工业设计理论在数控机床外观造型设计中的应用研究_.pdf
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沈阳工业大学硕士学位论文工业设计理论在数控机床外观造型设计中的应用研究姓名:
张淼申请学位级别:
硕士专业:
机械工程指导教师:
杨林20041204沈阳工业大学硕士学位论文摘要狭义的工业设计理解仅限于以工业产品为主要研究内容的系统性设计,它主要包括产品的形态、色彩、人机关系等方面内容。
工业设计是一门技术与艺术相结合的学科,技术与艺术的结合正是工业设计方法论中首要研究的问题,功能与形式的关系是工业设计方法论研究的第二个问题。
产品设计是工业设计的核心。
对于产品美的设计,不同的人,因不同的审美观,不同的教育背景,不同的兴趣爱好,甚至不同的性格以及不同的时代等原因,会有不同的结论。
统一一致的美或永匣不变的美似乎难于寻找。
虽然这些不确定因素很多,但也是有规律可循的。
机床工业设计,是将机床的结构设计与外观设计结合起来,不仅确保产品的技术功能,而且赋予产品更多的艺术美感。
机床工业设计也与政治、经济、文化及科学技术水平密切相关,与新材料的发现、新工艺的采用相互依存,也受不同的艺术风格及人们审美爱好的直接影响,本文从这几方面分析了国内外机床工业设计的现状,并以数控机床产品为研究对象,总结了现代数控机床造型的基本特征:
数控机床造型的整体性越来越强、越来越符合宜人原则、越来越注重工艺美、越来越体现自己的独特特征;对数控机床造型设计应遵循的工业设计原则与要求进行了研究分析:
数控机床造型必须与功能相结合,更要与环境相适应,进行设计时要充分考虑安全因素以及数控机床外观设计的自我检验等;根据上诉的分析研究从数控机床工业设计的形态设计、色彩设计、人机工程设计、装饰设计、材质设计等方面总结了数控机床工业设计的方法。
在此基础上以CAK6150系列数控车床、CX6154数控车铣中心为例,进行了机床功能结构分析和机床外观造型设计。
关键词:
数控机床,工业设计,外观造型设计,技术与艺术沈阳工业大学硕士学位论文StudyonIndustrialDesignTheoryAppliedtotheAppearanceMoldingDesignofCNCMachinesAbstractIndustrialdesignunderstandinginanarrowsenseisakindofsystemdesignthatislimitedonlytotakeindustrialproductsasmajorconsideringitems;itmainlyincludesform,color,ergonomicalrelationship,etc,oftheproductsTheindustrialdesignisasciencethatcombineswithtechnologyandarttogetherItisthefirstproblemstudiedinthetheoryoftheindustrialdesignmethodthatthecombinationofthetechnologyandtheartis,andtherelationshipbetweenthefunctionandtheformisthesecondproblemstudiedinthetheoryoftheindustrialdesignmethodTheproductdesignisacoreoftheindustrialdesignForartdesignoftheproducts,differentpeoplemayhavedifferentconclusionsduetohavingmanyreasonssuchasdifferentaestheticstandards,differenteducationbackgrounds,differentinterestsandfancies,evendifferentcharacters,differentages,etcUniformandaccordantbeautyoreternallyandinvariablybeautyseemshardtoseekAlthoughindefinitefactorsaretruemanyin,thelawcanbefollowedThedesignofmachineindustryisthestructuraldesignofthemachineiscombinedwithitsappearancedesign,thisensuresnotonlythetechnicalfunctionoftheproductsbutalsoenduetheproductswithmoreartisticaestheticfeelingThedesignofmachineindustryisalsocloselyrelatedwithpolitics,economics,cultureandtechnologyandinterdependentwithdiscoverofnewmaterialandnewtechniquesemployed,atthesametime,itisalsodirectlyaffectedbydifferentall:
