Основы художественного конструирования станков

Пожалуй, мы не ошибемся, если назовем одним из главных чувств человека такое чувство, как стремление к прекрасному. Чувство красоты, так же как и потребность трудиться, возникло вместе с человеком и неотделимо от него. Следовательно, чтобы изделие отвечало всем современным требованиям, при его созда­нии недостаточно решать лишь технические и экономические задачи. Изделие должно быть еще эстетически совершенным, т. е. тщательно отработано с позиций художественного кон­струирования.

Конструктор, проектируя эстетически совершенные изделия, создает условия для эстетического наслаждения, как производи­телям этих изделий, так и их потребителям. Необходимость созда­ния красивых и удобных в эксплуатации изделий обусловлена еще и потребностью в повышении конкурентоспособности наших изделий на внешнем рынке. Постоянных правил о внешних фор­мах изделий не существует и не может существовать, поскольку формы непрерывно меняются и совершенствуются. Однако есть определенные закономерности, которые надо учитывать, решая эстетическую сторону изделия. Эти вопросы квалифицированно могут быть решены специалистами-художниками. Таким образом, появилась новая профессия — художник-конструктор (дизайнер). Это специалист, имеющий художественное образование, обладающий вкусом и определенными техническими знаниями. Иногда роль художника в процессе проектирования понимают непра­вильно — считают, что эта работа начинается после того, как закончено конструирование, и ему только остается художественно оформить готовое изделие. Это серьезная ошибка. Ведь красота изделия не должна создаваться какими-то дополнительными эле­ментами и украшениями. Она таится в органическом построении, в логичности и целесообразности, в гармонической пропорцио­нальности и согласованности отдельных частей и изделия в целом. Этого же можно достигнуть только тогда, когда проектирование ведется в определенном порядке и в условиях тесного контакта конструктора, технолога и художника, начиная с рассмотрения технического задания и кончая выполнением рабочего проекта. Только при совместной работе конструкторов, технологов, эконо­мистов и художников можно создать совершенное изделие, отве­чающее современным требованиям техники, экономики и эсте­тики. Если при проектировании изделий будут использованы методы художественного конструирования, то можно надеяться, что изделие будет отвечать перечисленным требованиям. Пра­вильность этого метода подтверждается опытом работы многих отраслей промышленности. Конструктор обязан знать основы методики художественного конструирования, чтобы грамотно проектировать и быть подготовленным для совместной работы с художником-конструктором.

Показателем художественного качества станка, как и любого другого изделия, является соответствие его формы требованиям ряда факторов, влияющих на ее образование. Такими факторами являются:

а) назначение, кинематика, размеры и схема компоновки станка;

б) удобство эксплуатации станка, взаимодействие человека и станка;

в) согласованность формы станка с окружающей средой;

г) стандартизация и унификация узлов и деталей станка;

д) материал и технологичность формы станка;

е) возможности и условия производства станков на заводе-изготовителе;

ж) пропорциональность, пластичность (художественная выра­зительность объемной формы) и цветовое решение;

з) тенденции в образовании форм станков;

и) экономичность формы станка.

Все эти факторы взаимосвязаны и взаимозависимы, поэтому при проектировании следует тщательно анализировать принятое решение, не пренебрегая ни одним из них.

Важным фактором, влияющим на форму станка, является взаимодействие человека и станка. Чтобы создать удобный в ра­боте станок и обеспечить безопасность труда, надо знать психо­физиологические особенности человека и только потом, с учетом этих особенностей, разрабатывать конструкции. При таком под­ходе человек и станок рассматриваются как одна единая система. Можно считать станок оптимальным, если его технические пара­метры и конструкция соответствуют психофизиологическим воз­можностям человека. Ведь станок предназначается для человека, человек пользуется станком. У человека в работе участвуют мозг, зрение, слух, мускулы, осязание, нервы. Поэтому при про­ектировании станков и создании надлежащей окружающей среды надо учитывать это и стремиться освобождать станочника от лишнего утомления. Психические способности человека прояв­ляются тем полнее, чем меньше его общее физическое утомление. Трудно создать хороший, в полном смысле этого слова, станок, не обладая основными знаниями в области эргономики.

Другим важным фактором, влияющим на форму станка, яв­ляется его функциональное назначение. Прежде чем начинать проектирование, нужно хорошо изучить работы, которые будут выполняться на станке.

При конструировании должны быть учтены условия среды, где будет находиться проектируемый станок (например, тропи­ческий климат, запыленность воздуха, термоконстантный участок и т. д.). В этих случаях следует обращать внимание на выбор материалов, на отделку, на защиту от влаги и пыли и т. п.

