家电产品的造型设计方法&工业设计的概念资料 随着社会的进步，人们生活水平的不断提高，追求完善已成为时尚．人们对消费产品的要求已不仅仅满足于基本功能的完备，同时更注重外观的美感．家电产品在不断提高和完善其功能的同时，在外观造型上要求越来越高，多以复杂方式自由地变化的曲线曲面即所谓自由型曲线曲面组成．而这一类形状单纯用画法几何与机械制图是不能表达的．这就给家电产品的设计及制造带来了挑战． 计算机技术和计算机图形学的不断发展，为人们提供了强有力的工具，三维CAD/CAM/CAE集成化软件被广泛应用于制造业．然而，要快速高质量地完成一个家电产品的造型设计，必须根据家电产品的特点，总结出一套建模方法和技巧．这样才能大大缩短设计周期，提高设计效率，满足客户对产品的各种特殊需求． 1 掌握三维CAD造型的原理，充分了解应用软件中的造型方法 CAD的三维模型有三种，即线框、曲面和实体。早期的CAD系统往往分别对待以上三种造型。而当前的高级三维软件，例如UGII,PRO/E,EUCLID等则是将三者有机结合起来，形成一个整体，在建立产品几何模型时兼用线、面、体三种设计手段。其所有的几何造型享有公共的数据库，造型方法间可互相替换，而不需要进行数据交换。此在进行产品造型时，必须首先充分了解应用软件中的各种造型方法，总结出造型方法的特点、相关参数及应用技巧，减少造型时的盲目性，便能快捷有效地获得满意结果。 1.1线框造型 线框造型可以生成、修改、处理二维和三维线框几何体。可以生成点、直线、圆、二次曲线、样条曲线等，又可以对这些基本线框元素进行修剪、延伸、分段、连接等处理，生成更复杂的曲线，线框造型的另一种方法是通过三维曲面的处理来进行，即利用曲面与曲面的求交，曲面的等参数线，曲面边界线，曲线在曲面上的投影，曲面在某一方向的分模线等方法来生成复杂曲线。实际上，线框功能是进一步构造曲面和实体模型的基础工具。在复杂的产品设计中，往往是先用线条勾划出基本轮廓，即所谓“控制线”，然后逐步细化，
数控机床外观造型的改进设计 □黄朝亮王晨升 【内容摘要】数控机床外观造型设计对于提高数控机床产品附加值，增强市场竞争力具有重要意义。进入21世纪，伴随科技的快速发展，我国数控机床的产量与质量都得到了大幅度的提高。但是传统观念认为机床的外观设计以满足机床加 工功能要求为目的，在设计过程中不重视人的因素。对数控机床行业来说，讲究产品的外观造型，不单出于对美的 追求，更多的是为了适应市场的变化，客户的需求，更好地提高机床产品的竞争力。本文通过对现有数控机床的外 观造型设计相关技术及理论基础研究，提出改进设计方法，该方法基于色彩的运用、形态的运用、宜人性的运用和“绿色机床”的运用。并在此基础上结合实际以一台数控机床为例进行了外观造型的改进设计。 【关键词】数控机床；创新设计；外观造型 【作者简介】黄朝亮（1985．10 ），男，湖南湘西人；北京邮电大学自动化学院硕士研究生；研究方向：人机交互王晨升（1964．5 ），北京邮电大学自动化学院副教授，博士；研究方向：工程图学、先进设计与制造技术 一、引言 数控机床是当代加工制造业的重要装备，21世纪初中国已成为世界上最大的数控机床进口国家。经过几十年的努力，国产数控机床与国外数控机床在技术上差距不断缩小，但在外观造型设计上水平明显还很落后。如今市场竞争日趋激烈，功能已经不再是决定客户购买产品的唯一因素，外观造型上的独特性、创新性等愈来愈受到重视。过去的“中国制造”往往给人以廉价、劣质的印象，数控机床作为科技密集型产品，在满足功能的前提下研究其外观造型设计，赋予其视觉上的科技感、时代感，提高其外在质量，是国内数控机床制造业刻不容缓的问题。本文针对国产中低档数控机床外观造型设计提出改进设计方法，并结合实际进行了创新设计。 二、数控机床外观造型改进设计的意义 我国在高档数控机床市场目前还缺乏竞争力，主要原因在于高精技术上的差距，这一问题无法在短时间内解决。在数控机床市场，国产品牌依靠较低廉的价格和并不逊色的技术质量占有较大市场份额。但是目前国内大多数控机床设计以满足产品的功能性为主要目标，外观造型设计服务于机床功能的实现，在审美需求、宜人性、节能环保等方面较少考虑。纵观数控机床发展史，从劳动密集型向科技密集型发展是历史发展的趋势。随着数控机床科技含量的不断提高，外观造型上也应与时俱进。研究数控机床的外观造型设计方法，目的在于提高数控机床产品的外观质量和宜人性，增强产品的附加值与整体造型效果，提高我国数控机床产品的市场竞争力，树立企业品牌价值，满足市场竞争的需要，创造更高的经济效益。 三、数控机床外观造型现有设计的方法 当前的数控机床外观造型设计一般采用计算机辅助数控机床外观造型设计方法。由于我国目前机电产品外观造型设计水平较低，大多数设计师会先从网上广泛地搜集、整理、分析国内外同类产品的造型。在工作中一般选用Au-todesk公司的3D Studio Max和AutoCAD等软件利用其提供的概念设计模块、草图设计模块、工业设计模块等系统模块进行造型设计。 现有的数控机床外观造型设计尚未有统一的设计方法或模型，通常是设计者根据自身所掌握的相关专业知识，从最初的设计要求出发，通过产品定位、设计问题的解决、综合及细化等一系列操作，使设计对象逐步清晰、明确，从而得到设计对象的完整表达信息，形成最终的设计结果。 四、改进设计的方法 为了满足数控机床产品外观造型的审美需求、宜人性、节能环保等功能，需要综合运用色彩理论、形态理论、人机工程理论、绿色机床理论等知识。一是色彩的运用。数控机床主要由人来操作，所以色彩选用时要考虑人的活动和审美要求。