CN109227214A - 一种稳定加工品质的自动排屑过滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稳定加工品质的自动排屑过滤系统，包括排屑器、冷却水箱、集屑车和其它选配辅助过滤产品。混有杂质的切削液先通过排屑器的内过滤箱溢流完成一级过滤；冷却水箱包括水箱箱体、二级过滤篮、迷宫型冷却管道、三级过滤网及循环水泵；经过一级过滤的液体通过溢流口流入水箱过滤系统中的积屑盒，积屑盒结构含有40目的滤网，可以实现切削液的二级过滤；经过二级过滤后的切削液流经迷宫型管道，通过延长路径，达到充分冷却的效果；并通过去浮油装置去除切削液表面的油脂，有效防止切削液的变质；流经去浮油装置的切削液，通过双层过滤网实现三级过滤；最终，循环水泵将经过冷却、过滤的切削液供给到机床。

Description

一种稳定加工品质的自动排屑过滤系统

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种稳定加工品质的自动排屑过滤系统。

背景技术

切削液作为机械加工中的冷却剂，在控制加工过程的温升、润滑刀具、防止废屑划伤已加工工件表面等方面起着至关重要的作用。在机床内完成冷却冲洗后的切削液，会混有机床加工的切屑、润滑防锈的油脂和其他固体杂质等，一并冲入机床所配置的水箱中。经过滤后再通过冷却泵泵入机床内，形成一个循环系统。通过目前所使用的一些过滤结构，经过长时间的积累沉淀，切削液仍会呈现表面漂浮油脂，箱底沉淀大量的切屑，尤其小颗粒切屑混合切削液后呈泥状沉淀于箱体底部。其中，浮油的存在会断绝切削液与空气的接触，降低切削液的含氧量，造成厌氧菌的快速繁殖，加快切削液的变质、发臭，尤其是在机床暂停加工几天后变质更为明显。此种情况下，不仅会降低切削液的使用周期，增加生产成本，而且还会对环境和人体造成污染和损害。除此之外，箱体底部沉淀的大量切屑废渣，会降低切削液的过滤精度，同时，人工清洁的不方便也增加了人工费用。

排屑过滤系统是数控机床中用来排出加工工件时所产生的废屑，并将切削液过滤、循环利用的重要附件组成部分。数控机床上在工件加工时会产生形式、数量不一的切屑，随着切屑的增加使得刀具和工件表面温度升高及切屑在工件和刀具表面的附着会对加工品质造成很大影响。因此，提高排屑顺畅度和切削液的过滤精度成为稳定机床加工品质过程中亟待解决的重要问题。

现有的数控机床排屑过滤系统一般有单机布置或者多机共布两种方式。前者将排屑过滤系统分别布置在各个机床上，工作方式比较灵活，但机床数目较多时成本较高；后者将多台机床的切削液作统一收集处理，需建立清理基站，所占空间较大，适用于机床数目较多的情况。然而，无论是哪种形式的排屑过滤系统，大都为简单的切屑和切削液固液分离过滤装置，存在以下问题：1.结构复杂，排屑不顺畅，运输效能不高，噪声大；2.切削液的过滤精度不高，并在其循环利用中影响了工件的加工品质甚至可能造成切削液输送管道的堵塞；3.人工清理排屑周期短，操作强度较大从而增加劳动成本；

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以稳定加工品质的自动排屑过滤系统及方法，以解决数控机床在加工过程中排屑不顺畅、切削液过滤精度不高对工件加工品质造成不良影响、以及切削液使用周期短等问题。

为达到上述目的，本发明所述一种稳定加工品质的自动排屑过滤系统包括排屑器和水箱，排屑器用于连接机床和水箱，排屑器包括排屑器箱体，排屑器箱体上开设有导屑口和排屑口，排屑器箱体侧面开设有溢流口，排屑器箱体中设置有内过滤箱，内过滤箱底部设置有虑孔，内过滤箱的出口端与溢流口贯通，排屑器箱体通过溢流口和水箱连通，水箱的箱体中沿着液体流动方向依次设置有积屑盒和滤网；排屑器箱体内壁设置有链条，链条上间隔设置有若干用于带动排屑器箱体中的废屑运动的刮板，链条连接在排屑器传动组件上。

