如何在特定的工况下选择合理的排屑方式

在机械加工制造的过程中，会产生大量的切屑。切屑中经常含有大量的油和切削乳化液等，由于切屑蓬松的特性，易散落在机床四周和车问通道上，不但难于清理，而且还严重污染车间环境。现在车间常用的解决办法是在机床附近设置切屑坑，用于收集产生的切屑，然后定期用天车将切屑箱吊至汽车上运出。也有的在车问各跨的端头集中设置大的切屑坑，生产产生的切屑用切屑小车运至此处汇集后定期集中外运处理。如何在特定的工况下选择合理的排屑方式，成为工厂设计中十分重要的一环。

1 切屑的种类

切屑按其形状可分为带状切屑、颗粒状和小卷状切屑。按其材质又可分为铸铁屑、钢屑及铝、黄铜等非磁性材料。其中铸铁屑为小片或颗粒状，多为干的，也有湿式加工出来的铸铁屑，但经过相应的排屑器后总体上来说比较干，对铸铁屑主要是防止其四处散落；钢屑和铝等非磁性材料根据零件的加工特性和加工设备的不同有长短之分，短钢屑多为齿轮齿形等加工出来的切屑，上面含有大量的油，易污染车间地面，对其主要是防止其滴漏；长钢屑多为钻床、车床或铣床等加工出来的，呈带状，蓬松且易卷绕成团，里面含有大量的乳化液，对其主要是防止其四处飞溅，其中带状切屑是切屑收集和输送中的难点。

2 切屑的输送方式

现在常用的切屑输送装置可分为以下几种：

 ①刮板式排屑器，刮板式排屑器由链轮、链条和刮板等组成，其中链条装在两个链轮上，焊在链条两侧的刮板将水箱中的切屑刮起提升倒入切屑小车中。这种排屑器适用于排出没有冷却液的粒状及小卷状切屑，如铸铁屑和短钢屑等。当小卷状铁屑中含有冷却液或切削油时，可采用磁性刮板排屑器来对其进行分离。切屑的输送量取决于链条的节距，节距越大，每小时输送切屑量也越大。

 ②链板式排屑器，链板式排屑器以链轮牵引钢质平板链带在密封箱中运转，加工产生的切屑落到链带上被送出机床。在车削类机床上使用时，多与机床冷却液箱合为一体，以简化机床结构。链板式排屑器主要用于收集和输送各种卷状、团状、块状切屑，以及磁性排屑器不能解决的铜屑、铝屑碳块、尼龙等材料，广泛应用于各类数控机床、加工中心、组合机床等。链板可根据用户要求制作成不锈钢及冷轧板两种，切屑的输送量同样也取决于链条的节距，节距越大，每小时输送切屑量就越大。

③螺旋式排屑器，螺旋式排屑器由减速器、万向联轴节和螺旋器等组成，电动机带动减速机来驱动螺杆。螺杆转动时，排屑沟中的切屑被螺杆推动着连续向前运动，进入切屑箱内。螺杆有两种形式，一种是用扁型钢条卷成螺旋弹簧状；另一种是在轴上焊接紧密贴合的螺旋片。螺旋式排屑器可通过调整螺杆的长度来调节输送长度，螺杆可一节一节地连接起来，螺旋式排屑器结构简单，占据空间小，使用方便，但排屑效率较低，只适合于水平或小角度倾斜直线方向的排屑，不能大角度倾斜、提升或转向排屑。螺旋式排屑器适用于小卷状和块状的钢屑、铝屑和有冷却液的粒状切屑，不适合于带状切屑的运输。

④皮带式排屑器，皮带式排屑器由传动装置、张紧轮、主动轮和皮带等组成，一般应用于几台机床或一条成线机床的排屑，它适用于输送没有冷却液或机油的铸铁件颗粒状、块状切屑。在使用的过程中要注意避免皮带由于油侵蚀而产生变形，应选用耐油性好、较薄的传动皮带。切屑飞溅范围较大的场合不宜采用这种排屑器。

⑤推杆式排屑器，推杆式排屑器通常安装在排屑沟内，但在某些特定的情况也可以直接铸造在地面以上或架空安装。该设备主要由四个部件组成：一是容纳切屑和切削液的 U形槽； 二是鱼刺形推杆，它被支承在槽内的立柱上，鱼刺是朝着铁屑输送的方向； 三是推动鱼刺形推杆的油缸活塞副；四是驱动活塞的液压动力箱。整个系统使用液压驱动。推杆式排屑器常用于长距离的切屑运输，它特别适合输送长的带状和大团状切屑，同时由于其内部特殊的构造，也可用于铸铁屑等的输送。

上述各种排屑器各有优点，但也有各自的适用范围，其中前两种主要适用于单台机床的排屑，后三种适用于柔性线和生产线的排屑。

3 集中排屑系统

前述的各种排屑装置一般只是针对于单台机床或一条线的切屑输送，但整个车间的切屑汇集和处理仍然需要人工来处理。随着现代生产节奏的加快和机床加工效率的提高，企业迫切需要一套整个车间的切屑输送和处理解决方案。于是集中排屑系统应运而生。这种排屑方式指的是在一个车问里，设置一或两套主排屑装置，它们被布置在主排屑通道的地沟里，上带钢盖板，便于随时打开进行检修。同时在柔性生产线和机床下另设次排屑装置。排屑时，切屑先由机床自带的排屑器送至次排屑装置，然后经由次排屑装置运至主排屑沟内，然后由主排屑装置将其运至铁屑打包区内，进行断屑、离心甩干、打包压块后，运至铸造车间回炉再利用。这种方法的好处是整个过程是自动化的，在节省工人每天清理铁屑时间和降低工人劳动强度的同时，保证了车间内部的美观、整洁。

 整个排屑过程中，从机床排至次排屑沟的一般为前所述的各种排屑器，如链板式或刮板式排屑器等，次排屑装置和主排屑装置则根据切屑的种类可选用螺旋式或推杆式排屑器。

车间排屑的设计和切屑的运输、处理是工厂设计中不可忽视的一个重要环节，在工厂规划之初就应该有一个好的设计思路和解决方法。一个好的机械加工车间设计应能保证车间在投产后，车间内不会出现铁屑四处散落、油污满地等影响车间美观的局面，同时需保证铁屑的处理和外运不影响到车间的正常生产。