高速臥式加工中心Y向導軌防護罩設計要點
〇引言目前,精工機床技術向精密、高效、柔性、集成的方向 發展。基于高速、復合、智能、環保的精工機床發展的技術 平臺，已成為發展精工機床行業的關鍵技術。高速導軌防 護罩是高速機床不可缺少的組成部分，在保證精工機床高 精度、高速度、低噪音方面起到重要作用。本文通過材料、 結構、模型設計、靜力學分析幾個方面闡述此護罩的設計 要點。i總體方案設計流程高速臥式加工中心Y向導軌防護罩通過圖1所示技 術路線開展研發工作。2設計要點2.1護罩主體材料選擇護罩板材選擇：護罩在高速高加速度引起的強度、共 振下運行,對護罩主體材料剛性、強度、質量等方面要求較 高，以減少主軸運行時所承擔的負荷和降低護罩在啟動及剎車時所產生的慣性,從而降低共振的產生，保證機床的 加工精度。431不銹鋼薄板材具有良好的剛性、硬度、防銹 性、加工性能,故選用431不銹鋼板材。護罩鉸鏈材質選擇如表1。2.2護罩主體結構設計主體結構采用互為導軌結構（如圖2 ,每層主板上下間隙0.3mm,左右間隙0.5mm,以適應單鉸鏈運動所帶來 的受力不均勻，互為導軌的結構減少了護罩的厚度，增強 了護罩的強度。保證滿足使用的同時護罩運行平穩流暢。2.3整體密封機構設計護罩通過每一層板相互擠壓達到密封作用，生產中由 于各方面累計誤差，使護罩達不到密封要求(如圖3)。現 在正面增加密封折邊和背面防水折邊(如圖4 ,避免在生 產過程中由于搬運或焊接熱應力造成的變形。2.4鉸鏈伸縮機構設計鉸鏈的設計時鉸鏈片與鉸鏈銷軸肩釋放適合間隙，保 證同步鉸鏈機構在不壓死，運行靈活，軸向不竄動,保證機 床導軌防護罩在高速高加速度運行中穩定不抖動。鉸鏈機構靜力學分析如圖5。分析結果：鉸鏈最大變形發生在鉸鏈最右端（施加 30kg力處，最大變形量為0.3mm。鉸鏈銷最大應力發生 在鉸鏈銷螺栓連接根部，一側受壓、一側受拉。最大應力值 為257MPa,小于鉸鏈銷的屈服極限應力。鉸鏈支架最大應 力發生在鉸鏈銷安裝處和支架末端，最大應力值為31.8MPa。分析結論:選用鉸鏈、鉸鏈銷、鉸鏈支架材質、結構符 合靜力學受力、形變要求。2.5工藝設計要點①需保證導軌、鉸鏈銷等精度，可采用鈑金鉚焊工藝；②控制折彎精度在0.1mm,折彎角度在±0.2度范圍內；③控制焊接精度在0.2mm范圍內；④控制組裝定位精度在0.5mm范圍內；⑤此類護罩不適宜涂刷粘性較大的防銹油。2.6理論模型通過對高速臥式加工機床實測、設計等工作，利用 Solidworks軟件將Y向導軌防護罩建模并與機床裝配，檢 查是否存在干涉等問題。2.7試驗與改進制作樣機進行試驗，通過連續15天跑車測試,累積運 行時間110小時,累積運行次數33938次,各項指標均達 到要求。3結束語高速臥式加工中心Y向導軌防護罩的研發生產工 作，是建立在長期以來的經驗積累，通過不斷地改進完善、 探索和創新，形成現有的成熟產品。其鉸鏈機構時護罩高 速運行的核心所在，故在如何保持鉸鏈銷的產品質量穩定 性上仍需做大量研究。目前關于導軌防護裝置的國家標準 版本陳舊，不能符合目前高速、高精度的要求，希望國家標 準委員會對此方面加以考慮,規范行業標準，促進整體行 業產品質量的不斷提高。