高速机床导轨防护罩的支撑导向装置设计
发布时间：2016-01-27毕晓旭1 周云龙2
（1.沈阳机床集团股份有限公司；2.沈阳机床集团成套设备有限责任公司）
摘 要：本文就两种在现代制造业中起重要作用的机床导轨防护罩做了详细介绍，并在其基础上引出了支撑导向装置在高速机床导轨防护罩上的设计方案以及在实际机床上的应用。
关键词：高速机床；导轨防护罩；数控机床
0 引言
在现代制造业中，机床工业是Z为重要的一部分，更是制造业的奠基石。随着高速切割机床运动性能的大幅提升，传统的导轨防护罩已经满足不了现代的机床运动，为了满足现实中的需求，我们不得不采用高速机床导轨防护罩。而在某些需要高精度高效率的行业中，就需要采用全钣金结构的高速导轨防护罩导轨支撑导向装置。这个全钣金结构的导向装置一般需要主机所在制造厂自行设计和制造。
1 高速机床导轨防护罩
所谓高速机床就是突出一个快速，当然在尽量快的前提下要考虑的还有很多，比如在高速移动下导轨防护罩结构能否承受所引起的强度、共振、耐用性等问题，只有把这些问题做到Z好的处理，才能保证机床正常稳定的运行，更对机械加工的精确度有一个很大的保证。当前工业中常用的高速防护罩有高速同动机构和高速同动平行机构两种类型。
1.1高速同动机构防护罩
同动机构是一种动作原理与剪刀运动原理相似的运动机构，其每一片护罩都固定在中间的转轴上，当转轴运动时进而带动每一片护罩转动，这样，不但每片护罩可以同时运动，而且运动速度和运动路程都一样。固叫做同动机构又叫剪刀式机构。从结构上分析来看，高速同动机构导轨防护罩的同动机构和与主体的枢接是不一样的机构，前者为单一的支点，而后者是双自由的机构。它们都是靠转轴的转动来获取动力，而且能够很好恰当的利用护罩轨道的侧面与刮刷来控制两侧的自由角度，使同动机构能够单一、平稳的向一个方向运动。当然若是每片护罩在某一时刻所受各种力不均匀时，根据物理的受力平衡，护罩肯定会出现扭转、变形等一系列对机床造成严重影响的后果，再者，机床在高速运动中会产生共振，使得这些外力不得不由机构转轴与连杆来承受，这样长期下去造成的后果只能是转轴与连杆断裂。所以维持护罩每时每刻的正常运行是格外重要的。
1.2高速同动平行机构防护罩
高速同动平行机构防护罩就是为改进同动机构在高速运动下的各种不足而研发的，极大地提升了同动机构在某些方面的功能，其中就包括同动机构在转动时转轴上下晃动和左右不一致的问题，同时两侧转轴紧紧枢接在每片护罩上，极大降低了其摩擦阻力，从而使防护罩能够正常的运行。由此我们不难看出，高速同动平行机构防护罩在同动机构防护罩的基本原理之上做出改进之后，不但大幅度提升了防护罩的稳定性和实用性，而且大幅提高了其运行速度。再从结构上分析来看，与前面的高速同动机构不同，同动平行结构为单一自由度且双支点与主体枢接在结构上，所以在组装有高速同动平行机构防护罩后，不但改善了高速同动机构导轨防护罩的缺陷而且运动速度得到大幅度提升。除了这些，在高速同动平行结构防护罩上固定导轨槽板后，一方面增加了护罩的刚性，另一方面护罩的承受力也会得到一定程度的增大。
2 高速机床导轨防护罩的支撑导向装置
通过以上对两种防护罩的分析，我们不难得到一个两种防护罩都存在的问题――高速运行的导轨防护罩将在导轨防护架及机床床身导轨的结合处产生跳跃，虽然两种防护罩所存在问题的程度有所差异。所以说就应该设计一些装置来解决这一些问题。在Z初始人们设计的装置中，它们以机床的导轨作为导轨防护罩的支撑导向装置，图1为原导轨防护罩支撑导向装置结构示意图。在这个结构中，Z亮的一点就是该结构可以节约一定的原料成本，由于先前机床的运行速度对导轨防护罩的支撑导向装置要求并不是特别高，可以说在一定程度上满足了当时的生产需求。但随着工业的发展，这样一个结构已经不能满足高速运行的导轨防护罩，因为在实际制造中导轨防护罩支架不可能做到像导轨那样精密的制作及装配，所以高速运行的导轨防护罩将在导轨防护罩支架3以及机床床身导轨4的结合处产生不断跳跃，而这些直接影响到导轨防护罩运行的稳定性以及机床工作的精度性。
在现代制造业中，机床工业是Z为重要的一部分，更是制造业的奠基石。随着高速切割机床运动性能的大幅提升，传统的导轨防护罩已经满足不了现代的机床运动，为了满足现实中的需求，我们不得不采用高速机床导轨防护罩。而在某些需要高精度高效率的行业中，就需要采用全钣金结构的高速导轨防护罩导轨支撑导向装置。这个全钣金结构的导向装置一般需要主机所在制造厂自行设计和制造。
1 高速机床导轨防护罩
所谓高速机床就是突出一个快速，当然在尽量快的前提下要考虑的还有很多，比如在高速移动下导轨防护罩结构能否承受所引起的强度、共振、耐用性等问题，只有把这些问题做到Z好的处理，才能保证机床正常稳定的运行，更对机械加工的精确度有一个很大的保证。当前工业中常用的高速防护罩有高速同动机构和高速同动平行机构两种类型。
