供應(yīng)金威刻DC0605-PET膜切加工中心導(dǎo)軌防護(hù)罩設(shè)計要求
鹽山金大機床的導(dǎo)軌防護(hù)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(hù)的重要部件，可以避免冷卻液、切削鐵屑等進(jìn)入機床內(nèi)部。另外，防護(hù)罩也起到機床外觀的美化作用。因此，近年來機床的防護(hù)罩設(shè)計已經(jīng)開始受到人們的重視。
金大機床防護(hù)罩進(jìn)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(hù)罩的制作、安裝等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。機床防護(hù)罩主要結(jié)構(gòu)參數(shù)包括防護(hù)罩拉伸最大長度、壓縮最小長度、防護(hù)罩的節(jié)數(shù)、防護(hù)罩寬度等。另外，一些高速機床防護(hù)罩上使用了密封條而密封條使用壽命的計算會影響防護(hù)罩的保養(yǎng)、維護(hù)工作。因此，本文提出了機床防護(hù)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(hù)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(hù)罩的參數(shù)設(shè)計要求
機床防護(hù)罩的計算參數(shù)主要指防護(hù)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(hù)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(hù)罩需要的各種參數(shù)進(jìn)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(hù)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(hù)罩結(jié)構(gòu)設(shè)計的常用公式
根據(jù)防護(hù)罩結(jié)構(gòu)參數(shù)已知情況，未知防護(hù)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(hù)罩結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1所示。
1）如果已知防護(hù)罩的最大拉伸量Lmax、第一節(jié)縮進(jìn)量Ffirst、葉片錯開量E、防護(hù)罩節(jié)數(shù)n、相鄰兩節(jié)重疊量C，求防護(hù)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(hù)罩最小收縮量Lmin、防護(hù)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(hù)罩的最大拉伸量Lmax和每節(jié)防護(hù)罩平均長度Lev以及第一節(jié)長度Lfirst；
3）防護(hù)罩寬度參數(shù)計算
防護(hù)罩寬度包括防護(hù)罩防護(hù)罩寬度和側(cè)面寬度兩個指標(biāo)。如果已知防護(hù)罩上部寬度為Hup、防護(hù)罩板材厚度D、防護(hù)罩估算節(jié)數(shù)N、機床導(dǎo)軌寬度Hg，求解防護(hù)罩寬度Hz、和防護(hù)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(hù)罩上部寬度，利用公式（7）估算防護(hù)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(hù)罩板材厚度計算防護(hù)罩寬度；最后利用公式（9）計算防護(hù)罩側(cè)面寬度。
3機床導(dǎo)軌防護(hù)罩密封條使用壽命分析
防護(hù)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(hù)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(hù)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(hù)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(hù)罩移動速度一般在1m/min～30m/min；高速機床的防護(hù)罩移動速度可達(dá)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(hù)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(hù)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(hù)罩由5片葉片組成，則機床防護(hù)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(hù)罩密封條的使用壽命完全可以達(dá)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(hù)罩參數(shù)的計算，本文采用了傳統(tǒng)機理計算公式進(jìn)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(hù)罩伸縮的動態(tài)響應(yīng)情況，分析不同防護(hù)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(jìn)行計算機輔助設(shè)計。另外，設(shè)計防護(hù)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(hù)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(hù)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(hù)罩時還應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整，以滿足設(shè)計的要求。
4結(jié)論
導(dǎo)軌防護(hù)罩是高速機床中非常重要的組成部分，可以起到防護(hù)導(dǎo)軌等部件的作用。本文詳細(xì)分析了高速機床防護(hù)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(hù)罩的制造和安裝工作具有指導(dǎo)作用。
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