简析数控机床排屑器的改进及优化

简析数控机床排屑器的改进及优化

张辉

大连光洋科技集团有限公司辽宁省大连市116600

摘要：机床排屑器的使用范围非常广泛,在实际的应用中能大幅度的提高现代化加工的效率。主要搭配各种大型的生产线，数控车床、CNC加工中心等等，由于其优异的性能，精密的排屑能力，较好的维护性，因此在未来的机械行业加工中扮演的作用是非常重要的。本文主要针对数控机床排屑器的改进及优化进行简要分析。

关键词：数控机床；排屑器；改进；优化

1排屑器

1.1排屑器定义

排屑器是数控机床在加工过程中所必备的装置之一，用于将产生的切屑运输到指定位置，便于进行处理的装置，被广泛应用于各类数控机床、加工中心以及柔性生产线中，排屑装置包括排屑槽，链条，电机，出屑槽和滤网等，机械加工中可以将一台或者同一类型多台排屑器进行组合排屑，同时也可以将不同类型的排屑器组合成一个系统进行排屑，即“排屑系统”。集中排屑系统就是利用两台分主次排屑装置组合进行排屑，整个过程从切屑的收集、运输、处理实现全自动化，不但大大提高效率，改善车间环境，而且一改往日切屑不能自动及时处理及消耗人力等一系列弊端。

1.2排屑器种类

随着制造业的在全球范围内的飞速发展，在我国，数控机床以及排屑装置也加快更新的步伐，国产排屑器生产厂家在众多，性能各异，规格不一，大致可分为：链板式排屑器、刮板式排屑机、螺旋式排屑机、磁性排屑机等四种排屑器，以下是从材质、工艺状况、切屑形状、排屑量等考虑因素出发进行总结。

1.2.1链板式排屑器

链板式排屑器以链轮牵引钢质平板链带在密封箱中运转，加工产生的切屑落到链带上被送出机床。

此类排屑器具有一定的排屑量和较高的自动化，能高效的进行排屑，其结构简单，操作灵便，可与其他排屑装置组合作为集中排屑系统，而且经常用于车、铣、刨、磨、钻等各类加工方式中，适用于收集运输各类机床、加工中心所产生的团状、卷状、块状等切屑，以及铜屑、钢屑等金属切屑。

1.2.2刮板式排屑器

链板式排屑器由链条、刮板、电动机等构成，具有相当高的抗振性及安全稳定性，传动平稳，工作效率高，适用于运输及处理磨床粗加工中产生的各种材质的颗粒状切屑，具有输送速度范围广的特点，因此可根据用户要求设置输送速度，降低劳动强度，而且可以根据实际需要添加其他装置以提高加工精度，如油水分离器、涡流分离器等，节约冷却液，是一种广泛而又常见的排屑器种类。

1.2.3螺旋式排屑器

螺旋式排屑器由减速器、万向联轴节和螺旋器等组成，电动机带动减速机来驱动螺。

螺旋式排屑器具有占地面积小的特点，其输送长度可以根据实际需要进行调节，适用于狭窄的生产线，具有一定的可靠性，常用于钢、铝、铜等金属和一些非金属加工产生的块状、卷状切屑，而且具有结构紧凑，便于安装使用，电机能耗低等诸多优点，但不适于运输带状切屑，而且工作效率较低。

1.2.4磁式式排屑器

磁式排屑器是在输送工作板上利用永磁材料产生高强磁场，将切屑贴吸附在工作板上并进行运输的一种排屑器。

广泛的应用于各类工艺方式及各类数控机床、柔性生产线中，适用收集运输各种铜、铝、铸铁等粉状和长度较小的切屑，其结构安全紧凑，无噪声，具有实用性强、故障率低等特点。

2设计方面改进

2.1更改排屑器PLC控制程序，实现机床主轴转动时排屑器自动启动，禁止客户自行控制排屑器启停，并且当排屑器进行维修时，主轴不允许转动。此种改进是为了避免有些客户为了省电，让排屑器间歇工作，当铁屑过多，尤其加工钢件产生团屑时，排屑负荷过大，长期如此造成排屑器卡死或损坏。

