针对铜粉问题的数控车床过滤系统的改造

朱坚，王耀彬

无锡威孚高科技集团股份有限公司 江苏无锡 214028

在没安装过滤系统前，两台数控车床管路的清洁是2年左右进行一次，实际上随着该产线产量的提高，1年左右就必须进行管路的清洗，每次的清洁时间约2名机修工2天左右的时间，而且由于是对刀塔拆卸，不可避免地会影响刀塔的精度，损坏刀塔的密封件，如刀塔内部的各种O形圈及水路分配器安装精度不到位等。

安装过滤系统后，该系统有一个压力表进行监控，水压升到0.6MPa需更换滤袋一次，该滤袋的价格在35元，更换滤袋的时间周期在3个月左右，从更换下来的滤袋效果看，能有效阻止铜粉进入机床的切削液管路，减少或杜绝了机床管路的清洁问题，避免了拆卸刀塔的过程，保证了切削液的压力，同时由于切削液里没有铜粉，减少了零件压伤的比例。

改造前问题分析

1.存在问题

机床加工零件的时间越长，机床的水压会越低，有时切削液根本就喷不到所加工的刀具位置，严重影响刀具的寿命。同时机床的原有程序中有一道清洁卡爪的程序，利用切削液来清洁夹爪，由于压力不够和切削液脏，因此导致该程序无效。切削液清洗问题如图1所示。

图1 切削液清洗问题

2.原因剖析

通过对整个切削液水路进行分解，发现整个切削液管路被铜粉构成的污垢直接堵塞，而且相对于机床核心部件之一的刀塔管路，也被铜粉堵得严严实实。如图2、图3所示。

图2 刀盘拆卸后的状况

图3 堵塞的分配器

由于刀塔是机床的核心部件，该数控机床所加工的产品公差要求非常高，圆度0.008mm，内孔公差是，经常对刀塔拆卸，不可避免地会影响刀塔的精度，损坏刀塔中的各种密封原件，如刀塔内部的各种O形圈、水路分配器，同时也会产生安装精度不到位等各种因素。

改造过程

1.改造过程中设计思路

由于该设备的切削加工是既有条状的铁屑，又有粉末状的铜屑，原有的排屑器只能把条状的铁屑排到铁屑车里，而粉末状的铜屑由于自重及冲刷，会由排屑器链板等各种缝隙直接沉到排屑器底部，同时随着水泵的起动，会随水流被水泵直接抽出，从而进入切削液管路，原有排屑器根本解决不了铜粉堵塞切削液管路的问题。

设计思路如下：

1）不破坏机床原有的的切削液管路，利用机床原有的切削液管路。

2）尽量利用原有的排屑器，减少改造费用。

3）改造完成后必须少拆卸或不拆卸刀塔，延长刀塔的使用寿命。

4）改造完成后必须满足加工所需的切削液流量和压力，来保证加工过程中刀具的冷却及切削液的清洁。

5）改造后的过滤系统必须有利于保养。

2.过滤系统的主要构成

图4所示为整套的过滤系统构成。该过滤系统主要由滤罐、两根水管和罐内的滤袋组成，两根水管分别连接水泵、机床原有的切削液管路，通过水泵抽取切削液进入过滤罐，通过滤袋的过滤方式把铜粉和切削液进行分离，铜粉就留在滤袋中（见图5），只需定期更换滤袋即可。

图4 过滤系统

图5 滤袋及截留在滤袋中的铜粉

在滤袋的选型上，使用了两种规格的过滤精度进行试验，规格分别为150μm和100μm，经过测试，最终定型为100μm的滤袋，该滤袋的堵塞情况可以通过压力表进行观察，压力在5.5MPa时，滤袋必须进行更换，更换周期为14天。

3.改造完成后的效果

经过改造后，切削液管路比较通畅，没有堵塞现象的产生，切屑液的水压也达到了机床原有设计的水压，能够充分冷却到刀具，使刀具达到规定的寿命，同时经过过滤后的切削液也没有铜粉，程序中清洁卡爪的效果也体现了出来，卡爪上不会有残留的粉末（见图6），大大减少了产线的压伤比例。

图6 改造后使用情况

设备改造前后的数据统计如图7所示，改造完成后零件的压伤比例逐步下降，降幅比较大。原来精加工每台每次清理需要2人3h，生产小组共有10台设备，每台设备需要10天清理一次，改进后，15天清理一次，可以每月节省清理人员0.3人左右，节省人力成本。

图7 设备改造前后的数据统计

结语

对小巨人两台数控车床的过滤系统进行了改造，没更改原有的机床构造，减少了由于冷却不到位而产生的异常刀片和刀具的破损，减少了由于铜粉而引起的零件压伤，希望能够对其他有相同或类似问题的企业起到借鉴作用。