時間：2023-03-29 09:26:11
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1總體方案設計
筆者所研究的五軸數控銑床,是一種針對模具加工的高速、高效率機床,并可以選配五軸功能,可使工件在一次裝夾下,完成五面的加工。為了實現高性能動態特性,其基本結構考慮為工作臺固定,橫梁-滑座-主軸箱移動分別實現三坐標進給,具有三坐標自動定位和三坐標聯動機能。固定工作臺可以換成雙擺工作臺,實現五軸聯動。主要技術指標如表2所示。
2具體方案設計
2.1第1種方案
第1種方案將該五軸數控銑床設計為龍門式,具體工作形式可以描述為:龍門架則沿床身作縱向(x方向)運動,滑枕沿著龍門架作橫向(y方向)移動,主軸箱沿著滑枕作z方向的移動。工件固定在平轉臺上,平轉臺固定在立轉臺上。平轉臺繞z軸作轉動,立轉臺又同時繞x軸轉動。這樣就實現了兩個坐標軸的轉動,如圖2所示。
2.2第2種方案
該方案為立式五軸數控銑床,其底座固定,滑枕沿著底座作x方向移動,立柱在滑枕上作y方向移動,主軸箱沿著立柱作z方向移動,這樣就實現了三軸聯動。工件固定在平轉臺上,平轉臺又固定在立轉臺上。平轉臺繞z軸轉動,立轉臺又同時繞x軸轉動,這樣就實現了兩個坐標軸的轉動。當給該數控銑床輸入程序時就會實現五軸聯動。五軸分別為3個平動軸和2個轉動軸,如圖3所示。
該立式五軸與龍門式五軸的運動方案基本相同,不同的是布局上有區別。龍門式數控銑床的主軸箱沿著滑枕作z方向移動,而該立式五軸數控銑床的主軸箱則沿著立柱進行z方向移動。
2.3第3種方案
該方案也是立式五軸數控銑床,床身固定在地面上,滑枕在床身上沿著y軸方向移動,支座在床身上沿著z軸方向移動,同時工作臺在支座上沿著x軸方向移動,這樣就實現了三軸聯動。平轉臺固定在工作臺上繞著z軸方向作回轉運動,刀具固定在立轉臺上,立轉臺在滑枕上繞著y軸作回轉運動,如圖4所示。
基于ADAMS運動仿真
1對3種設計方案的運動仿真
應用SolidWorks三維繪圖軟件對每種設計方案中的數控銑床進行建模,然后導入到ADAMS軟件中。在ADAMS軟件中把模型加入約束、驅動并對運動方式進行編程仿真,模擬出五軸數控機床的運轉情況,可以在虛擬的條件下看到機床的物理形態和動態運轉情況,達到可視化目的。
在設計該機床運動軌跡時,ADAMS軟件雖然可以實現五軸聯動,但是五軸聯動后的運動軌跡并不直觀,因此決定采用三軸聯動。
第1種方案中先設置床身與橫梁處的Motion3、橫梁與滑枕處的Motion2、滑枕與滑板處的Motion4,然后設定仿真時間為9,共為500步,結果形成的軌跡為一螺旋線。圖5、圖6所示為第1種設計方案的三維模型和刀具軌跡。
第2種方案中先設置床身與滑枕處的Motion1、滑板1與滑枕處的Motion2、滑板1與滑板2處的Motion3,然后設定仿真時間為9,共為500步,結果形成的軌跡為一螺旋線。圖7、圖8所示為第2種方案的三維模型和刀具軌跡。第3種方案中先設置底座與滑枕處的Motion1、底座與滑板處的Motion3、支撐臺與滑板處的Motion4,然后設定仿真時間為9,共為500步。該方案與前兩個方案的不同之處在于不是由刀具直接形成螺旋線,而是工件在工作臺上作圓周運動,刀具作直線運動,由這兩種運動形成螺旋線。圖9、圖10所示為第3種方案的三維模型和合成軌跡。
2結果分析
2.1第1種方案
該布局形式為龍門架移動式,其主軸可以在龍門架的橫向與垂直溜板上運動,而龍門架則沿床身作縱向運動。如圖6所示方案1中的刀具運行軌跡為螺旋線,該方案采用x,y軸的對稱布局形式,提高了機床的熱穩定性及加工精度。這種布局適用于加工較重的工件,可以減小銑床的結構尺寸和質量。該龍門銑床的優點是:
1)占地面積小。工作臺移動式龍門銑床,整機長度必須兩倍于縱向行程長度,而第1種方案設計的龍門銑床的整機長度只需縱向行程加上龍門架側面寬度即可;
2)動態響應好。該移動式龍門銑床采用的是固定工作臺,一般與床身整體鑄出,龍門框架縱向運動的驅動力矩等值不變,不會因工件的承載重量的改變而變化,從而保證了加工精度和機床的響應性能。
2.2第2種方案
該機床為立式數控銑床,采用工作臺轉動,且主軸沿垂直溜板上、下運動。由滑枕和滑板實現x,y兩個坐標的移動,主軸沿立柱上下實現z坐標移動。如圖8所示的方案2中的刀具運行軌跡,主要優點在于z軸導軌的承重是固定不變的,有利于提高z軸的定位精度和精度的穩定性;但是由于本銑床的z軸承載較重,不利于提高z軸的快速性。
2.3第3種方案
該機床為立式數控銑床,工作臺沿z坐標上、下移動,主軸頭為轉動式。圖10所示為方案3的合成軌跡,該方案由工作臺和滑枕實現了x,y坐標的移動。其主要優點是適用于加工質量較小的工件,缺點是機床的結構不太穩定,導致加工精度受到影響。
綜上所述,根據表2給出的技術要求可知,龍門式五軸數控銑床工作行程要求較大,承重要求較高,因此第3種方案不符合設計要求。從機床布局的結構來看,龍門式的布局更為合理,而第2種方案設計的立式五軸數控銑床的熱穩定性及剛性都不如第1種方案設計的龍門式五軸數控銑床。
結論
一般認為：機床改造就是：利用最新的控制裝置和進給系統使舊機床獲得新生再造是一種較高的設備改造形式，國外稱這種工程技術是把老設備“重新回到圖板，以進行再設計，再制造，再鑒定的工作過程。通過全面改造設備主體結構和控制系統，引入最新技術，使機床達到現代化設計的新機床的水平，以滿足現代生產率、精度、環靜和技術標準。鑒于機床改造工藝技術水平要求較高。一般工廠用戶自行改造。往往難于達到技術性能和經濟效益。
現代制造業的優化，除了信息化以外，還包括加工順序的工藝優化、加工參數、切削刀具、熱處理金屬成型的優化設計制造，從而實現降低成本、高效益的運作，達到高標準、高規范的要求。
設計課題涉及到課題的分析、資料的查詢、資料摘錄，整理收集的資料。然后深入鹽城市機床廠生產一線向使用者、設計者學習，從而了解所設計的產品的成本、生產效率、特殊用途、設計理念、以及產品的市場競爭力。具體的了解機床的外形、主軸箱的大致結構，并記錄了如何有所改進，最后確定設計的方案。以及箱體的結構圖，并進行相關零件的選型計算。此種機床的構造設計要求我們具備相當強的實踐知識和經濟意識因此考慮到：動力裝置、電機的選用，優化的配置企業內部現有各種資源，真正做到資源最小化，提高產品精度，實現了經濟效益最大化的要求，更好的服務于生產和經濟建設。
本課題就是從培養我們的工程實踐意識、經濟意識，樹立正確的生產觀出發，并結合機床廠的多年實踐總結，該課題的設計由本本人單獨完成，設計任務由指導老師作了明確指配：由于我負責該立式組合機床的總體設計和組合鉆床主軸箱設計，故本人的設計說明書包括立式組合機床的總體設計和組合鉆床主軸箱設計，附件有生產率計算卡、圖的詳細說明。
