胡啟晏 宁煜茂 李虹
（广东润星科技有限公司 523000）
摘要：数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程，而中国从20世纪80年代开始起步，仍处于发展阶段。本文所讨论的密封式护罩为数控机床内防护的主要组成零部件之一，是机床实现其经济价值重要的部件之一。作为现代工业基石的机床产业，是工业经济发展过程中无论如何都不能绕过的一个关键性问题，中国机床产业由于先天不足，一直在中高端机床项目发展上落后于国外主流水准，正处于一个追赶的过程当中。中国数控机床仍然较为落后。中国数控机床市场巨大，与国外产品相比，中国的差距主要是机床的高速高效化和精密化上，中国正处于工业化中期，即从解决短缺为主的阶段逐步向建设经济强国转变，从脱贫向致富转变，煤炭、汽车、钢铁、房地产、建材、机械、电子、化工等一批以重工业为基础的高增长行业发展势头强劲，构成了对机床市场尤其是数控机床的巨大需求。
目前国内数控机床驱动方式多以“旋转伺服电机+滚珠丝杠”的方式来实现，随着制造行业的发展，人们对数控机床的要求越来越高，加速度要求更大，精度要求更高，因此出现了以直线电机替代“旋转伺服电机+滚珠丝杠”的方式来实现驱动的目的；不过直线电机对使用环境有较高要求，机床切削液、铁屑、灰尘等会污染腐蚀电机，所以这就带来了新的研究课题，即如何更好的防护直线电机这类驱动装置。
关键词：数控机床；直线电机；防护
一、数控机床驱动装置防护的发展现状
数控机床的驱动装置通常为整台机床最精密的部分，该部分零部件精度高，同时也要求需要有比较好的防护装置保护其不受机床切削液、铁屑、灰尘等对其侵蚀，目前同行业同类数控机床均以钢板式或风琴式防护罩为主。钢板式护罩由于片与片之间密封性欠佳，常有切削液渗漏至护罩内部，在加工环境恶劣的情况下（比如切削液具有酸性或碱性），无法达到保护导轨、丝杠、电机等重要零部件的作用；风琴式防护罩具有防渗漏优良的特性，但因其材料在使用中易损坏，单独使用时亦难以做到保护导轨、丝杠的作用。而现在机床实现了以直线电机替代“旋转伺服电机+滚珠丝杠”的方式来实现驱动的目的，直线电机驱动有着比后者更优秀的加速性能以及动态精度，不过直线电机对安装环境要求高，因此就对驱动保护装置提出了更高的要求，本文中所讨论的密封式驱动保护装置能同时具有防水、防尘以及不易损坏的优点，因此在目前竞争激烈的工具机市场，更具有竞争力。由于传统的钢板式或风琴式防护罩，或密封效果不好，或易损坏，本设计正是针对这一缺点，在护罩结构应用上进行创新，通过不断的实验，开发出了密封式驱动装置防护罩，并得出其最佳特性匹配，克服了传统护罩的缺陷，有效提高了机床的寿命及便利性，增加了独特的优点。
下图为传统常用内防护罩外形图：
针对传统数控机床内防护罩的缺点，本设计在护罩结构应用上进行创新，通过不断的实验，开发出了密封式驱动装置防护罩，并得出其最佳特性匹配。传统的小型加工中心以钢板式或风琴式防护罩为主，而本文中驱动防护罩采用风琴罩与不锈钢板相结合的方式来达到隔离切削液、铁屑或粉尘的效果；其护罩原理如图2所示：1、首先将风琴罩导向板安装在底座两侧；2、风琴护罩前后分别固定于底座及下工作台上并以底座侧面的导向板导向，并且如图2所示，风琴与导向板形成了一个迷宫结构，可有效防止切削液的飞溅或者粉尘的进入；3、图1所示前后风琴罩之间还需要一块侧防护板来连接，以隔绝粉尘或液体从工作台侧面进入，这样驱动装置安装槽内部基本就形成了一个密闭的空间；4、不锈钢防护板穿过双层工作台中间，再固定于风琴护罩之上。采用此种方式，当机床工作时腐蚀性切削液及碎屑首先喷溅在不锈钢防护板上，然后从两侧流回底座回水槽中，风琴罩起二次防护及防止液体通过侧面溅入内部的作用；碎屑通常具有较高的温度，所以此处主要是通过不锈钢来防护碎屑，因此风琴护罩的使用寿命会非常长，此种密封式导轨防护罩即具有高密封性，长寿命的特点；如图2所示防护罩内部所安装的直线电机、光栅尺、线性滑轨等装置即可得到有效的防护。
三、新型驱动防护装置在我国数控机床行业应用分析
使用新型密封式防护罩设计能增强机床重要零部件的防护效果；目前新兴的陶瓷加工中心，石墨加工中心等机床都对驱动装置防护罩有相当高的要求，陶瓷加工所用切削液中混合了大量陶瓷粉末，石墨加工时空气中石墨粉尘无处不在，如防护不佳线轨等重要部件极易损坏，这对驱动装置提出了巨大的挑战；本文中所讨论的新型防护装置具有优异的防尘、防水效果，杜绝切削液对重要部件的腐蚀，保持机床的精度，增强机床的稳定性，能极大提升机床重要零部件的使用寿命，使数控机床更具竞争力。
四、新型驱动防护装置在我国数控机床上应用的发展趋势
为满足加工中心日益增长的需求，进一步提高数控机床在市场上的竞争力，数控机床的高精度，高稳定性，高人性化已成为市场竞争的一个基本条件。开发使用新型密封式驱动防护罩能大大提高了机床内防护的防护效果，提高了产品的竞争力，这将是未来机床防护新的发展趋势。
五、总结
本文对新型驱动防护装置在我国数控机床行业的应用与发展展开讨论，今后应继续在机床制造行业方面，进一步强化对机床防护装置的研发与应用，坚持从长远的角度出发，不断地加强机床防护的应用水平，要坚持推动机床制造行业快速的进步，最大限度地保证机床的加工精度以及使用寿命，要让国家的机床制造行业具有更高的地位。
参考文献：
［1］沈志雄. 金属切削机床. 机械工业出版社，2008
［2］沐志成，机床丝杠保护装置.机床，1979
论文作者:胡啟晏,宁煜茂,李虹
论文发表刊物:《河南电力》2018年19期
论文发表时间:2019/4/12
标签：机床论文; 数控机床论文; 防护论文; 护罩论文; 防护罩论文; 风琴论文; 装置论文; 《河南电力》2018年19期论文;