jīng)濟(jì)、文化以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，與新材料的出現(xiàn)、新工藝的采 用相互依存，當(dāng)然也受著不同的藝術(shù)風(fēng)格及人們審美愛(ài)好的直接影響。 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)包括產(chǎn)品戰(zhàn)略、市場(chǎng)調(diào)查、產(chǎn)品計(jì)劃、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、技術(shù)設(shè)計(jì)、生產(chǎn) 和流通等階段?，F(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的主要工作是在產(chǎn)品戰(zhàn)略、市場(chǎng)調(diào)查、產(chǎn)品計(jì)劃和 設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段，同時(shí)貫穿整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程。 通過(guò)搜集、分析和綜合相關(guān)數(shù)據(jù)，工業(yè)設(shè)計(jì)旨在提出用于對(duì)產(chǎn)品的功能、價(jià) 值與外觀進(jìn)行最大程度匹配和優(yōu)化的概念和方法，并運(yùn)用這些概念和方法完成匹 配和優(yōu)化工作，以同時(shí)滿足用戶和制造商的要求。工業(yè)設(shè)計(jì)的側(cè)重點(diǎn)放在產(chǎn)品中 同使用者的需求、性格和興趣直接相關(guān)的方面，比如產(chǎn)品的造型、色彩、材質(zhì)和 入機(jī)界面等。在對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)的時(shí)候必然要考慮制造工藝、經(jīng)濟(jì)限 制、市場(chǎng)銷(xiāo)售和售后服務(wù)等因素。并盡最大努力有效的應(yīng)用材料和技術(shù)，滿足各 種常規(guī)設(shè)計(jì)要求。 產(chǎn)品和組織的識(shí)別，室內(nèi)設(shè)計(jì)和展示設(shè)計(jì)，宣傳和包裝從廣義上說(shuō)也屬于工 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì) 業(yè)設(shè)計(jì)的范疇。 狹義上的工業(yè)設(shè)計(jì)就是產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)。它主要關(guān)注產(chǎn)品的造型、色彩、材質(zhì) 和人機(jī)界面等。在提出概念和方法時(shí)，設(shè)計(jì)師主要運(yùn)用美學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、心理 學(xué)、生理學(xué)和社會(huì)學(xué)方面的相關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。 2 2 現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)方法 現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)已經(jīng)普遍認(rèn)為是一個(gè)動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)過(guò)程，其中包括知識(shí)獲取和大 規(guī)模知識(shí)的應(yīng)用。目前，信息技術(shù)的滲透影響著設(shè)計(jì)技術(shù)的交革與發(fā)展，不僅為 設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展提供了條件，也對(duì)設(shè)計(jì)的技術(shù)和方法提出了要求；另一方面，現(xiàn) 代設(shè)計(jì)技術(shù)和方法和其他學(xué)科一樣，其內(nèi)涵與外延是變化的、動(dòng)態(tài)的。所以說(shuō)現(xiàn) 代設(shè)計(jì)技術(shù)和方法是以滿足上市產(chǎn)品質(zhì)量、性能、時(shí)間、成本價(jià)格綜合效益最 優(yōu)為目的，以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)為主體，以知識(shí)為依托，以多種科學(xué)方法及技 術(shù)為手段，研究、改進(jìn)、宅q 造產(chǎn)品活動(dòng)過(guò)程所用到的技術(shù)和方法群體的總稱。 一直以來(lái)，世界發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家非常重視設(shè)計(jì)理論和方法的系統(tǒng)研究，并且隨 著設(shè)計(jì)方法學(xué)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)以及逆向 工程等一些新學(xué)科的發(fā)展，在工業(yè)產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一些新技術(shù)，如并 行設(shè)計(jì)、相似設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)、模糊設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)等也 在逐漸發(fā)展并且得到了廣泛的應(yīng)用。另一方面，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā) 展和應(yīng)用，資源的共享和設(shè)計(jì)的互通越來(lái)越緊密：此外，企業(yè)也能夠?qū)κ袌?chǎng)變化 做出快速反應(yīng)，從而有利于個(gè)體( 個(gè)體聯(lián)盟) 競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的增強(qiáng)。 