石墨碳块复合加工机床的防护设计
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【摘要】随着机床在机械制造业的广泛使用，各企业为了延长机床的使用功能，提高生产和加工的效率，逐步加大了对各类机床防护设计方面的关注。而石墨碳块复合加工机床在生产加工的时候经常会出现很多不同状态的颗粒物和尘屑，这些垃圾的产生会对机床产生很多不利的影响，比如：降低加工机床的精准度；降低各种零配件的加工精确度以及减少各种加工刀具的使用寿命等等，那么为了防止和控制机床加工过程中石墨碳块的颗粒物和尘屑对加工机床产生的不利影响，要尽早并有效的采取一些方法和对策来抑制这种现象的产生和蔓延。
近些年来，数控机床加工技术被各大机械制造企业广泛使用，并不断的向着高速、智能、环保、复合的大方向迈进。而对于石墨碳块复合加工的机床的来说，不但对加工机床的功能和特点要求的比较多，对加工机床在防护技术方面的要求更多，并且更加严格。在石墨碳块复合加工的过程中，使用的切削介质对加工刀具和机床的影响非常大，这就是石墨碳块在加工时导致刀具被磨损的核心原因之一。不过在生产加工过程中要是用干切削的方法来取替湿切削的方法，刀具的使用寿命就会延长很长时间；而采取强烈吹风法还可以控制石墨炭块的颗粒物和尘屑对刀具的继续损耗。本文主要通过下面的几个方面去进一步分析和讨论如何对石墨碳块复合加工的机床进行合理有效的防护设计。
1、加工机床防护设计的必要性
十八世纪以来，各个国家的机床加工技术发展的非常迅速，不过早期的加工机床不太关注于自身的外部结构设计，主要注重的是机床的各种加工功能，所以在当时大部分加工机床的很多零部件都是露在机体外面的。后来随着第一台万能机床在美国的发明，人们才对加工机床的防护设计方面有了一些关注。加工机床的防护作用主要包括：安全性能高；持续保持精准度；减少环境噪音污染以及抵抗潮湿等作用。
大家应该都知道，在机床进行产品加工的过程中，会有很多飞出来的切屑，它的温度非常高，还有如果机床砂轮或者刀具一旦遭到损坏可能会飞出，并且温度也非常高，正由于这些不安全因素的存在，加工过程中经常会有一些安全事故发生，导致操作人员受伤，甚至危及生命；另外，机床加工过程中，机床会散发大量热能，会引起机床整体结构或是某个部位变形，导致机床加工的精准度会随之降低；还有，机床加工过程中会产生切屑和冷却液，这些全部都会腐蚀机床。所以我们必须要对机床进行合理有效的防护设计。
2、石墨碳块复合加工机床的防护设计方法
2.1确定加工机床的吸尘风力
前文中提到，在石墨碳块复合加工机床使用过程中，为了防止石墨碳块颗粒物或尘屑损坏加工刀具，影响机床的精准度，可以运用强烈吹风的方法对机床进行有效的防护。通过实践经验证明：在实际的机床加工过程中，五级以下的风力根本没有办法完成机床的除尘工作，十到十二级的风力又太大，机床会随着不断颤抖，直接影响机床加工的精准度，所以风力一般控制在六到九级是比较合理的；如果是在精确加工或是半精确加工过程中，由于加工的余量相对比较少，加工的速度非常高，而切屑也主要是一些细小的颗粒物，这时风力一般选择在六到七级就可以；在粗略加工的过程中，由于加工的余量相对比较多，切屑的颗粒物又相对较大，所以风力一般都选择在八到九级。
2.2对机床整体操作环境的防护
一般来说，对石墨碳块复合加工机床的操作环境主要要求有：一定要防止颤动；机床周围不要有烟尘以及其他颗粒物；机床的温度、平均温度以及相对湿度一定要控制在某固定的范围之内；另外，机床还要防止热源体的辐射和颤动，避免机床出现故障问题，从而导致生产误差的产生。机床的采用带要带有全封闭罩壳的安全锁，从而把工作区域和非工作区域明确分开，这样主要是考虑加工过程中的安全问题，还有就是把工作区域全部封闭起来，从而避免切屑飞的到处都是，便于后续的整理和收集。
2.3对加工机床各个部件的防护设计
石墨碳块都属于是研磨材料，所以为了避免石墨和碳块的颗粒物和尘屑损坏机床，必须做好对机床各个部件进行防护设计的工作。其防护工作主要有：第一，机床运动和非运动部件一般采用的是密封的迷宫式防护设计方法，同时运用正压气流来对运动部件的内部进行保护，从而避免了石墨碳块颗粒物和尘屑的进入；第二，对于像线性导轨，传动元件，数控分度工作台等机床传动部件，要用正压气流来进行防护，避免颗粒粉末进入各个部件内部，从而影响机床精确度的保持；第三，对于一些控制系统的零部件要注意其密封效果，同时再运用正压气流来进行防护，从而预防并控制系统遭到破坏，影响机床的正常的操作功能；第四，对光栅尺的防护需要专用的空气压缩单元，被压缩的空气必须达到各种检测元件的要求，才能注入光栅尺的机壳内部，另外，对光栅尺定尺要利用专用的防护罩加以密封性保护。这里需要特别注意的是在对机床各部件防护的过程中，所使用的正压气流必须要经过充分过滤，并且要求空气必须是绝对干燥的。
2.4对加工机床操作区域的防护设计
在石墨碳块复合加工机床的操作区域内需要安装吸烟排尘的设备装置，这样才能及时有效的去除操作区域内石墨碳块的颗粒物，还有空气中所掺杂的一些尘屑等，从而为加工机床提供一个非常好的环境。
在对加工机床进行防护设计的过程中，一般情况下会通过以下几个途径对加工机床的操作区域进行保护：第一，在盘式磨床的高速磨头和卧式加工中心的高速铣头上，有一个负压气流的吸尘口，它们就在加工刀具主轴的，刀具在加工过程中，这个吸尘口就可以把操作过程中产生的各种颗粒物和尘屑吸走；第二，在加工零部件的上方设计除尘口，并且尽量近距离接近零部件，这个除尘口就相当于一个排油烟机，这样可以进一步排除加工刀具吸尘口吸剩下的颗粒物和尘屑；第三，在对石墨碳块进行粗略的加工过程中，会有很多大的颗粒物和尘屑落在机床的附近。所以在机床的两个侧面有必要设计一个螺旋式吸屑器，它会把一些相对较大的石墨碳块颗粒物吸到机床外侧的尘屑车里，之后进行统一处理；第四，由于机床两侧的空间相对比较小，那么产生的尘屑可以用跟随排屑的方法把它们排出去，意思就是在机床操作过程中排尘口要一直跟着加工机床进退。
3、结束语
综上所述，如果能够充分利用好以上几种石墨碳块复合加工机床的防护设计方法，那么在整个的机床加工过程中产生的颗粒物和其它尘屑基本上都能被排除干净，不但能够绿色环保，延长加工机床的使用寿命，还能够充分实现机床加工车间的无尘作业，从而不断提高企业产品加工的生产效率。所以机械加工制造企业从现在起都应该对机床的防护设计给与高度的关注，这样是对企业、员工、生产的产品负责任，同时这样也有利于企业未来的健康可持续发展。
参考文献
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