1立式組合鉆床總體設計概述
1.1零件加工工序圖
加工工序圖是根據選定的工藝方案，表示一臺機床上或一條自動生產線上完成的工藝內容。包括加工部件的尺寸精度、技術要求、加工時的定位基準、夾緊部位以及被加工零件的材料、硬度和在機床上加工前毛坯的情況。
本工序的加工內容是鉆口面Φ14孔，要求在立式鉆床上加工，以底面兩銷孔（上箱體為頂面）為定位基準，夾緊點位于第三軸孔和對側的第二、四軸孔上。
在一個箱體上,因為有兩個孔是不對稱的,為了提高生產效率,縮短輔助時間,減少設備,用一臺組合機床來加工上、下箱體。在主軸箱上把所有軸孔都排成對稱的,在加工時,把不應有的鉆頭取下就可以加工上下箱體,則該立式組合機床有16根主軸。
該加工孔的直徑為Φ18mm,表面粗糙度,孔深分別為110mm、50mm、25mm。定位時以底面和兩銷孔為定位基準是合理的,這樣定位精度高,易于保證各軸孔間的位置精度,故這種在立式組合鉆床上采用“一面兩銷”的定位方法加工精度是較高的。
1.2零件加工示意圖
加工示意圖反映了機床的加工過程和加工方法,并決定了浮動夾頭或接桿的尺寸、刀具的種類和數量,刀具的長度和加工尺寸、主軸、刀具與工件間的關系尺寸等。合理的選擇切削用量、并決定動力頭的工作循環時間也是調整機床和刀具的依據。
1.2.1鉆頭的選擇
加工時選用麻花鉆由《量具、刀具標準》P290-JB781-65查得:
①鉆110mm深的孔,用錐柄長麻花鉆
d=18mm,柄部形式:BL=320mmL0=215mm
錐柄尺寸莫氏圓錐2號,L2=90.5mmd1=17.2mm
②由P282-JB780-65查得
鉆50mm深的孔和25深的孔,用錐柄麻花鉆
d=18mm柄部形式BL=320mmL0=215mm
錐柄尺寸莫氏圓錐2號,L2=90.5mmd1=17.2mm
1.2.2導向選擇:
①由［I］P223表3-4和3-3及［Ⅱ］P63選擇選擇導向長度L1=45mm的固定式導套。
②導套配合的選擇查［I］表3-5可知:
d用Db新標準為G7
D用D/db,新標準為H7/g6
D1用D/ga,新標準為H7/n6
（導套）
1.2.3主軸的選擇
切削扭矩為1424.86Kg.mm
由［I］表5-10查得
d=B=7.5=25.22mm
按標準系列取主軸軸徑為30mm
由［I］表可查得
主軸外伸長度L=115-15=100mm
D/d1=50/36
按桿莫氏圓錐號2號
（主軸）
1.2.4接桿的選擇
選用B型(A型為加強型接桿)11號接桿
（連接桿）
1.3動力部件的選擇
1.3.1動力部件的功率選擇
動力部件的功率選擇是根據所選的切削用量計算出切削功率及進給功率之需要,并考慮提高切削用量的可能性(一般提高20％)選擇相應的動力部件。
切削用量為
V=13米/分n=230轉/分f=0.16毫米/轉
刀具耐用度驗算
T=(
=181971.027分=3032.85小時
一天按工作15小時計算,刀具耐用度為202.19天,則切削用量選擇合理。
切削功率由計算得:N=14×0.3733=5.227(KW)
取η=0.8則
N動>=6.53(KW)
6.53+(6.53×30%)=8.49(KW)
故選用10KW的電動機。
1.3.2主軸箱最大輪廓尺寸的選擇
根據工件外輪廓尺寸和結構需要,選用1000×630×340mm的標準主軸箱,由于結構的需要在1000方向上再加四個導桿座,導桿座內徑為Φ100mm,這樣用來支承導桿的外形尺寸成為1200mm,外廓尺寸就成為1200×630×340mm。
D=36mmD1=30mmB型D2=50mmL1=110mmL2=30mm
莫氏錐度號為2號,L1選擇由具體情況而定
1.3.3主軸箱鉆模板工件等相互之間位置及尺寸
導向長為45mm,鉆模板厚為35mm,加工終了位置時鉆模板與工件相距10mm,切出長度為12mm,導向套與主軸箱間間距為30mm,采用活動方式鉆模板。（如下圖）
1.3.4動力循環的選擇
動力頭的工作循環包括:快進、行進、工作進給和快退等動作。
本機床采用“工進—快退”的循環,這是由機床總聯系尺寸圖確定后又重新修改的結果。
1.4機床聯系尺寸圖
1.4.1機床裝料高度的確定
考慮到通用部件尺寸的限制和操作方便,裝料高度可在850～1060mm之間選取,具體到本設計中取裝料高度1000mm。
1.4.2夾具輪廓尺寸的確定
裝卸工件是在機床外面完成的,夾具在裝卸工件時可拉進拉出。由于結構限制,夾具與滑臺做成一個整體是特制滑臺。參考63滑臺制造而成,導軌部分局部尺寸不變,最大外輪廓尺寸為1200×950×500mm。
1.4.3中間底座尺寸的確定
中間底座支撐著夾具體,按需要取長為1700mm.寬和高取坐標準值分別為1000mm和560mm。
1.4.4主軸箱各尺寸的確定
前面已經確定了其外形輪廓尺寸,根據［I］確定后蓋為90mm,前蓋為70mm(考慮作油池用)主軸箱體為180mm。
1.4.5滑臺的選擇
滑臺的選用應根據工件的外輪廓尺寸和進給抗力,工作循環來確定。
進給抗力:
ΕP=300.5×14=4207(Kg)
由一部組合機床通用機床部件設計組所編寫的指導教材直接查得用HY63B型滑臺。行程為630mm,最大進給抗力為6300Kg,快進行程速度為4.2米/分。
1.4.6動力箱的選擇
由［Ⅱ］可查得,選用TD63AⅡ型動力箱,電機型號為JO2-61-6。功率為10KW,驅動軸轉速為48.5rpm。
1.4.7其它配套部件的選擇
由一部組合機床設計小組所編指導資料查得與HY63BⅡ型滑臺配套的其它部件為:
立柱:型號CL63A
立柱底座:型號CD63
由以上資料即可作出機床總體設計的“三圖一卡”具體見圖紙和該說明書的附錄部分。
附件清單
序號內容備注
1組合鉆床聯系尺寸圖B9912027-ZZC-80TA0一張（手工圖）
2組合鉆床主軸箱裝配圖B9912027-ZZCZZX-80TA0一張
3減速器箱體加工工序圖B9912027-JGGX-80TA1一張
4減速器箱體加工示意圖B9912027-JGSY-80TA1一張
5齒輪B9912027-ZZCZZX-80T-01A3一張
6齒輪套B9912027-ZZCZZX-80T-02A3一張
7導套B9912027-ZZCZZX-80T-03A3一張
8電機齒輪B9912027-ZZCZZX-80T-04A3一張
9蓋B9912027-ZZCZZX-80T-05A3一張
10鍵套B9912027-ZZCZZX-80T-06A3一張
