一种数控机床的加工废料分离装置的制作方法

本发明属于数控机床设备领域，具体为一种数控机床的加工废料分离装置。

背景技术：

斜床身数控车床是一种高精度、高效率的自动化机床。配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就具有广泛的工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件，具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。斜床身数控车床的两根导轨所在平面则与地平面相交，成一个斜面；斜床身数控车床的床身呈直角三角形。很明显，在相同导轨宽度的情况下，斜床身的x向拖板比平床身的要长，应用在车床的实际意义是可以安排更多的刀位数。斜床身数控车床中倾斜的导轨也便于将铁屑集中在排屑机上便于实现自动化排屑。切削下的铁屑带有很高的热量，积聚在导轨上会使导轨受热变形，影响工件的加工精度；斜床身的工作导轨下方都设置用于收集铁屑的收集槽。

机床在部分产品的生产加工过程中需要使用到切削液，切削液用于在加工过程中润滑、冷却刀头；清洗刀头和导轨，以及对机床起到防锈效果等作用。切削液主要包括乳化液、半合成切削液和全合成切削液等产品类型，这些切削液在加工过程中使用后，会和铁屑一起落入到机床的导轨下方的收集槽内，收集槽中一般都设置滤网，用于对切削液和铁屑等进行分离。

但是现有的机床产品中，铁屑收集槽在使用过程中，并不能起到很好的效果。例如对于某些相对粘稠度较高的切削液，其容易在滤网上和铁屑或铁粉等发生粘结，堵塞过滤网的滤孔，造成切削液和铁屑无法有效分离。此外，收集槽的容积相对有限，在加工过程中如果不能将产生的铁屑完全收集并排出，则可能会机床的产品加工过程造成影响。同时一旦收集槽发生堵塞或满槽，机床的加工过程无法中止，也就无法在加工过程中清理收集槽。

技术实现要素：

针对现有的技术方案存在的问题，本发明的目的在于提供一种数控机床的加工废料分离装置，该装置可以很好地对加工过程产生的固态废弃物和液态废弃物进行快速分离，并有效地完成分类回收。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种数控机床的加工废料分离装置，其安装于机床工作导轨的下方，加工废料分离装置包括集屑槽、转移仓、分离仓、固相分离装置以及液相分离装置。

集屑槽的槽身侧面设置与机床的本体连接的安装机构；转移仓的上口与集屑槽底部连接，下口位于转移仓侧面，转移仓的仓壁包括一倾斜设置沿上口延伸至下口的侧壁；转移仓的腔体呈喇叭状，转移仓上口的口径大于下口的口径。

分离仓的上部密封，分离仓的主腔体与转移仓的下口连通，分离仓的主腔体下方设置集液腔，集液腔上部与主腔体相接处设置第一过滤网；集液腔呈上大下小的漏斗状，集液腔底部设置第二过滤网；分离仓中靠近第一过滤网上方的两侧仓壁处设置第一开口和第二开口，两个开口位于同一直线上，分离仓还与振动机构连接。

固相分离装置包括第一推拉板、第二推拉板，连接杆和第一驱动机构；第一推拉板和第二推拉板分别与分离仓仓壁上的开口形状相匹配，第一推拉板和第二推拉板之间通过连接杆连接，连接杆长度等于分离仓仓壁上两个开口的距离；所述第一推拉板与第一驱动机构连接，第一驱动机构用于驱动第一推拉板、第二推拉板和连接杆构成的组合体沿分离仓仓壁上的两开口间往复运动。

液相分离装置包括负压仓，负压仓呈圆筒状，负压仓的腔体内部设置活塞，活塞外侧与第二驱动机构连接；第二驱动机构用于驱动活塞沿负压仓的腔体往复运动；负压仓的腔体上部与集液腔的下口连通，负压仓的腔体底部还设置排液口，负压仓中靠近排液口附近的仓壁部分设置向下的凹陷部。

进一步地，振动机构包括连接在分离仓外壁上的支撑板，与支撑板连接的振动轴，以及与振动轴连接的振动电机。

进一步地，第一驱动机构为电动缸，第二驱动结构包括电机、曲轴以及活塞连杆。

进一步地，活塞连杆一端通过连杆销与活塞可转动连接，另一端通过连杆盖与曲轴的连杆颈可转动连接；所述曲轴的主轴颈与电机轴连接。

进一步地，分离仓的腔体内部设置用于控制第一推拉板和第二推拉板运动方向的推拉轨道，推拉轨道沿分离仓仓壁的第一开口处延伸至第二开口处，第一推拉板和第二推拉板构成的组合体沿推拉轨道运动。

