Полная версия

Главная arrow Техника arrow Вопросы автоматизации в машиностроении

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

УСТРОЙСТВА для отвода стружки

Разработчик металлорежущего оборудования всегда должен учитывать особенности процесса стружкообразования при том методе обработки, который он должен реализовать на станке, и определить способ дробления и отвода стружки. Трудности решения этого вопроса связаны с ограниченными размерами рабочего пространства, на котором размещено оборудование, большим количеством подвижных узлов и инструментов, трубопроводов для подвода СОЖ и питания гидросистемы, магистралей для подключения оборудования и передачи данных, а также с интенсивностью стружкообразования и разнообразием форм стружки. При проектировании зоны обработки станка необходимо учитывать специфику отвода стружки.

Удаляемая стружка может содержать посторонние примеси и включения: СОЖ (при токарных, сверлильных, фрезерных и других* работах), СОЖ и абразивную пыль одновременно (при шлифовании с охлаждением), а также небольшие куски материала, как инструмента, так и обрабатываемых деталей.

Весьма важно правильно рассчитать, а затем сформировать (посредством конструктивных решений) траекторию движения срезаемого слоя материала. Управление этим движением позволяет обеспечивать завивание и отвод стружки в требуемом направлении и влиять на производительность процесса резания и качество обработки. Направление и форма потока стружки зависят от метода обработки (точение, фрезерование, сверление и т.д.), физико-механических свойств обрабатываемого материала, режима резания и геометрии режущего инструмента.

Для эффективного удаления стружки необходимо, чтобы она имела благоприятную для этого толщину и ширину. Следует учитывать, что при равной толщине хуже завивается слишком широкая и слишком узкая стружка. На форму стружки значительное влияние оказывают параметры режима резания, главным образом подача (зависящая от глубины резания). Скорость резания (также зависящая от глубины) в целом оказывает меньшее влияние на форму стружки, чем подача, хотя известно, что с увеличением скорости резания стружка становится тоньше и длиннее. С точки зрения последующего удаления стружки, наиболее благоприятные средние значения и глубины резания (30...40 м/мин).

На автоматизированных и автоматических станках применяют следующие способы стружкодробления:

  • 1. Подбор геометрических параметров резцов и параметров режимов резания. Для эффективного дробления стружки применяют специальную заточку резцов, причем наибольшее влияние на процессы стружкообразования и стружкодробления оказывают главный угол в плане, передний угол, угол наклона главной режущей кромки и радиус при вершине резца. Повышение подачи влияет на стружкообразование положительно, увеличение глубины резания - отрицательно.
  • 2. Применение специальных инструментов (например, сверл со ступенчатой стружечной канавкой или сверл, на задней поверхности которых в шахматном порядке расположены стружкозавивающие канавки), а также использование стружколомающих элементов, расположенных на передней поверхности резца (уступов, канавок, лунок, порожков), и накладных стружколомов.
  • 3. Осуществление прерывистой подачи суппорта. При этом в процессе обработки подачу периодически отключают или уменьшают. На станках с ЧПУ соответствующие команды вводят в программу.
  • 4. Сообщение дополнительных вибраций узлу станка, несущему режущий инструмент. Такой прием, осуществляемый с помощью электродинамических, электромагнитных или гидравлических вибраторов, используют, например, при глубоком сверлении отверстий малого диаметра, реже - при токарной обработке.
  • 5. Предварительное нарезание винтовых канавок на обрабатываемых поверхностях заготовки резцом треугольного профиля. Глубина канавки близка к 75 % припуска; ее шаг должен быть по возможности большим, а угол наклона к оси заготовки - не менее 45°.

Конструкция станка должна обеспечивать свободное перемещение стружки по направляющим поверхностям или желобам на устройство, предназначенное для ее удаления.