1.1高速同动机构防护罩
同动机构是一种动作原理与剪刀运动原理相似的运动机构，其每一片护罩都固定在中间的转轴上，当转轴运动时进而带动每一片护罩转动，这样，不但每片护罩可以同时运动，而且运动速度和运动路程都一样。固叫做同动机构又叫剪刀式机构。从结构上分析来看，高速同动机构导轨防护罩的同动机构和与主体的枢接是不一样的机构，前者为单一的支点，而后者是双自由的机构。它们都是靠转轴的转动来获取动力，而且能够很好恰当的利用护罩轨道的侧面与刮刷来控制两侧的自由角度，使同动机构能够单一、平稳的向一个方向运动。当然若是每片护罩在某一时刻所受各种力不均匀时，根据物理的受力平衡，护罩肯定会出现扭转、变形等一系列对机床造成严重影响的后果，再者，机床在高速运动中会产生共振，使得这些外力不得不由机构转轴与连杆来承受，这样长期下去造成的后果只能是转轴与连杆断裂。所以维持护罩每时每刻的正常运行是格外重要的。
1.2高速同动平行机构防护罩
高速同动平行机构防护罩就是为改进同动机构在高速运动下的各种不足而研发的，极大地提升了同动机构在某些方面的功能，其中就包括同动机构在转动时转轴上下晃动和左右不一致的问题，同时两侧转轴紧紧枢接在每片护罩上，极大降低了其摩擦阻力，从而使防护罩能够正常的运行。由此我们不难看出，高速同动平行机构防护罩在同动机构防护罩的基本原理之上做出改进之后，不但大幅度提升了防护罩的稳定性和实用性，而且大幅提高了其运行速度。再从结构上分析来看，与前面的高速同动机构不同，同动平行结构为单一自由度且双支点与主体枢接在结构上，所以在组装有高速同动平行机构防护罩后，不但改善了高速同动机构导轨防护罩的缺陷而且运动速度得到大幅度提升。除了这些，在高速同动平行结构防护罩上固定导轨槽板后，一方面增加了护罩的刚性，另一方面护罩的承受力也会得到一定程度的增大。
2 高速机床导轨防护罩的支撑导向装置
通过以上对两种防护罩的分析，我们不难得到一个两种防护罩都存在的问题――高速运行的导轨防护罩将在导轨防护架及机床床身导轨的结合处产生跳跃，虽然两种防护罩所存在问题的程度有所差异。所以说就应该设计一些装置来解决这一些问题。在Z初始人们设计的装置中，它们以机床的导轨作为导轨防护罩的支撑导向装置，图1为原导轨防护罩支撑导向装置结构示意图。在这个结构中，Z亮的一点就是该结构可以节约一定的原料成本，由于先前机床的运行速度对导轨防护罩的支撑导向装置要求并不是特别高，可以说在一定程度上满足了当时的生产需求。但随着工业的发展，这样一个结构已经不能满足高速运行的导轨防护罩，因为在实际制造中导轨防护罩支架不可能做到像导轨那样精密的制作及装配，所以高速运行的导轨防护罩将在导轨防护罩支架3以及机床床身导轨4的结合处产生不断跳跃，而这些直接影响到导轨防护罩运行的稳定性以及机床工作的精度性。
通过对旧结构的分析，以及对新结构的不断探索。经试验我们发现当导轨防护罩采用全钣金方式设计后，导轨防护罩的支撑以及导向不在使用机床床身导轨而是全部由单独的支撑导向装置来完成。该装置的示意图如图2所示，由图我们不难看出该装置的导向支撑是用2.5mm的板材来完成，而且在导向是全长上无接缝。当然这个装置不仅仅是导轨防护罩的支撑以及导向不在使用机床床身导轨而是全部由单独的支撑导向装置来完成这样一个亮点。与先前的那个装置相比，该结构没有如图1所示的导轨防护罩支架3和机床床身导轨4之间的接缝，不会产生跳跃；而且该装置的导向导轨是采用全新的不锈钢板，不但能保证装置的稳定运行，而且提升了装置的精确度；Z后该装置的导向支架对机床的成本基本没有什么影响，当然不会比图1装置结构多太多成本。
3 结论
在现代的工业加工中，为了加强机床的工作稳定性以及不影响机床的加工精度，我们必须想办法设计出确保其护罩及相关零部件的制造和装配精度的特殊装置，才能保证高速机床在快速移动过程中不会对环境造成太多的噪音污染。这样既能满足工作工程的需要也对环境的保护做出了巨大的贡献。
参考文献
[1]周运.机床支撑工程图模版探讨[J].装备制造技术，2012.
[2]杨沛湛.机床导轨防护罩结构设计参数的计算[J].制造技术与机床，2011.
3 结论
在现代的工业加工中，为了加强机床的工作稳定性以及不影响机床的加工精度，我们必须想办法设计出确保其护罩及相关零部件的制造和装配精度的特殊装置，才能保证高速机床在快速移动过程中不会对环境造成太多的噪音污染。这样既能满足工作工程的需要也对环境的保护做出了巨大的贡献。
参考文献
[1]周运.机床支撑工程图模版探讨[J].装备制造技术，2012.
[2]杨沛湛.机床导轨防护罩结构设计参数的计算[J].制造技术与机床，2011.
来源：《科技传播》2013年09期