數(shù)控機(jī)床排屑器的改進(jìn)及優(yōu)化

林興+朱紅陽

【摘要】根據(jù)客戶使用中問題反饋，對鏈板式排屑器進(jìn)行整體改進(jìn)設(shè)計(jì)。通過對整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，提升采購附件的質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到降低其使用中的故障率，延長使用壽命的目的。

【關(guān)鍵詞】排屑器；水箱；設(shè)計(jì)改進(jìn)；產(chǎn)品優(yōu)化

鏈板式排屑器裝置包括排屑器主體和水箱兩大部分，其廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、加工中心等機(jī)械設(shè)備中，作用是收集和運(yùn)輸機(jī)床切削下來的鐵屑，輸送和回收冷卻液。是機(jī)床的重要輔助設(shè)備，特點(diǎn)是自動(dòng)化效率高，輸送范圍選擇大，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)化，是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的重要設(shè)備。但由于不同客戶廠家加工的零件不同，工作環(huán)境復(fù)雜，致使排屑器在客戶使用過程中問題不斷，故障率一直相對比較高（故障類型及發(fā)生概率如圖1所示），所以為了降低故障率現(xiàn)對其設(shè)計(jì)、采購、裝配等方面進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。

1 設(shè)計(jì)方面改進(jìn)

1.1更改排屑器PLC控制程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)排屑器自動(dòng)啟動(dòng)，禁止客戶自行控制排屑器啟停，并且當(dāng)排屑器進(jìn)行維修時(shí)，主軸不允許轉(zhuǎn)動(dòng)。此種改進(jìn)是為了避免有些客戶為了省電，讓排屑器間歇工作，當(dāng)鐵屑過多，尤其加工鋼件產(chǎn)生團(tuán)屑時(shí)，排屑負(fù)荷過大，長期如此造成排屑器卡死或損壞。

1.2要求排屑器動(dòng)力軸增加無觸點(diǎn)開關(guān)?？蓹z測排屑器鏈板運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)鏈板停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，正反轉(zhuǎn)幾次后仍然卡死時(shí)報(bào)警提示，這時(shí)排屑器停止工作，機(jī)床繼續(xù)加工完當(dāng)前零件后自動(dòng)停機(jī)，由操作者清理鐵屑。

1.3增加過載保護(hù)裝置。在鏈傳動(dòng)環(huán)節(jié)中加裝安全離合器，確保在鏈板卡死不動(dòng)時(shí)不會(huì)因?yàn)檫^載而燒壞電機(jī)。

1.4在排屑器進(jìn)屑口回轉(zhuǎn)端增加可拆卸蓋板，一方面方便安裝和拆卸鏈板，另一方面此回轉(zhuǎn)部位容易堆積鐵屑和細(xì)小鐵沫，增加可拆卸蓋板可方便清理鐵屑和鐵沫。

1.5在出屑口位置安裝鐵毛刷及擋板。防止鐵屑掉落進(jìn)鐵屑車后再次隨鏈板回轉(zhuǎn)進(jìn)排屑器內(nèi)部，造成鏈板卡死。

1.6盡量提高排屑口高度，增加團(tuán)屑排屑能力。

1.7水箱在空間允許的情況下應(yīng)盡量大，有效容積應(yīng)為冷卻泵流量的3-5倍以上，保證水泵必須侵入水中，不能發(fā)生吸空現(xiàn)象，長時(shí)間吸空會(huì)損壞水泵。

1.8排屑器液位報(bào)警器，要求有兩點(diǎn)報(bào)警。低液位報(bào)警位置高于水泵最低安全液面30mm，報(bào)警后機(jī)床可以繼續(xù)當(dāng)前動(dòng)作，刀具快退之后機(jī)床自動(dòng)停機(jī)，等待操作者補(bǔ)充冷卻液及解除報(bào)警后才可正常運(yùn)行。