Удаление стружки с инструмента, зажимного приспособления производят двумя способами: принудительно (смывание обильной струей жидкости, вакуумный отсос и т.п.) и под действием силы тяжести. Для облегчения уборки стружки используют встроенные в узлы станков скребковые устройства и предусматривают наклонные наружные поверхности деталей. Для смывания стружки применяют СОЖ. При этом количество СОЖ, потребляемое на технологические нужды, должно быть увеличено. В отдельных случаях для удаления стружки на шпинделе станка монтируют устройство типа щеток, которые функционируют по командам от управляющей программы.

При проектировании станков, в которых предусмотрено удаление стружки, следует учитывать необходимость герметизации зоны обработки (для предотвращения выброса смывающей жидкости и стружки за пределы станка) посредством соответствующих оградителей (кабинетная защита). При большом объеме стружки с задней стороны станков устанавливают дополнительные емкости. Значения веса одного кубического метра стружки в зависимости от материала и ее типа приведены в табл. 8.1.

Насыпной вес стружки

Материал

обрабатываемой

детали

Методы обработки

Вид

стружки

Насыпной вес стружки, т/м^

Чугун

Сверление, растачивание

Дробленая

2,0

Чугун, сталь

Фрезерование

Элементная

1.5...2.0

Сталь

Сверление

Чистовое растачивание Черновое растачивание

Сливная

  • 0.5...0.6
  • 0,3...0,4
  • 0,2...0,25

Алюминиевые

сплавы

Сверление

Сливная

0,1...0,2

Растачивание, фрезерование

Дробленая

0,7...0,75

Важным узлом, расположенным в зоне обработки, является пылестружкоприемник, обеспечивающий отвод максимального количества отходов обработки. Он должен надежно и просто закрепляться на станке, быстро переналаживаться (в соответствии с размером инструмента и видом обработки) и не мешать обслуживанию оборудования.

Пылестружкоприемники для токарных, фрезерных, сверлильных, расточных и шлифовальных станков создают в целях обеспечения надежной работы станков и экологической защиты. Для удаления стружки при появлении автоматизированных и автоматических станков были разработаны различные устройства, их конструкция практически не изменилась и до сих пор [1-3].

Для удаления стружки от станков служат встроенные конвейеры, конструкция которых зависит от обрабатываемого материала, формы и объема удаляемой стружки. Такие конвейеры должны удовлетворять ряду требований: легкость очистки и ремонта; простота конструкции; достаточная пропускная способность; минимальные затраты энергии. Типы винтовых и ленточных конвейеров достаточно широко описаны в литературе [5].

Отвод стружки непосредственно из зоны обработки может осуществляться при помощи лотка, как это показано на рис. 8.1. Мелкая стружка, образующаяся при обработке заготовки 1, отводится с помощью лотка 2 к конвейеру 3.

Кроме ленточных и винтовых транспортеров широкое распространение получили импульсные транспортирующие устройства. Принцип работы заключается в сообщении механизму

транспортирования кратковременных импульсов, воспринимаемых в

сЬ-

Импульсный конвейер расточного станка

Рис. 8.2. Импульсный конвейер расточного станка

Рис. 8.1. Отвод стружки от вертикально-расточного станка

виде вибраций, а специальная его конструкция позволяет перемещаться стружке только в одном направлении.

Привод импульсных устройств транспортирования может быть электрическим, механическим, гидравлическим или пневматическим. Выбор привода зависит от требуемой мощности, подводимой к устройству транспортирования, свойств перемещаемого материала, условий производства, а также имеющихся на оборудовании возможностей подключения к тому или иному источнику энергии.

На рис. 8.2 представлен вариант использования импульсного конвейера для отвода стружки от расточного станка. Расточный станок с подвижной колонной 1 снабжен импульсным конвейером, лоток 5 которого установлен на роликах 6 в приямке фундамента, а гребенка 7 закреплена на колонне 1. Стружка, образующаяся при обработке заготовки 3 инструментом 2, попадает на решетку 4, через которую проваливается в лоток и отводится от станка.

