数控机床外防护结构设计性

数控机床外防护结构设计数控机床外防护结构设计本文从工程学理论出发，对数控机床的外防护结构的设计进行了详细的讨论，从外防护结构的设计的质量以及工艺等方面进行了较深入的研究。

摘要：随着经济的飞速发展，数控机床是数字化制造技术的代表产品。

人们对机床的内在性能品质重视的同时，也在对其外观的品质加以关注。

关键词：数控机床;外防护;结构设计;人机工程;制造工艺引言：伴随我国经济的不断发展，我国的制造业水平发展迅速。

在数控机床的制造方面，我国的机床制造水平无论在机床的性能还是质量上都在世界机床制造业显示出较高的技术水平。

但是同其它机床生产大国相比我国的机床价格并没有较好的优势，究其主要原因是我国数控机床的外观造型还有待提高。

机床的外防护结构设计不够科学，美观，是我国数控机床的内在品质和外观质量不够一致，制约了数控机床的整体质量。

如何实现国产机床的内外质量的一致，达到使外观能够很好的体现机床本身的质量，成为了当前机床制造业急需解决的问题。

1、数控机床外防护结构设计标准的制定1.1 从美学角度制定数控机床外防护结构设计的标准对于数控机床的外观设计标准首先建立在机械美学的基础之上，形成美好的动态视觉感受。

无论从色彩方面还是从整体舒适度方面都给人一种美好的'审美形态。

现代数控机床制造不仅在性能上要求高科技行，更要在外防护的品质上有优美的造型设计。

性能和外形的实现审美的统一，对产品在同行业中的脱颖而出具有很大作用。

机床的外防护的造型要注重细节，给人一种高档，先进的感觉，各个模块部件在衔接上做到贯通，衔接缝隙做到高密度的精确处理，产生一种精密、贯通的审美特点。

达到现在数控机床在性能、技术和美观上的和谐统一，增加外观上的艺术效果。

这样有利于提高数控机床产品本身的附加值，提升客户的认可度，从而增加经济效益。

1.2 从人机工程学角度提高机床外防护结构设计的人性化使数控机床的外防护结构设计更加人性化，也是进行外观设计的一个重要标准。

金属切削机床安全防护通用技术条件GB15760—1995国家技术监督局1995—12—07批准1996—08—01实施前言本标准根据ISO／TR 12100—1：1992《机械安全——基本概念、设计通则——第一部分：基本术语、方法学》和ISO／TR 12100—2：1992《机械安全——基本概念、设计通则——第二部分：技术原则与规范》，并在JB 4139—85《金属切削机床及机床附件安全防护技术条件》的基础上制定的。

JB 4139是参照原F OCT12．2．009—75《金属切削机床一般安全要求》制定的。

本标准保留了JB 4139的机床的机械危险因素和为保证机床使用安全机床设计、制造时应采取的措施(共同性的)等内容，并作了适当修改，同时增加了机床设计应采用三级安全技术措施的规定。

