Лекция № 1 Проектирование технологических процессов обработки на станках с чпу

Одним из важнейших вопросов экономической стратегии пар­тии на ближайшие годы является ускорение научно-технического прогресса путем широкого внедрения в промышленность передовой техники, прогрессивных технологических процессов и гибких про­изводств. Ключевая роль в материализации новейших достижений науки и техники отводится машиностроению. Ускорение темпов его роста — основа научно-технического прогресса во всех отраслях на­родного хозяйства, магистральное направление развития экономи­ки. Только в период до 2000 года в машиностроении предстоит под­нять производительность труда в 2,3—2,5 раза.

Кардинальное решение этой задачи невозможно без широкого использования высокоавтоматизированного станочного оборудова­ния. В условиях крупносерийного и массового производства произ­водительность труда повышается в результате применения станков-автоматов и полуавтоматов, автоматических линий и специальных агрегатных станков различного назначения. В мелкосерийном и ин­дивидуальном производстве указанное оборудование эффективно использоваться не может из-за необходимости частых переналадок на новый вид обрабатываемых деталей. В этом случае дальнейшее развитие автоматизации производства базируется на применении металлообрабатывающих станков, оснащенных системами числово­го программного управления (ЧПУ), создание которых стало воз­можным благодаря достижениям станкостроения, радиоэлектрони­ки, приборостроения, электромашиностроения и других отраслей промышленности.

О возрастающей роли оборудования с программным управле­нием свидетельствует тот факт, что применение его в отечественной промышленности только за последнее десятилетие увеличилось примерно в четыре раза. Эффективность станков с программным управлением объясняется высокой их производительностью; повы­шением производительности труда обслуживающего персонала; со­кращением потребности в специальной технологической оснастке; уменьшением оборотных средств, вкладываемых в незавершенное производство; высвобождением значительной части производствен­ных площадей.

Внедрение станков с ЧПУ для автоматизации технологических процессов механической обработки позволяет обрабатывать с мень­шими затратами детали такой же широкой номенклатуры, как и на универсальных станках соответствующих типов.

Создание и внедрение станков с программным управлением по­ложило начало качественно новым процессам механической обработки, которые в дальнейшем будут совершенствоваться и разви­ваться. Уже сейчас при переходе от станков с ручным управлением к станкам с ЧПУ производительность труда значительно повыша­ется в результате сокращения вспомогательного времени на пере­становку и измерение обрабатываемой детали, оптимизации режи­мов резания, одновременного использования в работе нескольких режущих инструментов.

Имеющийся опыт применения оборудования с ЧПУ показывает, что наибольший эффект достигается при объединении его в боль­шие участки, обслуживаемые группой технологов и программистов. В этих условиях срок окупаемости оборудования не превышает пя­ти лет, что вполне приемлемо при его сравнительно высокой стои­мости.

Снижению себестоимости обработки деталей на станках с ЧПУ способствует централизация разработки технологии и составление управляющих программ с применением средств автоматизации. В настоящее время станки с ЧПУ используются не только в инди­видуальном и мелкосерийном, но и в серийном, а также поточно-массовом производстве в составе автоматических станочных систем. Дальнейшее повышение степени автоматизации станков с про­граммным управлением может быть достигнуто за счет применения промышленных роботов, обеспечивающих установку и снятие обра­батываемых деталей.

Особое значение приобретают станки с ЧПУ при организации гибких производственных систем (ГПС). Здесь должны обеспечи­ваться два базовых условия: гибкость, т. е. оперативность перест­ройки производства на выпуск изделий нового типа, и ориентация на безлюдную технологию, т. е. возможность функционирования без вмешательства операторов в течение одной — трех смен. Проб­лему внедрения ГПС невозможно решить без освоения самых со­вершенных структур систем ЧПУ.

Из основных характеристик станков с ЧПУ в первую очередь не­обходимо выделить геометрические и рабочие параметры, которые определяют технологические возможности станков.

Геометрические параметры станков характеризуют рабочее про­странство, в котором инструмент оказывает технологическое воздей­ствие на обрабатываемую деталь. Рабочее пространство станков, предназначенных для обработки тел вращения, определяется их наибольшим радиусом и расстоянием между центрами, а станков для обработки призматических деталей — максимальными переме­щениями инструмента или детали вдоль соответствующих коор­динат.

Рабочие параметры станков характеризуют скорости движений их рабочих органов и мощность, реализуемую в процессе резания. Разнообразие технологических операций, выполняемых на одном станке с ЧПУ, требует широких диапазонов скоростей резания и рабочих подач.

Качество станков с ЧПУ оценивается такими показателями, как производительность, точность, жесткость, виброустойчивость, теп­лостойкость, и рядом экономических показателей (стоимость, ме­таллоемкость, энергоемкость и т. д.).