設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)造性的腦力勞動(dòng)，是設(shè)計(jì)者對(duì)理論知識(shí)，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)造靈感 進(jìn)行綜合的過(guò)程。成功設(shè)計(jì)的最終判據(jù)是用最少的社會(huì)投入滿足人類(lèi)需要。按傳 統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，其結(jié)果在很大程度上取決于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和靈感，因而 具有相當(dāng)大的局限性。應(yīng)用科學(xué)的設(shè)計(jì)方法可幫助和引導(dǎo)設(shè)計(jì)者有目的地掌握知 識(shí)，周密地考慮問(wèn)題，加快設(shè)計(jì)進(jìn)程和獲取最佳設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)過(guò)程更加條理化， 更具創(chuàng)造性。現(xiàn)在，基礎(chǔ)技術(shù)發(fā)明和將之轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品之間所用的時(shí)闖往往只有幾 個(gè)月，產(chǎn)品“面市時(shí)間”最短已成為所有廠家、商家關(guān)注的重點(diǎn)。計(jì)算機(jī)輔助方 法給現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)提供更全面和有力的支持，因而計(jì)算機(jī)的作用在現(xiàn)代設(shè)計(jì)方 法學(xué)中受到了更多的關(guān)注。 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì) 在越來(lái)越強(qiáng)大的縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、降低制造成本的壓力下，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和 提高設(shè)計(jì)水平的工作中，科學(xué)的設(shè)計(jì)方法起著至關(guān)重要的作用，設(shè)計(jì)方法的研究 得到迅速發(fā)展，對(duì)設(shè)計(jì)方法的要求業(yè)越來(lái)越高，現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)越來(lái)越成為設(shè)計(jì) 環(huán)節(jié)中不可忽視的力量! 因此，現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)是在傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，融合產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論、 美學(xué)理論、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、知識(shí)工程和管理科學(xué)等領(lǐng)域發(fā)展而成的。 2 2 1 設(shè)計(jì)方法學(xué)的誕生 各國(guó)研究的設(shè)計(jì)方法在內(nèi)容上各有側(cè)重。但共同的特點(diǎn)都是總結(jié)設(shè)計(jì)規(guī)律， 啟發(fā)創(chuàng)造性采用現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)和理論方法，使設(shè)計(jì)過(guò)程更加自動(dòng)化、合理 化。例如：英美等西方國(guó)家偏重分析創(chuàng)造性開(kāi)發(fā)和計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。德國(guó) 的專(zhuān)家和工程技術(shù)人員著重研究設(shè)計(jì)進(jìn)程、步驟和規(guī)律及進(jìn)行系統(tǒng)化邏輯分析， 并將成熟的設(shè)計(jì)模式、解法等編成規(guī)范的資料供設(shè)計(jì)人員參考。日本則充分利用 國(guó)內(nèi)電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)優(yōu)勢(shì)，在創(chuàng)造工程學(xué)、自動(dòng)設(shè)計(jì)及價(jià)值工程方面取得了一 定成果，俄羅斯等國(guó)也在宏觀設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上提出了“新設(shè)計(jì)方法”等等?？傊?目的都是為了設(shè)計(jì)出更多質(zhì)高價(jià)廉的工程技術(shù)產(chǎn)品，以滿足人民的需求以適應(yīng)日 趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。 綜上所述，在研究設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上最終誕生了“設(shè)計(jì)方法學(xué)( d e s i g n m e t h o d o l o g y ) 。簡(jiǎn)言之“設(shè)計(jì)方法學(xué)”就是研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)的程序、規(guī)律及設(shè)計(jì)中 思維和工作方法的一門(mén)新型綜合性學(xué)科。 