Для транспортирования стальной, чугунной стружки и стружки цветных металлов, как сливной, так и элементной, на станках различного .типа довольно широко используют пластинчатые конвейеры. Такой конвейер (рис. 8.3) снабжен автономным приводом 1. Его металлическое шарнирно-звенчатое полотно 3 собрано из отдельных секций и ограждено с боков бортами 2, которые предохраняют тяговые цепи от попадания стружки.

Гидравлические конвейеры ’'снользуются для отвода из зоны обработки немагнитных материалов. В них СОЖ поступает в зону обработки под давлением и, перемещаясь вместе со стружкой, отводит ее в места скопления для последующей переработки. Такие устройства для транспортирования применяются при отводе стружки от агрегатных станков и автоматических линий.

Магнитные конвейеры

используются на различных станках для отвода стальной и чугунной стружки. Принцип их действия основан 1 на создании магнитного поля, в

моменты попадания на устройство стружки и ее перемещения, и отключения его при перегрузке стружки в стружконакопитель. При большом объеме стружки с задней стороны станков устанавливают специальные дополнительные емкости.

В последнее время во всех развитых странах мира большое внимание уделяется 4 вопросам

экологической защиты.

2 Соответствующие мероприятия

заключаются прежде всего во внедрении обработки (в первую

Рис.8.3. Пластинчатый конвейер очередь, чугуна и стали) без использования СОЖ или с ее минимальным применением при сохранении требований к производительности и качеству поверхности. Одновременно продолжается дальнейшее

совершенствование систем фильтрации СОЖ и очистки их от стружки.

В целях экологической защиты окружающей среды и

обслуживающего персонала большая часть оборудования снабжена кабинетной защитой с встроенной системой отсоса вредных выделений. Кабинетной защитой могут быть охвачены не только отдельные станки, но и целые автоматические линии. Конструктивно она выполняется в виде отдельных блоков (каждый - для группы оборудования линии). Для защиты персонала служит маслонепроницаемое ограждение с встроенной системой отвода масляного тумана и дыма, образующегося в процессе резания. Вместо громоздких металлических ограждений

применяют раздвижные панели из стекловолокна, перемещающиеся по направляющим и способствующие снижению уровня шума.

Специально обеспечивается экологическая защита при обработке материалов, вредных для здоровья персонала. Так, при изготовлении графитовых стержней используют установку, создающую защитную водяную оболочку вокруг зоны обработки.

При проектировании автоматической линии важно знать параметры устройств для уборки стружки, некоторые из них приведены в табл. 8.2 и

8.3.

Технические характеристики шнековых транспортеров стружки

Таблица 8.2

Технические | характеристики

Материал

стружки

?

л 5

? « ? *

^ X

2

Шаг шнека,!

мм

Число оборотов винта, мин

10

16

Высота ст!

эужкоп

ровода, мм

160

200

250

200

250

Производительность транспортера, м3

Алюминий

и сталь

  • 150
  • 200
  • 80
  • 100

1,6

  • 2,5
  • 3,0

5,0

4,0

8,0

Мощность, потребная для при-II вода транспортера длиной

10 м, кВт

Алюминий

  • 150
  • 200
  • 80
  • 100

0,22

  • 0,25
  • 0,45

0,50

0.40

0,80

Сталь

  • 150
  • 200
  • 80
  • 100

0,32

  • 0,40
  • 0,60

0,80

0,65

1,30

Примечание. Общий объем стружки состоит на 2/3 из сливной и на 1/3 из элементной стружки.

Технические характеристики скребковых транспортеров стружки

Таблица 8.3

Шаг

Число

оборотов

звездочки, мин

Технические характеристики

скребков,

мм

10

16

25

40

Производительность транспор-

400

4,0

6,0

10,0

16,0

тера, м3

800

2,0

з,о

5,0

8,0

Необходимая мощность для

400

0,55

0,85

1,35

2.20

привода транспортера дпинои Юм, кВт

800

0,30

0,45

0,70

1,10

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>