引言
本文针对HDR63卧式加工中心整体防护的要求,对防护装置的设 计。以现代工业设计方法为理论基础,完成了卧式加工中心防护装置的 前防护设计。
1、加工中心防护设计的重要性和必要性 1.1加工中心具有高速主轴、高性能数控系统、高精度快速进给系 统、高效冷却系统、高精度和高速的的检测技术、高性能刀具以及高安 全性能。HDR63卧式加工中心主轴速度有4000「/min和10000「/min 两种转速。在高速加工时,安全性问题也是必须考虑的。
1.2在高速加工时,高温飞溅的切屑、润滑油的飞溅、刀具损坏后高 速飞出等因素,都是防护装置必须考虑的。因此,合理、可靠的机床设计 就成为设计中的一个重要环节。所以在即充分全面地考虑到对机床本 身的安全保护,又能做到以人为本,避免因设计的不合理带来对操作使 用者潜在的危险,而且使加工中心外观上给人以亲切感,宜操作性,美 的感觉。通过机床防护要表达出机床的一种稳重,刚毅等感觉。从而表 达出加工中心独有的特点。
2、卧式加工中心防护装置的设计流程 2.1本次对加工中心防护的设计是在机床总体方案已经确定。机床 防护外观形状基本确定,其他部件都已经设计完成的条件下进行设计。 而且是在要求系列产品统一风格的条件下进行设计。所以首先就要了解 本机床的基本运动情况,工件的最大加工范国,及各部件的分布位置。
机床可以自动交换回转工作台,有最大加工工件的直径尺寸,高度 尺寸。回转门回转直径尺寸。机床可以在x、Y、Z三轴上做直线运动。机 械手做回转换刀运动。了解各液压阀组的放置位置,主操作盒的位置。 主轴的原点位置(换刀位置)。排屑器、液压站、电器柜、主轴冷却器都位 于机床的后面。
2.2上料区防护的设计
因为HDR63加工中心设有托板交换工作台,其中_个工作台来来进 行上料,另一个工作台进行加工。所以把上料工作台区域的外防护称之 为前防护。而前防护位于机床的最前面,工人要经常上下料,所以机床 前防护尽量较少甚至不要有外漏件,来减少或避免对工人衣服或工件等
的损坏或干扰等。比如:少用外漏圆头螺钉等。如果必须要,那么尽量用 球头螺钉,或调整外漏件的尺寸来避开工人的工作区域等措施。
2.3前防护的外型设计
因为要上下料,所以应该有开门。而开门的形式和外观的构造有很 大的关系。机床门的宽度主要受到工作台尺寸的限制,为了方便操作人 员装卡零件的需要,门的宽度尺寸在一般情况下要求略大于工作台的宽 度,即把工作台完全敞开。由于不同型号机床的工作台尺寸差别较大,因 此门的造型也需要作较大的变化,以满足操作人员的工作要求。对于工 作台较小的机床一般采用单开门的结构,而对于工作台较宽的机床则多 选用双开门。因为要把工作台完全敞开,如果采用单门结构,机床门的 体积过大,推拉操作较吃力,不便于使用,所以在大型的加工中心等机 床中双开门的结构较为常见。另外,在机床门的造型设计中,门的高度 尺寸也应适当考虑。特别是在大型的加工中心的设计中,由于机床体量 大,门的高度尺寸要比普通机床大些。而且要考虑工件的吊装等问题。 经过考虑,为了节约空间,减小前防护的尺寸采用圆形双开门形式。
2.4前门轨道设计
前门轨道采用滚轮滚动形式。门与滚道的接触形式一般有摩擦式, 滚动式。摩擦式一般用于门比较轻的情况下进行滑动,而HDR63前防 护门比较大,所以采用滚动接触形式。而滚动接触形式有线接触和点接 触。由摩擦知道:线接触摩擦系数大,滚动性能稍差,但受力好;点接触 摩擦系数小,滚动性能好,当然受力也轻。但在一般中小型防护门上两 者都可以采用。
结合本厂材料与工艺。滚道选用6mm钢板轧制而成的圆弧形状。 滚轮选用滚动轴承。这样滚轮就和滚道之间是线接触。减少了摩擦力。 从而使开门更轻松。
2.5前防护还有一个很重要的问题就是工作台加工工件的铁屑和喷 淋水的处理。本文的设 计思路是把铁屑排进螺 旋排屑器里面,再由螺 旋排屑器把铁屑排到水 箱里面。HDR63机床有 两个螺旋排屑器,其上 面是开口的。
选材也很重要。对于统_空间轮廓的造型而言,选用不同的才料, 在视觉识别上会有较大的差异,给人的心理感觉会有微妙的甚至颠覆 性的变化。材料质感和激励的来源是对材料性能的充分理解,材质的 使用要力求均合材质的加工工艺。加工工艺是指物质材料转变为设计 结果的技术过程。统一设计的外观选用同一材料,而采用不同的加工工 艺,这种心理感觉仍会产生变化。加工中心防护板材的选用上:选用了 Q235-A钢板,防护板厚度一般在1.5mm,2mm,2.5mm。对于一般防护 遮板(比如支架的挡板不承受力)采用1.5mm薄板;一般的连接板起连 接作用承受一定的力,采用2mm的薄板;有些地方的防护罩要要有好的 焊接性,而且要承受很大的力,所以采用2.5mm薄板;一些连接受力的 部分,采用角钢,方钢等型材或其焊接件。
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