新CAK50 机床防护设计简析

潘佳

（沈阳机床股份有限公司沈一车床厂，辽宁 沈阳110142）

1 概述

CAK50 机床自产生以来已有很悠久的历史，在历史的长河中经历过许多次升级改进。尤其作为机床整体门面所在的外防护，无论从外观造型和整体性能方面都不断地做着优化升级。其中，就外观造型而言就经历过几次重大改变。从最初的单门半防护到后期的双门全防护；从开始的整体弧形外观造型到后来的垂直外观造型；从原始的灰白两色外观，到最近的黑白红三色外观。但无论外观造型如何改变，机床防护整体的防水性能才是关键所在。一直以来长期困扰着CAK50 机床的便是防护漏水问题，即便是采用涂抹防水玻璃胶等方式也难以杜绝漏水现象的发生，严重影响了机床品质。针对这一问题，此次新CAK50 机床的升级改进过程中，将机床防护防水性能作为重点，从整体理念到结构细节再到钣金工艺，采取多项措施彻底杜绝了防护漏水现象的发生。与此同时，为了降低车间装配难度，在防护的设计过程中，采取了全新的整体防护理念，有效提高了装配效率。此外，针对水箱增加了三重过滤结构，有效地保证了冷却液的洁净，减少了堵塞问题的发生。

2 防水性能升级

此次新CAK50 机床防护设计中，通过对以往防护所存在问题进行分析，同时借鉴了大禹治水改“堵”为“疏”的理念，改变以往哪里漏了堵哪里的思维。将防护视为一个整体，通过结构细节把分散在四处的冷却液疏导回收至防护内部，并最终导入到水箱中。其中最为关键有效的结构细节主要体现在以下几个方面：

2.1 整体前围板

通过对以往防护漏水问题的分析中发现，绝大部分漏水问题产生于前围板。其原因主要有两个方面，一是前围板作为整个防护的基座，大量的冷却液回流冲击，对前围板的结构有着很大的考验；二是整个前围板的钣金设计及焊接工艺，其直接影响了前围板的防水性能。在本次的设计中，着重解决了以上两个问题。首先，整个前围板采取全包围结构，将所有防护置于其上并包围在其中；其次，前围板整体安装在两个床腿上，并在前围板内侧与床腿搭接的部分增加折弯，可以使回流的冷却液更好地流入机床内部，防止冷却液沿前围板底部反爬至防护外；最后，在两个床腿之间的部分增加了较大的导水沿，有效保证加工区域大量的冷却液可以回流至水箱中。此外，在工艺方面采取了能折弯则不焊接的原则，保证前围板的主体基本以折弯产生，减少焊接所带来的漏水的可能性。前围板的结构如图1 所示。

图1 前围板

图2 防水挡板位置

2.2 防水挡板

在以往的防护漏水问题解决过程中我们发现，在前围板和下围板之间的缝隙经常有水渗出，后经分析为冷却液从前围板与床腿安装孔沿安装螺钉及前围板背面爬行至外侧。之前采取的措施往往为在安装孔处涂抹防水玻璃胶，但由于运输及使用过程中所产生的震动，常常导致胶体失效开裂，从而无法达到防水的目的。针对这一问题，此次设计中在前围板背面安装孔下方增加了U 型防水挡板。当有少量冷却液渗出经过时，会被防水挡板阻挡，随着液体的堆积形成水滴，由于重力的关系会直接滴入床腿中，以达到回收的目的。防水挡板的位置如图2所示。

2.3 床头罩导水槽

除前围板外，处在加工区的左拉门上方也会喷溅大量的冷却液。当门拉开时，这些冷却液会以水滴的形式滴至床头罩上方。当积累到一定程度，便会通过四周的缝隙流至防护其余部位，并最终流到地面等处。本次设计中，首先将床头罩上方板的四周向上折弯，再焊接至主体上，形成类似于水槽的结构；其次，该板采用向床头立板方向倾斜的方式，使其中的冷却液能够顺利地导向床头立板后方；最后，在板与床头立板结合的部位开三个矩形孔，以便冷却液回流至床头立板后方。床头罩的结构如图3 所示。

图3 床头罩

图4 床头立板

2.4 床头立板导水槽

上面提到将冷却液回流至床头立板后方，如不对这些冷却液进行疏导回收，其仍有流至防护外乃至渗入床头箱的可能。故在本次设计中，在床头立板后方增加接水导水槽。一方面有效地将回流回来的冷却液进行回收，另一方面将这些冷却液疏导回流至防护内部，避免其流至外部的可能。床头立板导水槽结构如图4 所示。

3 整体防护装配

在充分考虑机床防护防水性能的基础上，本次防护设计过程中还对防护装配方法进行了优化，首次引用了整体防护的理念。长期以来，机床防护都是以单个零件的形式分散送至装配现场，车间工人需要从众多散件中逐个挑选安装至机床主机上。这样既对工人装配经验和水平有较高的要求，又无法保证整个防护的装配质量。由于单个零件之间的自身误差以及不同零件之间的装配误差，往往在整个防护装配即将完成时，需要对累计装配误差进行调整。但此时绝大部分防护已装配完成，导致机床内外空间有限，使得调整起来就十分困难。

整体防护装配能够有效地避免上述问题的发生。所谓整体防护，就是先将所有防护散件装配至专用的工装架子上（如图5所示），而后以一个整体的形式运送至装配现场。另一方面，车间工人将防护装配至主机上时，只需要将防护分解为前后两个整体即可完成装配。即先将后防护安装固定在主机上，再将前防护整体与后防护和主机安装固定，最后只需将少部分挡水板安装在防护上，图6 给出了整体防护装配的示意。这种整体防护装配的优点就在于：（1）所有散件的装配调整在工装架子上完成，调整空间大便于操作；（2）对车间工人装配水平要求较低，模块化的装配步骤少难度低，减少了装配过程中带来的质量问题；（3）单台防护装配时间更短，更适用于机床的批量生产。同时，整体防护仍是由散件组装而成，当机床需要维护或防护需要更换单件时，同样可以实现单件拆装，便于机床后期维护。

图5 专用工装架子

图6 整体防护装配示意

4 结论

本文主要介绍了新CAK50 防护设计改进过程中，针对其防水性能的几个关键结构细节的改变。同时针对防护装配问题，提出了整体防护装配的理念。经过后期现场防水性能运车实验及机床售后反馈来看，本次防护设计改进有效地解决了以往防护漏水问题，直接提升了产品形象和品质，在用户中积攒了良好的口碑。另外，整体防护的装配很好地降低了装配劳动强度，提高了生产效率，为机床的批量供应提供了良好保障。