摘要: 随着科学水平的不断提高，数控机床领域也注入了新兴技术。特别是大型机床的进一步应用、优化，极大地提高了数控机床的生产效率。大型机床导轨防护罩，是对整个机器进行防护的重要零件，不仅可以阻止零碎物品进入机器内部。还能使大型机器的外观不会显得那么笨重。大型机床导轨防护罩结构的优化设计工作，已经成为大型机床导轨设计的重要一环。本文将对大型机床导轨防护罩的组成结构进行分析，对比不同形式的导轨防护罩结构及应用原理，为实现大型机床导轨防护罩的设计提供信息及理论基础。
   
      关键词 : 大型机床；导轨防护罩；结构；优化设计

      随着大型机床中技术的不断应用创新，大型机床导轨防护罩的研究也得到了发展。原有的大型机床导轨防护罩移动比较缓慢，不能适应高速机床的应用条件，随着技术的研发与应用，大型机床导轨防护罩的速度在逐步增强，稳定性也在逐步增加。
   
      一、大型机床导轨防护罩的结构特点
   
      1.大型机床导轨防护罩的分类及设计要求
   
     当前，对于大型机床导轨防护罩的研究设计，出现了很多种形式，并进行了类型上的划分。依照防护的方式的差异，可以进行划分，其中高速同动型是此文的研究主体。又可以将高速同动型进行分类。其中高速导轨类型，是常见的大型机床导轨防护罩类型。高速导轨要实现大型防护罩的保护，就要达到一定的条件：（1）应该与大型机床的移动速度相匹配。最快的速度应达200m/min；（2）能够抗震，因为大型机床在高速运转的工作状态，会产生极高的运转速度，从而会造成一定的震动，一般的导轨防护罩会在震动的过程中形成损坏，从而不能达到防护的要求；（3）加速要够快，加速反应能力，避免机床在实际运转中对其造成破坏；（4）降低噪音，机床在高速运转过程中，防护罩会产生摩擦，从而形成噪音。降低噪音，是大型机床导轨防护罩设计必要要注意的环节；（5）外观要合理，防护罩是机床的外部防护措施，外观的合理会促进机器使用时的方便。
 
      2.大型机床导轨防护罩的结构特点
   
      大型机床导轨防护罩的结构，有着特定的形状，整体结构类似剪刀。围绕着中间轴，在中间轴上的是叶片。当机床运行时，叶片按照一致的规律进行移动。采用双自由度的机械结构，采用刮刷对防护罩的运动方向进行控制。大型机床导轨防护罩在高速运转过程中，如果受力不均匀，叶片会发生发生变形。高速同动型机构防护罩则可以摆脱上述出现的困扰，高速同动型机构防护罩把叶片安排在了两侧转轴上，避免叶片在防护罩高速运动的过程中发生变形。通过提高叶片的稳定性，可以实现防护罩运动速度的提高。此外，该装置还有导轨槽板的设计，可以增加该装置的稳定性。该防护罩结构如图1所示。
  

      
  
       1—立柱；2—主轴箱；3—斜导轨防护罩；4—工作台；5—横托板；6—平导轨防护罩；7—床身；8—螺旋排屑器；9—床身导轨。

                  图1 斜钢导轨防护罩结构图
  

      二、结构设计分析
   
      1.防护罩的结构设计及分析
   
      首先，防护罩的是为了保护机床在运转过程中，不受碎屑、水等杂物的损害。其基本机构包括立柱、工作台、横托板等基本构成。其次，对于防护罩的结构设计，主要针对的问题是机床带动防护罩高速运转，转轴的高速运转会带动防护罩的叶片进行运转，从而达到保护机床的作用。但是防护罩的高速运转会造成其发生扭曲变形，这是防护罩结构设计主要的问题。最后，由于大型机床在高速运转的过程中，速度会达到200m/min，因此，防护罩的设计，还必须对其稳定性进行考虑，避免机床在高速运转过程中，机床导轨防护罩的各个零件会发生碰撞，从而会形成噪声。
   
      2.导轨防护罩的设计，需要有具体的参数，按照参数进行设计。最大拉伸后尺寸用Lmax表示。导轨宽用A表示，防护宽用a表示。对护罩罩板参数及灵敏度进行分析。例如，对参数a 的全局灵敏度进行分析，如图2 所示，参数a 在150 度至170 度之间移量保持在一个比较平稳的形势，当参数接近180度并不断加大时，罩板的质量越差，排屑效果越不理想。
 
     3.大型机床导轨防护罩的结构的优化
 
     首先针对机床导轨防护罩出现的问题，目前出现了两种防护罩的设计。一种是高速同动机构，而另一种则是高速同动平行机构。它们在原有防护罩的基础上，增添了稳定性因素的考虑。其次，高速同动结构防护罩，是当前机床防护罩最常见的形式。护罩随着大型机床运动，所以被称为高速同动机构防护罩。高速同动机构防护罩根据机床的特点，又可以分为单排状态和双排状态。

      
  
                      图2 高速同动机构动作状态示意图
     
      高速同动机构防护罩的结构，是一个支点与主体连接，形成双自由的构成方式。通过转轴的的带动，产生推力、拉力。挂刷用来控制结构的左右移动，从而形成其运动方向的一致，减少叶片受到的阻力，促进高速同动机构防护罩的整体稳定，防止防护罩出现变形等情况。最后，高速同动平行机构防护罩，通过对原有同动结构的改造，目的是减少转轴的不协调运动。使转轴直接与护罩进行连接，减少了中间的摩擦力，促进护罩的稳定性，同时也为防护罩的高速运转提供条件。与原有同动机构不同，高速同动平行机构具有双支点，与主体的连接更加紧密。高速同动平行机构，促进了机构各部件的一体化，减少了中间的连接步骤，会极大地提高防护罩的稳定性。
   
      综上所述，大型机床导轨防护罩结构的研究，促进防护罩的一体化，能够在很大程度上减少防护罩的损坏，增加防护罩的使用时间，从而减少防护罩的成本。高速同动机构防护罩的使用，采用双支点连接，式防护罩在运行过程中的摩擦力减弱，提高了防护罩和机床的结合度，减少防护罩的维护费用。同时，为了适应大型机床的不断发展，防护罩的设计应该不断地进行更新，以实现更好地与大型机床进行配合，提高大型机床的工作效率。