招瑞豐

摘 要：隨著機(jī)床效率和速度的不斷提高，對(duì)高速機(jī)床內(nèi)防護(hù)提出越來(lái)越高的要求，本文通過(guò)對(duì)兩種機(jī)床用的新型導(dǎo)軌內(nèi)防護(hù)的結(jié)構(gòu)和性能的分析，對(duì)這類(lèi)防護(hù)的設(shè)計(jì)和選用提供借鑒。

關(guān)鍵詞：高速內(nèi)防護(hù)；內(nèi)防護(hù)結(jié)構(gòu)

0 引言

傳統(tǒng)的拖曳式防護(hù)罩通過(guò)各層互相推拉的方式實(shí)現(xiàn)伸縮，每一層罩子之間有沖擊力，并且各部位受力不均，因此發(fā)展出各種同動(dòng)結(jié)構(gòu)形式的內(nèi)防護(hù)，比如同動(dòng)平行機(jī)構(gòu)、復(fù)合式同動(dòng)平行機(jī)構(gòu)等，已有很詳細(xì)的介紹。本文介紹的兩種機(jī)床內(nèi)防護(hù)，一種是二維同動(dòng)結(jié)構(gòu)的，另一種為同步帶結(jié)構(gòu)的，結(jié)構(gòu)形式非常新穎，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證非?？煽?。

1 結(jié)構(gòu)介紹

本文介紹的兩種高速機(jī)床導(dǎo)軌的防護(hù)，具有高速移動(dòng)性能好、運(yùn)行噪音低、伸縮平穩(wěn)、伸縮阻力小而均勻、防護(hù)嚴(yán)密等特點(diǎn)，非常適合用于速度較高的中高檔數(shù)控機(jī)床上。

1.1 二維同動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)防護(hù)

同動(dòng)機(jī)構(gòu)是具有兩個(gè)自由度的機(jī)構(gòu)，充分利用同動(dòng)機(jī)構(gòu)的這一特點(diǎn)，將其應(yīng)用在內(nèi)防護(hù)上，可制作二維同動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)防護(hù)。如圖1所示的二維同動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)防護(hù)通過(guò)四組同動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)六層防護(hù)罩子的二維同步移動(dòng)。每組同動(dòng)機(jī)構(gòu)的中間轉(zhuǎn)軸與防護(hù)罩子連接在一起，帶動(dòng)各層罩子同步移動(dòng)。這種機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)60m/min的速度和1G的加速度。

同動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的各層罩子移動(dòng)速度并不相同，速度是按照比例變化的，每層罩子受到的摩擦阻尼狀態(tài)必然不同，造成每層罩子的狀態(tài)各異，對(duì)罩子移動(dòng)不利，但這種新型內(nèi)防護(hù)每層罩子有四點(diǎn)受力，使每一層罩子的受力更為均勻，運(yùn)動(dòng)更為平順，不會(huì)產(chǎn)生歪斜的現(xiàn)象，是這種防護(hù)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

這種防護(hù)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，無(wú)需設(shè)置導(dǎo)向裝置，防護(hù)嚴(yán)密無(wú)死角，可靠性非常高，動(dòng)作靈活，噪音低，無(wú)沖擊，整體防護(hù)易于安裝維護(hù)，對(duì)于空間有限，兩個(gè)方向行程比較接近的機(jī)床防護(hù)非常適合。

這種防護(hù)制作的難點(diǎn)是每層罩子上的四個(gè)轉(zhuǎn)軸的位置必須非常精確，否則在移動(dòng)過(guò)程中會(huì)有附加力，導(dǎo)致防護(hù)轉(zhuǎn)軸短時(shí)間內(nèi)迅速失效。為了使每個(gè)轉(zhuǎn)軸處旋轉(zhuǎn)更為靈活，轉(zhuǎn)軸處可以增加滑動(dòng)軸承和墊片，增加轉(zhuǎn)動(dòng)部位的摩擦副的數(shù)量，大幅度卡死的可能性。

為了保證防護(hù)的可靠運(yùn)行，安裝防護(hù)罩時(shí)，必須保證固定安裝面與機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方向嚴(yán)格垂直，同時(shí)保證驅(qū)動(dòng)安裝面與固定安裝面的距離為防護(hù)的總厚度，使整套防護(hù)無(wú)論在任何位置，都在一種非常正確、“舒適”的狀態(tài)同步移動(dòng)，對(duì)于保證防護(hù)罩的順暢運(yùn)行非常重要。

1.2 同步帶結(jié)構(gòu)高速內(nèi)防護(hù)

對(duì)于防護(hù)層數(shù)為三層的高速防護(hù)，也可以用同步帶結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。如圖2所示的結(jié)構(gòu)圖中，上側(cè)同步皮帶與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定，下側(cè)與機(jī)床床身固定在一起。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)左右兩側(cè)的第一層左右移動(dòng)，左右兩端的第二層通過(guò)連接桿固結(jié)為一體，驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)同步帶，同步帶帶動(dòng)帶輪移動(dòng)，根據(jù)動(dòng)滑輪原理，速度和行程為第一層的一半，第三層與機(jī)床的支架固定，保持不動(dòng)。為保持移動(dòng)的比例關(guān)系，在驅(qū)動(dòng)裝置上有將同步帶拉緊的裝置。這種結(jié)構(gòu)的防護(hù)罩可以實(shí)現(xiàn)速度為90m/min，加速度可以達(dá)到1g。

制作時(shí)，需要在連接桿支撐上安裝滑動(dòng)軸承，保證第二層可以滑動(dòng)順暢。安裝時(shí)，機(jī)床左右兩側(cè)的防護(hù)安裝面需要與機(jī)床左右方向?qū)к壌怪?，保證整體防護(hù)的位置正確。

這種防護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：①同步帶結(jié)構(gòu)非常適合高速，高加速度應(yīng)用場(chǎng)合；②可靠性高，各層防護(hù)之間沒(méi)有直接連接，各層之間沒(méi)有相互驅(qū)動(dòng)的作用力，而是通過(guò)一個(gè)彈性環(huán)節(jié)即同步帶實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的傳遞，可耐沖擊，受力情況好，可以保證運(yùn)動(dòng)中的姿態(tài)，保證長(zhǎng)期可靠同步移動(dòng)；③上下雙導(dǎo)向桿設(shè)計(jì)，兩側(cè)防護(hù)固結(jié)為一體，導(dǎo)向桿兼具支撐和導(dǎo)向功能，而且不用銅條類(lèi)的導(dǎo)向裝置，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且更可靠；④噪音非常低；⑤整體性設(shè)計(jì)制造，便于安裝維護(hù)；⑥防護(hù)層數(shù)受限，適合較小行程場(chǎng)合。

2 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述的兩種機(jī)床內(nèi)防護(hù)，結(jié)構(gòu)新穎，原理可靠，不過(guò)均具有各自適用的條件及可以達(dá)到的性能參數(shù)，在設(shè)計(jì)機(jī)床的內(nèi)防護(hù)時(shí)，要結(jié)合機(jī)床具體的條件和需要達(dá)到的功能，選擇最適合的防護(hù)結(jié)構(gòu)。