以卧式加工中心为例研究钣金防护防水结构在外观防护中的应用

王晓东

摘 要： 机床的外观防护提升机床档次和品位的重要保障。机床外观防护的作用越来越多样化，更加安全实用、便于维修、操作方便、在满足防护功能的同时，外形更加美观新颖的防护也使机床在同等加工能力条件下更有竞争优势。

关键词： 外观造型；钣金加工工艺；防水结构

1.国内外机床钣金现状

钣金加工有一个比较完整的定义，通常被定义为薄板的一种综合行冷加工，包括激光、折弯、焊接、喷涂、酸洗等。钣金的应用领域十分广泛，包括制造業、航空航天、家电行业等。随着中国制造业的崛起，钣金加工制造业迅速发展。中国钣金加工行业起步比较晚，行业规模普遍较小，生产技术人员匮乏，很难形成企业核心竞争力，市场竞争惨烈，所以规模增长速度较慢。

外观设计人员要考虑主机机床的类型，机床总体尺寸，占地面积，机床构成部分，用户要求等因素。结构设计人员需要具体了解该机床防护的具体功能要求，以及开门大小，回转空间，排屑空间等一系列重要参数，为下一步具体的结构设计打下基础。

2.机床防护结构方案的设计

确定了防护的外形和各部分的总体尺寸，对活动门的位置结构等都进行了确定，这一环节主要考虑的是：

（1）确定最大工件装夹时所需的开门尺寸；

（2）确定下围板拆分方式以及把接位置，还有需要拆卸的位置，便于调整地脚及运输；

（3）换刀门气缸行程，最大换刀直径；

（4）旋转门的旋转升降空间；

（5）确定X、Y轴行程；

（6）机床运输方式，为整体运输，应考虑机床吊装位置，设计时预留吊具空间，活动件需考虑运输固定。

接下来下一步要开始进行具体的结构设计，根据制定好的方案进行三维建模。必须要注意的是，在三维建模的时候既要根据制定好的方案，还要尊重外观效果图，在外形上尝试采用多圆弧曲线和流线型的设计，使防护外形更加新颖，防护的整体层次更加分明柔和。同时采用新型把手，搭配装饰红条，特色鲜明的丝网印刷等都为该防护增色不少。所以结构方案既需要考虑机床的具体结构，也要结合参考外观设计图，在结构能够实现的前提下，尽量不破坏整体的外观效果。

3.防水结构对外观的影响

（1）刀库防护两侧固定在换刀门框体和后防护上，上面有支架连接在床身XY向拉罩上，下侧用地脚支撑。机床排屑方式为左侧排屑，应该在刀库防护后侧留出接屑小车的摆放位置（图3.1）。

考虑到刀库存在手动装卸刀具的情况，设计时应留有足够大的空间（图3.2）。

（2）在设计活动拉门与上导轨的结构时，首先考虑到上导轨应具有可调整性能，并且它主要起导向作用，它严格控制拉门的走向，但是由于上导轨的整体位置调整性能差，经过反复思量认真考虑及研究决定在上导轨的结构采用常用的设计结构，即采用外购的直线导轨的结构。如下图（图3.3）所示的结构。

为了保证其导向及调节的功能，将滑块位置采用长圆孔（4-10×15长圆孔），上导轨滑块与拉门连接后通过调整螺柱在长圆孔的位置，使滑块在前后方向上可进行调节，从而使门能沿着上导轨的导向顺利滑动，并且采用上下方向连接，还可以起到一定的承重作用。

机床为高速立式数控车床，由于转速高而引起的切屑液四溅，从而对防水排屑的要求较高。所以为其设计整体的引水排屑槽，防护体与接水盘合二为一不采用单独的拆分，并采用满焊连接。充分的解决了漏水问题。而且防护与床身之间连接采用在地面增加支架，避免在内侧出现螺钉连接孔能更好的解决防水问题。

结论

加工中心防护是机床防护中最具有代表性的之一，通过卧式加工中心防护的设计，不仅可以举一反三，触类旁通，也对其他类型机床防护的设计具有指导性启发，在卧式加工中心防护设计过程中，应做到四点：“一是满足外观要求；二是满足功能要求；三是要减轻工人劳动强度；四是降低生产成本。”总之，新型卧式车床防护的设计是一个复杂的系统工程，在未来的机床制造业中具有广阔的发展前景。

参考文献

[1]机床工人技术手册.辽宁科学技术出版社.1989.

[2]陈路主编.新编钣金技术与展开计算实用手册.北京科海电子出版社.

[3]成大先主编.机械设计手册.化学工业出版社.2002.

[4]张峻霞，王新亭编著.人机工程学与设计应用.国防工业出版社.