本标准是金属切削机床在安全方面的通用标准。

使用本标准时，各种机床应按本标准的原则、要求，根据其特点补充和具体化，各类机床可按本标准的原则制定相应的安全标准。

本标准从生效之日起，JB 4139—85《金属切削机床及机床附件安全防护技术条件》作废。

本标准的附录A为提示的附录。

本标准由中华人民共和国机械工业部提出。

本标准由全国金属切削机床标准化技术委员会归口。

本标准起草单位：机械工业部北京机床研究所。

1 范围本标准规定了金属切削机床(以下简称机床)安全防护的基本要求。

本标准适用于所有机床。

2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

本标准出版时，所示版本均为有效。

所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB 191—85 包装储运图示标志GB 2893—82 安全色GB 2894—88 安全标志GB／T 3167—93 金属切削机床操作指示形象化符号GB／T 3168—93 数字控制机床操作指示形象化符号GB 4053．1—83 固定式钢直梯GB 4053．2—83 固定式钢斜梯GB 4053．3—83 固定式工业防护栏杆GB 4053．4—83 固定式工业钢平台GB／T 5226．1—1996 工业机械电气设备第一部分：通用技术条件GB 6527．2—86 安全色使用导则GB 6576—86 机床润滑系统GB 7932—87 气动系统通用技术条件GB 8196—87 机械设备防护罩安全要求GB 8197—87 防护屏安全要求GB 12265—90 机械防护安全距离ZB J50 004—88 金属切削机床噪声声压级的测定ZB J50 005—88 金属切削机床粉尘浓度的测定ZB J50 014—89 机床包装技术条件ZB J50 016—89 金属切削机床液压系统通用技术条件ZB J50 017—90 出口机床包装技术条件3 定义本标准采用下列定义。

数控机床的防护拉门在防护设计时应遵循以下原则：⑴能拉开装卸工件。

拉门最主要的作用就是用来装卸工件，在防护设计之初要根据机床的加工能力来确定拉门的尺寸，一般拉门要比机床加工零件的最大尺寸要大一些，这样才能保证工件的顺利装卸。

⑵要能够防水、挡屑。

现在的数控机床加工能力较之前有很大的提高，高效的切削能力会在短时间内产生大量的铁屑，并且为了给刀具降温会喷出大量的冷却液来保证工件的加工精度，这就要求拉门与固定罩之间的结构具有防水作用，溅在拉门上的冷却液不会流到防护外面；此外拉门内表面要光滑、倾斜度大一点，这样不会积屑。

⑶要能够透过拉门玻璃观察机床内部加工情况。

因为现在的数控机床都是高精高速的，为了保护操作者的安全需要将机床拉门完全关上才能进行机械加工，操作者只能通过拉门玻璃才能观察机床内部加工情况。

⑷拉门要具有一定的刚性。

数控车床的操作系统一般会安装在一个门上，这就要求这个门要有一定的刚性，能承受住操作系统的重量。

图1所示为卧车防护拉门。

图1 卧车防护拉门拉门下导轨的确定拉门的下导轨主要对拉门起到支撑的作用，可以说拉门的大部分重量都是由下导轨支撑着的，所以下导轨的好坏直接决定着拉门在使用过程中的使用感受，好的导轨给人一种拉门很轻的感觉，在这里主要介绍以下两种导轨形式：⑴直线导轨。

直线导轨（图2）是近几年才兴起的一种拉门的导轨形式，它的优点是耐磨、实用性好，滑动性好，间隙小，噪声小，同时又价格低廉；缺点是强度差、易变形，不能承受很大的重量，对安装面精度要求比较高，安装调试难度大。

所以直线导轨一般在中小型的机床上应用的比较多，在大型重型机床上一般就不使用这种形式的导轨了。

图2 直线导轨结构安装示意图⑵山形导轨。

山形导轨（图3）是一种结构比较成熟的拉门导轨形式。

发展到现在已经演变出很多种形式。

原始的山形导轨优点有加工制造简单、安装方便、承重好、拉门安装简单、钣金厂家可以自己制造、没有采购周期等等，并且可以根据需要做各种规格的，适合自身需要的产品；缺点是这种导轨易脱轨，尤其是在机床运输的过程中，经常会出现拉门脱轨的情况。

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试谈数控机床、加工中心的结构设计中国纺织大学　狄　岚 宁江机床厂 狄锦如 摘要　数控机床、加工中心为了适应高速、高效、高精度,受大负荷的需要,需在主轴组件、导轨设计上改进,在传动连接件上采用胀套式,防护罩上采用全封闭式以及在夹紧机构等上采用浮动夹紧方法等。

关键词　主轴组件　导轨　传动件胀套式　防护罩　夹紧机构 虽然数控机床、加工中心是由普通机床发展而来,但要满足高速、高效、高精度又要能承受大负荷,普通机床的传统结构已不能满足要求。