11手柄軸B9912027-ZZCZZX-80T-07A3一張
12套筒B9912027-ZZCZZX-80T-08A3一張
13油杯B9912027-ZZCZZX-80T-09A3一張
14葉片油泵B9912027-ZZCZZX-80T-10A3一張
15傳動軸B9912027-ZZCZZX-80T-11A3一張
16軸B9912027-ZZCZZX-80T-12A3一張
17軸承蓋B9912027-ZZCZZX-80T-13A3一張
18軸承透蓋B9912027-ZZCZZX-80T-14A3一張
19生產率計算卡一份
目錄
0引言1
1立式組合鉆床總體設計概述3
1.1零件加工工序圖3
1.2零件加工示意圖3
1.2.1鉆頭的選擇3
1.2.2導向選擇:4
1.2.3主軸的選擇4
1.2.4接桿的選擇5
1.3動力部件的選擇5
1.3.1動力部件的功率選擇5
1.3.2主軸箱最大輪廓尺寸的選擇6
1.3.3主軸箱鉆模板工件等相互之間位置及尺寸6
1.3.4動力循環的選擇7
1.4機床聯系尺寸圖7
1.4.1機床裝料高度的確定7
1.4.2夾具輪廓尺寸的確定7
1.4.3中間底座尺寸的確定7
1.4.4主軸箱各尺寸的確定7
1.4.5滑臺的選擇7
1.4.6動力箱的選擇8
1.4.7其它配套部件的選擇8
2組合鉆床主軸箱的設計8
2.1繪制主軸箱設計原始依據圖8
2.2主軸結構形式的選擇及動力計算11
2.2.1主軸結構形式的選擇11
2.2.2主軸直徑和齒輪模數的初步確定12
2.2.3主軸箱動力計算12
2.3傳動系統的設計與計算14
2.3.2主軸箱的和手柄設置17
2.3.3傳動軸直徑的確定:17
2.4主軸箱坐標系計算18
2.5主軸箱上變位齒輪系數的計算24
2.6繪制坐標檢查圖26
2.7主軸箱中軸的校核計算26
2.8齒輪強度的校核計算28
2.9其它31
2.9.1主軸箱中軸的支承軸承的類型選擇31
2.9.2軸上零件的固定與防松31
2.9.3主軸箱體及其附件的選擇設計32
2.9.4油的選擇、密封件的選擇32
2.9.5主軸箱的安裝定位33
結束語34
二、數控機床外觀造型設計
在數控機床外觀造型設計過程中，堅持下列基本原則：
（1）數控機床的色彩設計要滿足以下特點：第一，色彩的表達要與機床的相應功能相統一，在不同功能部位設計不同的色彩進行區分。第二，根據人機協調的原則，采用偏中性的色彩設計，降低工人的疲勞感。第三，色彩的設計要與相應的工作環境協調，不同的環境采用不同的色彩，比如在寒冷的環境用暖色調，高溫環境用冷色調。第四，美學原則，在外觀色彩設計時要搭配適當色彩帶給人美得心里感受。第五，符合企業的品牌形象，對同一品牌機床的色彩設計要大體上同一并具有一定的延續性，有利于建立長久的品牌形象認知。
（2）形態設計的原則，數控機床的設計要符合單純化原則，堅持簡潔、大方的形態設計。首先，在加工制造中均衡與穩定的形態更容易讓人產生安全感。其次，機床形態設計要在單純、穩定和均衡的基礎上，做到變化與統一相互結合，減少單調、刻板的感覺。
（3）人機工程設計原則。數控機床的人機工程設計就要符合安全性，又要滿足易用性。在外觀設計時必須重點考慮操作人員的安全，在任何工作環境下都能保證操作人員的安全，要讓數控機床在外觀上能夠直觀區分功能區域，觀察窗口、操作面板、拉門把手、按鍵大小等的位置設置要合理科學，符合一般人的操作習慣。
（4）綠色機床原則。在數控機床設計時，既要采用合理科學的結構，以降低加工過程中的能量消耗，又要盡量使用可再生材料，有效使機床輕量化。
三、數控機床外觀造型設計的發展趨勢
對數控機床行業來說，重視產品的外觀造型，不僅僅出于對美的追求，更多的是為了適應市場的變化和需求，維護企業形象，提高品牌價值，更好地提高企業產品的競爭力。
1.符合“以人為本”的設計理念
“以人為本”的設計理念是當今數控機床設計理念的發展趨勢，因為機器始終為人輔助，由人來操作，只有在設計中關注“人”的因素，才能符合人類的可持續發展這一需求。
這次我們設計的是錫柴缸蓋加工線的第1臺機床，該機床是粗銑缸蓋頂面機床。缸蓋毛坯上料，底面三點定位，頂面夾緊，銑削主軸既有縱向移動，又有橫向移動，機床要求除了必須達到產品精度、銑削的各項參數外，機床環保也成為一項重要的驗收指標。為此我們設計的環保方案設計就包括了全封閉防護、油霧分離裝置、上排裝置和上供裝置。設計、制造、安裝完成后，又經過多次現場的試驗和修改，完全達到了機床的各項環保要求。機床總體方案設計簡圖見圖1。
2機床全封閉防護及油霧分離裝置
眾所周知，機床行業一般都是加工中心進行全封閉防護，因為同一規格的加工中心的結構、主軸運動(均在X、Y平面內)方式完全一樣，根據加工中心的這種通用性可以對機床進行很好的封閉防護設計。而組合機床則不同，針對不同的產品、不同的工序，每臺機床的加工內容、主軸結構和切削運動方式各不相同，都是專用設計，而且在此之前國內機床也沒有可以借鑒的封閉防護結構，這就為本次設計增加了不小的難度。本臺組合機床的銑削主軸為臥式主軸，切削形式既有縱向移動，行程450mm，又有橫向移動，行程1450mm。主軸運動屬于一種較為復雜的、具有典型意義的形式，封閉防護設計的難點就在于對機床的運動部分(即主軸的兩個切削方向)進行全封閉防護(其他部分如頂面、側面等非運動部分使用常規的防護板固定在合適的支架上封閉就可以，這里不做介紹)，最終我們設計完成的封閉防護方案設計總圖見圖2。
2.1銑頭縱向運動的防護設計
銑削主軸做縱向運動時的防護方案設計如圖2所示，主軸防護罩安裝在銑削主軸的滑座上，和主軸相連接固定的部分根據銑削主軸外形而設計，它和主軸同步做縱向運動，長度要滿足總行程450mm，在機床中間的防護板上加工有和主軸防護罩輪廓同樣形狀的方洞，與主軸防護罩四周間隙為5mm，同時四周安裝有軟密封橡膠板，這樣既可以滿足主軸做縱向運動，又可以有效防止切削液從間隙處外溢。
2.2銑頭橫向運動的防護設計