现有的中低档数控机床选用色彩灰暗沉闷，容易使人郁闷，产生疲劳。改进设计时考虑到操作者需要长时间操作、观察机床，所以应选择使其觉得安全、稳定、舒适的颜色搭配。机床主体可以采用纯度低的颜色如浅蓝、浅黄等使人觉得舒适、亲近；增强稳定感则可以选用上轻下重、上明下暗的处理。二是形态的运用。目前国产中低档数控机床形态设计过于简单、生硬，往往给人以不自然的感觉，造型随意，往往各种部件之间风格不统一。针对这些缺点，在改进设计时要依循形式美的法则，考虑机床外观造型尺度大小、比例的协调、对称与均衡、韵律与美感等。同时数控机床作为高科技产品，在形态设计上要体现出其科技感、时代感。三是宜人性的运用。数控机床的设计应该以人为本，符合人的操作习惯，提高操作准确度和工作效率。现有机床设计较多的是人适应机器，所以出现了诸如数控面板过高，不便于观察与操作；舱门位置不合理，把手横置不符合用力习惯；缺少安全 · 65 ·
办公桌造型创新设计 焦点法组合法训练 新式办公桌设计 一、应用焦点联想法提出新式办公桌设计的分析 焦点联想法又叫联想组合法。 焦点联想法就是将要解决的问题作为焦点，随便选择一个事物做刺激物，通过刺激物和焦点之间的强制联想获得新设想、新方案的方法。焦点法也是一种强制联想法。 焦点联想法操作程序： 1、选择研究对象，并以此作为研究焦点。 2、选择任一个物体为参考物。 3、列出参考物的各种特征。再由这些特征出发进行发散联想。 4、把由这一事物引起的联想与焦点联系，——进行组合联想，并列出设想 方案。 5、对设想方案进行评价、选优。 本设计以“新式办公桌”作为焦点、以“兔子”为参考物，应用焦点组合法提出新式办公桌的设想方案。 1、焦点：新式办公桌 2、参考物：兔子（参照物可起一个触发物的作用） 3、列出兔子的各种特征。再由这些特征出发进行发散联想： Ａ：爱吃胡萝卜和红萝卜———眼睛里的血丝（毛细血管）反射了外界光线，透明的眼睛就显出红色———红宝石似的眼睛（红红的眼睛）———是夜行动物，它的眼睛能聚很多光（聚光）———眼睛长在脸的两侧，因此视野宽阔 Ｂ：喜欢蹦蹦跳跳（活泼、好动）———竖着的大耳朵（听到声音，耳朵就前后摇摆起来）———反应敏捷 C：喜欢干净———前腿较短———后腿较长——适于跳跃、奔跑
D：喜欢干净———嘴巴是三瓣嘴———领域性强，会在自己的地盘上做记号———有一定的连锁反应 E：圆圆的、短短的尾巴———会发出声音——会咕咕叫 4、将列出的各种启发性特征与焦点新式办公桌子联系，并由此进行组合性联想。可以得到以下方案： 选Ａ：红颜色的；带“眼睛”（带车灯的）的新式办公桌；带车轮；带“后备箱”的新式办公桌（可折叠的；材质轻巧+折叠设计，是一个很好的储物柜）；配置也很丰富的（可以带一些孔） 选Ｂ：有立体感；高低错位的；层次分明；具有视觉上一致性效果；营造空简层次感 选C：具有轻巧线条和曲线感；让空间在视觉上更有层次感；防尘又美观选D：使用了人机工程学原理，使用了一体化设计，可以最大限度地利用空间，利用了隔断兼容 选E：：圆形的办公桌；球形的办公桌；能移动的；便于清洁的；带隔音设备（可以隔音、隔热）； 5、再次进行联想发散，并将结果再次与办公桌进行强制组合 流线型——造型严谨的流线形，既给整个造型增添了不俗的气质，又给人一种稳实的感觉 多功能——方便拆装的元素，帮助您改变空间的运用 一体化——形成多种形式、多重变换的工作组，以其完善的功能，适合不同空间，满足现代办公的不同需求。 灵活性——可以灵活移动；可调的；高度，倾斜度可调的办公桌； 人性化——集和谐、均衡之美；简洁轻快，整体更加完美结合 多样性——组合的多样性成就灵活的思维。 合理层次化——合理规划，层次分明，空间化、层次化的办公桌； 2.可行方案的分析 将列出的各种启发性特征与新式办公桌相联系，并由此进行组合性联想。可以得到以下方案： 从上文的分析中，我们可以从兔子得到造型严谨的流线形，多功能，一体化，
参考资料1. 数控机床外观造型工业设计 设计是一种艺术的造物活动，其本质是“按照美的规律为人造物”，这就决定了对设计的研究不能脱离审美的范畴。虽然“美”不是设计的惟一属性和最终目的，但就设计成果而言，美的因素却成为考虑其优劣程度的标准之一。 对于机械造型美，最早可以追溯到19世纪。英国著名的建筑师、工艺美术家威廉?莫里斯要求艺术能为大多数人服务，为整个社会服务。1907 年，在莫里斯等人的影响下，德国一些工程师和工业设计师创办了“德意志艺术工业联盟”。这个组织在大工业机器生产的基础上将艺术和劳动结合在一起，在提高机械产品的质量，特别是在改进产品外观造型上作出显著成效。因此，德国的工业机械产品立即在国际市场上畅销，从而促进了世界各国对机械产品造型的重视。 我国以前对美在机械造型中的作用重视不够，出口的机械产品不太重视把美学运用到造型中去，因此，产品虽然在性能、坚固等方面达到国际水平，但仍不受欢迎而缺乏竞争能力。此外，机械造型忽视和人体工程学的结合，明显与外市场的需求不相适应，从而失去竞争能力。因此，优良的机械产品必须和美的创造结合，才能达到最大的社会效益和经济效益。 一、数控机床外观造型要素分解 数控机床的整体造型是由外观件组成，数控机床外观件的造型体现了机床的整体造型风格。以数控机床的造型对人视觉印象造成主要影响为依据，可将数控机床外观件分为外罩、门、观察窗、把手、数控系统、排屑装置、水箱、油箱、电控柜、标牌等外观部件。每个外观部件作为数控机床整体造型的特征要素，其对整体造型的影响是各不相同的，一般的外观件只是研究机床门、把手和标牌等对机床外观造型影响较大的外观件。数控机床整体造型与外观件造型、外观件与外观件造型之间的关系是有机的协调关系，整体造型通过外观件造型的有机统一来实现其造型的目的。