在加工中心等机床设计上必须采用一些适合于数控机床的结构。

1　主轴组件结构 (1)前轴承　原来的双联轴承(图1a )已满足不了大负荷的要求,应改用三联或四联角接触球轴承(图1b )。

图1　主轴前轴承组件结构1、4、111法兰盖2、71轴承3、91锁紧螺母　51前挡圈61后挡圈　81前调整螺母　101前挡油盖　121主轴 (2)原来图1a 中修法兰盖1的端面保证不了端面与孔的垂直度要求。

为了提高轴承的调整精度应改为如图1b 中用挡圈5、6修磨调整式,以便提高修磨精度。

为了保证三个轴承的外圈互相压紧,法兰盖4外端面外应有0.1～0.15mm 间隙。

(3)图1a 所示的锁紧螺母3,在锁紧时不能保证端面的垂直度,应改为如图1b 中的用两个螺母8、9。

8为调整螺母,9为锁紧螺母,调整与锁紧分开,两者端面不接触,等调整好后,再用螺钉把两者固定。

可避免锁紧螺母的歪斜影响。

(4)为了提高轴承的寿命,防止加工时灰尘、油污进入轴承增加磨损,应如图1b 所示在加工过程中用压缩空气向孔口吹气,气缝口的间隙为0.2mm 。

吹气能起到很好的清洁效果。

但是这种结构较复杂,要求不高时可改用图1c 结构,前法兰盖与轴配合处采用螺旋密封(只适用于单向转动的主轴),其赶油方向要特别注意。

若把方向搞错,则不但不能密封,相反的却把冷却液赶向漏出方向,则使泄漏量大为增加,使轴承污染更严重,即使是油脂润滑轴承,会使温升大增,并对轴承寿命不利。

数控机床设计原则和外观要求数控机床的进给系统是由伺服电机驱动，通过滚珠丝杠带动刀具或工件完成各坐标方向的进给运动。

为确定进给系统的传动精度和工作稳定性，在设计机械装置时，以低摩擦、低惯量、高刚度为原则，实在措施有：1、通过消隙装置齿轮、丝杠、联轴器的传动间隙；2、对滚动导轨和丝杠预加载荷，预拉伸。

数控机床的外观大都采纳线型简洁的板块组合式全封闭防护罩，配备有现代特征的集操作、显示、掌控于一体的操作面板，淘汰了一般机床各种操作手柄、手轮和线型多而杂零散的多面型表面形态。

防护罩可防止高压、大流量冷却液及铁屑飞溅、削减粉尘入侵，隔音降噪，有利于机床的精度保持和环境保护，体现了机、电、液一体化的特点；的数控数显装置；对机床的精度和刚度使用的性、防护性及环保等有严格要求；采纳标准的刀具系统及安装位置正确的自动换刀装置；采纳整套商品化、标准化的新型配套件、自动排屑、润滑和冷却装置等。

3、采纳大扭矩、宽调速的伺服电机直接与丝杠相联接，缩短和简化进给传动链；4、依人机工程学宜人性原则设计的桌面式或悬挂式数控操作面板，是机床与操联系和信息交流的界面，指示灯、按钮、按键排列的设计，既适合人的操作特性，又利于人机间的协调与交流，通过视觉良好的键面颜色，标准化的象形符号，能精准反映和传递两者间的信息。

另外，采纳触摸屏操作使得人机界面加友好，加工过程的动态实时显示，使加工过程加直观，操作加简单。

数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种掌控功能。

驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。

他在数控装置的掌控下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。

当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。

辅佑襄助装置，指数控机床的一些的配套部件，用以数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。

分析智能机床防护结构设计要点发布时间：2022-05-17T05:11:52.189Z 来源：《工程建设标准化》2022年3期作者：李波波[导读] 近些年来，随着我国科研技术的不断进步，制造能力不断增强，我国智能机床在性能、李波波昆明机床股份有限公司云南昆明 650201摘要：近些年来，随着我国科研技术的不断进步，制造能力不断增强，我国智能机床在性能、质量、可靠性等方面得到了巨大提升，自主研发了许多高端机床与功能部件。

