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       摘要: 隨著科學水平的不斷提高，數控機床領域也注入了新興技術。特別是大型機床的進一步應用、優化，極大地提高了數控機床的生產效率。大型機床導軌防護罩，是對整個機器進行防護的重要零件，不僅可以阻止零碎物品進入機器內部。還能使大型機器的外觀不會顯得那么笨重。大型機床導軌防護罩結構的優化設計工作，已經成為大型機床導軌設計的重要一環。本文將對大型機床導軌防護罩的組成結構進行分析，對比不同形式的導軌防護罩結構及應用原理，為實現大型機床導軌防護罩的設計提供信息及理論基礎。
   
      關鍵詞 : 大型機床；導軌防護罩；結構；優化設計

      隨著大型機床中技術的不斷應用創新，大型機床導軌防護罩的研究也得到了發展。原有的大型機床導軌防護罩移動比較緩慢，不能適應高速機床的應用條件，隨著技術的研發與應用，大型機床導軌防護罩的速度在逐步增強，穩定性也在逐步增加。
   
      一、大型機床導軌防護罩的結構特點
   
      1.大型機床導軌防護罩的分類及設計要求
   
     當前，對于大型機床導軌防護罩的研究設計，出現了很多種形式，并進行了類型上的劃分。依照防護的方式的差異，可以進行劃分，其中高速同動型是此文的研究主體。又可以將高速同動型進行分類。其中高速導軌類型，是常見的大型機床導軌防護罩類型。高速導軌要實現大型防護罩的保護，就要達到一定的條件：（1）應該與大型機床的移動速度相匹配。最快的速度應達200m/min；（2）能夠抗震，因為大型機床在高速運轉的工作狀態，會產生極高的運轉速度，從而會造成一定的震動，一般的導軌防護罩會在震動的過程中形成損壞，從而不能達到防護的要求；（3）加速要夠快，加速反應能力，避免機床在實際運轉中對其造成破壞；（4）降低噪音，機床在高速運轉過程中，防護罩會產生摩擦，從而形成噪音。降低噪音，是大型機床導軌防護罩設計必要要注意的環節；（5）外觀要合理，防護罩是機床的外部防護措施，外觀的合理會促進機器使用時的方便。
 
      2.大型機床導軌防護罩的結構特點
   
      大型機床導軌防護罩的結構，有著特定的形狀，整體結構類似剪刀。圍繞著中間軸，在中間軸上的是葉片。當機床運行時，葉片按照一致的規律進行移動。采用雙自由度的機械結構，采用刮刷對防護罩的運動方向進行控制。大型機床導軌防護罩在高速運轉過程中，如果受力不均勻，葉片會發生發生變形。高速同動型機構防護罩則可以擺脫上述出現的困擾，高速同動型機構防護罩把葉片安排在了兩側轉軸上，避免葉片在防護罩高速運動的過程中發生變形。通過提高葉片的穩定性，可以實現防護罩運動速度的提高。此外，該裝置還有導軌槽板的設計，可以增加該裝置的穩定性。該防護罩結構如圖1所示。
  

      
  
       1—立柱；2—主軸箱；3—斜導軌防護罩；4—工作臺；5—橫托板；6—平導軌防護罩；7—床身；8—螺旋排屑器；9—床身導軌。

                  圖1 斜鋼導軌防護罩結構圖
  

      二、結構設計分析
   
      1.防護罩的結構設計及分析
   
      首先，防護罩的是為了保護機床在運轉過程中，不受碎屑、水等雜物的損害。其基本機構包括立柱、工作臺、橫托板等基本構成。其次，對于防護罩的結構設計，主要針對的問題是機床帶動防護罩高速運轉，轉軸的高速運轉會帶動防護罩的葉片進行運轉，從而達到保護機床的作用。但是防護罩的高速運轉會造成其發生扭曲變形，這是防護罩結構設計主要的問題。最后，由于大型機床在高速運轉的過程中，速度會達到200m/min，因此，防護罩的設計，還必須對其穩定性進行考慮，避免機床在高速運轉過程中，機床導軌防護罩的各個零件會發生碰撞，從而會形成噪聲。
   
      2.導軌防護罩的設計，需要有具體的參數，按照參數進行設計。最大拉伸后尺寸用Lmax表示。導軌寬用A表示，防護寬用a表示。對護罩罩板參數及靈敏度進行分析。例如，對參數a 的全局靈敏度進行分析，如圖2 所示，參數a 在150 度至170 度之間移量保持在一個比較平穩的形勢，當參數接近180度并不斷加大時，罩板的質量越差，排屑效果越不理想。
 
     3.大型機床導軌防護罩的結構的優化
 
     首先針對機床導軌防護罩出現的問題，目前出現了兩種防護罩的設計。一種是高速同動機構，而另一種則是高速同動平行機構。它們在原有防護罩的基礎上，增添了穩定性因素的考慮。其次，高速同動結構防護罩，是當前機床防護罩最常見的形式。護罩隨著大型機床運動，所以被稱為高速同動機構防護罩。高速同動機構防護罩根據機床的特點，又可以分為單排狀態和雙排狀態。

      
  
                      圖2 高速同動機構動作狀態示意圖
     
      高速同動機構防護罩的結構，是一個支點與主體連接，形成雙自由的構成方式。通過轉軸的的帶動，產生推力、拉力。掛刷用來控制結構的左右移動，從而形成其運動方向的一致，減少葉片受到的阻力，促進高速同動機構防護罩的整體穩定，防止防護罩出現變形等情況。最后，高速同動平行機構防護罩，通過對原有同動結構的改造，目的是減少轉軸的不協調運動。使轉軸直接與護罩進行連接，減少了中間的摩擦力，促進護罩的穩定性，同時也為防護罩的高速運轉提供條件。與原有同動機構不同，高速同動平行機構具有雙支點，與主體的連接更加緊密。高速同動平行機構，促進了機構各部件的一體化，減少了中間的連接步驟，會極大地提高防護罩的穩定性。
   
      綜上所述，大型機床導軌防護罩結構的研究，促進防護罩的一體化，能夠在很大程度上減少防護罩的損壞，增加防護罩的使用時間，從而減少防護罩的成本。高速同動機構防護罩的使用，采用雙支點連接，式防護罩在運行過程中的摩擦力減弱，提高了防護罩和機床的結合度，減少防護罩的維護費用。同時，為了適應大型機床的不斷發展，防護罩的設計應該不斷地進行更新，以實現更好地與大型機床進行配合，提高大型機床的工作效率。