进一步地，第一推拉板位于分离仓内，第二推拉板位于分离仓外部，分离仓仓壁上的第一开口和第二开口处设置密封圈，第一推拉板和第二推拉板上对应的一侧设有相匹配的密封垫。

进一步地，分离仓外部靠近固相分离装置的运动区域的一侧设置固相收集容器，固相分离装置分离出的固态物落点位于固相收集容器内。

进一步地，液相分离装置中负压仓的排液口下方设置液相收集容器。

进一步地，集液腔处设置的第二过滤网目数大于第一过滤网，第一过滤网用于过滤粗质的铁屑，第二过滤网用于过滤细质的铁粉。

进一步地，转移仓和分离仓连通处设置可开合的密封挡板，密封挡板由开合机构驱动实现开合；所述排液口处安装液用电磁阀。

本发明提供的一种数控机床的加工废料分离装置，具有如下有益效果：

本发明中的数控机床采用该加工废料分离装置后,可以对加工过程产生的铁屑、铁粉、研磨料残渣以及切削液等多种废料进行收集，并将其中的固态废弃物和液态废弃物进行分离，分类回收处理。

该装置使用过程中，采用负压抽吸的方式进行固液分离，能够对多种成分、不同粘度的切削液进行充分分离并提取，并能够将分离后的固态物质及时清除，从而避免发生滤网堵塞或收集槽满槽等问题。

该装置中，切削液的回收效率非常高，且能够有效过滤各种固态残渣，从而便于对切削液进行回收利用。

该装置结构设计巧妙，能够安装于各型斜床身数控机床中，便于对现有产品进行改造升级，具有良好的实用性和推广价值。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1为实施例1中，加工废料分离装置的整体结构示意图；

图2为实施例1中，集液腔和负压仓两部分的结构示意图，图示了二者在使用过程中的负压仓液封效果；

图3为实施例1中，活塞、活塞连杆、曲轴三者的拆分结构示意图；

图4为实施例2中固相分离装置的结构示意图；

图5为实施例2中加工废料分离装置的整体结构示意图，图中密封挡板的开合驱动机构未示出；

图中标注：1、集屑槽；2、转移仓；3、分离仓；4、固相分离装置；5、液相分离装置；6、固相收集容器；7、液相收集容器；9、振动机构；11、安装机构；30、集液腔；31、第一开口；32、第二开口；33、密封挡板；40、第一驱动机构；41、第一推拉板；42、第二推拉板；43、连接杆；50、排液口；51、活塞；52、活塞连杆；53、曲轴；91、支撑板；92、振动轴；93、振动电机；301、第一过滤网；302、第二过滤网；400、密封垫；500、液用电磁阀；510、连杆销；531、主轴颈；532、连杆颈。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，一种数控机床的加工废料分离装置，其安装于机床工作导轨的下方，加工废料分离装置包括集屑槽1、转移仓2、分离仓3、固相分离装置4以及液相分离装置5。

集屑槽1的槽身侧面设置与机床的本体连接的安装机构11；转移仓2的上口与集屑槽1底部连接，下口位于转移仓2侧面，转移仓2的仓壁包括一倾斜设置沿上口延伸至下口的侧壁；转移仓2的腔体呈喇叭状，转移仓2上口的口径大于下口的口径。

如图2所示，分离仓3的上部密封，分离仓3的主腔体与转移仓2的下口连通，分离仓3的主腔体下方设置集液腔30，集液腔30上部与主腔体相接处设置第一过滤网301；集液腔30呈上大下小的漏斗状，集液腔30底部设置第二过滤网302；分离仓3中靠近第一过滤网301上方的两侧仓壁处设置第一开口31和第二开口32，两个开口位于同一直线上，分离仓3还与振动机构9连接。

固相分离装置4包括第一推拉板41、第二推拉板42，连接杆43和第一驱动机构40；第一推拉板41和第二推拉板42分别与分离仓3仓壁上的第一开口31和第二开口32的形状相匹配，第一推拉板41和第二推拉板42之间通过连接杆43连接，连接杆43长度等于分离仓3仓壁上两个开口的距离；所述第一推拉板41与第一驱动机构40连接，第一驱动机构40用于驱动第一推拉板41、第二推拉板42和连接杆43构成的组合体沿分离仓3仓壁上的两开口间往复运动。

液相分离装置5包括负压仓，负压仓呈圆筒状，负压仓的腔体内部设置活塞51，活塞51外侧与第二驱动机构连接；第二驱动机构用于驱动活塞51沿负压仓的腔体往复运动；负压仓的腔体上部与集液腔30的下口连通，负压仓的腔体底部还设置排液口50，负压仓中靠近排液口50附近的仓壁部分设置向下的凹陷部。

本实施例中，振动机构9包括连接在分离仓3外壁上的支撑板91，与支撑板91连接的振动轴92，以及与振动轴92连接的振动电机93。振动机构9在使用过程中通过振动分离仓3，使得铁屑和切削液等粗质废料和细质废料被初筛分离，提高初筛分离效率。

其中，第一驱动机构40为电动缸，如图3所示，第二驱动结构包括电机、曲轴53以及活塞连杆52。活塞连杆52一端通过连杆销510与活塞51可转动连接，另一端通过连杆盖520与曲轴53的连杆颈532可转动连接；所述曲轴53的主轴颈531与电机轴连接。曲轴53和活塞连杆52组件用于驱动活塞51实现往复运动。