智能机床作为多项技术的综合体，在满足功能的前提下，对机床模型设计进行研究，提升其外观、质量、品味和产品附加值及整体造型，满足市场竞争的需要，已成为机床制造业亟待解决的问题。

本文主要讨论智能机床外防护结构设计的要点。

关键词：智能机床；防护结构；设计要点；前言智能机床是能够对制造过程做出决定的机床。

智能机床能了解并监控整个制造过程，同时对生产过程中出现的各类偏差进行诊断和修正，并且能提供生产的最优化方案。

此外，智能机床还能计算出所使用的切削刀具，主轴，轴承和导轨的剩余寿命，让使用者清楚其产品的更迭时间。

作为一种经济、环保、高效、能适应未来社会发展需要的新型数控机床产品，随着时代、工艺、审美的进步，在产品中运用兼顾功能与审美的高科技外观保护已成为机床不可或缺的一部分[1]。

但在实际生活中，随着计算机互联网技术高速发展，机床功能部件更新换代的速度也在加快，市场需求量最大的智能车床防护结构的发展却远远滞后于数控技术及功能部件的发展。

如在防护结构仍然是简单搭接结构，达不到高速、高精、高可靠性所需要的30米、200米等的高压水泵的需求，还不及高压断屑，中心高压出水等集成化、智能化的市场需求，因此，防护结构的变革迫在眉睫[2]。

一、智能机床发展的意义随着社会发展，传统机床越来越不能满足人类生产生活的需要，一些问题也开始逐渐暴露。

因此，顺应社会发展趋势，智能机床具有重要的发展意义。

从具体功能上看，其可以通过自动抑制振动、减少热变形、避免干涉、自动调整润滑油量、降低噪音等，提高机床加工的精度和效率。

环球市场理论探讨/-107-关于“EBC110”数控卧式镗铣床加工中心外观结构设计宋 辰 高 坤沈阳机床股份有限公司钣焊分公司摘要：在设计“EBC110”机床外防护的造型过程时，针对我国机床外观设计造型、个性化、人性化的现状，并结合当前钣金制造技术及加工能力，引入了工业设计学、人机工程学原理。

依据卧式镗铣床身及机械系统的关键轮廓进行了可行性分析，使机床外防护整体结构及造型达到良好的效果。

关键词：数控卧式镗铣床加工中心；结构特征；人机工程学1. EBC110机床主机部分结构分析(1)刨台式系列机床床身纵横交叉T 型分体布局；(2)直线运动坐标的导轨采用贴塑滑动导轨与滚动导轨相结合的复合导轨，回转运动坐标采用铸铁、贴塑导轨；(3)主轴箱采用带导向装置的重锤平衡；(4)工作台采用双蜗轮蜗杆消隙机构消除回转间隙，提高工作台回转精度；图1.1外形轮廓及主要尺寸模块化设计，产品细分为三大类：带平旋盘型、无平旋盘型和带滑枕型，无平旋盘又细分为高转速型和高刚性型(1)高转速型：针对要求较高主轴转速的模具加工行业等用户(2)高刚性型：针对要求较高主轴刚性的石油泵阀体加工行业等用户高转速型：主轴轴承采用进口成组高转速角接触球轴承，并采用油气润滑，增加主轴转速；主轴轴承套、主轴箱内齿轮及轴承采用油冷机冷却，降低温升，减少热变形；主轴箱平衡采用单液压油缸平衡，钢丝绳连接，避免因平衡重锤晃动造成的异响，以及因此而产生的损失；高刚性型：主轴轴承采用进口双列圆柱滚子轴承与双向角接触推力球轴承的高刚性组合，并采用油气润滑，增加主轴转速；尾筒内的轴承增加数量，提高镗轴轴向刚性； 为了提高整机刚性，横纵床身将采用一体连接床身，并且为保证地基在一个平面。

工作台滑座根据工作台台面大小细分规格，以避免工作台因滑座太小，悬臂太大造成变形过大的现象发生；2. 总体方案及外观效果设计在这一过程中，外观设计人员通过对用户公司的企业文化以及产品客户的了解，为产品外形色彩风格定下了基调。