外观件的设计对数控机床整体外观质量以及机床使用的操作性有着重要的影响，因此外观件造型设计是数控机床造型设计的重点。 外罩：机床的外罩造型是影响整体造型风格的最重要因素。外罩是数控机床主体上最主要的部件，其造型的视觉冲击力和表现力直接影响人们对机床的第一印象乃至最终评判。现有机床的外罩造型从其正立面上大体可以概括为曲面造型、直面造型和斜面造型。这三种特征的外罩造型给人的感觉各不相同。以曲面、曲线为基调的外罩造型给人圆润、流畅、活泼、亲切的感觉。以直面、直线为主的造型风格给人规整、均衡、庄重的感觉。正立面以斜面为主的造型，其面与面之间的转折变化较为丰富，给人以有生气、活力、轻巧的感觉。 门：机床门位于机床主体部分的正面中央，是机床造型设计的重点之一。机床门的造型要受到机床外罩正立面造型的约束，其外轮廓线要与机床外罩正立面的轮廓线相匹配。现有的造型大致可以按造型感觉分为曲门、直门和折门三种，其造型的变化要随外罩造型的变化而变化。
图形的实体造型方法
几何造型技术
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造型技术：研究如何在计算机中建立恰当的模型表示这些物体的技术。
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真实世界中存在着千姿百态的物体； 它是计算机图形学的重要研究内容之一。
它是由于计算机辅助设计和制造的需要而发展起来的，现在已广泛应用 于各种造型系统之中。
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其中，实体造型技术关注表示实体的信息的完备性和可操作性，
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实体的定义
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数学中的点、线、面是其所代表的真实世界中对象的一种抽象，它们之间 存在着一定的差别。 例：
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数学中平面是二维的，没有厚度，体积为零； 在真实世界中，一张纸无论有多么薄，它也是一个三维的体，具 有一定的体积。
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这种差距造成了在计算机中以数学方法描述的形体可能是无效，即在 真实世界中不可能存在。
? 如右图的立方体的边上悬挂着一张面，立方体是三 维物体，而平面是二维对象，它们合在一起就不是 一个有意义的物体。通常，实体造型中必须保证物 体的有效性。
现实物体的性质
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满足如下性质的物体称为有效物体或实体。 具有一定形状（流体不是实体造型技术描述的对象）。 具有确定的封闭边界（表面）。 是一个内部连通的三维点集。
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如果该物体可分成独立的几个部分，不妨将其看作多个物体。 这条性质排除了下图中的形体作为有效物体的情况， 其中：两个立方体仅以一条棱相接，内部区域是不连通的。
占据有限的空间，即体积有限。 经过任意的运算（如切割、粘合）之后，仍然是有效的物体。
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106艺术设计月刊 March ???????????????? ??????? Art & Design 总第１６７期 20073 数控机床外观造型设计中的审美分析 Aesthetic Analysis of Designing the Form of NC Machine Tool 卢晓梦 Ｌｕ Ｘｉａｏｍｅｎｇ ｜ 内容摘要 ｜ 本文通过分析数控机床外观造型设计视觉传达中艺术与技术的关系，进一步阐述了了解美的规律，灵活掌握数控机床外观造型的表现形式，从而能更形象、生动、快捷地传达机械产品信息的观点。 ［关键词］数控机床外观造型／艺术美／技术美 设计是一种艺术的造物活动，其本质是“按照美的规律为人造物”，这就决定了对设计的研究不能脱离审美的范畴。虽然“美”不是设计的惟一属性和最终目的，但就设计成果而言，美的因素却成为考虑其优劣程度的标准之一。 对于机械造型美，最早可以追溯到１９世纪。英国著名的建筑师、工艺美术家威廉?莫里斯要求艺术能为大多数人服务，为整个社会服务。１９０７年，在莫里斯等人的影响下，德国一些工程师和工业设计师创办了“德意志艺术工业联盟”。这个组织在大工业机器生产的基础上将艺术和劳动结合在一起，在提高机械产品的质量，特别是在改进产品外观造型上作出显著成效。因此，德国的工业机械产品立即在国际市场上畅销，从而促进了世界各国对机械产品造型的重视。 我国以前对美在机械造型中的作用重视不够，出口的机械产品不太重视把美学运用到造型中去，因此，产品虽然在性能、坚固等方面达到国际水平，但仍不受欢迎而缺乏竞争能力。此外，机械造型忽视和人体工程学的结合，明显与国外市场的需求不相适应，从而失去竞争能力。因此，优良的机械产品必须和美的创造结合，才能达到最大的社会效益和经济效益。 一、数控机床外观造型要素分解｜｜｜ 数控机床的整体造型是由外观件组成，数控机床外观件的造型体现了机床的整体造型风格。