Проблема стружкодробления в автоматизированном производстве и удаления стружки из рабочей зоны технологического оборудования

В настоящее время применение скоростных режимов резания, использование станков-автоматов и автоматических линий значительно увеличило количество стружки, снимаемой в единицу времени. Поэтому при проектировании станков, особенно станков-автоматов и автоматических линий, необходимо уделять большое внимание вопросам удаления стружки. В ряде случаев трудности удаление стружки приводят к длительным простоям станков или делают их вообще неработоспособными, т.к. стружка забивает зону резания.

Стружка может быть двух видов:

1) непрерывная стружка, образующаяся при обработке стали, алюминия, латуни и др. Она подразделяется на прямую, витую и «путанку» (когда стружка спутывается в жесткий клубок);

2) стружка надлома, образуемая при обработке чугуна, бронзы, сплавов алюминия и др. Одновременно с чугунной стружкой образуется мелкая металлическая и графитовая пыль, вредная для организма человека, которая частично осаждается на рабочих поверхностях, увеличивая их износ.

Наибольшую трудность для транспортирования представляет непрерывная стружка, поэтому применяют различные методы для ее дробления на элементы:

1) метод кинематического дробления – осуществляется подбором S, V, углами заточки режущего инструмента либо применением упоров, экранов (стружколомов);

2) методы кинематического дробления – дискретное резание, вибрационное резание, релаксационное резание.

Дробленая стружка и стружка надлома пригодны для транспортирования, которое заключается в:

1) отводе стружки из зоны резания;

2) цеховом транспортировании;

3) подготовке стружки к брикетированию;

4) брикетировании;

5) межзаводском транспортировании;

6) повторном металлургическом процессе.

Рассмотрим первые два вопроса.

Выбор способа удаления стружки из рабочей зоны зависит от вида стружки, получающейся при обработке деталей на станках.

Применяют следующие способы удаления стружки:

1) Гравитационный, при котором стружка падает на наклонные поверхности приспособлений и станков и под действием силы тяжести сваливается в специальные стружкосборники. Для этого необходимо, чтобы направляющие станков и корыта были не горизонтальны, а наклонены под углом, как это сделано, например, у одношпиндельных токарных автоматов. В станинах станков и в основаниях станочных приспособлений устраивают специальные проемы или люки с наклонными или вертикальными стенками.

2) Гидравлический – заключается в смывании стружки струей СОЖ. Этот способ применяется для мелкой стружки. А далее производят либо магнитную сепарацию для стружки, которая притягивается магнитом, либо применяют сетчатую сепарацию для стружки, не притягиваемой магнитом (латунь, алюминий и др.).

Рис. 27.1. Гидравлический способ удаления стружки с магнитной сепарацией

Рис. 27.2. Гидравлический способ удаления немагнитной стружки

3). Пневматический отсос стружки. Этот способ применяется для сыпучей стружки. Для него требуется подбор скорости потока воздуха, так называемой скорости витания . Скоростью витания называется скорость вертикального потока воздуха в сопле, при которой сила воздействия потока на частицу, находящуюся в потоке, равна весу этой частицы. Если скорость потока больше, чем скорость витания, то стружка будет транспортироваться потоком. Исследования показали, что в случае обработки чугуна скорость витания может быть определена из следующего соотношения

, м/с

где: S – подача суппорта, мм/об

Рис. 27.3. Пневматический отсос стружки

Скорость воздуха в отсасывающем патрубке 18 - 20 м/с (для стружки) и

28 - 30 м/с в трубе (для стружки). Для металлической пыли 18 - 20 м/с в трубе,

8 - 10 м/с в отсасывающем патрубке.

4) Применяют еще способ сдувания стружки струей сжатого воздуха. Этот способ должен сочетаться с пневматическим отсосом стружки. Иначе очистка зоны стружкообразования сопровождается засорением стружкой других поверхностей сдуванием металлической пыли и стружки в воздух, что запрещается техникой безопасности.

Рис. 27.4. Схема выдувания стружки из глухого отверстия

Этот способ применяются для удаления стружки из глухих отверстий. Для хорошей очистки отверстий необходимо, чтобы диаметры отверстий сопел были бы значительно меньше диаметров глухих отверстий. Такая очистка применяется, например, для удаления чугунной стружки из несквозных отверстий блока цилиндров автомобилей после сверления перед нарезанием резьбы.

На некоторых автоматических линиях удаление стружки из глухих отверстий деталей перед нарезанием резьбы осуществляется на поворотных агрегатах. Например, чугунный блок цилиндров перед нарезанием резьбы зажимают в агрегате, поворачивают на 180^о так, что верхняя плоскость с отверстиями оказалась внизу, блок цилиндров встряхивают 2 - 3 раза и вся стружка из отверстий высыпается, затем блок возвращается в исходное положение.