2 2 2 設(shè)計(jì)方法學(xué)概述 設(shè)計(jì)方法學(xué)是一門(mén)多元綜合、新興交叉的學(xué)科、其涉及的知識(shí)面很廣例如 材料力學(xué)、理論力學(xué)、金屬材料、熱處理、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、金屬工藝學(xué)、 系統(tǒng)工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、價(jià)值工程等學(xué)科。 設(shè)計(jì)方法學(xué)是為了尋求保證設(shè)計(jì)質(zhì)量、加快設(shè)計(jì)速度、減少和避免設(shè)計(jì)失誤 的方法和舉措，以適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的要求。它的發(fā)展將大大提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水 平和生產(chǎn)率，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。因此，可將設(shè)計(jì)方法學(xué)理解為：研究設(shè)計(jì)中 的一般過(guò)程及解決具體設(shè)計(jì)問(wèn)題的方法和手段。故有人將其稱之為“設(shè)計(jì)的設(shè) 計(jì)”。 設(shè)計(jì)方法學(xué)特別重視尋找可能實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能要求的物理原理，并組合成很多 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方案，以供評(píng)價(jià)決策。這對(duì)沖破傳統(tǒng)局限以創(chuàng)新開(kāi)拓新產(chǎn)品有重大意義。 ： ， y 設(shè)計(jì)方法學(xué)同時(shí)還體現(xiàn)了技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、美學(xué)及人機(jī)工程學(xué)一體化和在生產(chǎn)活 動(dòng)中市場(chǎng)、設(shè)計(jì)、制造及銷(xiāo)售一體化的原則。 設(shè)計(jì)方法學(xué)作為方法論，應(yīng)滿足如下的要求： ( 1 ) 應(yīng)適用于任何工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而不局限于某種行業(yè)； ( 2 ) 能促進(jìn)發(fā)明創(chuàng)造和認(rèn)識(shí)能力的提高，使之較容易找到最佳的解； ( 3 ) 可與其他學(xué)科的概念、方法和認(rèn)識(shí)相協(xié)調(diào)； ( 4 ) 所獲得的解并不是特異的，應(yīng)較易轉(zhuǎn)用于其他技術(shù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。 還需說(shuō)明的是，設(shè)計(jì)方法學(xué)不主張單憑直覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)而應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)律 制訂的進(jìn)程、方法和步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)。但這并不意味著忽略設(shè)計(jì)人員直覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)的 作用，即不應(yīng)該限制他們的聰明才智，相反應(yīng)使其得以充分的發(fā)揮。 設(shè)計(jì)方法學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，也只有在實(shí)踐中才能真正顯示出它的 生命力和發(fā)展前景。 2 2 3 設(shè)計(jì)方法學(xué)的理論基礎(chǔ) 設(shè)計(jì)方法學(xué)是- - i 綜合性學(xué)科。系統(tǒng)工程是它的重要理論基礎(chǔ)，它把產(chǎn)品設(shè) 計(jì)及設(shè)計(jì)過(guò)程都當(dāng)作一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行分析和綜合。 所謂系統(tǒng)工程，它是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，采取定量的，或定性與定量相結(jié)合 的方法，從經(jīng)濟(jì)、技未和社會(huì)的角度來(lái)對(duì)個(gè)大系統(tǒng)作優(yōu)化分析和評(píng)價(jià)。運(yùn)用系 統(tǒng)工程觀點(diǎn)，把產(chǎn)品設(shè)計(jì)理解為一項(xiàng)系統(tǒng)工程，進(jìn)行分析、綜合、評(píng)價(jià)和決策。 這是設(shè)計(jì)方法學(xué)的一個(gè)主要的理論依據(jù)。 設(shè)計(jì)方法學(xué)的自然科學(xué)理論基礎(chǔ)，包括數(shù)學(xué)、力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、 優(yōu)化計(jì)算方法等，還需引入一些新的設(shè)計(jì)理論，如信息論、模糊論、相似論等。 設(shè)計(jì)方法學(xué)的社會(huì)科學(xué)理論基礎(chǔ)是工業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)、價(jià)值工程學(xué)、決策理論、人機(jī)工 程等。由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