銑削主軸做橫向移動的防護要求為:要完全封閉，要滿足銑頭橫向移動行程1450mm，運行速度在500～8000mm/min之間，運行可靠。因此設計的總體方案設計為:如圖2所示，左、右內防拉板收縮、拉開行程滿足1450mm;拉板上部支撐在上支撐導軌上，為主支撐，下端支撐在移動工作臺的導軌上，為輔助支撐，由于結構限制上下兩導軌不在一個立面上，故拉板上下形狀成一定角度;拉板兩邊由左、右內外支架固定，在主軸滑座下的高度墊兩側安裝有左、右內支架，可隨銑頭做橫向移動，為移動端，在移動工作臺滑座的兩側安裝有左、右外支架，為固定端，左右滑板的兩側就分別安裝在固定端和移動端的支架上，安裝調整完畢就可以滿足銑頭橫向移動時的封閉防護。在這個銑頭橫向運動內防的的研制過程中，我們有幾點總結:(1)內防拉板的高度要盡可能低，高度越高，運行越不可靠，就需要更為復雜的防護結構設計和空間，為此，我們后來將銑削電動機重新設計安裝在銑頭后面，不在封閉防護區域。即便如此，本次設計的拉板可運行高度也已達到1790mm(圖2)。經試驗，本防護結構運行高度在2000mm以內可以可靠實現。(2)內防拉板上面豎直部分和下面傾斜部分之間的角度不易太小，夾角越接近180°即越沒有夾角，越容易實現，本次最終成品后的角度為120°(圖2);連接左右拉板各層之間的鉸鏈條應各為2套，分別安裝在拉板上面的豎直部分和下面的傾斜部分后。(3)要滿足機床銑頭可靠的運行及速度，封閉防護拉板必須有可靠的支撐、導向和限位。用于安裝封閉防護拉板固定端的支架如果安裝在地面或者外防護支撐上，如果沒有上支撐導軌，或者對拉板不限位，都會導致封閉防護的拉板錯位、損壞。經過重設計、改進、分析試驗得出，應先將移動工作臺的導軌作為基準面，左、右內外支架(固定端)需安裝在移動工作臺滑座上，這樣支架與拉板的結合面對導軌基準面的垂直度等精度要求會得到可靠保證;內防拉板上端在上支撐導軌上通過滾輪運行，以減小摩擦力，上支撐導軌為主支撐導軌，是有精度、熱處理要求的矩形鋼板，其兩側安裝在左右外支架(固定端)上，兩側面滾輪限位，如圖3a(為圖2中Ⅰ處的局部放大圖)所示，這個上支撐導軌在左右外支架上帶有可調機構，可左右上下微調，用于保證其于基準導軌之間的平行度以及內防拉板安裝完成后的垂直度要求，調整測試各項指標合格后，螺釘擰緊，可以使用;內防拉板下端在基準導軌上通過滾輪運行，一側面滾輪限位，為輔助支撐，如圖3b(為圖2中Ⅱ處局部放大圖)所示。以上就完成了對銑頭運動部分的全部封閉防護的設計。現場設計制作完成后的內防圖片如圖4所示。
2.3油霧分離裝置
油霧分離裝置根據最終機床形成的封閉空間大小選擇符合參數的裝置安裝在機床封閉防護的頂部，將銑削加工產生的含塵或有害物質的氣體分離，分離出來的油霧可按照機床廢油處理，過濾后達到排放標準的干凈空氣可以直接回流到工作區域。
3上排、上供裝置及管路
以往組合機床的冷卻排屑一般是地溝排屑或者是開放式排屑，這樣經常就會看到加工現場機床或冷卻水箱附近到處是冷卻液，車間污染嚴重。該機床的冷卻和排屑采用空中架管，集中處理的方式，如圖5所示。冷卻液通過用戶車間的空中管路輸送到各臺機床，每臺機床如果有壓力和精度等特殊需要，需設計上供裝置，即將冷卻液進行二次加壓及過濾，按需要的冷卻流量、壓力及精度提供給各臺機床。本臺機床要求具有冷卻、沖屑功能，冷卻液壓力0.5MPa，過濾精度50～80μm，同時還需具有沖洗夾具的定位面功能，沖洗的冷卻液壓力0.5MPa，過濾精度30μm。為此我們設計的方案設計為:將用戶主管路的冷卻液接入本機床的冷卻主管路，因該冷卻液滿足本機床的冷卻、沖屑的流量及精度要求，可以直接走管進入機床內部所需部位;但冷卻主管路的冷卻液達不到沖洗夾具定位面的精度要求，需設計上供裝置。該上供裝置包括有外部先導式電磁閥、自清洗過濾器、球閥及壓力傳感器等，當冷卻液經過上供裝置后達到了機床所需的冷卻精度，再經機床走管提供給夾具定位面。當加工完后的切屑和冷卻液進入排屑器輸送到上排裝置中，上排裝置具有斷屑功能，將切屑及冷卻液通過高壓泵抽到用戶車間的空中管路中，重力回液進入車間過濾機組中進行統一的過濾處理。
2數控機床組成及其優化設計方案
為了提升工程的效益，進行數控機床體系的健全是必要的，這需要針對數控機床應用過程中的各種問題進行分析，比如進行數控機床構成、程序編制等的分析，進行程序載體等的分析，保證數控機床自動加工零件的良好應用。這離不開良好的加工零件的工藝分析，保證零件坐標的基礎坐標體系的相對位置優化。通過對機床及其零件的安裝位置的協調，更有利于提升刀具及零件的效益，保證其滿足尺寸參數的應用需要。這就需要實現機床安裝位置及零件的協調，保證刀具及零件的良好協調性，滿足尺寸參數的應用需要，這離不開零件加工工藝體系的健全，實現其加工順序的協調性，實現切削加工工藝參數的健全，保證輔助裝置的良好工作。在數控機床的應用過程中，為提升工作效益，進行數控代碼體系的健全是必要的，這涉及到電脈沖信號模式的應用，將其進行數控裝置的有效應用，做好數控裝置及強電控制裝置的協調工作，這是數控機床良好工作的核心，從而進行輸出位置的脈沖信號的回饋。當然，這也需要進行數控裝置系統軟件的應用，做好邏輯電路的編譯工作。進行相關機床部分的控制，需要做好規定運算及其相關的邏輯處理，進行有關信號及其動作的協調。這離不開驅動系統及位置檢測裝置環節的應用，保證伺服驅動系統體系的健全，實現驅動裝置的良好設置，從而滿足數控機床的進給系統分析。在這個環節中，機床的機械部分也扮演著重要的地位，數控機床的應用部分是非常多的，比如主運動部件、進給運動執行部件，比較常見的應用方式是工作臺、拖板及傳動部件，這些都是實現支撐性工作的關鍵，為了提升工作效益，進行相關工作步驟的冷卻是必要的，需要保證輔助裝置的協調。在數控系統的優化方案中，做好硬件部分的控制是必要的。數控銑床系統需要進行銑床專用數控器的應用，滿足半閉環數數控系統的工作要求，在基本結構優化過程中，進行機床本體、銑床專用數據器等的協調是必要的。在其系統硬件的應用過程中，需要做好銑床專用數控器的應用，做好信號板的控制工作，進行交流伺服驅動器如交流伺服電機的應用，從而實現無刷直流電機及無刷直流電機驅動器的應用，以滿足實際工作的要求，其中也涉及到很多的工作步驟要求。
在數控系統操作過程中，做好軟件設計的工作是必要的，從而落實好銑床專用數控器的應用方案，保證數控銑床的系統效益的提升，這里我們也要進行銑床專用數控器參數的設置，針對其應用程序，做好編輯輸入工作，滿足程序設計的諸多要求，按照其具體指令完成規定工作。在參數設置過程中，需要應用到相關的參數設置方法，保證參數修改模式的更新應用，做好參數修改效益的應用工作。需要進行分辨率情況的分析，認真的做好分析，更有利于進行機械軸向轉動裝置的應用，實現伺服電機回授脈波數的正常應用。這離不開工作臺的良好設計，保證不同工廠的設置優化，保證伺服馬達的良好安裝，從而滿足工作臺的工作需要，實現參數的良好設定，進行工作臺方向的修正。進行數控銑床的實際情況的不同軸電機旋轉方向的控制，滿足當下馬達旋轉方向的設定要求。在這個階段中，需要實現不同軸的最高進給速度的控制，針對數控銑床的應用趨勢，保證不同軸的行距的控制，進行過高速度的控制，從而有效應對其沖擊情況，保證電機工作的良好開展。這些工作的協調，離不開各軸的最高進給速度的控制，滿足不同軸向的進給速度控制需要。