sty7lesandtasteandfanciesfrompeopleThispaperanalyzestheactualityoftheindustrialdesignofmachinefromhomeandabroadfromthoseaspectsmotionedaboveand,takingComputerNumericalControl(CNC)machinetoolproductsasstudiedobjectssummarizesthebasiccharacteristicofmodernCNCmachines:
ThemoldingentiretyofCNCmachinetoolsisstrongerandstronger,uptothesatisfactoryofdelightfulprinciplemoreandmore,paidattentiontoartbeautymoreandmoreandmaterializesownuniquecharactermoreandmore;analyzesandstudiestheprincipleandrequirementsoftheindustrialdesignthat2沈阳工业大学硕士学位论文moldingdesignoftheCNCmachinetoolsshouldbefollowed,thatis,themoldingoftheCNCmachinetoolshastObecombinedwithconcernedfunctionandspeciallysukableforrelatedenvironment,duringtheperiodofthedesign,itisnecessaryfullytoconsidertheconcernedsafefactorsandself-inspectionofappearancedesignoftheCNCmachinetoolsandSOonOnthebasisofanalysisesandstudiesmotionedabovethepapersummarizestheindustrialdesigningmethodoftheCNCmachinetoolsfromconfigurationdesign,colordesign,ergonomicalengineeringdesign,decoratedesign,materialdesig玛etcOnthisbasis,ofthisjobbytakingmachinesastheresearchedobject:
TakingCNClatheofCAK6150seriesandCX6154CNCTumingmillingCenterastheexamplesthePaperanalyzesfunctionalstructurestheappearancemoldingdesign&theCNCmachinetoolsKeyWords:
CNCmachines,industriald麟ign,appearancemoldingdesign,techniqueandart3独创性说明本人郑重声明:
所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得沈阳工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。
与我一同1一作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
签名:
磕日期:
(逊丝。
乒关于论文使用授权的说明本人完全了解沈阳工业大学有关保留、使用学位论文的规定,即:
学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
(保密的论文在解密后应遵循此规定)签名:
勉差经导师签名:
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21竺:
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/绪论11引言工业设计是随着社会的发展、科学的进步,人类进入到现代生活而发展起来的-I1新兴学科。