1.9水箱要具有過濾裝置，過濾精度不低于150μ，防止水箱內(nèi)鐵屑顆粒過大損壞冷卻泵。

1.10水箱內(nèi)部需做多段分隔，保證冷卻液有足夠的沉淀停留時(shí)間，較大雜質(zhì)能夠充分沉淀。

改進(jìn)后排屑器結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2 采購附件方面改進(jìn)

2.1要求鏈板厚度≥2mm，鏈板間隙<0.8mm，材質(zhì)必須為1Cr13，運(yùn)行平穩(wěn)，無雜音，不許夾鐵屑。鏈板是排屑器的重要部件，其質(zhì)量好壞直接影響排屑器運(yùn)行情況和排屑穩(wěn)定性。必須采購質(zhì)量合格、做工細(xì)致的鏈板，板厚≥2mm能保證整體強(qiáng)度，間隙在不影響運(yùn)行性能前提下盡量小，減少縫隙夾鐵屑概率。

2.2水箱冷卻泵是故障頻發(fā)部件，所以必須采用大廠生產(chǎn)的合格產(chǎn)品，杜絕為降低成本而使用小廠便宜冷卻泵，冷卻泵功率、揚(yáng)程、流量等參數(shù)需滿足設(shè)計(jì)需要。

2.3電機(jī)、安全離合器、無觸點(diǎn)開關(guān)等關(guān)鍵部件，要采購合格高質(zhì)量產(chǎn)品，才能保證排屑器工作穩(wěn)定。

3 裝配方面改進(jìn)

3.1裝配工序在完成排屑器裝配后必須進(jìn)行通電試運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間在5小時(shí)以上，運(yùn)行過程中不斷調(diào)整鏈板和傳動(dòng)鏈條松緊程度，以保證各個(gè)部件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)順暢無雜音、無異響。

3.2排屑器和水箱在裝配后都要進(jìn)行試水，確保防水部分不能漏水，檢查冷卻泵能否正常工作。

4 排屑器外觀方面趨勢

通過收集資料及參加各地機(jī)床展覽，發(fā)現(xiàn)近年來客戶和廠家對機(jī)床外觀的要求越來越高，外形及色彩協(xié)調(diào)越來越重要，排屑器作為數(shù)控機(jī)床不可缺少的輔助設(shè)備，其外觀直接影響整個(gè)機(jī)床的美觀程度。所以建議排屑器結(jié)構(gòu)和外觀要不就簡潔精致要不就大氣美觀，不能結(jié)構(gòu)繁瑣、布局不合理。做到簡潔精致就是盡量減少傳動(dòng)部件，做到簡潔高效，例如去掉鏈傳動(dòng)，改為軸與軸通過聯(lián)軸器直接連接，把電機(jī)放到側(cè)面，這樣去掉沒必要的中間環(huán)節(jié)，節(jié)省空間，能使排屑器整體更精致；或者可以選擇做到大氣美觀，比如在排屑器頭部位置安裝防護(hù)罩，將所有結(jié)構(gòu)部件都遮蓋住，能夠有效防塵、增加整體感。但要注意外形及顏色搭配，不能適得其反，使排屑器不協(xié)調(diào)顯得笨重。還要合理安排空間，考慮電機(jī)散熱等問題。

5 總結(jié)

排屑器改進(jìn)是一個(gè)長期持續(xù)的過程，改進(jìn)效果會(huì)有一定的滯后，不會(huì)馬上顯現(xiàn)出來，需要對改進(jìn)后的排屑器建立檔案，進(jìn)行跟蹤觀察。也需要售后服務(wù)人員積極配合，將排屑器出現(xiàn)的故障問題描述詳細(xì)一些，以及解決辦法都應(yīng)該有詳細(xì)記錄，這有利于整理數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析。爭取最后能夠在滿足客戶需求、外觀、成本等幾個(gè)方面找到一個(gè)平衡點(diǎn)，使產(chǎn)品更完美，更有市場競爭力。