程亮　蔣莉

摘 要：文章介紹了鋼制機床導軌防護罩行程排列的計算方法，給出了各參數(shù)之間的相互關系；利用VB語言編寫計算程序及應用算法，并實例說明防護罩行程排列參數(shù)化設計方法以及實際工作應用效果。

關鍵詞：機床導軌防護罩；行程排列；參數(shù)化；VB

中圖分類號：TG502.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）17-0009-02

鋼制機床導軌防護罩（下稱“防護罩”）是數(shù)控機床重要的功能部件，在加工過程中能夠有效保護機床導軌、絲杠等精密部件，優(yōu)化車間工作環(huán)境。防護罩主要包括低速拖拽式結構和高速同動式結構兩大類，拖拽式結構系借著一片推動一片產生位移，適用于30 m/min以下的低速運行；同動式結構依靠同動機構實現(xiàn)防護罩的快移，從而滿足數(shù)控機床的快速移動要求。目前生產機床部件的中小企業(yè)在設計過程中主要依靠設計人員的實踐經(jīng)驗或參照市場上已有的產品進行設計，同時在防護罩設計之初計算行程排列時，需手工反復排列計算。

本文主要介紹防護罩行程排列方法，并實現(xiàn)防護罩行程排列參數(shù)化設計。

1 防護罩行程排列方法

鋼制防護罩各層罩板重疊具有伸縮性，因此從結構和尺寸上對機床部件空間布局有一定影響，同時滿足機床主機的行程要求。防護罩的行程設計主要根據(jù)機床主機大件（或整體）結構尺寸及主機的行程確定，同時根據(jù)防護罩自身結構確定防護罩拉板、筋板材質及規(guī)格、刮屑條結構、運動附件等內部細節(jié)結構尺寸。一般情況下，防護罩在達到理論最大拉伸與最小壓縮極限位置后相應各增加3～5倍絲杠導程的“冗余量”，以保證防護罩運行性能及安全性，保障機床主機穩(wěn)定運行。防護罩行程設計，如圖1所示。

相關參數(shù)命名：

Lmax為防護罩最大拉伸長度；

Lmin為防護罩最小壓縮長度；

n為防護罩層數(shù)；

P1為第1層罩板與第2層罩板的相對行程，以下以此類推；

Pn-1：第n層罩板與第n-1層罩板的相對行程；

P為防護罩總行程（含冗余量），P=P1+P2+……+Pn-1；

t1為與機床連接板規(guī)格（注：可選項）；

t2為筋板厚度規(guī)格；

b1為與機床內部安裝安全距離；

b2為相鄰兩個筋板距離（不含t2），根據(jù)運動部件不同設定不同值；

a1為第1層罩板與第2層罩板最小壓縮狀態(tài)下的層錯位量，以此類推至第n-2層罩板與第n-3層罩板；

a2為第n-1層罩板與第n層罩板最小壓縮狀態(tài)下的層錯位量；

L1為第1層防護罩板長度；

Li為第i層防護罩板長度（2≤i≤n-1）；

Ln為第n層防護罩板長度；

tzl：為安裝調整量包括刮屑板（tzl1）、緩沖墊（tzl2）等安裝尺寸，通常為常數(shù)；

通過式（1）和式（9）可得到最大拉伸、最小壓縮、行程及層數(shù)之間的相互轉化，輸入其中已知兩項就可以得出其他兩項的參數(shù)，同時可根據(jù)式（5）、式（6）、式（7）得出各層罩板的長度，實現(xiàn)防護罩行程的參數(shù)化設計。

2 防護罩行程排列參數(shù)化設計

利用VB6.0編寫防護罩行程排列輔助設計程序，該程序主要分為計算模式選擇、防護罩類型選擇、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)計算輸出四部分。防護罩行程參數(shù)化計算主要有三種模式，即：

①輸入最大拉伸與最小壓縮計算輸出行程與層數(shù)；

②輸入最小壓縮與行程計算輸出最大拉伸與層數(shù)；

③輸入層數(shù)與行程計算輸出最大拉伸與最小壓縮。

防護罩類型選擇預制了5種標準行程排列結構（含同動式）及1種自由輸入的行程排列結構，根據(jù)防護罩所配套機床類型、運行速度等相關因素選擇適合的行程排列類型。數(shù)據(jù)輸入則根據(jù)選擇的計算模式及防護罩類型進行數(shù)據(jù)輸入，經(jīng)過計算在數(shù)據(jù)輸出相應的行程排列運算結果。

2.1 模式1：輸入最大拉伸與最小壓縮求解層數(shù)與行程

當（3B+A）2-4BC<0或n<0時，數(shù)據(jù)輸入出現(xiàn)邏輯錯誤，需重新輸入。在實際工作中層數(shù)n為一個正整數(shù)，因此輸出的層數(shù)n為計算結果舍棄小數(shù)點后取整并加1。

當然當計算的結果非常接近（大于或小于）整數(shù)時，可憑設計者的工作經(jīng)驗，微調輸入數(shù)據(jù)以獲得滿足設計要求的行程排列。此時防護罩可根據(jù)層數(shù)計算結果帶入式（2）、式（3）、式（4）計算新的實際行程。

2.2 模式2：輸入最小壓縮與行程求解最大拉伸與層數(shù)

此計算模式適用于機床設計者或防護罩制造廠的一次設計，能夠滿足機床一定空間限定下防護罩行程的優(yōu)化設計。當輸入最小壓縮Lmin與行程P求解最大拉伸Lmax與層數(shù)n時，由式（1）和式（9）可得：

同模式1，當（3B+A）2-4BD<0或n<0時候，數(shù)據(jù)輸入出現(xiàn)邏輯錯誤，需重新輸入。計算層數(shù)n按上述方法獲得所需數(shù)據(jù)并獲得相應滿足設計要求的行程排列。

2.3 模式3：輸入層數(shù)與行程求解最大拉伸與最小壓縮

此計算模式適用于機床設計者或防護罩制造廠的一次設計，能夠有效控制機床的內部空間，優(yōu)化防護罩行程設計。當輸入層數(shù)n與行程P求解最小壓縮Lmin和最大拉伸Lmax與時，由式（1）及式（9）可得

以上三種計算模式適用于不同的防護罩行程計算方法，并可以相互間進行轉化計算，能夠快速解決行程排列問題。

3 結 語

防護罩行程排列設計是防護罩設計前期最重要的工作，在設計過程中結合主機的具體結構及防護罩的特點進行綜合權衡，具體問題具體分析，靈活運用該軟件提供的計算模式。經(jīng)實際工作測試，利用該軟件進行設計取得了良好的效果。

參考文獻：

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[2] 楊沛湛，王瑾.機床導軌防護罩結構設計參數(shù)的計算[J].制造技術與機床，2008，（10）.