2.2要求排屑器动力轴增加无触点开关。可检测排屑器链板运转状态，当链板停止转动时实现反转，正反转几次后仍然卡死时报警提示，这时排屑器停止工作，机床继续加工完当前零件后自动停机，由操作者清理铁屑。

2.3增加过载保护装置。在链传动环节中加装安全离合器，确保在链板卡死不动时不会因为过载而烧坏电机。

2.4在排屑器进屑口回转端增加可拆卸盖板，一方面方便安装和拆卸链板，另一方面此回转部位容易堆积铁屑和细小铁沫，增加可拆卸盖板可方便清理铁屑和铁沫。

2.5在出屑口位置安装铁毛刷及挡板。防止铁屑掉落进铁屑车后再次随链板回转进排屑器内部，造成链板卡死。

2.6尽量提高排屑口高度，增加团屑排屑能力。

2.7水箱在空间允许的情况下应尽量大，有效容积应为冷却泵流量的3-5倍以上，保证水泵必须侵入水中，不能发生吸空现象，长时间吸空会损坏水泵。

2.8排屑器液位报警器，要求有两点报警。低液位报警位置高于水泵最低安全液面30mm，报警后机床可以继续当前动作，刀具快退之后机床自动停机，等待操作者补充冷却液及解除报警后才可正常运行。

2.9水箱要具有过滤装置，过滤精度不低于150μ，防止水箱内铁屑颗粒过大损坏冷却泵。

2.10水箱内部需做多段分隔，保证冷却液有足够的沉淀停留时间，较大杂质能够充分沉淀。

3采购附件方面改进

3.1要求链板厚度≥2mm，链板间隙<0.8mm，材质必须为1Cr13，运行平稳，无杂音，不许夹铁屑。链板是排屑器的重要部件，其质量好坏直接影响排屑器运行情况和排屑稳定性。必须采购质量合格、做工细致的链板，板厚≥2mm能保证整体强度，间隙在不影响运行性能前提下尽量小，减少缝隙夹铁屑概率。

3.2水箱冷却泵是故障频发部件，所以必须采用大厂生产的合格产品，杜绝为降低成本而使用小厂便宜冷却泵，冷却泵功率、扬程、流量等参数需满足设计需要。

3.3电机、安全离合器、无触点开关等关键部件，要采购合格高质量产品，才能保证排屑器工作稳定。

4装配方面改进

4.1装配工序在完成排屑器装配后必须进行通电试运行，运行时间在5小时以上，运行过程中不断调整链板和传动链条松紧程度，以保证各个部件转动时顺畅无杂音、无异响。

4.2排屑器和水箱在装配后都要进行试水，确保防水部分不能漏水，检查冷却泵能否正常工作。

5排屑器外观发展趋势

通过收集资料及参加各地机床展览，发现近年来客户和厂家对机床外观的要求越来越高，外形及色彩协调越来越重要，排屑器作为数控机床不可缺少的辅助设备，其外观直接影响整个机床的美观程度。所以建议排屑器结构和外观要么简洁精致要么大气美观，不能结构繁琐、布局不合理。做到简洁精致就是尽量减少传动部件，做到简洁高效，例如去掉链传动，改为轴与套通过键连接直接连接，把电机放到侧面，这样去掉没必要的中间环节，节省空间，能使排屑器整体更精致；或者可以选择做到大气美观，比如在排屑器头部位置安装防护罩，将所有结构部件都遮盖住，能够有效防尘、增加整体感。但要注意外形及颜色搭配，不能适得其反，使排屑器不协调显得笨重。还要合理安排空间，考虑电机散热等问题。

6结束语

综上所述，排屑器改进贺发展是一个漫长的过程，我们需要对改进后的排屑器建立档案，实时跟踪观察。也需要售后服务人员积极配合，将排屑器出现的故障问题描述详细一些，以及解决办法都应该有详细记录，这有利于整理数据，进行分析。国内外环境对于机床排屑机行业来说不仅是战略机遇期，同时也是战略挑战期。我们应该更具市场动向及时调整产品结构和营销策略，营造品牌效应，提升产品附加值，加大研发力度，提升管理水平，通过自动化生产提高效益，增强企业竞争力，积极进行产业的转型升级。

参考文献

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