3. Система удаления отходов

Одним из факторов надежной работы станков с ЧПУ своевременный отвод стружки, образующейся при резании, из рабочей зоны обработки, при этом необходимо применение только автоматизированных и автоматических систем удаления стружки.

Для этого необходимо:

1) Дробление стружки на автоматическом оборудовании с применением стандартного режущего инструмента (создание пакета диаграмм стружкодробления и подготовки УП для станков с ЧПУ).

2) Автоматическое удаление стружки из зоны обработки, от станка к месту её сбора.

Металлические отходы механических цехов заводов с точки зрения их последующей переработки распределяются следующим образом:

а) стружка, не требующая дробления - 70 %;

б) витая стружка, требующая дробления - 25 %:

в) прочие отходы (обрезки и куски) - 5 %.

Основными факторами, влияющими на стружкообразование и дробление стружки, являются: подача и глубина резания, главный угол в плане, форма пластинки, ее тип (с покрытием или без покрытия), угол наклона режущей кромки, вылет пластины из корпуса, обрабатываемый материал.

По физическим свойствам всю стружку можно разделить на:

1) Чугунная элементная стружка различного сечения с большим удельным весом, с хорошей транспортабельностью; при длительном хранении плотно слеживается и образует сплошную ржавую массу. Насыпной вес ее составляет 1,7-1,9 т/м³ .

2) Стальная элементная стружка, представляет собой крошку и кусочки снятого металла, не свивающиеся или почти не свивающиеся в спиральные кольца; при хранении на открытом воздухе она быстро ржавеет, обладает хорошей транспортабельностью. Насыпной вес ее составляет 1,0-1,5 т/м³ .

3) Стальная элементная стружка комкообразная, обладает хорошей транспортабельностью. Насыпной вес составляет 0,4-0,7 т/м³.

4) Стальная спиральная стружка, имеющая форму гибкого прута или туго свитой пружины разной длины; транспортабельность худшая в сравнении с предыдущими. Насыпной вес 0,3-0,6 т/м³.

5) Стальная сливная стружка, представляющая собой крупные спиральные витки с сечением до 40-60 мм², однослойные витки того же сечения, однослойные витки саблеобразного вида и большого диаметра (до более), легко перепутывающиеся между собой и образующие бесформенные рыхлые клубки. Этот вид стружки наименее пригоден для транспортировки из-за большой объемности. Насыпной вес ее составляет всего 0,1-0,25 т/м³.

Принцип решения задачи по созданию системы надежности управления стружкообразованием лежит в области подготовки УП на основе диаграмм стружкодробления для сменных многогранных пластин (СМП), системы адаптивного управления и др.

Весь процесс удаления стружки можно разделить на следующие этапы:

1. удаление из зоны обработки (очистка частей установочных элементов приспособлений);

2. удаление со станка (очистка частей из узлов станка);

3. удаление от станка к месту ее сбора, что также включает и уборку разлетевшейся вокруг станка стружки.

Несвоевременное удаление стружки из зоны обработки может препятствовать автоматической загрузке и разгрузке заготовок, работе средств автоматического контроля параметров технологического процесса, снижать точность установки заготовок в приспособлении.

Система удаления стружки в условиях ГПС должна обеспечить автоматизированное удаление ее на всех этапах без смешивания по группам обрабатываемого материала.

Правильное техническое и экономическое решение при выборе транспортных средств зависит от ряда причин:

1) массы образующейся стружки;

2) вида стружки, марки обрабатываемого материала;

3) производственных площадей;

4) вида и компоновки металлорежущего оборудования;

5) возможности создания приямков, тоннелей и каналов.

Для облегчения транспортирования длина стружки должна быть не более 200 мм, а диаметр спирального витка - не более 25-30 мм.

Стружку из рабочей зоны станков удаляют:

— смывом - подачей эмульсии;

— сжатым воздухом;

— путем движения конвейеров с подвижными элементами.

Способ удаления стружки зависит от материала и веса обрабатываемой детали и вида обрабатываемой поверхности. Наибольшее распространение при удалении стружки получили конвейеры, которые проходят либо сзади станков, либо монтируют в канале, расположенном под станками.

Конструктивные разновидности конвейеров для стружки:

Материал стружки	Линейные конвейеры	Магистральные конвейеры
1. Сталь	Винтовые (шнековые) 400-500 мм Ершово-штанговые 400-500 мм Скребковые 400-500 мм	Пластинчатые 800 мм
2. Чугун	Пневматический отсос Скребковые 181-500 мм	Ленточные 800 мм Скребковые 800 мм
3. Цветные металлы	Лотковые со смывом 250-450 мм Ленточные 250-450 мм	Пластинчатые 600 мм

При укрупненных расчетах массу стружки можно принимать равной 10-15 % массы готовых деталей.

При количестве стружки до 0,3 т в год, приходящейся на 1 м² площади цеха, целесообразно собирать стружку в специальные емкости и доставлять к месту сбора или переработки напольным автоматизированным транспортом.

При количестве стружки 0,3-0,65 т в год на 1 м² площади участка предусматривают линейные конвейеры вдоль станочных линий со специальной тарой в конце конвейера в углублении на подъемнике. Заполненная стружкой тара вывозится на участок переработки напольным транспортом.

Если на 1 м² площади участка приходится 0,65-1,2 т стружки, рекомендуется создавать систему линейных и магистральных конвейеров, которые транспортируют стружку на участок сбора и переработки стружки.

Для удаления стружки в проектируемой АПС выбираем конвейеры с помощью таблицы 5 [7, с.25].

Приведенная программа выпуска: 54986 деталей в год.

Масса стружки в год: 16,1 т. в год

Производственная площадь участка станков с большим выходом стружки (токарные, зубофрезерные, протяжные) – 200 м2

Производственная площадь участка станков с малым выходом стружки (шлифовальные станки) - 80 м²

Для транспортировки стружки со станков шлифовальной группы, принимаем специальные емкости – тара. Потом стружка и доставляется к месту сбора или переработки напольным автоматизированным транспортом.

Для транспортировки стружки с остальных станков, принимаем линейные конвейеры вдоль станочных линий со специальной тарой в конце конвейера в углублении на подъемнике. Заполненная стружкой тара вывозится на участок переработки напольным транспортом.

В процессе переработки витая стружка подвергается дроблению, затем стружку всех видов с остатками масел и СОЖ подвергают обезжириванию. Для этого на центрифугах отделяют СОЖ, а затем промывают стружку горячей водой или щелочными растворами в специальных моечных машинах или подвергают обжигу, где органические примеси испаряются и выгорают. Лучшим способом переработки стружки (для вторичной переработки) является брикетирование. Для этого используют специальные горизонтальные брикеты - прессы, на которых прессуют в брикеты цилиндрической формы диаметром 140-180 мм, высотой 40 - 100 мм и массой 5 - 8 кг.