以数控机床的造型对人视觉印象造成主要影响为依据，可将数控机床外观件分为外罩、 门、观察窗、把手、数控系统、排屑装置、水箱、油箱、电控柜、标牌等外观部件。每个外观部件作为数控机床整体造型的特征要素，其对整体造型的影响是各不相同的，一般的外观件只是研究机床门、把手和标牌等对机床外观造型影响较大的外观件。数控机床整体造型与外观件造型、外观件与外观件造型之间的关系是有机的协调关系，整体造型通过外观件造型的有机统一来实现其造型的目的。外观件的设计对数控机床整体外观质量以及机床使用的操作性有着重要的影响，因此外观件造型设计是数控机床造型设计的重点。 外罩：机床的外罩造型是影响整体造型风格的最重要因素。外罩是数控机床主体上最主要的部件，其造型的视觉冲击力和表现力直接影响人们对机床的第一印象乃至最终评判。现有机床的外罩造型从其正立面上大体可以概括为曲面造型、直面造型和斜面造型。这三种特征的外罩造型给人的感觉各不相同。以曲面、曲线为基调的外罩造型给人圆润、流畅、活泼、亲切的感觉。以直面、直线为主的造型风格给人规整、均衡、庄重的感觉。正立面以斜面为主的造型，其面与面之间的转折变化较为丰富，给人以有生气、活力、轻巧的感觉。 门：机床门位于机床主体部分的正面中央，是机床造型设计的重点之一。机床门的造型要受到机床外罩正立面造型的约束，其外轮廓线要与机床外罩正立面的轮廓线相匹配。现有的造型大致可以按造型感觉分为曲门、直门和折门三种，其造型的变化要随外罩造型的变化而变化。 观察窗：观察窗作为数控机床正立面的视觉中心，其造型对整体造型风格的表现起着画龙点睛的作用。现有的数控机床的观察窗造型变化较多，但均要求与整体造型风格相协调。方形观察窗带有小圆角，常与以直线、平面为主，边角较硬直的外罩造型相匹配，给人以规整、精确的感觉。而带有大圆角的观察窗造型常与以曲面感觉为主的或面与面之间过渡较为圆滑的外罩造型相匹配。现有数控机床的观察窗造型已不再以方形为主，尤其是国外的数控机床造型越来越多地采用曲线造型和一些不规矩形作为观察窗的外形，以满足机床造型风格多样化的需求。 把手：把手虽然在数控机床外观部件中体 积较小，但其造型的视觉冲击力却不小。把手的造型和安装的位置都要考虑人机工程学方面的因素，以方便操作者使用。把手的造型主要由其截面形状和外形轮廓线决定。现有机床的把手截面多以圆形为主，但方形截面把手也有少量的应用。现有的把手外形轮廓线可归纳为直、曲、折三种，每种造型可分别与不同造型风格的机床造型搭配，但要考虑风格协调问题。直把手多用于方正的机床造型；曲把手多用于曲面的造型，以体现整体形态的张力；而折把手多应用于面与面之间转折变化丰富的机床造型，形成整体风格的统一。 二、数控机床外观造型设计中的艺术美｜｜｜ 数控机床是多种技术的综合体，因而在设计过程中，仅仅局限于使其安全、快捷以及功能性的提高已经无法满足人们的需求。设计师还应注重机床的外观质量，比如形态、色彩、质感和装饰等综合整体给予人们的审美形象。要塑造美的形式很大程度上受到相对独立的审美法则的制约，机床造型设计同样也需要一些审美法则来加以指导，在数控机床造型设计中贯彻。例如：对立与统一、比例与尺度等造型设计法则，有利于处理好机床局部部件造型与整体造型之间的关系，以获得风格统一、比例协调的机床造型。 宇宙间万物的形态无论有多复杂，都可以归纳为点、线、面、体四个基本要素。不同造型要素的组合，在造型意义上可以产生不同的性格，既能产生和谐，又能产生动态的紧张。数控机床外观艺术形式大体可分以下几种： 现代艺术与设计 Modern Art and Design
造型设计的基本要素的10个方面>>> 1．夸张与变形 ①对自然形象进行夸张与变形，使其更接近角色塑造的需要。 ②对非自然形象的创作设计更需要想象力 2．通过联想塑造角色 3．单纯化 4．体面、动态、个性 5．符号化 6．角色组合的造型关系 7．剪影的魅力 8．幽默感 9．写实的感染力 10．造型能力与技巧的练习 “工欲善其事，必先利其器。”作好造型的基础与技巧的准备，才能在设计时得心应手，但这不仅仅是靠“用功”就可以做好的，它需要进行科学而有效的练习。因为动画造型设计本身不是最终完成的作品，动画制作需经原动画设计，前、后景合成，后期配音、剪辑等许多环节才能最后完成。动画造型要在每个环节中接受检验，由于与背景的配合、色法的限定等因素的制约，规定了动画造型设计不可能是设计者随心所欲的创作。所以在进行造型设计基本功练习时，应对整部动画制作的每个环节的要求加以考虑，无论是写生或收集素材都应有更明确的目标和针对性，并能根据不同的动画风格进行相关的造型训练。 大多数动画片中的主要角色多是人物或动物。因此，对自然形象的特征、形态、体面进行归纳练习时，应先以人物和动物为主，然后进行其他形象的练习，如昆虫、植物等。作人物造型练习可分以下四个层次。 ①全身造型练习 动画片中的人物角色或动物角色是依据体态语言、脸部表情及对白等来传情达意的，除了行走、跑跳等常规动态造型之外，细微的体型、动作变化同样能反映出性格、职业、年龄等的特征。 ②局部造型练习 局部是指手、足的动态造型，通过手、足所传达的信息是其语言的延伸，手与足的动作不仅能够表现其本身的基本功能，它还可以成为表情“语言”的补充，在刻画动物或其他造型时，手与足必要时会作拟人化的处理，如鸟的翅膀会变成一只手的形状，直立的熊与狮等等。 ③角度与体面练习