分离仓3外部靠近固相分离装置4的运动区域的一侧设置固相收集容器6，固相分离装置4分离出的固态物落点位于固相收集容器6内。

液相分离装置5中负压仓的排液口50下方设置液相收集容器7。

其中，集液腔30处设置的第二过滤网302目数大于第一过滤网301，第一过滤网301用于过滤粗质的铁屑，第一过滤网301使用金属筛网，第二过滤网302用于过滤细质的铁粉，收集过滤后的切削液，第二过滤网302使用相应规格的滤纸或滤棉垫。

该型加工废料分离装置通过集屑槽1槽身上的安装机构11与斜床身数控机床固定连接。使用时，机床加工产生的铁屑、铁粉以及切削液等加工废料落入到导轨下方的集屑槽1内，并沿着集屑槽1下方的转移仓2落入到分离仓3中。废弃物在分离仓3中会进行初步分离，其液态物以及较为细质的铁粉、研磨粉等则会继续下落到漏斗状的集液腔30内，而铁屑等尺寸较大的固形物则被第一过滤网301阻挡，留在第一过滤网301上方。为了使得分离仓的初筛效果更好，本实施例中通过振动机构9对分离仓3进行晃动，从而保证液体和细铁粉等被筛分下去。其中，第一过滤网301可以选择目数较少的金属滤网等。

初筛完成后，固相分离装置4可以通过其中的第一驱动机构40会推动第一推拉板41、第二推拉板42和连接杆43构成的组合体沿分离仓3仓壁上的第一开口31和第二开口32间来回穿梭，穿梭过程中，铁屑等加工废弃物被从第二开口32处推出、落入到固相收集容器6内。

初筛过程中分离的切屑液和铁粉、研磨粉等混合物落入到集液腔30中，集液腔30下方的第二过滤网302采用能分离其中的液相和固相的滤纸，对二者进行分离。因为这些混合物已经形成较为粘稠的状态，仅仅依靠重力和振动机构的抖动作用，其固态物和液态物并不能很好的自行分离，其过滤速率极慢。本实施例中，集液腔30下方的液相分离装置5通过负压抽吸的方式提高二者的分离速率。

液相分离装置5在使用过程中，由电机通过曲轴53和活塞连杆52的传动，驱动活塞51持续往复运动，如图2所示，由于在使用过程中，较为粘稠的混合物会在集液腔30上方实现液封，而被分离的切削液又会在负压仓排液口50附近的凹陷部处形成聚集，从而对排液口50出形成液封。因此负压仓中实际上可以具有较好的密封效果。因此，随着活塞51的每一次抽送，集液腔30中的部分切削液会穿通滤纸被吸入到负压仓内，并同时将负压仓内的部分切削液沿排液口50处排出，这大大提高了集液腔30中切削液和固态粉末状物质的分离速率。便于后期回收利用切削液。

本实施例中，集液腔30下部与分离仓3本体之间采用可拆卸的设计，便于对第二过滤网302进行更换。同时集液腔30下方与负压仓之间采用橡皮套圈等柔性材质进行连接，保证分离仓3在振动过程中二者的连接状态依然可以保持较好的连通性和密封性。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中，分离仓3的腔体内部设置用于控制第一推拉板41和第二推拉板42运动方向的推拉轨道，推拉轨道沿分离仓3仓壁的第一开口31处延伸至第二开口32处，第一推拉板41和第二推拉板42构成的组合体沿推拉轨道运动。

推拉轨道的设置可以限制第一推拉板41可第二推拉板42的运动轨迹，从而保证能够准确将铁屑等杂质沿分离仓3仓壁的开口处推出。防止固相分离装置4的推拉方向偏移造成组件损坏，解决了无法有效分离铁屑的问题。

除此之外，本实施例中分离仓3仓壁上的第一开口31和第二开口32处设置密封圈，如图4所示，第一推拉板41和第二推拉板42上对应的一侧设有相匹配的密封垫400。如图5所示，第一推拉板41位于分离仓3内，第二推拉板42位于分离仓3外部。同时，转移仓2和分离仓3连通处设置可开合的密封挡板33，密封挡板33由开合机构驱动实现开合；所述排液口50处安装液用电磁阀500。

通过密封垫400和密封圈可以对分离仓3仓壁上的第一开口31和第二开口32实现密封，同时结合液用电磁阀500实现排液口50的密封，并通过密封挡板33密封分离仓3与转移仓2的接口；从而使分离仓3和负压仓形成一个可沟通的密封环境，在这种情况下，活塞51的每一次抽送，都能更有效地同时加速第一过滤网301和第二过滤网302的过滤分离过程，即使在废弃物排放速率较快的情况下，也能有效分离回收，避免集屑槽1等被堵塞或满槽。

其中，密封挡板33在固液分离阶段由开合驱动机构关闭，实现高效分离，此时转移仓2作为缓存仓使用，暂时收纳未分离的废料，周期性的固液分离阶段结束后，密封挡板33打开，重新将废料接收到分离仓3内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。