Форма и содержание станка должны быть едины. Нет смысла придавать металлорежущим станкам динамичные формы, они должны быть статичными. Вероятно, только отдельные части некоторых станков, имеющие большие скорости, могут выражать динамичность. Учет таких понятий, как сила, тяжесть, легкость, при проектировании станков является обязательным. Так, напри­мер, несущие элементы станка должны быть тяжелыми, а части, которые не являются несущими, легкими. В противном случае будет впечатление неуравновешенности, неустойчивости. Не могут быть решены в одних пропорциях и иметь одинаковые формы, например, тяжелый токарный станок и быстроходный токарный станок повышенной точности. Эстетическая ценность любого изделия, в том числе и металлорежущего станка, заключается в том, что форма должна выражать, подсказывать назначение изделия.

В оформлении любого станка должно существовать компози­ционное единство, определенный замысел и порядок построения его форм. Какая-то часть должна быть главной, а остальные — второстепенными. Являясь центром композиции, главная часть должна быть, как правило, более крупной. Все остальные части должны быть подчинены главной, направлены к ней. Рассма­тривая проектируемый станок не как случайное скопление от­дельных частей, а как единое целое, нужно стремиться к созда­нию тесной связи между его отдельными частями. Без такой связи станок не будет композиционно целым, единым.

Развитие техники и связанные с этим условия деятельности человека вызвали потребность глубже изучить влияние цвета на психику человека, установить «цветовой климат», который бла­гоприятно влияет на организм человека (который был назван комфортным).

Какие же эмоции могут вызвать определенные цвета? Инте­ресные характеристики цветов по их психофизиологическому воздействию на человека дал французский ученый М. Дерибере. Свои выводы он сделал на основании многочисленных опытов, не исключающих и частные случаи, которые зависят от настрое­ния, пола и физического состояния каждого человека. Итак, вот эти характеристики.

Красный — люди воспринимают как цвет возбуждающий, го­рячий, энергичный.

Оранжевый — близок к красному, также горяч, напоминает раскаленный металл или знойные краски пустыни.

Желтый — уже совсем лишен жгучести, он скорее теплый, веселый, может располагать к шутке, хорошему настроению, создать атмосферу солнечного, ласкового, мягкого весеннего дня. Но свойства желтого цвета резко меняются в зависимости от его чистоты и яркости.

Зеленый — это цвет обновления, весны и юности. Он может быть холодноватым и нести в себе свежесть, бодрость весеннего утра, а в сочетании с желтым — быть мягким и теплым, как смолистый запах соснового бора. В том и другом случае он рож­дает душевный покой, хорошее настроение.

Синий — так же как все его оттенки, напоминают о холоде, о воде, дали. Этот цвет свеж и прозрачен, он кажется воздушным и легким.

Фиолетовый — цвет утомленности и взволнованности.

Коричневый — имеет широкий диапазон воздействия. Вообще гамма коричневых цветов получается при смешивании серого с оранжевым. При преобладании оранжевого компонента и уме­ренной насыщенности коричневый цвет — теплый, способен вы­ражать крепость, устойчивость, создает спокойное, мягкое на-, строение. Но этот же цвет, если в нем преобладает серый тон, будет располагать к мрачному настроению. Он настораживает человека, вызывает тревогу, ожидание неприятностей.

Белый — холодный и благородный.

Черный — говорит о тяжести и мрачности окружающей об­становки. Вполне понятно, что он резко ухудшает настроение. Но сочетание черного с белым создает состояние подъема и его используют в торжественных случаях.

Серый — цвет деловой обстановки, который навевает уныние и скуку, а иногда даже апатию.

Дальнейшие исследования психофизиологов показали, что цвет не только действует на психическое состояние человека, он может, например, подчеркивать тяжесть или легкость предмета.

Существующие в природе цвета делят на ахроматические — не имеющие цветных оттенков (белый, черный и серый) и хрома­тические — цветные (голубой, зеленый, красный и др.). Цвета разделяют также на две группы: теплые (красные, оранжевые, желтые, пурпурно-красные) и холодные (фиолетовые, синие, голу­бые, пурпурно-фиолетовые). Эти группы цветов по-разному дей­ствуют на психику и зрение человека: а) холодные цвета зрительно воспринимаются дальше, а теплые — ближе; б) теплые возбуж­дают и поднимают настроение, а холодные успокаивают и даже угнетают; в) теплые цвета понижают слуховую чувствительность, а холодные повышают; г) при теплом цветном окружении мышеч­ная работоспособность больше, чем при холодном; д) холодные цвета помогают переносить высокие температуры, а теплые — затрудняют и т. д.

Воздействие цвета на человека зависит не только от цветового тона, но и от других характеристик: а) темные цвета действуют на психику подавляюще, а светлые — повышают настроение;

б) темные цвета более тяжелые, а светлые — более легкие;

в) светлые цвета увеличивают размеры предметов, а темные — уменьшают и т. д.

Чем больше площадь поверхности, окрашенной в отдельный цвет, чем он ярче и насыщеннее, тем сильнее его воздействие. Длительное восприятие одного цвета (или группы похожих цве­тов может привести к цветовому утомлению). Наименее утомляю­щими являются желто-зеленые, зеленые (цвета середины спектра) и светлые ахроматические цвета. Вопросы воздействия на чело­века цветовых сочетаний гораздо сложнее, чем воздействие от­дельных цветов, они связаны с теорией цветовых гармоний.