在這些工作的優化過程中，進行程序的選擇是必要的，這里可以進行H4C-M銑床專用數控器的應用，在這些程序工作過程中，可以進行相關程序編輯及執行工作。在其程序選擇過程中，可以進行編輯及程序選擇，進入程序選擇模式，通過對輸入鍵及選取鍵的選擇，以滿足當下工作的開展。在實際操作中，進行程序的畫面選擇也是必要的，從而滿足舊程序的應用需要，在舊程序的修改及應用中，需要針對不同情況，進行工作方式的協調，進行指令的增加或者修改，保證程序語句區的良好操作，保證其所增加指令的單節的移動。在數據輸入區進行相關指令字數的添加或修改。在程序語句區，需要將光標移動到所刪除指令中，在數據輸入區，需要進行相關指令所需字母的輸入。在程序語句區，可以進行單節的插入，將其光標進行所需單節程序的插入。在數據輸入區，可以進行插入單節的第一個指令的字母或者是數字，再進行輸入鍵的按下。從而保證單節的刪除。在程序語句區，需要將光標移動到需要刪除的單節處，再進行刪除鍵的按下。在數控系統的應用過程中，進行機械部分的分析是必要的，從而進行機床本身誤差及其所需要加工零件精度的分析，更好地落實好機床的誤差補償控制。在數控銑床的工作應用中，進行數控技術、電子技術等的協調是必要的，這需要滿足機床設計的諸多理論，保證數控機床的加工工作，從而滿足機械設計制造的工作要求。為了實際工作的要求，需要協調好機械設計及自動化應用方向。
2曲線槽輪機構的創新設計誤區及缺陷分析
設計誤區：曲線槽輪設計者片面認為曲線槽輪在運動過程中其自由度是恒定不變的，值固定是1，忽略了自由度的瞬時變化，對機構運動的不確切影響。在實際操作中，機構會產生相對瞬心和自由度瞬變，兩者對機構的運動皆可產生不同程度的影響，使得槽輪從動件不能按照設計者原定的運動規律執行運作。設計誤區：壓力角過大，使得機構傳動性能較差。壓力角一般指的是接觸輪廓法線和從動件的速度方向之間所形成的銳角，其值一般在50觷~70觷之間，不可超過90觷，才能確保機構可以在一定的傳動效率下正常工作。然而曲線槽輪機構設計中，當圓銷處在α=0的位置上時，接觸輪廓法線正好與槽輪從動件的速度方向相互垂直，壓力角達到了90觷，故增加了接觸面的摩擦，使得機構容易卡死，甚至無法轉動。綜上所述，均表明了曲線槽輪代替直線槽輪確實存在一些誤區和缺陷，為改善這一問題，本文提出了組合輪廓線槽輪機構，一個槽輪機構的創新設計，以待可以結合直線槽輪和曲線槽輪的各大優勢，設計出既能消除圓銷入口處的柔性沖擊，又能保證機構在加速度換向段擁有良好的運動和動力性能的槽輪機構。
3組合輪廓線槽輪機構的創新設計思路及要點
組合輪廓線槽輪機構的設計是囊括了直線和曲線的優勢，將二者串聯在一起，提高槽輪從動件的運動性能，從而實現槽輪機構具備確切運動規律的目的。在設計過程中，有幾個設計要點值得重視。
3.1槽輪運動參數問題
首先，在撥盤圓銷進入槽輪的那一瞬間，其速度和加速度應該為零；其次，速度和加速度的曲線在槽輪曲線與直線相交部分出應該保持連續和光滑。在確定以上邊界條件之后，才可以確定從動件的運動規律，進而可以求得槽輪機構的理論輪廓線。
3.2避免運動過程中出現失真現象
出現運動失真，主要是因為圓銷中心沒有沿著理論輪廓線進行運動，故在設計中應確保圓銷中心在前半段與后半段的錢和時順著同一條理論輪廓線進行運動，所以實際的輪廓線應該是由不對稱的等距曲線組成的。在以上設計要點均滿足之后設計的組合輪廓線槽輪機構的幾何模型如圖2所示。
4組合輪廓線的應用研究
本文以某一膠印機的遞紙機構為例進行分析研究組合輪廓線的相關應用情況。該膠印機的遞紙機構原先采用的是五工位的直線槽輪機構，正如上文所說，該機構存在柔性沖擊，并且在紙張傳送和交接的時候該現象最為明顯，會產生很大的沖擊振動，所以嚴重影響著遞紙的精度和套印的精度，且在產品質量和生產效率上也受到限制。在新型的槽輪設計中，將采用直線槽輪和曲線槽輪聯合設計的方法，就可以有效消除在圓銷進入和退出槽口時，遞紙牙在牙臺上取紙時的柔性沖擊，所以在完成紙張交接的過程時不會有精度上的影響。新型槽輪輪廓線的形狀圖如圖3所示。
1.1材料變元
現實生活中很多種材料都可以用來設計機械結構，不一樣的材料要求的加工方法和手段不一樣、適用的結構類別不一樣、零件需要的大小也不一樣。材料的變元可以變化出不一樣的結構模式。比如說：在進行鋼材料的結構設計過程中，零件的截面面積越大，材料結構強度就越大、越硬；在鐵材料的結構設計中，為了使結構變強變硬，人們通常使用加強筋和隔板的方法；在塑料材料的結構設計中，塑料件的筋板和壁厚應該無差而別且對稱均勻。
1.2數量變元
在產品的結構當中主要包括以下幾個方面，即零件以及輪廓面、線和加工、工作面共同構成了產品本身，如果想要將機械的結構目的進行改變，那么就可以通過調節上述結構元素而實現。就好比在鑄件的過程中，是希望越簡單便捷越好的。能夠節省一些不必要的零件配置，又能在安裝的時候方便人們的使用，這在無形中就提高了工作效率，比如安裝一個螺絲釘的時候，如果按照螺釘和墊圈以及彈簧墊圈才能結合在一起的模式去安裝，那么就需要最少三個步驟，但是如果把它們設計為一體的話，就可以大量地節省安裝的時間，提高了效率。
1.3位置變元
在實際操作過程中，產品結構的元素之間的位置是可以進行調換的，這樣可以無形中使結構本身的設計更加完善。比如，零件的焊縫位置應該對應中性軸或者至少需要靠近中性軸，這樣便于將收縮力減少或者能夠避免產品的變形。除此之外，零件的擺放問題也十分重要，如果雜亂無章則會大大阻礙操作速度。
1.4尺寸變元
零件的尺寸必須符合使用的標準才行，必須在各項標準合格之后才可以進行操作，比如：在冷沖壓彎這一工藝中，就需要零件按照既定的需求進行彎曲，如果零件在加工的過程中，實現了標準的彎度，那么就算是一個成品，不需要再度進行加工。如果不符合產品的需求那么還需要進一步的加工整形來達到產品的要求。
1.5形狀變元
機械整體的結構目的可以通過調整零件的形狀或者改變其規格的大小而實現。比如在彈簧的生產過程中需要考慮多個問題，首先是彈簧的大小及其相對的螺絲墊圈的規格，能否讓彈簧和使用的螺旋面以及被需要壓緊的零件相吻合，就需要設計出不同規則的產品，無論零件的形狀面如何都需要相匹配的彈簧來配合才行，如果零件之間的距離過大，或者不能夠將壓力有效融合，那么零件在安裝過后就不算是合格，如果這一類零件銷售在市場中，很可能造成一系列事故，那么為了防止拉簧因為這些問題而失去使用效率，就勢必要將彈簧的設計空間放大，并且實現它的自身獨特性，即使它在單獨使用的過程中也可以實現跟其他零件的配合。
1.6分析連接變元
