數控機床中防護結構探究-數控畢業論文
摘要：近年來，數控機床在各行業獲得了廣泛的應用，國內外的生產廠家對數控機床投入更多的精力。同時隨著用戶對環保、節能、外觀等方面要求的提高，機床的防護也越來越受到各生產廠家的重視，機床防護在新型機床的設計中，占有了更多的比例。
關鍵詞：數控機床;外防護;結構設計
引言：數控機床外防護主要制造材料是金屬鈑材，但由于不同功能的要求、使用要求以及 材料特點，非金屬材料在數控機床外防護的生產中也有重要應用，這些應用主要用于玻璃視窗、玻璃鋼防護裝置和塑鋼門簾及樹脂門把手等輔助部件。
1.數控機床外防護的設計
1.1 數控機床外防護的結構設計要與機床的總體結構設計相統一。數控機床外防護設計是機床整體設計的組成部分，要求處理好外防護與主機本體及內防護關系。
1.2 數控機床外防護的結構設計要與安全人機工程學設計理念相結合。數控機床外防護在結構設計時不僅要考慮其防護功能、作用原理，還要從安全性和人機工程學的角度出發。在滿足數控機床外防護的結構功能的前提下，為操作者提供一個安全、舒適的工作環境。
1.3 數控機床外防護的結構設計要與制造工藝相結合。數控機床外防護的結構設計要考慮到生產的可加工性、現有設備的生產能力，以及檢查、運輸和維護的方便性。機床外防護的結構設計要簡潔、美觀、真正達到防漏水、防屑性能優良功能。
2.數控機床外防護類型及基本結構
2.1數控機床外防護類型
數控機床外防護是指將機床切屑區或工作區與周圍環境隔離開來的安全防護裝置。數控機床外防護根據所防護的范圍可分為全封閉和半封閉防護。對于不同類型的數控機床其外防護所包括的內容不盡相同，例如，對于精密的數控機床來講，其外防護的要求是全封閉類型。而經濟型的數控機床，其外防護的要求只是對機床本體進行的，而液壓站、電氣箱等輔助設備均不包括在外防護內。
2.2 數控機床外防護基本結構
按數控機床外防護的區域劃分，對于全封閉的數控機床外防護按其防護區域劃分其結構如下：防護門(根據加工長度一般可分為單門、雙門)、機床左側防護罩、機床右側防護罩、上頂罩、前罩體、后罩體、數控系統操作面板(CRT)及支撐立柱等。對于半封閉的數控機床外防護按其防護區域劃分其結構如下：防護門(多為單門)、單側罩體(防護主軸箱)、后罩體及數控系統操作面板(CRT)等。
數控機床外防護的常規結構如下：
(1)數控機床外防護的左、右防護罩結構無論是全封閉防護或是半封閉防護的數控機床，其外防護的左、右防護罩是根據空間的位置來劃分的。為了防護罩安裝和維護方便，一般在左、右防護罩體的側面設有活動門。活動門大小應適當，活動門與罩體采用鋼性較強的鉸鏈聯接，并安裝有門鎖。
(2)數控機床外防護的防護門結構數控機床防護門從外型上可分為直線型和弧形兩種，其形狀的選用與數控機床外觀造型中整體形狀相匹配。
在防護門的設計時，要保證其剛度和外觀的平面度，因此，防護門內側設置加強筋板，以防其凸凹不平。考慮到防護門美觀性和整體的協調性，一般采用塞焊的工藝將加強筋固定在防護門的內側。
對于全封閉防護的數控機床，只有通過防護門的觀察窗來觀測機床的加工狀況。因此，防護門上有兩個重要的結構形式，一是觀察窗玻璃的選擇，二是門把手的選擇，為便于防護門的推拉，所以在防護門上都設有門把手。門玻璃一般采用雙層防爆玻璃，以防加工工程所產生的切屑造成防護門玻璃破碎，而引起對操作者的傷害。若門玻璃應采用有機玻璃時，建議采用螺釘緊固結構。
(3)后罩結構
對于全封閉防護的數控機床的后罩所包容的設備為電器柜、變壓器、冷卻裝置等輔助設備，這樣，使數控機床具有強烈的整體性。在后罩體門的設計上，要保證后罩門的美觀性，門內側應焊有加強筋板，采用塞焊連接。由于，后罩所包容的設備在工作中，都會產生熱量。若這些熱量不及時散發出去， 會對數控機床的加工區內的溫度有影響，引起溫升而造成加工精度的降低。因此，要在后罩的門上開有大面積的散熱通風孔。
2.3 數控機床外防護的結構劃分
數控機床外防護按其防護結構劃分，數控機床外防護可為圍板式、框架與圍板組合式兩種結構形式。對于數控機床外防護結構形式的確定，是由數控機床自身的結構形式、規模的大小以及對防護的技術要求決定的。數控機床防護無論是圍板式，或是框架與圍板組合式，其結構都是由基礎支架類、框架類和圍板類組成的。
2.3.1 基礎支架類
數控機床外防護裝置的基礎支架就是直接與機床主機基礎件相連，用以支撐外防護裝置的各個罩體部分。機床支架要有足夠的承載能力(強度、剛度)、準確的幾何形狀。基礎支架本身重量經、結構合理、受力效果好。基礎支架的材料可用鑄鐵、也可用鋼結構。截面尺寸要適當，必要時應進行強度較核。鋼結構支架可以用鋼板經機構定型后焊接，也可用鋼板與型材結合焊接而成。基礎支架類與基礎主機基礎件的連接固定一般用螺釘，螺釘需要較核，并且采用放松墊圈。
2.3.2 框架類
外防護裝置中，框架是用來起支撐和定位作用的，因此，也要求框架應具有準確的 形狀和足夠的強度和剛度。框架的結構形式：一般框架由各種型材組合焊接而成;板材折彎組合焊接而成;厚板材機械加工組合焊接而成。采用的型材有角鋼、鋼管、槽鋼、“之”字鋼等。
2.3.3 圍板類
圍板是附著在框架之上或圍板之間相互連接固定于基礎支架之上。圍板的形式多種多樣，圍板的結構根據大小和復雜程度有所不同，因此，對圍板的設計要求也有所不同。圍板邊緣必須折邊，而且是兩次折邊，并且把合結構不外露。大的圍板為了保證強度和剛度需要設置加強筋。圍板的輪廓形狀定型，把合孔位置度和平面度都要有要求。在圍板的設計時，要考慮到安裝以及運輸方面的需求。另外，圍板設計還要考慮安裝的方便性和可行性。由于圍板的連接都是設計在內側， 所以設計時要留出安裝的空間，如：在適當的位置上設置活動窗口。圍板的材料2mm最常用，材料多為冷軋鋼板。
3.數控機床外防護設計規則
(1)要以人為本。
(2)外防護必須安全可靠。
(3)外防護要與機械裝備配套設計。
(4)要簡單、經濟、方便。
參考文獻：
[1]王玉林，蘇全忠，曲遠方.產品造型設計材料與工藝[M]，天津：天津大學出版社，1994
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