1数控车床床身油水分离结构的开发背景
机床在加工零件过程中,为保证切削性能,要使用切削液对被加工件进行冷却;运动部件之间如导轨与滑块,丝杠与丝母等等之间需要润滑油润滑;另外,对于自动化程度较高的数控车床,还配置了液压卡盘、液压刀架及液压尾座等,这些零部件会产生部分液压油的泄漏。
以上产生的切削液、铁屑,泄漏润滑油和液压油经床身和内防护的收集,zui终进入排屑器。普通的排屑器只能将铁屑分离出来,润滑油和液压油会随切削液循环使用,这样不仅浪费,而且造成了排屑器和加工环境的污染。带油水分离的排屑器能将部分润滑油和液压油分离出去,但须另外增加过滤装置,该装置有造价高、可靠性低,增加占地面积等缺点。现阶段国内的普及型数控车床床身还不具备油水分离的功能。需要研制一种床身既能将切削液、铁屑,泄漏润滑油和液压油等收集起来,又能将泄漏油液分离出去,从而达到节约、环保的目的。
我厂推向市场的htcn系列数控卧式机床应用了一种数控车床的床身油水分离结构,实现机床切削液与润滑油的分离。它一方面解决了润滑油、液压油和切削液混杂造成的污染和浪费,另一方面,省去了添置油水分离装置的费用,为用户节约了制造成本。
该系列机床可以加工各种轴类、盘类零件,可以车削各种螺纹、圆弧、圆锥及回转体的内外曲面。作为通用型机床,特别适合汽车工业、摩托车行业、电子工业、航天、军工等行业,对旋转体类零件进行、大批量、高精度加工时采用。因此该系列机床具有极大的市场容量,在国民经济发展中正在扮演着越来越重要的角色,床身油水结构的应用,大大改善了该类机床的加工环境,有效的提升了机床的加工水平。
2关键技术的研究开发
该研究在普及型数控车床上,实现了切削液与润滑油的分离,解决了两个技术关键问题,即切削液的单独收集和润滑油的单独收集。
普及型数控车床可分加工区和非加工区。床身油水分离结构可分为切削液的单独收集和润滑油的单独收集两部分:
2.1切削液单独收集的研究
切削液主要进入加工区,加工区ⅰ由外防护、床头立板、纵向拉罩、过渡板、尾座拉罩和刀架罩、横向拉罩、倒水板等组成了一个封闭的空间,见图1。外防护将机床内部与外界隔离。床头立板在机床内部与外防护搭接将机床主传动部分隔离在切削区外。过渡板安装在纵向拉罩与尾座拉罩之间,分别与两拉罩搭接。倒水板安装在尾座拉罩下方,向下折弯用于引导切屑液。此四件至上而下合为一体与床头立板搭接将机床床身部分隔离在切削区外。刀架罩与纵向拉罩、横向拉罩搭接将机床床鞍、刀架部分隔离在切削区外。切削液由刀盘加工工位喷嘴喷出,喷至加工工位刀尖和被加工零件上,铁屑落在上述的封闭空间内,随切削液被收集到排屑器内。通过排屑器的过滤,铁屑zui终进入排屑小车中,切削液被循环利用,通过排屑器上的泵又一次进入加工区。
2.2润滑油单独收集的研究
润滑油主要进入非加工区。
挡板固定在床鞍的下端面,见图2,与横向进给导轨垂直,且上沿高于导轨上表面。ⅲ处润滑横向进给导轨的润滑油经挡板的阻挡,经床鞍体上导轨旁的回油口回到床鞍。丝杠润滑油直接落入床鞍,与导轨润滑油汇合,经床鞍zui低处的油口落入床身。
ⅳ处润滑纵向进给导轨及丝杠的润滑油会受重力作用直接落入床身中。
ⅴ处润滑尾座导轨的润滑油上部分会沿导轨落入床身,下部分有可能顺着倒水板进入排屑器中,为防止这种现象的出现,在床身下导轨与倒水板之间的安装孔上布置方形垫块,用垫块将倒水板垫起,使倒水板与导轨之间形成空隙,作为润滑油通道,润滑油通过倒水板与导轨之间的空隙全部流入床身ⅵ。
床身ⅵ四周均有导油槽,可将从各个运动部件收集来的润滑油由导油槽导至床身zui低的油槽中,经出口流入集油槽ⅶ,zui终被收集到储油盒中。
3应用效果
上图为某用户订购的htcn系列机床,该机床应用了床身油水分离结构。经实践,这种结构真正实现了机床切削液与润滑油的分离。循环使用的切削液不再含有润滑油;润滑油经床身的集油盒收集,过滤后还可再次使用,既环保又节约成本。
4适用范围
床身油水分离结构除可以应用在数控卧式车床上,还可以触类旁通,应用在各种机床和加工制造机械上。
5结束语
床身油水分离结构的设计制造应时代和市场需求而生。2009年4月投入用户生产中。该结构性能可靠,环保,效率高,设备投入少,生产成本低,操作维护简便。该装置能替代价格昂贵的油水分离设备,*市场空白,满足用户要求。
数控卧式车床的床身油水分离结构设计制造的成功,是我们将卧式车床结构升级应用的尝试,也是简单结构取代昂贵设备的一次实践。对于本文及结构设计中存在的错误和不足请予以批评指正,以便我们进一步提高服务社会的能力。
(来源:沈阳*机床厂作者:宋春丽肖泉洋)