数控机床人机界面设计原则 有学者认为，人机界面设计可理解为广义的人机界面设计和狭义的人机界面设计。狭义的人机界面是计算机系统中的人机界面，又称人机接口、用户界面，它是计算机科学与心理学、图形艺术、认知科学和人机工程学的交叉研究领域，是人与计算机之间传递和交换信息的媒介，是计算机系统向用户提供的综合操作环境。从广义的人机界面角度来讲，它主要是研究人与机关系的合理性。人机界面中的“人”是指作为工作主体的人，包括操作人员、决策人员等。人的生理特征、心理特征以及人的适应能力都是重要的研究方向。人机界面中的“机”是指人所控制的一切对象的总称，包括人操作和使用的一切产品和工程系统。设计满足人的要求、符合人的特点的“机”，是人机界面设计探讨的重要问题。数控机床的人机界面可分为软件人机界面和硬件人机界面。 1、数控机床软件界面设计原则 软件在数控机床中的作用非常重要，其用户界面直接影响着数控机床的工作效率和效果。数控机床软件界面的设计原则可归纳如下：(1) 一致性原则。 软件人机界面的一致性原则主要是指在不同的系统之间及应用系统内部具有相似的界面外观、布局、人机交互方式及信息显示格式等。
一致性原则有助于用户学习机床的操作，并减少使用时的出错率。(2) 提供信息反馈。 信息反馈是指机床对用户的操作所作的反应，它可以表明用户的操作是否为机床所接受、是否正确，以及操作的效果怎样。反馈方式可以是文本、图形和声音等。 (3) 保持界面空间布局的合理性。 界面空间的布局应简洁明了。设计师应根据对现实操作物的理解设计出能给用户带来方便的界面。例如数控钻床CNC5000V200控制系统软件的图形界面中，有三个功能独立的过程（PROCESS）：OPERATE，PROGRAM，CONTROL。每个过程分别服务于系统的操作者，程序员和监控者（SUPERVISOR）。每一个过程都有自己的菜单行，在菜单行下的菜单是下拉菜单，具有自己的子菜单。子菜单可以被选择，以进行下一步的操作。 (4) 合理利用颜色和图形。 界面上使用颜色可以更好地进行提示操作，还能缓解操作者的视觉疲劳。所用颜色一般不超过3～5种。例如在数控钻床CNC5000V200控制系统软件的图形界面中，高光表示被激活的过程（PROCESS），被激活的过程具有自己的色彩，并显示为屏幕的前景，OPERATE对应绿色，PROGRAM对应深蓝色，CONTROL对应浅蓝色。图形具有直观、形象、信息量大等优点，在界面中使用图形可增强操作的可理解性及易学易用性。 (5) 选择适合的字型和大小。
23 汽车造型设计技术与方法 2.3.1 汽车造型必需遵循的法则 (1) 汽车用户需求 用户就是上帝一直是各行各业服务的宗旨。同时不同民族具有其独特的文化背景。英国人比较保守、怀旧，法国人浪漫、幽雅，德国人稳重、敬业，意大利人热情、奔放。中国人喜欢传统与创新的结合.因此不同国家的汽车品牌具有自己的特色。此外，汽车车身的发展经历了几个时代的变迁。从粗糙的“马车”到火柴盒般的箱形汽车，再到很卡通的甲壳虫汽车，还有船型、鱼型、楔型，汽车的身材越来越好看，线条越来越代美。这就说明汽车造型和汽车设计必需满足用户的需求和民族文化。 (2) 法规需求 为保证汽车的安全形式和实用，各国汽车组织和政府颁布相关法规规定汽车的设计强制性标准、实用功能，确保汽车能满足各种形势下的需要。通常相关法规有汽车安全法规、汽车排放、汽车报废、质量认证和强制性检验法规等。与造型有关的是视野,前后保险杠,灯具,牌照尺寸和碰撞安全性等 (3) 技术进步 过去(1990年前)，新型轿车从构思到试产一般要经历四至五年，1995年后,尤其现在运用了计算机，仅需要二年或更少的时间。这就说明了现代新技术的进步是汽车设计的有力支持和强劲的手段。CAD/CAE/CAM/PDM 软件的出现和使用使汽车的造型和设计进入一个新的历史时期。汽车设计手段不仅更加快捷和方便，也使原来不可能的设计方法成为可能。虚拟现实的设计技术模拟汽车的视觉效果以及汽车的操纵环境，大大降低了汽车设计过程中试制的费用，同时提高了汽车的设计质量和水平。CAD曲面光顺软件使汽车曲面质量有了质的提高,达到了A级曲面水平. 由于技术进步,造型设计可以通过数字化曲面构造,然后数控加工模型,在数控模型上少量修改便定型是未来汽车开发的主要形式,因为可以大大缩短开发时间,和提高开发质量. 2.3.2 汽车造型设计方法与步骤 (1) 造型设计内容与流程 造型设计的主要工作内容如表2.3.1所示
参考资料⒈ 数控机床外观造型工业设计 设计是一种艺术的造物活动，其本质是“按照美的规律为人造物”，这就决定了对设计的研究不能脱离审美的范畴。虽然“美”不是设计的惟一属性和最终目的，但就设计成果而言，美的因素却成为考虑其优劣程度的标准之一。 对于机械造型美，最早可以追溯到19世纪。英国著名的建筑师、工艺美术家威廉·莫里斯要求艺术能为大多数人服务，为整个社会服务。1907 年，在莫里斯等人的影响下，德国一些工程师和工业设计师创办了“德意志艺术工业联盟”。这个组织在大工业机器生产的基础上将艺术和劳动结合在一起，在提高机械产品的质量，特别是在改进产品外观造型上作出显著成效。因此，德国的工业机械产品立即在国际市场上畅销，从而促进了世界各国对机械产品造型的重视。 我国以前对美在机械造型中的作用重视不够，出口的机械产品不太重视把美学运用到造型中去，因此，产品虽然在性能、坚固等方面达到国际水平，但仍不受欢迎而缺乏竞争能力。此外，机械造型忽视和人体工程学的结合，明显与外市场的需求不相适应，从而失去竞争能力。因此，优良的机械产品必须和美的创造结合，才能达到最大的社会效益和经济效益。 一、数控机床外观造型要素分解 数控机床的整体造型是由外观件组成，数控机床外观件的造型体现了机床的整体造型风格。以数控机床的造型对人视觉印象造成主要影响为依据，可将数控机床外观件分为外罩、门、观察窗、把手、数控系统、排屑装置、水箱、油箱、电控柜、标牌等外观部件。每个外观部件作为数控机床整体造型的特征要素，其对整体造型的影响是各不相同的，一般的外观件只是研究机床门、把手和标牌等对机床外观造型影响较大的外观件。数控机床整体造型与外观件造型、外观件与外观件造型之间的关系是有机的协调关系，整体造型通过外观件造型的有机统一来实现其造型的目的。外观件的设计对数控机床整体外观质量以及机床使用的操作性有着重要的影响，因此外观件造型设计是数控机床造型设计的重点。
