針對銅粉問題的數(shù)控車床過濾系統(tǒng)的改造

朱堅(jiān)，王耀彬

無錫威孚高科技集團(tuán)股份有限公司 江蘇無錫 214028

在沒安裝過濾系統(tǒng)前，兩臺數(shù)控車床管路的清潔是2年左右進(jìn)行一次，實(shí)際上隨著該產(chǎn)線產(chǎn)量的提高，1年左右就必須進(jìn)行管路的清洗，每次的清潔時(shí)間約2名機(jī)修工2天左右的時(shí)間，而且由于是對刀塔拆卸，不可避免地會(huì)影響刀塔的精度，損壞刀塔的密封件，如刀塔內(nèi)部的各種O形圈及水路分配器安裝精度不到位等。

安裝過濾系統(tǒng)后，該系統(tǒng)有一個(gè)壓力表進(jìn)行監(jiān)控，水壓升到0.6MPa需更換濾袋一次，該濾袋的價(jià)格在35元，更換濾袋的時(shí)間周期在3個(gè)月左右，從更換下來的濾袋效果看，能有效阻止銅粉進(jìn)入機(jī)床的切削液管路，減少或杜絕了機(jī)床管路的清潔問題，避免了拆卸刀塔的過程，保證了切削液的壓力，同時(shí)由于切削液里沒有銅粉，減少了零件壓傷的比例。

改造前問題分析

1.存在問題

機(jī)床加工零件的時(shí)間越長，機(jī)床的水壓會(huì)越低，有時(shí)切削液根本就噴不到所加工的刀具位置，嚴(yán)重影響刀具的壽命。同時(shí)機(jī)床的原有程序中有一道清潔卡爪的程序，利用切削液來清潔夾爪，由于壓力不夠和切削液臟，因此導(dǎo)致該程序無效。切削液清洗問題如圖1所示。

圖1 切削液清洗問題

2.原因剖析

通過對整個(gè)切削液水路進(jìn)行分解，發(fā)現(xiàn)整個(gè)切削液管路被銅粉構(gòu)成的污垢直接堵塞，而且相對于機(jī)床核心部件之一的刀塔管路，也被銅粉堵得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)。如圖2、圖3所示。

圖2 刀盤拆卸后的狀況

圖3 堵塞的分配器

由于刀塔是機(jī)床的核心部件，該數(shù)控機(jī)床所加工的產(chǎn)品公差要求非常高，圓度0.008mm，內(nèi)孔公差是，經(jīng)常對刀塔拆卸，不可避免地會(huì)影響刀塔的精度，損壞刀塔中的各種密封原件，如刀塔內(nèi)部的各種O形圈、水路分配器，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生安裝精度不到位等各種因素。

改造過程

1.改造過程中設(shè)計(jì)思路

由于該設(shè)備的切削加工是既有條狀的鐵屑，又有粉末狀的銅屑，原有的排屑器只能把條狀的鐵屑排到鐵屑車?yán)铮勰畹你~屑由于自重及沖刷，會(huì)由排屑器鏈板等各種縫隙直接沉到排屑器底部，同時(shí)隨著水泵的起動(dòng)，會(huì)隨水流被水泵直接抽出，從而進(jìn)入切削液管路，原有排屑器根本解決不了銅粉堵塞切削液管路的問題。

設(shè)計(jì)思路如下：

1）不破壞機(jī)床原有的的切削液管路，利用機(jī)床原有的切削液管路。

2）盡量利用原有的排屑器，減少改造費(fèi)用。

3）改造完成后必須少拆卸或不拆卸刀塔，延長刀塔的使用壽命。

4）改造完成后必須滿足加工所需的切削液流量和壓力，來保證加工過程中刀具的冷卻及切削液的清潔。

5）改造后的過濾系統(tǒng)必須有利于保養(yǎng)。

2.過濾系統(tǒng)的主要構(gòu)成

圖4所示為整套的過濾系統(tǒng)構(gòu)成。該過濾系統(tǒng)主要由濾罐、兩根水管和罐內(nèi)的濾袋組成，兩根水管分別連接水泵、機(jī)床原有的切削液管路，通過水泵抽取切削液進(jìn)入過濾罐，通過濾袋的過濾方式把銅粉和切削液進(jìn)行分離，銅粉就留在濾袋中（見圖5），只需定期更換濾袋即可。

圖4 過濾系統(tǒng)

圖5 濾袋及截留在濾袋中的銅粉

在濾袋的選型上，使用了兩種規(guī)格的過濾精度進(jìn)行試驗(yàn)，規(guī)格分別為150μm和100μm，經(jīng)過測試，最終定型為100μm的濾袋，該濾袋的堵塞情況可以通過壓力表進(jìn)行觀察，壓力在5.5MPa時(shí)，濾袋必須進(jìn)行更換，更換周期為14天。

3.改造完成后的效果

經(jīng)過改造后，切削液管路比較通暢，沒有堵塞現(xiàn)象的產(chǎn)生，切屑液的水壓也達(dá)到了機(jī)床原有設(shè)計(jì)的水壓，能夠充分冷卻到刀具，使刀具達(dá)到規(guī)定的壽命，同時(shí)經(jīng)過過濾后的切削液也沒有銅粉，程序中清潔卡爪的效果也體現(xiàn)了出來，卡爪上不會(huì)有殘留的粉末（見圖6），大大減少了產(chǎn)線的壓傷比例。

圖6 改造后使用情況

設(shè)備改造前后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如圖7所示，改造完成后零件的壓傷比例逐步下降，降幅比較大。原來精加工每臺每次清理需要2人3h，生產(chǎn)小組共有10臺設(shè)備，每臺設(shè)備需要10天清理一次，改進(jìn)后，15天清理一次，可以每月節(jié)省清理人員0.3人左右，節(jié)省人力成本。

圖7 設(shè)備改造前后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

結(jié)語

對小巨人兩臺數(shù)控車床的過濾系統(tǒng)進(jìn)行了改造，沒更改原有的機(jī)床構(gòu)造，減少了由于冷卻不到位而產(chǎn)生的異常刀片和刀具的破損，減少了由于銅粉而引起的零件壓傷，希望能夠?qū)ζ渌邢嗤蝾愃茊栴}的企業(yè)起到借鑒作用。