由于人们在该学科研究的侧重面不甚相同,因而对该学科含义的理解则可分为广义的和狭义的两种。
一般来说,广义的理解主要包括:
工业产品设计;视觉传递设计:
作业环境设计。
狭义的理解则仅限于以工业产品为主要研究内容的系统性设汁,它主要包括产品的形态、色彩、人机关系等方面。
根据1980年在巴黎召开的工业设计国际年会,公布修改后的工业设计定义为“就批量生产的工业产品而言,凭借训练、技术知识、经验及视觉感受而赋与材料、结构、构造、形态、色彩表面加工以及装饰、新的品质和资格,叫做工业设计。
它是一门科学技术与美学艺术相互渗透、交叉、结合形成的以现代化批量生产的工业产品造型设计为主的新兴综合性学科。
工业设计是-I技术与艺术相结合的学科,它产生于艺术与技术的鸿沟之间,技术与艺术的结合正是工业设计方法论中首要研究的问题,功能与形式的关系是工业设计方法论研究的第二个问题【21。
在工业发展过程中,几乎每个国家都是先认识到技术设计的重要性,然后才逐步深入认识到工业设计的重要性。
一个国家或地区的工业越是从初级向高级发展,就越会感到工业设计的重要。
从某种意义上说,工业设计在一定程度上反映了一个国家的繁荣和物质文明水平,也反映着一个国家的文化艺术成就及工业技术水平131。
工业设计是从社会、经济、技术、艺术等多种角度,对批量生产的工业产品的功能、材料、构造、形态、色彩、表面处理、装饰等要素进行综合性的设计,创造出能够满足人们不断增长的物质需求的新产品141。
工业设计在技术创新、产品成型以及商品的销售、服务和企业形象的树立过程中,都扮演着重要的角色,它是现代工业文明的灵魂,是现代科学技术与艺术的统一,我们设计的产品要能够充分适应、满足人的需求,使人的生存环境更加“合乎人性”l”。
产品在具备一定的使用功能的同时,应该让人用的舒适,要考虑不同民族、文化的人对产品的特殊要求及喜好,应该使产品具有欣赏http:
/2该课题的国内外现状综述121国际工业设计发展概况工业设计是一门古老而又年轻的学科,作为人类设计活动的延续,它与人类的生存和发展一样历史久远,而作为一门完整的现代学科,它是伴随着第一次工业革命的到来而逐渐形成和发展起来,从它出现那一刻起,就显示出巨大的生命力,并推动整个工业明快地向前发展,给人类生活带来许多意想不到的惊喜,为世界经济的繁荣付出无与比拟的贡献。
在不同的时代,不同的历史时期,工业设计的发展方向都是不一样的。
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L业设计的发展一直与政治、经济、文佬及科学技术水平密切相关与新材料的发现、新工艺的采用相互依存,也受不同的艺术风格及人们审美爱好的直接影响。
就其发展过程来看,大体上可划分为以下三个时期【6J:
第一个时期,始于19世纪中叶至20世纪初。
19世纪中叶,代表人物是英国人英里斯,一方面他认为艺术和美不应当仅集中于绘画、雕塑之中,主张把生活必需品变成美的,把生产过程也变得对自己是舒适的,但另一方面他又把传统艺术美的破坏归结为工业革命的产品,主张把工业生产退回到手工业方式生产。
这后一种提法和作法显然是违反时代发展潮流的,可是他却向人们提出了工业产品必须重视研究和解决在:
业化生产方式下的工业设计问题。
到19世纪末至20世纪初,在欧洲以法国为中心又掀起了一个“新艺术运动”,承认机器生产的必要性,主张技术和艺术的结合,注意产品盼合理结构,直观地表现出工艺过程和材料。
它以打破建筑和工艺上的古典主义传统形式为目标,强调曲线和装饰美,在强调工艺的合理性、结构的简洁和材料的适当运用方面有所进展,但是过分强调产品外在的装饰美,而没有把艺术因素作为事物的内在属性,因此导致功能与形式的矛盾。
总之,新艺术运动对于工业设计学科发展的历史功绩是巨大的。
第二个时期,大体上从20世纪20至50年代。
真正对我们今天的设计文化产生巨火影响的人物,是德国的包豪斯,他于1919年4月1日在德国魏玛首创了设计学校一一国立包豪斯(19191933)171o包豪斯的理论原则是,废弃历史传统的形式和产品的2http:
/设计的理论建设中具有重要地位,但其局限性则表现在,强调用大量的标准化生产去满足人们的社会需要,抹杀对个性的表现并忽视传统的意义,认为物品只要适用,它的形式就是荚的,就能给人以美感。
包豪斯学校的建立,标志着人们对工业设计认识的迸一步深化并日趋成熟。
包豪斯对工业设计的发展有着不可磨灭的贡献。
第三个时期,是指20世纪50年代后期。
国际工业设计协会于1957年4月在英国伦敦成立。
国际学术组织的建立和学术活动的广泛开展,标志着该学科己走上了健康发展的轨道。
这个时期,工业设计的研究、应用及发展速度很快,其中最突出的是日本。
