中揚(yáng)V8L機(jī)床加工中心導(dǎo)軌防護(hù)罩拉伸長度

  中揚(yáng)V8L機(jī)床加工中心導(dǎo)軌防護(hù)罩拉伸長度

機(jī)床防護(hù)罩進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，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(jī)床防護(hù)罩主要結(jié)構(gòu)參數(shù)包括防護(hù)罩拉伸大長度、壓縮小長度、防護(hù)罩的節(jié)數(shù)、防護(hù)罩寬度等。另外，一些高速機(jī)床防護(hù)罩上使用了密封條而密封條使用壽命的計(jì)算會(huì)影響防護(hù)罩的保養(yǎng)、維護(hù)工作。因此，本文提出了機(jī)床防護(hù)罩的結(jié)構(gòu)有關(guān)參數(shù)的計(jì)算方法和公式。這些參數(shù)的計(jì)算有助于防護(hù)罩的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和安裝等環(huán)節(jié)[1]。
  1 機(jī)床導(dǎo)軌防護(hù)罩的參數(shù)設(shè)計(jì)要求
  機(jī)床防護(hù)罩的計(jì)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(jì)算得到。如果設(shè)計(jì)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(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，甚至無法生產(chǎn)或安裝，產(chǎn)生諸多問題。因此，本文針對(duì)設(shè)計(jì)防護(hù)罩需要的各種參數(shù)進(jìn)行了推導(dǎo)和計(jì)算并分析了各個(gè)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(jì)過程和參數(shù)計(jì)算方法。
  2機(jī)床導(dǎo)軌防護(hù)罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)算公式[2]。具體防護(hù)罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。
  1）如果已知防護(hù)罩的大拉伸量Lmax、第一節(jié)縮進(jìn)量Ffirst、葉片錯(cuò)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(cuò)開量E，求防護(hù)罩的大拉伸量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(jì)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(gè)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(jī)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(jì)算防護(hù)罩寬度；最后利用公式（9）計(jì)算防護(hù)罩側(cè)面寬度。

  3機(jī)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(jì)主要有兩個(gè)指標(biāo)，一是外形設(shè)計(jì)，包括尺寸、選材等方面；另一個(gè)是使用壽命設(shè)計(jì)。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(duì)密封條外形設(shè)計(jì)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(jì)算是通用的，因而下面分析密封條的使用期限的參數(shù)計(jì)算方法。一般密封條的工作壽命主要防護(hù)罩和移動(dòng)速度有關(guān)，移動(dòng)速度越大壽命越短。目前，從機(jī)床的工作速度角度講，機(jī)床可分為普通機(jī)床和高速機(jī)床。普通機(jī)床的防護(hù)罩移動(dòng)速度一般在1m/min～30m/min；高速機(jī)床的防護(hù)罩移動(dòng)速度可達(dá)到30m/min～200m/min。在計(jì)算密封條使用壽命時(shí)，主要采用的是機(jī)床防護(hù)罩葉片之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的平均速度V，因此，該速度并不是很大，一般在3m/min左右。
    有關(guān)防護(hù)罩參數(shù)的計(jì)算，本文采用了傳統(tǒng)機(jī)理計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算的。其實(shí)，在實(shí)際計(jì)算過程中也可以借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)響應(yīng)情況，分析不同防護(hù)罩結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能，最后選擇性能好的結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。另外，設(shè)計(jì)防護(hù)罩外形參數(shù)時(shí)，一定要考慮安裝等情況。因此，設(shè)計(jì)外形時(shí)需要留有足夠的冗余量，方便安裝，保證機(jī)床正常運(yùn)行。例如，當(dāng)設(shè)計(jì)機(jī)床防護(hù)罩大伸長量時(shí)可以參照機(jī)床絲杠的長度，加長機(jī)床絲杠3-5倍的長度；計(jì)算防護(hù)罩小收縮量時(shí)，可以在計(jì)算的基礎(chǔ)上再減少機(jī)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(jì)大型加工中心的防護(hù)罩時(shí)還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以滿足設(shè)計(jì)的要求。