动画造型设计与运动规律 第一章：概论 1动画造型设计的目的：就是要对每一个动画角色艺术赋予感染力与生命力。 2动画造型设计的基本性质：是用来表达人类精神和情感的载体。 3动画造型设计的前提核心：首先要研究和了解人的不同外在特征与内在性格的差 1《大闹天空》上海美术电影制片厂、《鼹鼠的故事》前捷克斯洛伐克、《铁臂阿童木》日本手冢治虫。 第二章：动画造型设计的艺术特征及风格类型 领会 CG、《阿凡提》、《百物语》、《守护月天》、《邪恶的头罩》、《比拉罗的科幻世界》、《丁丁历险记》、《谁陷害了兔子罗杰》、《幽灵公主》、《千与千寻》、《狼人》、《阿基拉》、《木偶奇遇记》、《白雪公主》、《怪物公司》、《最终幻想 掌握： 动画艺术形象设计的重要特征和价值：动画造型设计的总体特证是简洁有力。简洁是直运用尽可能概括的造型手段来塑造动画角色的形象。有力是指能够充分地表现出动画形象特有的性格、内涵与外在特征。 熟练掌握 动画造型设计的重要风格并举例说明：动画设计重要的风格主要有漫画和写实两种主要风格。漫画风格是指对客观现实的自然形象进行一定程度夸张变形处理的造型表现，夸大其某一特征，强调角色的某种性格，是一种幽默有趣的造型艺术形式。如《阿凡提》，日本的《守护月天》，美国动画片《谁陷害了兔子罗杰》兔子长长的耳朵和突出的门牙可以变化出很多的兔子造型。写实风格的动画造型是以自然形象的比例姿态的基准设计的动画造型。如日本的动画片《幽灵公主》《千与千寻》《狼人》，美国动画片《白雪公主》。《木偶奇遇记》中仙女角色造型就是完全按照真人的比例、形象、动态设计的，说话中的口型均以真实为依据。 第三章：二维动画造型 1．领会：《救难小英雄》、《猫和老鼠》、《跳调虎》、《小鹿班比》、《加菲猫》、《宠物小精灵》、《狮子王》、《CASPER》、《西部猎犬警察》、《迷墙》、《大力士》、《红猪》、《回忆的点点滴滴》、《辛普森一家》、《孙悟空——小猴子的故事》、《机动警察》、《泰山》、《贵妇和流浪狗》、《勇闯黄金城》、《星际宝贝》、《风中奇缘》、《在阿尔的卧室》、《牧笛》、《小蝌蚪找妈妈》、《骄傲的将军》、《哪吒闹海》、《歌剧》、《C小调协奏曲》、《埃及王子》、《幻想曲2000》、《失落帝国》、《狼人》、《再生侠》、《冰冻星球》、《燃烧天使》 掌握 1符号化：是指所塑造的动画角色要有区别于同一类型的造型的特定样式（形态），即能传达出
实体造型 一、教学目标： 1、掌握实体造型的基本知识 2、掌握实体造型功能与编辑功能的使用方法 3、掌握实体造型与编辑功能的综合应用技能 二、教学重点和难点： 1、基准面，作图平面和平的曲面的区别。 2、构造基准面的应用。 3、每种实体造型功能的定义，应用和注意事项。 三、教学方法： 1、讲授示范 2、练习 3、仿真 4、实际加工操作 四、教学设备和材料： 1、实体造型软件 2、住址加工软件 3、数控铣床 4、塑料快，量具和铣刀 五、教学过程： 1、组织教学： 1）点名，查到勤。
2）查着装是否符合安全要求 2、回顾提问： 1）刀具补偿的定义？ 2）刀具左右裣的判断？ 3）刀具补偿时的切入方式是如何建立的？ 4）大平面铣削的加工路线？ 3、讲解新课与示范 1）基本知识 （1）实体造型的步骤 ①选取“基准面” ②进入“草图状态” ③绘制“草图” ④退出“草图状态” ⑤拾取“特征树”上的“草图”或拾取绘图区中绘制的“草图” ⑥激活褓造型功能（如拉伸，） （2）基准面 基准面是“草图”和实体赖以生存的平面。 ①“基准面”的来源 ●系统提供，即特征树上的ｘｙ、ｙｚ、ｘｚ ●现有实体上的任意由外侧平面图 ●构造（共七种方法） ②基准面与作图平面间的主要区别
●基准面可有多个，作图平面图只有３个 ●基准面可在空间任意位置，作图平面位置固定不变 ●基准面可用来创建草图，作图平面不能 ●基准面的选择只能用鼠标左键，作图平面的选择只能用功能键Ｆ ５，Ｆ６，Ｆ７，和Ｆ９ ●实体造型要用基准面，线框造型和曲面造型要用作图平面 （３）草图： 草图是指在“草图状态”下，用曲线生成，编辑功能绘制的二维图形。 ①草图坐标系与系统默认坐标系的关系。 ●草图坐标系原点是默认坐标系的原点。 向绘制“草图”前选取的“基准面”作垂线的交点。 ●草图坐标系中的ｘ、ｙ、ｚ看成ｘ１、ｙ１、ｚ１只有ｘ１、ｙ１、 ｚ１才有意义。 ②不合格“草图” ●存在“开口”（拉伸为２个或２个以上，旋转，放样，导动则为 １个或１个以上）。 ●封闭区域边线上存在重合线（含全部或部分重合两种情况）。 ●两个区域间存在切点 ③草图环封闭检查 点击草图环封闭检查功能键，草图中存在的“开口”“孤立点” “线”“重合线”用红色点标记出来。