进一步的，水箱中设置有油水分离器。

进一步的，积屑盒后端设置有用于增加切削液流动路径的挡板。

进一步的，排屑器箱体上盖合有导入盖板，导入盖板上开设有导屑口。

进一步的，积屑盒上盖合有透明的积屑盒盖。

进一步的，水箱的箱体中固定有挡油板。

进一步的，滤网为双层，且插接在水箱的箱体中的固定槽中。

进一步的，排屑口的位置高于内过滤箱的位置。

进一步的，还包括设置在排屑口下方的集屑车，集屑车包括料斗，料斗内设置有网板和出水阀门。

进一步的，水箱中设置有切削液浓度传感器、液位传感器和PH值传感器。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果，将多种过滤装置集成在一个排屑过滤系统之内，合理利用了机床底部空间。在排屑和切削液循环过滤过程中，实现了自动排屑、集屑、切削液多级高精度过滤、油脂杂质去除等功能，对切削液有明显的净化、过滤效果，保证切削液的过滤精度，切削液杂质含量的降低极大程度上延长了切削液使用寿命，稳定了数控机床的加工品质。

(A)将延长切削液寿命的净化装置和自动排屑装置集成为一体，可适用于单机的自动排屑系统；采用排屑器实现自动排屑功能，经切屑沉淀、刮板自动清理运输结构、内过滤箱一级过滤后的切削液可完成大部分的固体杂质过滤；流入水箱过滤篮的杂质明显减少，从而减少人工清理次数，减轻劳动量，降低人工成本；

(B)通过安装切削液浓度传感器、液位传感器，PH值传感器，实时监测浓度、液位、PH值，有效推断切削液品质；

(D)冷却水箱内设置去浮油结构，防止因油脂漂浮在切削液表面滋生厌氧菌而导致切削液变质；

(E)冷却油箱内部的迷宫挡板延长了切削液从机床出屑口到循环水泵的流经路径，使得切削液冷却时间更充分；

(G)整个排屑器过滤系统外形的密闭性：废屑和切削液从机床出屑口流出后直接进入排屑器箱体内，排屑器整个外形封闭，可以防止切削液和废屑飞溅，且自动排屑系统将废屑收纳至固定的集屑车内，排屑稳定，既降低了人工维护成本，也使得机床加工环境得到改善；

(H)分级过滤方式，逐渐将大、小、细小铁屑阻挡在管道之外，避免出现滤网目数与铁屑大小不一致而使滤网堵塞，从而保证过滤精度和流量，避免了管道的堵塞；

(I)采用泵前双层滤网是卡在水箱上的，方便取出进行清理；该双层滤网能够进一步保证入泵液体的纯净度，避免了泵入口被铁屑堵塞的可能性；

附图说明

图1是本发明的正视结构示意图；

图2是本发明的俯视结构示意图。

其中：1-排屑器，2-排屑器箱体，3-导屑口，4-导入盖板，5-刮板，6-滤网支撑块，7-内过滤箱，8-排屑器传动组件，9-清理刮板组件，10-电控盒，11-溢流口，12-水箱，13-水箱箱体，14-内六角圆柱头螺钉副，15-积屑盒盖，16-积屑盒，17-迷宫挡板，18-挡油板，19-双层滤网，20-冲洗泵，21-冷却泵，22-液位计，23-油水分离器，24-油水分离器底板，25-水箱盖板，26-集屑车，27-料斗，28-网板，29-出水阀门，30-叉轨，31-排屑口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

遵从上述技术方案，如图1、图2所示，本实施例给出一种可以稳定加工品质的自动排屑过滤系统，对机床加工产生的含屑切削液进行多级过滤、双重净化、自动排屑集屑、循环使用，可有效延长切削液的使用周期。