以汽车为例,70年代以前,国际汽车市场是由美国垄断的,当时日本的技术、设备也多从美国引进,但他们在引进和模仿的过程中,注意分析和“消化”,并很快提出了具有自己民族风格的产品【8J。
从60年代末产生了一系列对现代主义否定的“反设计”运动。
这些后现代设计激发了设计的灵感,倡导个性设计,让人耳目一新,但也引来了人们的指责,批评后现代设计师们的设计是“蓄意的不理睬功能和美观”。
在现代化工业生产中,产品要取得社会的承认并达到预期的社会效果,就要在设计中实现技术因素和艺术因素的有机结合,将过去的单纯工程结构设计改为结构设计、造型设计的综合设计,从单纯工程技术领域转入到与人机工程学、美学、心理学、色彩学以及价值工程、市场销售等多学科相关的领域。
显然工业设计与传统的工程技术设计有着明显的不同,在衡量产品质量指标方面也有着显著的差别。
随着现代科学技术的高速发展,产品设计己由过去的单纯结构性能设计发展到今天的结构性能、人的生理和心理因素等综合性、系统性设计的时代。
20世纪80年代以来,由于计算机技术的快速发展和普及以及因特网的迅猛发展,人类进入了个信息爆炸的新时代。
这种巨大的变化不仅激烈地改变了人类社会的技术3http:
/980年,巴黎国际学术年会权威的论述是,凭借训练、技术知识、经济及视觉感受,而赋予材料、结构、构造、形状、色彩、表面加工以及装饰全新的品质和风格。
更有人说“我们在分析、研究产品开发、产品推广、产品质量、产业结构乃至经济发展的时候,实际上也是在评判工业设计”19J当人类坚实地迈进21世纪时,面向新世纪的工业设计这个关系到设计未来发展方向的课题的研究就显得尤为重要。
决定工业设计发展方向的因素很多。
有社会、经济、文化等等闲素,但真正起关键作用的是人的“观念”10l。
观念是人的认知,也包含人的情感,而且影响人的行为。
观念与理论不同,理论往往只是理论家和学者的东西,而观念却是大众接受了的理论观点,虽然不能说观念是一种系统的思想体系,但观念却能极大的影响人的生活方式和生活态度,从而决定设计的发展方向。
2l世纪最具影响力的世界性的观念就是“环境保护”和“环境保护主义”ill,在这种时代背景下,在工Nk设计中提出了绿色设计。
绿色设计,是保证人类自身生存,实现可持续发展的必然选择。
l22国内工业设计的现状及发展趋势工业设计是一门涉及领域很广的专业,同时也容易受到周边环境的影响,区眦生活在不同环境的人,重视点不一样,带来的工业设计概念就不一样。
我国虽然是一个发展中国家,【业设计这一新兴学科却正随蓿社会主义珊代化建设的需要而得到迅速发展。
据有关方面预测,随着科学技术的发展,自动化加工手段广泛使用,产品的技术性能日趋稳定,个性化多样化、小批量、多功能的产品将是未来产品的发展趋势,因而对产品设计的要求将愈来愈高【”】。
不少国家工业设计的发展都由政府主持、推广,并在各方面政策上加以扶持引导,形成一个工业设计良性循环的竞争氛围,而我们目前仅停在启蒙发动的阶段,还未能掀起一个热潮。
人事政策上,工业设计师没有自己相应的职称地位。
工业设计教育又发展缓慢,学生毕业后转行的现象严重。
各省市、各行业自行开展设计工作,发展不平衡。
许多企业领导对工业设计认识不足,对工业设计投放资金不足,新产品的开发设计往往不深入而流于形式113l。
4http:
/新、提高产品市场竞争力的作用愈加突出。
过去我国由于长期封闭,忽视了工业设计,致使国货30年一贯制,无法参与国际竞争。
近20年来,这一新兴事业在我国取得了较大进展。
目前,北京、上海、广东等12个省市都成立了工业设计组织fl“。
从1986年北京成立第个专门从事产品设计的工业设计事务所以来,至今这类企业在全国已有数百家。
而从事广告、包装装潢、环境艺术等专业的公司则接近万家。
此外,全国380余所大学开办了设计专业11”。
与国外的工业设计水平相比,我国的工业设计差距很大。
虽然英国的人口和面积都比不上中国,但英国工业设计行业的收入和规模却相当于中国的1000倍,全球平均每6秒钟就会有消费者购买一件由英国公司设计的产品118】。
目前国内一些企业的产品,其工业设计还只是停留在简单地请人为产品模样画图上,结果产品难以获得消费者的注意。
可见,通过提升国内工业设计水平,使产品具有不同于其它同类产品的“个性”,获得高附加值,将是我国企业面对国外企业竞争的一大课题。
13本课题的选题的意:
;【及研究重点从设计行业各领域发展的横向比较来看,工业设计仍旧在走一条最艰辛的路:
它起步晚,发展最缓慢。
制造业在产品创新方面需求的严重不足,又说明工业设计的“黄金时代”还远未到来。
但随着我们的国家越来越开放
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- 工业设计 理论 数控机床 外观 造型 设计 中的 应用 研究