供應(yīng)金威刻DC0605-PET膜切加工中心導(dǎo)軌防護罩設(shè)計要求
鹽山金大機床的導(dǎo)軌防護罩作為機床導(dǎo)軌、控制電機、傳動絲杠、電纜等電氣設(shè)備防護的重要部件，可以避免冷卻液、切削鐵屑等進入機床內(nèi)部。另外，防護罩也起到機床外觀的美化作用。因此，近年來機床的防護罩設(shè)計已經(jīng)開始受到人們的重視。
金大機床防護罩進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，有關(guān)參數(shù)比較重要，關(guān)系到防護罩的制作、安裝等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。機床防護罩主要結(jié)構(gòu)參數(shù)包括防護罩拉伸最大長度、壓縮最小長度、防護罩的節(jié)數(shù)、防護罩寬度等。另外，一些高速機床防護罩上使用了密封條而密封條使用壽命的計算會影響防護罩的保養(yǎng)、維護工作。因此，本文提出了機床防護罩的結(jié)構(gòu)有關(guān)參數(shù)的計算方法和公式。這些參數(shù)的計算有助于防護罩的設(shè)計、生產(chǎn)和安裝等環(huán)節(jié)[1]。1 機床導(dǎo)軌防護罩的參數(shù)設(shè)計要求
機床防護罩的計算參數(shù)主要指防護罩的物理結(jié)構(gòu)和尺寸。這些參數(shù)有些可以直接測量得到，還有些參數(shù)需要利用已知參數(shù)計算得到。如果設(shè)計人員得到的參數(shù)沒有準(zhǔn)確的數(shù)值或是參數(shù)自相矛盾、相互沖突，結(jié)果就是制造、安裝防護罩時發(fā)生錯誤，甚至無法生產(chǎn)或安裝，產(chǎn)生諸多問題。因此，本文針對設(shè)計防護罩需要的各種參數(shù)進行了推導(dǎo)和計算并分析了各個參數(shù)之間的關(guān)系，最終明確了防護罩結(jié)構(gòu)設(shè)計過程和參數(shù)計算方法。
2機床導(dǎo)軌防護罩結(jié)構(gòu)設(shè)計的常用公式
根據(jù)防護罩結(jié)構(gòu)參數(shù)已知情況，未知防護罩結(jié)構(gòu)參數(shù)的求解可采用不同的計算公式[2]。具體防護罩結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1所示。
1）如果已知防護罩的最大拉伸量Lmax、第一節(jié)縮進量Ffirst、葉片錯開量E、防護罩節(jié)數(shù)n、相鄰兩節(jié)重疊量C，求防護罩最小收縮量Lmin、每節(jié)平均長度Lev、第一節(jié)長度Lfirst；
2）如果已知防護罩最小收縮量Lmin、防護罩節(jié)數(shù)n、第一節(jié)收縮量Ffirst和相鄰兩節(jié)重疊量C，葉片錯開量E，求防護罩的最大拉伸量Lmax和每節(jié)防護罩平均長度Lev以及第一節(jié)長度Lfirst；
3）防護罩寬度參數(shù)計算
防護罩寬度包括防護罩防護罩寬度和側(cè)面寬度兩個指標(biāo)。如果已知防護罩上部寬度為Hup、防護罩板材厚度D、防護罩估算節(jié)數(shù)N、機床導(dǎo)軌寬度Hg，求解防護罩寬度Hz、和防護罩側(cè)面寬度Hc。具體公式如下所示：
求解過程如下：
首先，根據(jù)未定的防護罩上部寬度，利用公式（7）估算防護罩節(jié)數(shù)；然后利用公式（8），根據(jù)給定的導(dǎo)軌寬度和防護罩板材厚度計算防護罩寬度；最后利用公式（9）計算防護罩側(cè)面寬度。
3機床導(dǎo)軌防護罩密封條使用壽命分析
防護罩密封圈或密封條的設(shè)計主要有兩個指標(biāo)，一是外形設(shè)計，包括尺寸、選材等方面；另一個是使用壽命設(shè)計。由于不同類型的防護罩使用的密封條外形尺寸是不相同的，因此本文對密封條外形設(shè)計不做具體分析。但是防護罩密封條的材料大都相同，其使用壽命的計算是通用的，因而下面分析密封條的使用期限的參數(shù)計算方法。一般密封條的工作壽命主要防護罩和移動速度有關(guān)，移動速度越大壽命越短。目前，從機床的工作速度角度講，機床可分為普通機床和高速機床。普通機床的防護罩移動速度一般在1m/min～30m/min；高速機床的防護罩移動速度可達到30m/min～200m/min。在計算密封條使用壽命時，主要采用的是機床防護罩葉片之間的相對運動的平均速度V，因此，該速度并不是很大，一般在3m/min左右。
防護罩密封條主要采用聚氨酯阿克隆作為主要制造原料。該原料的磨損率可取0.05左右。因此，假設(shè)機床防護罩由5片葉片組成，則機床防護罩的磨損量一般可計算為m=（0.05/1.61x103）x（60V/5）=1.12 m3/h。由此也可以推斷出密封條的有效工作時間t=M/m=3315/1.12=2911h，其中M為可磨損的最大值。根據(jù)一般機床維修的期限為3～5年計算，防護罩密封條的使用壽命完全可以達到機床維修年限，可以在維修機床時更換密封條或密封圈[3]。
有關(guān)防護罩參數(shù)的計算，本文采用了傳統(tǒng)機理計算公式進行計算的。其實，在實際計算過程中也可以借助計算機輔助設(shè)計各種參數(shù)。例如利用ANSYS WORKBENCH 分析軟件分析防護罩伸縮的動態(tài)響應(yīng)情況，分析不同防護罩結(jié)構(gòu)的動態(tài)性能，最后選擇性能最好的結(jié)構(gòu)進行計算機輔助設(shè)計。另外，設(shè)計防護罩外形參數(shù)時，一定要考慮安裝等情況。因此，設(shè)計外形時需要留有足夠的冗余量，方便安裝，保證機床正常運行。例如，當(dāng)設(shè)計機床防護罩最大伸長量時可以參照機床絲杠的長度，加長機床絲杠3-5倍的長度；計算防護罩最小收縮量時，可以在計算的基礎(chǔ)上再減少機床絲杠的3-5倍的長度為宜。本文采用的公式已經(jīng)考慮了這種情況，但是如果設(shè)計大型加工中心的防護罩時還應(yīng)根據(jù)實際情況進行調(diào)整，以滿足設(shè)計的要求。
4結(jié)論
導(dǎo)軌防護罩是高速機床中非常重要的組成部分，可以起到防護導(dǎo)軌等部件的作用。本文詳細分析了高速機床防護罩的結(jié)構(gòu)和有關(guān)參數(shù)之間的相互關(guān)系。本文提出的各種參數(shù)的計算公式也會對高速機床防護罩的制造和安裝工作具有指導(dǎo)作用。
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