（一）判断题 1．机械制造装备专指机械加工机床。（） 2．机械加工装备主要指各类金属切削机床，特种加工机床，金属成形机床以及加工机器人等机械加工设备。（） 3．工艺装备是指在机械制造过程中所使用的各种刀具、模具、机床夹具、量具等。（）4．悬挂输送装置、辊道输送装置和带式输送装置是最常见的三种输送装置。（）5．输送切屑的装置常用手动方式进行。（） 6．夹具是指加工过程中对工件的夹紧装置，是机械加工过程中可有可无的工艺装备。 （）7．量具种类繁多，但主要用于尺寸测量、角度测量和表面粗糙度的测量。（）8．物料输送装置主要应用于流水生产线和自动生产线上。（） 9．不能用海绵之类的吸水物料涂些清洗剂擦拭机械设备。（） （二）多选题 1.组合机床的动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件，主要有（）。（A）动力箱（ B）切削头 （C）动力滑台（ D）排屑装置 2.3D 打印与激光成型技术一样，采用了（）来完成3D 实体打印。 （A）分层加工（ B）叠加成型（C）锻造成型（ D）注塑成型 3.柔性制造技术划分为（）。 （A）柔性制造单元（ FMC）（ B）柔性装配单元（ FAC）（C）柔性制造线（ FML）（ D）柔性制造系统（ FMS） 4.机械制造业总的发展的趋势为（）。 （A ）柔性化（ B）敏捷化（C）智能化（ D）信息化 5.模具在（）等领域有广泛应用。 （A）冲压（ B）注塑（C）切削（ D）铸造 6.在机械制造过程中所使用的各种工艺装备主要有（）。 （A）种刀具（ B）机床夹具（C）车床（ D）量具 7.柔性制造系统（ FMS）是由（）组成的，并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。 （A）若干数控设备（ B）物料运贮装置（C）计算机控制系统（ D）加工机床 8．所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与（）有关。 （A）系统方案（ B）人员 （C）设备（ D）刀具 （三）简答题 1.机械制造装备包括哪些部分？ 2.写出机械加工设备中的 15 种机械加工机床。 3.工艺装备由哪几部分组成？列举 5种以上刀具、 5 种以上量具的名称。 4.机械制造设备中的物料输送设备有哪些？ 5.为什说机械制造业是国民经济发展的支柱产业？ 第二章金属切削机床及总体设计 （一）判断题 1.金属切削机床是制造机器的机器，也称为工作母机。（） 2.机床的总体设计优劣对机床的技术性能和经济性指标不能起决定性作用。（） 3.机床的加工精度是指被加工工件表面形状、位置、尺寸准确度及表面的粗糙度。
联想设计法在设计中的应用 一、对比联想之语析： “对比”，顾名思义即“逆向性”、“挑战性”、“反常性”。由某一事物的感知和回忆引起跟它具有相反特点的事物的回忆，是用反向思维方式，将人的思路引向相反的方向，通过把人从固有的、常规的设计观念引离，而进行新的构思的思考方式和设计方法，从而设计出新的发明项目，对比联想法即反常设计法，这就叫做对比联想法。 例如：黑白；大小；水火；黑暗光明；温暖寒冷。每对既有共性，又具有个性。例如黑暗亮度小，光明亮度大，都是表示亮度。对比联想具有背逆性。这里用了逆向思维。对比联想还具有挑战性。逆向思维有时能得出荒谬的结论。例如：有一位工程师赞颂了傻子，吸鸦片有害人的健康用鸦片能给人治病，这二者也是对比联想关系。 在相互对立的事物间产生联想也可称为对比联想。变形画设计过程中有时也运用对比联想，由小想到大，由长想到短，由胖到瘦等等。看到小鸡雏联想到大的动物大象，再找到小鸡与大象的相似处就可以设计出"小鸡变大象"这一变形画来。 先画一园形作小鸡头，在园形右下方画一横向椭园形，椭园形左上方留一缺口使头部的园形右下方嵌于缺口处，这个与头衔接的椭园做为小鸡的身形。在头形左下方近身形处画一三角形嘴，再添上一只眼睛便画出了一只趴着的侧面的小鸡。然后进行变形，在接近鸡嘴的上端根部起向左画一略呈" Ｓ" 形的曲线做为象鼻下轮廓，再在此线上面加画一条曲线与下面的曲线合成象鼻，这样原来的鸡嘴就当做了象的下嘴唇。然后再加上大象的粗壮的四条腿和细尾巴。这样"小鸡变大象" 就画成了。 我们见到了胖胖的猪可以联想到瘦瘦的猴子，然后再通过反复思考，找出猪与猴的玄妙的相似之处就可以设计出"胖猪变瘦猴" 这一变形画来。 在结合变形画练习讲解对比联想时可联系各种创造活动中的对比联想。比如，显微镜自诞生以来科学家们不断地对它进行改进，使它放大的倍数越来越大，这就是始于由小而想到大的联想；飞机的发展过程中人们不断改进它，使它的速度越来越快，这正是基于由慢到快的联想；清代满族妇女的旗袍肥肥大大，而后来渐渐变瘦，越来越合体，这里源于由肥到瘦的联想等等。
数控机床造型设计钣金分块 【摘要】在现代化企业高速发展的今天，各类数控机床被各大企业广泛使用，在数控机床结构的整体构成中，钣金是非常重要的一部分，它的结构设计直接关系到机床的整体效果。本文主要着重研究的是数控机床造型设计钣金分块，分别从钣金分块的工序分析，钣金分块过程中的考虑因素，结合缝对整个机床的影响以及ICAID系统中钣金分块四个方面进行深入探讨和研究。 【关键词】数控机床；钣金分块；造型设计；结合缝 近些年来，数控机床的重要地位日益明显，而钣金零部件是数控机床整体结构中非常重要的一部分，它是一种综合性的冷加工工艺，该工艺是在金属薄板上进行的。它的一个显著特征是对于同一个零部件在它的加工厚度上的要求是一致的。目前数控机床的钣金零部件广泛应用于汽车、飞机等制造领域，由于它的应用领域相对特殊，数控机床对钣金零部件的结构要求也相对比较严格，不但外观要漂亮，还要绿色环保、防水、防灰尘、焊接口不能有毛边等，钣金的加工工艺不但可以提高生产过程中的安全性，还可以有效的对废料进行回收，从而提高企业的经济效益。 1、数控机床钣金分块的考虑因素 钣金的主要加工工序有折弯扣边、折弯成型、焊接、剪切等，加工过程中需要运用一些几何方面的知识才能完成。