Зная все характеристики цвета, можно говорить о таких поня­тиях, как контраст и нюанс двух цветовых пятен. Под контрастом понимают такое сочетание двух или нескольких цветовых пятен, при котором цвета резко различны по яркости, насыщенности или по тону. Нюанс — это оттенок, едва заметный переход цвета. Нюансное сочетание представляет собой объединение в компо­зиции цветов, которые имеют незначительные расхождения по основным параметрам. При наличии характеристик можно с их помощью задать строго определенный цвет.

Говоря о цвете, было бы ошибкой выпустить из вида такой важный вопрос, как взаимодействие цвета и света. Эти два явле­ния непосредственно связаны между собой. Падающий пучок света может происходить от естественного источника — солнеч­ного луча и от искусственного освещения: лампы накаливания и лампы холодного свечения. Качественно новый пучок света даст и несколько иное разложение цветов. Так, при освещении лампами накаливания отсутствуют синие и фиолетовые излучения.

Рис. 10. Приемы выбора фона для выделения обрабатываемых деталей:

а – фон неоднородный, с большим контрастом по светлоте и отсутствием контраста по цвету; б — рациональная конструкция элементов, создающих фон.

Красные цвета становятся более чистыми, оранжевые краснеют, голубые — зеленеют, синие и фиолетовые — краснеют, превращаясь в пурпур­ный. Освещение ртутными лампами приводит к тому, что кремовые цвета становятся зеленоватыми, желтый цвет — ярко-зеленым, желто-красные — желтовато-зелеными, бледно-голубой — серо-голубым, темно-голубой — более ярким, зеленый — более глубоким, розовый — серовато-бурым, оранжевый — блеклым и серо­ватым, красный — бурым, фиолетовый — блестящим, серый при­обретает зеленоватый тон. При конструировании необходимо учи­тывать указанные выше свойства цвета и применять соответствую­щие цвета в каждом конкретном случае.

Размеры станка оказывают влияние на выбор цвета для окра­шивания. Малые станки следует окрашивать в один цвет, многоцветность может нарушить цельность формы, иногда можно исполь­зовать более насыщенные цвета. Для окрашивания же крупных станков можно применять несколько цветов, это служит средством объединения отдельных частей (объемов) станка. Для окрашивания станков, имеющих поверхности больших площадей, доминирую­щих в производственном интерьере, следует применять светлые и ненасыщенные цвета. Однотипные станки (например, по их техно­логическому назначению) и станки, устанавливаемые на одном участке, в одном пролете, могут иметь одинаковое цветовое ре­шение.

Очень важно правильно выбрать фон для выделения обраба­тываемой детали (рис. 10). Если на станке будут обрабатывать детали из разных материалов (чугуна, стали, бронзы и т. п.), то в конструкции станка следует предусмотреть специальные сменные щиты с соответствующей окраской. Рекомендуются следующие цвета фона для выделения обрабатываемой детали;

Для работающего на станке исключительно важное значение имеет цветовое оформление органов управления станка и правильный выбор фона для них. Если органы управления темного цвета, то фон для них должен быть светлым и наоборот.

При выборе цвета для окрашивания станков необходимо учитывать также тип источника освещения (естественное освещение лампы накаливания, лампы дневного света и т. д.) и освещенность, так как при различных источниках света и различной освещенности цвет краски меняется. Отраслевой стандарт ОСТ2 Н06-2–72 устанавливает следующие общие указания по цветовой отделке металлорежущих станков: а) цвет окраски выбирают конструкторы (художники-конструкторы), которые делают соответствующие надписи на чертежах деталей, узлов и общих видов станков; б) допустимо окрашивать станок в два и более цвета; в) при выборе цветов учитывают размеры и назначение станка, создание фона для обрабатываемых деталей, воздействие охлаждающих жидкостей на окрашиваемую поверхность и другие фактору; г) станки, поставляемые на экспорт, окрашивают в указанные в наряд-заказе цвета; если этих указаний нет, станки окрашивают в цвета, заданные на чертеже.

Желательно иметь схему станка с маркировкой принятых колеров (рис. 11, позиции 1-6).

Особое внимание должно быть уделено художественно-конструкторской отработке универсальных станков, так как их выпускают большими партиями, используют длительное время, и они составляют основную часть оборудования большинства машиностроительных предприятий.

Иного подхода требует эстетическая отработка специальных станков. Специальные станки часто создают на базе нормализованных узлов или с использованием узлов ранее изготовленных станков. В этом случае красота станка будет зависеть от худо­жественно-конструкторской отработки этих узлов, а также от удачного их сочетания в данном станке. Художественная отработка специальных элементов, присущих только конкретному станку, дает возможность усилить художественную вы­разительность станка.