本发明一种可以稳定加工品质的自动排屑过滤系统，包括排屑器1、水箱12、集屑车26和其它选配辅助过滤产品。

排屑器1是连接机床和水箱12的自动排屑设备，排屑器1包括排屑器箱体2、导屑口3、导入盖板4、内过滤箱7、滤网支撑块6、排屑器传动组件8、清理刮板组件9、刮板5和电控盒10，电控盒10控制排屑器传动组件8中的电机运转，电机的动力通过驱动轴和链轮传递给链条，从而带动刮板运动，使排屑器完成自动排屑功能。箱体2一端设置有导屑口3，另一端设置有溢流口31，顶面设置有导屑口3，排屑口31的位置高于内过滤箱7的位置，当刮板将废屑刮向排屑口31后，废屑中的切削液能顺利流回排屑器箱体内，导屑口3置于导入盖板4上，导入盖板4通过M5螺钉副与排屑器箱体2连接，可避免切削液外溅；内过滤箱7与滤网支撑块6用M6螺钉连接成一体，并用M8螺钉副将滤网支撑块6与排屑器箱体2连接，使内过滤箱7架于排屑器箱体2中端，内过滤箱7的底板上设置有条形的溢流孔；排屑器传动组件8通过轴承座连接架于排屑器箱体2前端，并通过链条带动刮板5运动；清理刮板组件9安装于排屑器箱体2前端、排屑器传动组件8上方，排屑器运转时与刮板5配合清理废屑；排屑器1侧面伸出有溢流口11，溢流口11即为内过滤箱7的出口端；电控盒10通过M5螺钉副固定在排屑器箱体2前端。

水箱12是对切削液进行冷却、过滤、净化、泵出的设备，主要包括水箱箱体13、积屑盒16，迷宫挡板17，挡油板18，双层滤网19，冷却泵，液位计22和油水分离器23等。水箱12通过M18×25内六角圆柱头螺钉副14与排屑器1固定连接；积屑盒16置于水箱盖板25下方，并被水箱箱体13的支撑横梁支撑，保证积屑盒16的稳固；溢流口11伸入至积屑盒16内，积屑盒盖15置于积屑盒16上，可实时观察切削液及废屑情况；迷宫挡板17安装固定于积屑盒16后端，用于拦截未过滤掉的固体杂质；挡油板18焊接于水箱箱体13的中部，用于挡住切削液表面的浮油；油水分离器23通过M5螺钉副安装固定在油水分离器底板24上，油水分离器底板24固定在水箱箱体13的箱盖上，在挡油板18挡住的区域内对切削液进行油水分离；双层滤网19通过水箱箱体13内的固定槽，置于水箱12后端、冷却泵和冲洗泵前端，进行最终的过滤；液位计22安装于水箱12的侧面，用于实时观察水箱内切削液的容量。

集屑车26用于装载排屑器1自动排出的废屑，包括料斗27、网板28和出水阀门29。网板28通过M5螺钉副安装固定在料斗27内的支撑板上；出水阀门29安装于料斗27底部，便于切削液的流出；叉轨30焊接于料斗27的底面上，便于叉车运输集屑车。

本装置的工作原理如下：

混有杂质的切削液先通过排屑器的内过滤箱溢流完成一级过滤；冷却水箱包括水箱箱体、二级过滤篮、迷宫型冷却管道、三级过滤网及循环水泵；经过一级过滤的液体通过溢流口流入水箱过滤系统中的积屑盒，积屑盒含有40目的过滤滤网，可以实现切削液的二级过滤；经过二级过滤后的切削液流经迷宫型冷却管道，通过延长路径，达到充分冷却的效果；并通过去浮油装置去除切削液表面的油脂，有效防止切削液的变质；流经去浮油装置的切削液，通过双层过滤网(60目)实现三级过滤；最终，循环水泵将经过冷却、过滤的切削液供给到机床。

所述排屑器可根据加工材料产生的废屑类型，分为刮板式排屑器、链板式排屑器和混合式排屑器等，功能实现一致，此处以刮板式排屑器进行说明。排屑器包括排屑器箱体组件、刮板组件、内过滤箱组件、传动组件和电控面板；排屑器设备置于机床出屑口下部，机床加工产生的含屑切削液经排屑器的导屑口流入排屑器箱体；排屑器体内布置的传动组件带动刮板传动，在导屑口处将经过沉淀的含切屑、切削液及其它杂质的混合物沿排屑器底部运往排屑器出屑口方向；当经过排屑器内过滤箱7时，切削液和少量颗粒较小的废屑进入内过滤箱，颗粒较大的废屑被刮板刮出排屑器进入集屑车；切削液则通过内过滤箱底部的滤孔溢流至内过滤箱内，再由溢流口流入水箱积屑盒中，完成一级过滤。