钣金也叫薄板五金件，也可以说是在整个的加工过程中厚度时刻保持不变的零部件。 1.1钣金结构对分块的具体影响 数控机床钣金分块时一般要遵循几条原则： 第一，螺丝钉不允许外露。数控机床的防护罩一般采用的是螺纹连接，这种方法可以便于防护罩的拆卸和安装。螺丝钉如果露在外面会对数控机床的整体外观造成一定的影响，因此在设计过程中要避免螺丝钉露在外面。第二，板材的毛边不要外露。钣金零部件的连接方式一般都是向内折边、在折边上穿螺丝钉。折边可以提高板材的刚度，还可以让螺丝钉和板材的毛边都藏在防护罩里面。第三，棱边和结合缝不能重合。如果两者一旦重合，棱边处至少会有一块钣金零部件的毛边会露在外部，这种情况没有办法避免。第四，避免结合缝位于曲面之上。曲面上的零部件在安装的过程中找到所需要的调整环节相对复杂。两个钣金零部件如果能在曲面的位置上拼合，那么就要求各个零部件都必须具备准确并且相同的外部结构。如果零部件的外部结构出现一点误差，拼合之后的整体结构就会受到影响。这样会增大加工难度系数。另外，曲面上的零部件在成形后通常会有一段平直的导引段，如果强迫零部件只留下曲面的部分，去掉平直的部分会降低材料的使用率，同时还会增加加工工序的次数以及加工成本。第五，一定要防止三条及三条以上的结合缝相聚在一点。太多的结合缝相聚在同一点就必须要求所有的
《三维实体造型实验》教学大纲 湖南农业大学工学院
“三维实体造型”实验教学大纲 1、实验课程号：310B7B0 2、课程属性：修 3、实验属性：非独立设课 4、学时：20学时 5、实验应开设学期：秋季 一、课程的性质与任务 《三维实体造型》实验是研究三维实体造型原理、建模方法及技巧的课程，它是机械类、近机类专业重要的专业选修课。主要任务是培养学生用Pro/E软件创建三维实体模型、绘制工程图样的能力，为机构运动仿真和科技创新打下良好的基础。 二、实验教学的目的和要求 (1)掌握Pro/E软件的使用方法。 (2)通过实验掌握三维实体造型的原理。 (3)通过实验掌握三维实体建模方法及技巧。 (4)应用所学知识创建三维实体模型，并用三维立体图创建二维工程图样。 三、实验考核办法 实验考核分两部分，平时成绩占20%，上机考试占80%。每次实验课都有具体的任务要求，通过当场评分，计入平时成绩；考试时根据考试的具体要求，按建模质量好坏，绘图速度的快慢和模型结构的合理与否给出优、良、中、及格和不及格五等。 四、实验学时安排 本课程实验学时20学时，1个学分 五、实验项目一览表 序号实验项目实验类型实验要求面向专业学时 1 草绘截面验证性选修机制、农机化、2机制、机制教育 2 2 创建零件特征模型综合性选修机制、农机化、2机制、机制教育14 3 创建装配体模型综合性选修 机制、农机化、2机制、机制教育 2 4 工程图的生成与编辑综合性选修 机制、农机化、2机制、机制教育 2 六、实验具体内容
实验一草绘截面 1、目的要求 (1) 了解Pro/E软件的安装方法； (2) 熟悉Pro/E软件的草绘和三维模型创建界面； (3) 掌握零件截面的草绘方法； 2、实验设备 Pro/E软件、高档HP计算机。 3、实验方法 草绘、约束 4、实验内容及考核要求 （1）熟悉Pro/E软件界面 （2）绘制一个截面草图——吊钩平面图 提交实验报告。根据操作规范情况、草图质量给出优、良、中、及格和不及格，并及时登记成绩。 实验二创建零件特征模型 1、目的要求 (1) 熟悉三维模型创建界面； (2) 掌握各种三维零件特征模型的创建方法； （3）掌握零件表面渲染方法； （4）掌握基准点、轴、面的创建方法； (5) 培养学生的空间构思能力和创新设计能力。 2、实验设备 Pro/E软件、高档HP计算机。 3、实验方法 拉伸、旋转、扫描、圆角、拔模、渲染、创建基准。 4、实验内容及考核要求 实验内容： 1）用拉伸方法创建： ①连杆模型； ②两圆柱筒相贯模型（自行设计）。 2）用旋转法、圆角等方法创建：
可乐瓶底型腔的造型方法 【学习目标】 1．掌握直纹面的生成方法。 2．掌握网格面的生成方法。 3、掌握曲面裁剪的操作方法。 【任务描述】 可乐瓶底的表面主要由曲面构成，造型比较复杂。由于直接用实体造型不能完成，所以先利用CAXA制造工程师强大的曲面造型功能做出曲面，再利用曲面裁剪除料生成凹模型腔。可乐瓶底的侧表面可以用网格面来生成，可乐瓶底的下面的平面使用直纹面中的“点＋曲线”方式来做，最后以瓶底的上口为准，构造一个立方体实体，然后用可乐瓶底的两张面把不需要的部分裁剪掉，就可以得到凹模型腔。 【操作指导】 可乐瓶底的二维图及三视图如图4-5-1所示 图4-5-1可乐瓶底造型尺寸 【操作指导】 1．绘制截面线 （1）按下“F7”键将绘图平面切换到XOZ平面。
（2 ）单击“矩形”按钮，在立即菜单中选择“中心_长_宽”方式，输入长度42.5， 宽度37，输入（21.25，0，-18.5）为中心点，绘制一个42.5×37的矩形。如图4-5-2所示 （3）单击“等距线”按钮，在立即菜单中输入距离3，拾取矩形的最上面一条边，选择向下箭头为等距方向，生成距离为3的等距线。相同的等距方法，生成如图所示尺寸标注的各个等距线，如图4-5-3所示。 （4）单击“裁剪”按钮，拾取需要裁剪的线段，然后单击“删除”按钮，拾取需要删除的直线，按右键确认删除，结果如图4-5-4所示。 （5）作过P1、P2 点且与直线L1相切的圆弧。单击“圆弧” 按钮，选择“两点_半径”方式，拾取P1点和P2点，然后按空格键在弹出的点工具菜单中选择“切点”命令，拾图4-5-2矩形 图4-5-3等距线 图4-5-4删除结果L2