一是聯接方法，主要的模式有焊接、膠結以及螺紋聯接等方式。二是聯接的方式，根據結構類型的不同而不同，因此為了豐富聯接方式以及尋找到最為契合的聯接方式，各個聯接的結構以及聯接的方式都可以進行相對應的合理調整。比如：針對一些需要拆卸的零件，如果在聯接的方式上不能選擇好，那么就會在聯接和拆卸方面造成一定的困難，此類的零件需要便捷的拆卸模式，比如日常生活中所購買的一些產品，像是隨聲聽的后蓋，就可以任意拆卸下來安裝電池來維持繼續使用，這樣的結構也方便用戶使用，從未為其提供便捷的操作模式。
1.7分析工藝變元
零件在產生之前，往往會有其自己的設計圖紙，而設計圖紙上面的結構內容直接決定了產品屬于何種工藝級別的零件，因為每一個設備的零件都不是完全相同的，所以零件的設計以及成本也千差萬別，如果設計工藝在產品出產之前沒有得到完善，那么勢必會影響到零件自身的質量，一旦零件沒有合乎要求，那么產品的整體結構就會受到一定的影響。因此在零件鑄造之前對于零件圖紙的研究必須給予深度的重視，現在的加工技藝正呈現著不斷創新和完善的趨勢，但是問題也就隨之而來，這些加工工藝雖然具有創新性，但是還不夠成熟，并非達到了理想中的需求，因此還需要進一步的對此加大研究的力度。
2機械結構創新的嘗試及優化測評
2.1機械結構設計的創新嘗試
防腐劑在石油以及一些石化設備中具有十分重要的作用，下文以其為例，闡述變元法在其中重要的作用。石油和石化設備必須進行防腐蝕性的設計，這樣一來，在設計的最初就應該考慮到防腐蝕性的大小和影響因素，從而采取必要的保護和防治措施，主要有以下幾個方面。首先，在總體的設計上面，對停車間給予了嚴格的要求，不能堆放雜亂，不能潮濕，不能含有其他不利于防腐的物質存在。其次，設備的使用年限與設備本身一些極為細小的間隙區有著十分重大的聯系，這些縫隙極有可能在人眼看不到的地方發生腐蝕問題，或者這些縫隙人是無法憑借手工去進行操作控制的，就像是一些產品的焊接點，這些產品貌似看起來已經不存在腐蝕的可能，但是難免會有看不到的縫隙存在，應該進行必要的封存和填補，或者干脆將縫隙擴大，這樣便于對其進行維修補救和防護。再次，溫度較高以及質量較高的濃度階梯，局部勢差問題往往在這種情況和產品中產生，一旦發生了腐蝕則不可控制。此外，每一種金屬都有著自己獨特的屬性，產品在構建的過程中不一定是一種金屬構建而成，多半是幾種金屬共同組合而成，但是不同的金屬勢必會產生接觸面的腐蝕，應該對此進行絕緣處理。最后，面積越小腐蝕的點也就越小，因此要針對產品的不同設計縮小表面積從而減少腐蝕。
2.2對機械結構變元創新設計的優化評測
機械結構在完成變元創新實踐之后。要根據目前的性能以及使用效果進行一個綜合的測評，首先要進行模糊測評，運用理論研究和一些理想化的模型設計一種測評模式，但是這種測評模式并不是實際操作中的模型，而是通過一定的數學模型，根據先進的設計理念和規劃，對其進行變化創新設計的檢測。在測試的過程中測試者憑借自己多年的使用經驗和研究理念進行對其綜合評價的過程，并根據現有的先進思維對其進行構建，在測試的過程中還需要考慮到社會實際問題，產品在經過變元之后，使用方面是否安全，便捷，可維修性是否達到了指標，并且要將邏輯推理的思維運用到其中，選擇出使用其整體變元的方案，最后針對已經選擇好了的方案，進行進一步地修改和完善，從而作用于產品的機械結構構建當中，服務于產品的整體功能。
1.1教學內容過于防范
目前，機械設計這門課程包含的內容較多，有機械原理和機械設計。機械設計包括材料、力學、熱處理、機械原理、公差與配合、機械零件、機械CAD等內容，所涉及的知識層面較廣，教學內容較散，且與其他課程有著很多重復，如機械設計學科中有一項螺紋連接的相關教學內容。可見，教學范圍與機械設計這門學科的學習原則不相符合。又如，減速器的類型、樣式和設計參數要求，和機械制圖中的減速器設計相關知識存在較高重復率，不僅在學科的學習層次上造成混亂，還浪費了學生的學習精力。
1.2與時俱進能力不強
機械設計這門學科的實用性較強，同時其教學內容隨著科技的不斷發展而不斷變化。所以，傳統的教學內容如果不進行更新，很難滿足現代社會的需求?，F代機械設計教學應當滿足工程性和技術性需求，同時也應當具備系統性。因此，現代機械設計學科緊隨時代的變化而改變，將傳統的設計技術進行時代元素的融入。如今，很多相關院校對機械設計教學中的設備結構、設備強度和運動學等技術的教學比較注重，教學力度也較大，使能源問題、環境問題的教學很少涉及。尤其是安全、人機關系、美學等社會因素和價值工程、周期費用分析等經濟因素，導致機械設計教學無法滿足現代人們的生產需求。
1.3教學方式落后
很多相關院校對機械設計的教學仍然采用講學通用的原則，對于教學中的重點知識，讓學生采取理論知識記憶的灌輸性傳統學習方法，而對這門學科的實際應用教學涉及較少，僅僅加深了學生的相關知識或原理的理解。同時，缺乏案例式教學、現場教學以及討論啟發式教學，在學生的學習過程中沒有充足的時間進行自主探索，嚴重阻礙學生對知識的理解與掌握，同時一定程度上阻礙了學生運用所學知識解決實際工程問題能力的發展。因此，應當對機械設計教學體系進行創新。
2創新機械設計教學體系措施
2.1調整教學內容
機械設計的學科教學內容應從實際出發，注重教學的整體性、實踐性以及創新性。如今，很多學生對于機械設計的基礎知識掌握不明確。所以，機械設計教學中應當遵循適度夠用的理論知識學習原則，可采取重點學習、部分理解等方式。首先，教學內容要清晰精簡，要精簡機械設計這門課程的教學內容，避免學生在相關知識的學習中產生知識重復。同時，在學生的實際應用教學中，如實驗、實習、課程設計、社會調查、畢業論文以及課外科技活動等注重實踐運用的教學環節，不但要適度融入相關基礎知識，還要增加其課程。其次，要注重知識的整合。在機械設計的實際教學中，將其中關聯性與聯系性較大的知識急性整合學習。最后，在機械設計的教學過程中應當注重知識點的增設。不僅要注重知識的重點性，還要考慮知識的完整性，可以增設以電、液為動力的機構組合，結合實際的典型機械等新內容，使學生全面認識現代機械，以適當前生產實際需要，方便計算機輔助設計的應用和推廣。
2.2加強學生能力培養
機械設計是一門極具實踐性的課程，過程中應當注重學生設計技能和創新能力的培養，以培養學生技術應用能力為主要教學目的，同時注重學生工程意識、工程實踐能力、創新意識以及社會實踐能力的培養。實際教學過程中，教師應當徹底摒棄傳統的灌輸式教學模式，在講解相關理論知識或原理時，注重培養學生總結結論的能力。同時，在相關知識或原理的講解時，融入其在實踐中的應用，堅持產、學、研相結合，體現機械設計教學的基礎性、系統性、實踐性以及現代性。
2.3創新教學方法