水箱12的外形尺寸可根据机床底部预留空间进行更改调整，水箱12前端与排屑器箱体2前端通过螺钉相连接，排屑器溢流口11伸入至水箱积屑盒16侧壁。水箱前端的积屑盒16为此集成系统的二级过滤，底部选择目数较高的滤网进行过滤；积屑盒16两侧设计有把手，上部附有含拉手的透明的积屑盒盖15，可防止切削液外溅，也可实时观察积屑盒内废屑量；积屑盒16后端设有迷宫挡板17，可拦截未过滤掉的固体杂质，同时增加切削液流动线长度，以便于切削液充分冷却；水箱12的中部为油水分离区域，水箱12内部上沿处设有挡油挡板，油水分离器底板24上安装有油水分离器23，油水分离器23将浮油附着在亲油介质上，带出水箱并将浮油刮掉至油水分离器23油水混合箱内；水箱后端、冷却泵前端设有用于放置双层滤网19的挡槽，双层滤网上装有高目数滤网(60目)，且上部设有对称错开的把手便于插取，经双层滤网19过滤后切削液的精度可满足机床一般加工要求，针对于特殊加工，可增配辅助过滤产品获得更高过滤精度的切削液。

集屑车26为收集最终废屑容器，内部固定有集屑车网板，排出的切屑会捎带少量切削液，落入集屑车沉淀一段时间，绝大部分废屑无法通过网板，会留在网板上，少量的切削液和小颗粒废屑通过网板流入底部预留空间，再由底部设有的出水阀流出，待废屑积满集屑车，再由叉车通过集屑车底部叉轨运走清理。

本排屑系统外形尺寸可调性高，可根据不同型号机床调整尺寸，可充分利用机床底部、周围剩余空间，空间利用率极高；流线造型，美观大方，排屑顺畅，体积小、结构简单易实现、效能高、运输平稳、安全可靠、噪音小；强度高、配合精准、动作稳定的刮板式排屑器可实现人工清理废屑周期的增长，且清理方法简单，降低操作劳动强度和人工劳动成本。

本发明的工作过程如下所示：

配置有所述可延长切削液寿命的自动排屑系统在进行作业时，从机床出屑口流出的含屑切削液经导屑口3流入排屑器1后端；沉淀过程中，电机驱动排屑器传动组件8，带动刮板5运行，刮板5将废屑沿着排屑器箱体2底部移动，并沿箱体斜面提升至排屑器1出屑口，通过清理刮板组件9将刮板5上的废屑刮入集屑车26内，完成切削液的固液分离；切削液通过溢流过滤至内过滤箱7中，完成一级过滤的切削液沿着排屑器溢流口11流向水箱12的积屑盒16中。整个过程可以利用电控盒实现自动控制，完成对含屑切削液的一级过滤及自动排屑。

水箱12的积屑盒16配有目数较高的滤网，流入积屑盒16的切削液进行二级过滤，此过程可通过透明材质的积屑盒盖15进行观察，且可避免切削液外溅；过滤后的切削液向着泵端流动，流动过程中浮油被挡油板18拦截在水箱12的中端，油水分离器23带动亲油介质将切削液表面的浮油吸附在表面，并带出水箱，刮入油水分离器23的油水混合箱中，自动完成油水分离；净化后的切削液再通过配有高目数的双层滤网19进行三级过滤，长时间的循环过滤后，可将双层滤网分别取出进行清洁；完成净化、过滤后的切削液由冷却泵21泵入机床，循环使用；由冲洗泵20泵入后冲水装置、高压水枪，用于清理机床。

