机械产品造型设计与加工指南

序言

当我能够把美学与我的工程技术知识结合起来的时候，一个不平凡的时刻必将来临。

——美国工业设计师雷蒙·洛埃维

工程与技术应当是市场的奴隶。是消费者决定了产品应该是什么样子，而我们始终是反映消费者的欲望，使他们的要求变为现实。我们不得不使技术屈从于这一目的。我们的任务就是不断地协调二者的关系：一半是艺术的创作，一半是技术的合理性。设计的过程就是直觉和逻辑思维的融合。

——英国工业设计师迪克·鲍威尔

21世纪的市场竞争不仅是先进科技的竞争，同时也是产品设计的竞争。以知识为基础的产品创新是现代工业设计的核心。中国正在迎接经济发展和科技创新的新时代,新的科学理论、科学技术和设计理论不断涌现。传统的专业和学科正在加速调整和融合,要求人们在继承传统的基础上开拓创新。机械设计与工业设计需要融合发展以适应市场的变化和市场的需求。机械设计与工业设计的结合是时代的要求, 同时中国加入WTO给机械设计与工业设计提出了新的机遇和挑战, 要求人们通力合作设计出满足国际市场需要的产品。而人们对于机械设计与工业设计这两个学科之间关系的探讨并不深入, 更没有形成科学的理论体系, 需要机械设计与工业设计行业的人们为之努力。

梅 云田 华2019年12月16日····

根据工业设计应用型紧缺人才培养方案的指导思想，结合高等教育培养应用型人才的目标，编者编写了这本《机械产品造型设计与加工指南》，力求体现“学以致用，融会贯通”的指导思想。考虑目前机械设计与工业设计脱节，编者从实际应用角度出发，面向中小企业的机械产品的开发、设计与加工，将先进的设计理念与机械产品的实际加工相结合，把产品结构设计及产品造型设计、计算机辅助工业设计、产品开发设计仿真和加工融为一体，不仅从视觉上传达设计,而且在机械产品加工和生产的实践中体现设计的价值，以适应工业设计及制造业发展的新潮流、新趋势。

本书介绍机械产品的造型设计与加工的连带关系，分别从机械产品的外观造型设计、加工材料与工艺以及设计定案的数控加工实现等连贯步骤，结合具体案例，重点讲述产品从设计到实现加工的全流程，将工业设计与机械工程的产品设计两个学科的相关知识相互融合，实现设计和生产的一体化体系，以计算机为媒介工具，运用各类工程应用软件（如SolidWorks、CAMWorks、CAXA等）及现代创新设计理念进行外观形态设计和产品加工设计，同时拓展和加深了学习工业设计和机械设计加工等专业知识的深度和广度。本书以实践案例为主线，将工业设计专业和机械设计专业的接入点——机械产品应用软件的工业设计、美学、仿真、转码与加工结合在一起，实现了工业设计专业的突破。

本书力争做到内容丰富、图文并茂、简明实用，适合作为本科院校相关专业学生的教材，同时也可作为技术人员的实用参考书。

本书由辽宁科技大学梅云、鞍山技师学院田华任主编，鞍山市职教城管理委员会孙英超任副主编，辽宁科技大学研究生姜海洋、王钫、聂启蒙、林颖,以及鞍钢重型机械金属结构厂田广斌参编。在教材编写过程中，得到了多位老师提出的宝贵意见和建议。在此，谨向为编写本教材付出艰辛劳动的全体人员表示衷心的感谢！

由于编者水平有限，加之时间仓促，书中如有不足和错误之处恳请读者斧正，提出宝贵意见，以期共同进步。

编者2019年12月16日

本书从实际应用角度出发，介绍机械产品的造型设计与加工的连带关系，分别从机械产品的外观造型设计、加工材料与工艺以及设计定案的数控加工实现等连贯步骤，结合具体案例，重点讲述产品从设计到实现加工的全流程，将工业设计与机械工程的产品设计两个学科的相关知识相互融合，实现了设计和生产的一体化体系，拓展和加深了学习工业设计和机械设计加工等专业知识的深度和广度。

本书适合作为本科院校相关专业学生的教材，同时也可作为技术人员的实用参考书。

梅云 教授。具有丰富的理论教学及设计实践经验。参与出版教材1部，主持及参加省级科研项目课题3项，参加国家“863”计划项目1项，市级科研项目2项，主持省级精品课程《产品开发设计》1项，其他横向科研课题项目10余项，发表学术论文20余篇，拥有实用新型及外观专利多项，指导学生参加省级以上工业设计大赛多次获奖。兼任辽宁工业设计协会理事。

第1章机械产品造型设计与加工1

1.1机械产品造型设计与加工的意义1

1.2软件的联系和应用7

第2章机械产品外观造型设计14

2.1造型设计的形式美学法则14

2.2机械产品的色彩设计40

2.3机械产品的语义设计59

第3章机械产品造型材料及加工工艺68

3.1机械产品造型材料68

3.1.1金属材料70

3.1.2塑料71

3.1.3橡胶材料72

3.1.4复合材料73

3.1.5木材75

3.1.6玻璃材料76

3.1.7陶瓷材料77

3.2机械产品材料加工工艺78

3.2.1金属材料的加工工艺79

3.2.2塑料的加工工艺特性80

3.2.3橡胶材料的加工工艺82

3.2.4复合材料的加工工艺83

3.2.5木材的加工工艺83

3.2.6玻璃材料的加工工艺85

3.2.7陶瓷材料的加工工艺86

第4章SolidWorks数控车加工88

4.1SolidWorks仿真软件操作88

4.2SolidWorks代码生成及轨迹仿真98

4.3FANUC 0i MDI键盘仿真操作106

4.4FANUC 0i标准车床仿真面板操作114

4.5数控车床的对刀操作123

第5章机械产品加工实例128

5.1密封瓶塞的造型设计与加工128

5.2笔筒的造型设计与加工135

5.3轧面机的设计与加工147

5.3.1轧面机的造型设计147

5.3.2轧面机轧辊的加工178

5.3.3轧面机连接轴的加工184

5.3.4轧面机椭圆手柄的加工191

5.4水泥罐车的造型设计与加工201

5.4.1水泥罐和轴的加工214

5.4.2车头的加工217

第6章其他机械加工方法实例简介218

6.1CAXA数控车加工参数设置218

6.2代码生成及轨迹仿真234

6.3数控铣横梁的螺纹孔加工239

附录248

参考文献253