目前，相關院校的招生多是面向全國，導致各種學生的機械設計學習基礎不一。因此，要不斷創新如今的機械設計教學。教學過程中，應當加強直觀教學，在學生學習相關理論知識或原理的同時，讓學生接觸各類種機械、機構、零件、部件、圖紙，提高學生相關知識或原理的實踐性。同時，教師也可以利用多媒體、電子教案、CAI課件以及錄像等現代教學技術，借助計算機和互聯網，利用虛擬現實技術和仿真軟件系統，開展機械設計的現代化、立體式教學。此外，教師在機械設計的實際教學中，應當盡量減少相關知識或原理的理論推導，運用例證講清思路，加深學生對相關理論知識或原理理解，提高課堂教學效率。
2.4增加教學實踐
機械設計是一門較注重實踐運用的學科，教學時教師不能僅僅注重學生的知識學習，要更加重視學生的知識運用，如繪制機構運動簡圖。圖2為機構簡圖的繪制步驟。以四桿機構為例，結合日常見到的篩東西、磨豆腐等，布置設計任務。在四桿機構的講解過程中，不斷提醒雙曲柄機構、曲柄搖桿、雙搖桿機構分別有什么運動特性，能轉化為什么樣的運動形式，現實生活中有哪些物品用到了這些機構，不斷啟發引導學生思考設計任務。一個機器少不了動力，因此課程中增加電動機的選用環節。學生設定自己運動機構的各種參數后，按部就班選用電動機，由此掌握效率等概念，并對整體的機器建立一個大概的認識。電動機選好后，考慮減速的問題。這時，可以引進齒輪機構（包括蝸輪蝸桿）、帶傳動、鏈傳動。齒輪機構重點講傳動比的分配、計算及選用，對于漸開線的形成等和現場應用聯系不密切的內容可忽略不講。帶傳動、鏈傳動重點講傳動特點和應用。此外，學習過程中要加入查手冊選材料環節，把時間用到應用實踐上。
3結語
目前，我國機械設計教學體系仍然存在教學內容過于龐雜、無法適應時代的快速發展以及教學方式過于陳舊和落后等問題。因此，在機械設計實際教學過程中，應當調整教學內容，加強學生能力培養，同時不斷創新教學方法，以期為國家培養更多機械設計創新性人才。
作者:李愛軍 徐紅芹 王紅梅 單位:山東理工大學機械學院
參考文獻
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（二）意中有境的意象表達云由氣生，是陰陽二氣聚合變化而成，中國古代哲人觀自然之云的形態取云之象繪制而成的云紋，它是中國古代哲學觀、自然觀和世界觀的有機統一體。云紋成為一種精神的圖形載體和標示，表達了人們對吉祥、幸福的追求，對生命向往的獨特審美意境。這種獨特的審美意境是對云紋固有的意象的突破和升華，但并不是完全擺脫固有之象。王昌齡在《詩格》中說“：意境，亦張之于意而思之于心，則得其真矣。”可以看出這種審美意境指的是內心意識與外界事物的審美意象心靈相通的審美感受，所以云紋意中有境的意象表達就要求形象在盡意的過程中生成的一種獨特的審美意境，而云紋這種獨特的審美意境就造就了圖形創意設計中講求二次聯想的視覺思維方式。意象圖形的聯想特性就是運用意象圖形表現出受眾所熟知的圖形形態，啟發觀者通過意象圖形語言的聯想正確判斷出作品想要傳達的信息。[3]而二次聯想是指圖形在傳達出設計創意的同時，設計者又賦予圖形一種獨特的審美意境，給人以充分的想象空間。沒有意境的作品，直白的說教，把圖形簡單的當成文字一樣的工具，有一說一，這就猶如無靈魂的軀殼一樣，雖存猶亡，也就是說通過二次聯想傳達出的意境是圖形創意設計的靈魂。在《名古屋香港著名畫家十三人展》的海報中（如圖2），可以看到在靳埭強先生的設計作品中透露出一種獨特的東方美學意境。
二、云紋形態在圖形創意設計中的應用
在中國傳統的民族設計語言里，云紋獨特的造型方法大量的運用于現代圖形創意設計之中，其中主要包括有形態構成的運用、象征符號的融合、抽象因素的提取等，并顯露出它獨特的應用價值，形成了極具民族特色的設計語言。
（一）形態構成的運用1.反轉相關反轉相關是指“正形與負形”“圖與底”視錯覺規律的運用。日本平面設計大師福田繁雄在《兩個不同性別的腿》宣傳海報的圖形創意設計中（如圖3），充分利用了正負形的重復手法，男人腿與女人腿在反復中閃爍不定，畫面充滿了趣味性，視覺效果簡潔明了，從中傳達出京王百貨的繁榮，也在更深入的探討了男人和女人之間的關系。2.重復再生明清時期流行的團云紋造型，它的手法表現為通過單個云紋的重復組合加強圖形本身的視覺沖擊力，并與朵云紋相配合，整體的造型姿態構成了一個從四面八方向中心聚攏的展開樣式。這種手法在圖形創意設計中被大量采用，通過單個形的不斷重復和有規律的組合從而使新的圖形具有強有力的視覺沖擊力，豐富的畫面效果是單一圖形無法達到的，透過重復的組織結構關系，準確的傳達出了畫面的某種邏輯關系。2008年北京奧運會祥云火炬的主體圖案就是采用了云紋的重復手法，將“吉祥、如意、和諧共生、生生不息”的中國傳統文化內涵展現在了世人面前（如圖4）。奧運“祥云”火炬的傳遞也將中華民族精神與北京奧運會吉祥、祥和的信息傳遞到全世界，在火焰之下的中國云紋也成為最時尚的創意元素。[4]圖4祥云火炬3.移花接木移花接木是把兩種不同形態的造型通過嫁接融合的手法，重新組合成一個新的圖形的過程。秦代出現的云鳥紋深刻體現出了這種獨特的造型手法，在弧形的云紋頭部加上一個鳥頭，末端是云紋特有的S造型，凸顯了飛鳥的形象，但又隱含了云紋圖案的印跡，把云紋飄逸、灑脫的形態特點和鳥的形象進行結合，形成了新的藝術效果。這種移花接木式的造型手法被大量應在圖形創意設計中，是將圖形的某一特定元素與另一圖形元素進行打破常規的組合，這個新圖形并不是原有圖形的簡單相加，而是一種超越或突變，以產生出新的含義。
（二）象征符號的融合云紋作為中國最具代表性的傳統圖形紋樣，它內在體現了中華民族的傳統精神，為現代圖形創意設計灌注了民族傳統文化的品格，究其根源是它具有深刻的象征意義。從古至今，在云紋發展演變的過程中，積累了深厚的哲學文化內涵。在中國人的心中“吉祥”一直是云紋最本質的象征含義。中國古人曰：“吉者，福善之事；祥者，嘉慶之征”?？梢哉f追求吉祥如意是中華民族普遍的文化心理特征，而云紋自古就具有“吉祥”的象征意義。故宮現藏的金屬如意，它的頭部采用的是如意云紋造型。它是把傳統的云頭造型和內部一條向內彎曲的圓滑飄逸的曲線形兩者結合而成，充分的表達出“吉祥”的文化象征意義，也是人們追求吉祥如意文化心理特征的物態化表現。而現代圖形創意恰恰抓住了云紋這一圖形符號的文化象征意義，并把它融入其中形成了獨特的圖形語言。首屆中國元素國際創意大賽金獎作品，就把云紋這一文化象征符號運用到海報中的圖形創意設計中（如圖5），來表現“吉想如意”這一主題。他巧妙的抓住了云紋在中國傳統文化中的象征意義“吉祥如意”，通過夸張與變形把“吉祥如意”的“祥”與“吉想如意”的“想”進行同構，呈現出了獨特的設計意境，是傳統圖形創意理念和現代表現手法有機融合的成功作品。