从排屑器1自动排出的废屑落入集屑车26中，长时间的沉淀，废屑带出的切削液滴落在料斗27的底部；待集屑车26积满屑后，打开出水阀门29，将切削液排出；用叉车通过叉轨30将集屑车26运走，集中处理固液分离后的废屑，完成此系统自动排屑的全部动作。

一种可以稳定加工品质的排屑过滤系统方法，包括以下步骤：

(1)当含有杂质的切削液从机床出屑口排出后，首先进入排屑器箱体，电机驱动链轮，由链条带动刮板将沉积在排屑器箱体底部的废屑刮送至集屑车，排屑口处的清理刮板组件9可对刮板5上的残留废屑进行清理；

(2)排屑器1内置过滤箱7可实现固液分离，对切削液进行初级过滤；内过滤箱下表面均匀分布有条形网孔，细小废屑和切削液可顺利通过，并从内过滤箱的溢流口11处流入水箱积屑盒16中；对于较大的废屑则会被刮板刮至排屑器出口端，收集至集屑车集中处理。

(3)经过初级过滤的切削液通过排屑器侧壁溢流口11流入积屑盒16的过滤组件，进行二级过滤；

(4)经过二级过滤后的切削液通过迷宫型冷却管道和去浮油结构，最后由双层滤网实现三级过滤，过滤后的切削液由水泵供给机床，实现切削液的循环与冷却；

(5)打开箱体盖板，利用折光仪定期测量切削液浓度，保证切削液浓度在合理范围内；利用PH测试笔定期检测切削液PH值，保持在8.5-9.5之间；

(6)通过水箱中的液位计，定期检查切削液总量，并及时进行补液；

(7)定期投入杀菌剂来抑制细菌的繁殖。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种稳定加工品质的自动排屑过滤系统，其特征在于，包括排屑器(1)和水箱(12)，排屑器(1)用于连接机床和水箱(12)，排屑器(1)包括排屑器箱体(2)，排屑器箱体(2)上开设有导屑口(3)和排屑口(31)，排屑器箱体(2)侧面开设有溢流口(11)，排屑器箱体(2)中设置有内过滤箱(7)，内过滤箱(7)底部设置有虑孔，内过滤箱(7)的出口端与溢流口(11)贯通，排屑器箱体(2)通过溢流口(11)和水箱(12)连通，水箱(12)的箱体中沿着液体流动方向依次设置有积屑盒(16)和滤网(19)；排屑器箱体(2)内壁设置有链条，链条上间隔设置有若干用于带动排屑器箱体(2)中的废屑运动的刮板(5)，链条连接在排屑器传动组件(8)上。

2.根据权利要求(1)所述的一种稳定加工品质的自动排屑过滤系统，其特征在于，水箱(12)中设置有油水分离器(23)。

3.根据权利要求1所述的一种稳定加工品质的自动排屑过滤系统，其特征在于，积屑盒(16)后端设置有用于增加切削液流动路径的挡板(17)。

4.根据权利要求1所述的一种稳定加工品质的自动排屑过滤系统，其特征在于，排屑器箱体(2)上盖合有导入盖板(4)，导入盖板(4)上开设有导屑口(3)。

5.根据权利要求1所述的一种稳定加工品质的自动排屑过滤系统，其特征在于，积屑盒(16)上盖合有透明的积屑盒盖(15)。

6.根据权利要求1所述的一种稳定加工品质的自动排屑过滤系统，其特征在于，水箱(12)的箱体中固定有挡油板(18)。

7.根据权利要求1所述的一种稳定加工品质的自动排屑过滤系统，其特征在于，滤网(19)为双层，且插接在水箱(12)的箱体中的固定槽中。

8.根据权利要求1所述的一种稳定加工品质的自动排屑过滤系统，其特征在于，排屑口(31)的位置高于内过滤箱(7)的位置。

9.根据权利要求1所述的一种稳定加工品质的自动排屑过滤系统，其特征在于，还包括设置在排屑口下方的集屑车(26)，集屑车(26)包括料斗(27)，料斗(27)内设置有网板(28)和出水阀门(29)。

10.根据权利要求1所述的一种稳定加工品质的自动排屑过滤系统，其特征在于，水箱(12)中设置有切削液浓度传感器、液位传感器和PH值传感器。