（三）抽象因素的提取云紋就是古代先民用“觀物取象”的方式創造的圖形符號，是對自然之云形態的一種抽象提取，圖形創意設計的特征就是對事物抽象的設計過程，它是從眾多的事物中抽取出共同的、本質性的特征，而舍棄其非本質的特征，最終完成設計創意的一個圖形創造的過程。所以圖形創意設計中抽象因素提取的造型手法和云紋“觀物取象”的抽象造型手法有著異曲同工之處，是對云紋抽象造型手法的繼承和發展。例如，2011年西安世園會標志的圖形創意設計（如圖6），以“天人長安•創意自然——城市與自然和諧共生”為主題，探尋“天人長安•創意自然”的深層含義。
三、云紋色彩觀在圖形創意設計中的傳達
在中國傳統的民族設計語言里，云紋具有的色彩觀不僅是客觀事物外表顏色的外在說明，它代表的是古人對自然和世界的認識，蘊含著十分深邃的情感世界，具有不同的象征意義。中國傳統云紋色彩伴隨著五行說思想、儒家和道家的哲學思想的產生而發展起來的，所以云紋的色彩觀被逐漸運用到圖形創意設計中，并顯露出它獨特的應用價值，形成了極具民族特色的設計語言。以云紋為代表的五色體系是中國人獨特的色彩體系，充分的體現出中國人獨特的自然觀、世界觀和審美觀。五色即青、赤、黃、白、黑。云紋的五色是與五行方位觀緊密聯系在一起的，究其根源云紋五色實際產生于中國古代哲學中的“五行”觀念。同時，云紋五色從色相上講它包含了現代色彩學上的三原色，但它內在體現著的先秦古人的宇宙和天地時空觀念。如五色體系中的赤黃青就近似于現代色彩學中色彩的三原色紅黃藍,這三色基本上代表了可見光譜色的全部，換言之，紅黃藍可以代替色彩的總和，眼睛需要這個總和才能滿足，也才能處于和諧的平衡狀態。[5]從五色“青赤黃白黑”到五方“東南中西北”，從五方“東南中西北”到五行“木火土金水”等，是一個相互聯系、相互衍生、相互呼應，循環變化的體系。所以云紋的五色體系所蘊含相生相克、循環變化的時空觀念就是對于這種周期性的現象與規律的深刻理解。云紋這種獨特的色彩象征意義對于現代圖形創意設計有著深刻的啟示性，能賦予色彩新的內涵與生命，并顯露出它獨特的應用價值，形成了極具民族特色的設計語言。在《九九歸一•》的海報中（如圖7），畫面用中國傳統水墨的手法繪成九九勾云紋的漣漪，托起紅白相間的蓮花花瓣，以寬宏淡然的意念表現不染的精神。在黑白紅之間顯示了道家自然而然、花開花落、落葉歸根的深遠意境。同時云紋在“焦、濃、重、淡、輕”的水墨丹青中表現出道家崇尚黑色的審美觀，在道家看來各種色彩地位也是不一樣的。他們推崇黑色，因為在古代“五色”理論中有“北方謂之黑，天謂之玄”的說法，天色乃玄色，而玄乃道家學說的歸源之地，所謂“玄之又玄，眾妙之門”。靳埭強先生就是很好的利用了中國水墨黑與白的獨特手法形成了獨特的圖形創意觀念和設計語言，他將現代設計的法則、材料、技法語言與傳統玄學神韻和意境有機的結合起來，以其獨特的色彩情感語言使得他的作品具有強烈民族特色，從中也體現出云紋黑與白的道家審美觀念已經融入到了圖形創意設計之中，形成了獨特的圖形語言，也顯示出云紋黑與白的道家審美觀念所具有的獨特應用價值。
1．在班級物品管理標準化中，實行四步法管理：分類———整理———清潔———保持。分類：把班級環境中必要的和非必要的物品按工作需求分開。整理：把必要的物品進行分類，根據使用頻率確定使用的方法及擺放的位置，做好標識。清潔：根據班級物品消毒規則，按時徹底清除污垢和隱患，清潔工作班級人員人人參與。保持：教職工要具有較高的集體榮譽感，每個教師時刻保持班級環境的整潔與美觀。
2．在班級消毒工作標準化中，實行三步法管理：了解時間掌握方法規范消毒。了解時間：即了解各個物品消毒時間的長度，知道物品的具體消毒時間，懂得物品消毒的時間頻率。掌握方法：對物品用什么方法消毒了如指掌，按規定方法對物品進行消毒（如：紫外線、消毒液等）。規范消毒：對物品消毒根據時間、方法，按幼兒園統一要求進行消毒。
二、環境創設標準化
在環境創設中，班級環境創設要建立在幼兒園整體校園環境文化創設的基礎上，根據主題、季節的變化進行。班級環境文化分活動室文化、盥洗室文化、寢室文化，各空間文化的標準化要求為“主題鮮明，區域規范，標識清楚?！卑嗉壄h境創設旨在促進幼兒身心健康發展，要遵循“教師、幼兒、家長共同創設”的原則。
1．區域明確的活動室文化。在活動室各班級根據課程內容創設美工區、建構區、閱讀區、科學發現區、表演區、娃娃家、安全角、天氣預報、小值日生等，各區域根據空間的大小確定參與人數，并制定進區標志，各區域進行相關的環境創設，活動室空中吊飾根據本班課程進行制作美化。主題墻的創設要與課程保持一致，在創設中合理利用幼兒的作品，充分發揮幼兒的主動參與作用。
2．清新整潔的盥洗室文化。盥洗室體現一個幼兒園保育管理的水平，在盥洗室文化創建中，具體標準化為“物品分類清楚，擺放位置準確，環境整潔清新”，這一切有利于培養幼兒良好的衛生習慣。標識清楚如清水抹布、消毒抹布分開；干濕墩布按標識分開；水杯、毛巾標識清楚，有序擺放；潔具隨時清潔，墻面裝飾用與幼兒入廁洗手的裝飾物美化等等。
2文化產業推動工業設計的發展
做為不斷創新產品理念的蘋果公司，在2008年就被《財富》雜志評為最受美國歡迎的企業，蘋果公司總能使用硅片和軟件“不斷制造奇跡”，喬布斯深知那時蘋果公司不具備在基礎技術和商業模式上進行顛覆的能力，所以選擇了比較快速的以工業設計為創新點的iMac深受消費者的青睞。蘋果公司的發展史表明，工業設計產業已成為戰略性新興產業和先導性產業的重要組成部分，因此可以看出工業創新將為經濟發展創造更多的價值。工業設計創新產業作為集藝術文化為一體的創新性產業，在推動我國社會主義創新型國家的進程中起到了至關重要的作用，我們可以通過添加人文元素增添產品的附加值，也可以通過常以產業的發展，挖掘現在工業的發展規律，找出設計導向情感的交叉模式，開拓文化產業發展新的發展空間，推動文化與設計的整體上市。
3文化產業背景下工業設計的未來趨勢
文化產業已經成為知識服務于一體的新型產業發展模式，工業發展對解決人類現實生活中遇到的困難就有至關重要的作用，人們所處的環境，需要中國多種文化元素融合到本質創新中去，不僅僅外顯為中國創造更應該強調“民族的就是世界的”以民族文化來彌補諸多設計不足，以工業創新歷年來創新表現民族底蘊。如今設計行業已成為集科學性和藝術性為一身的新型產業發展模式，我國在大力發展文化創新產業，推動文化科技創新，以文化科技創新作為發展的重要引擎，充分發揮文化與科學技術相互促進的關系，以科技文化帶動戰略，增強自主創新能力。建立一個高度市場化的科技平臺，以工業產品設計作為涵蓋科技、文化、設計、多媒體等相關行業的多類平臺。
