Справочник технолога машиностроителя Косилов

влением. Кроме того, возникают дополнительные затраты на подготовку программ управления, наладку инструмента вне станка, обслуживание механизмов станка и устройств ЧПУ. В условиях применения сложного, дорогостоящего оборудования необходимо более тщательно выполнять технологические разработки, выбирать режущий и вспомогательный инструмент, более полно использовать технологические возможности станка, правильно выбирать модель станка и номенклатуру обрабатываемых на нем деталей.

На основе обобщения опыта эксплуатации станков с ЧПУ установлено 1, что если при их внедрении штучное время сокращается на 50 % по сравнению с обработкой на станках с ручным управлением, то, несмотря на дополнительные затраты, обеспечивается общее сокращение расходов. Наибольший экономический эффект дает обработка деталей на станках с ЧПУ, изготовление которых на станках с ручным управлением связано с использованием дорогостоящей технологической оснастки (кондукторов, копиров, фасонных режущих инструментов и т. д.), большими затратами времени на наладку технологической системы по сравнению с оперативным временем.

На станках с ЧПУ целесообразно изготовлять детали сложной конфигурации, при обработке которых необходимо одновременное перемещение рабочих органов станка по нескольким осям координат (контурная обработка), детали с большим числом переходов обработки (эффект обеспечивается в том числе из-за уменьшения брака). На станках с ЧПУ достаточно легко и с меньшими затратами можно откорректировать программу управления, поэтому на этом оборудовании можно изготовлять детали, конструкция которых часто меняется, причем на станках могут работать операторы более низкой квалификации, чем на универсальных станках с ручным управлением.

Для станков с ЧПУ разработаны рекомендации по повышению эффективности их использования, учитывающие особенности конструкции станков и устройств ЧПУ. Наиболее общие рекомендации таковы: целесобразно применять многоместные приспособления, обеспечивающие обработку нескольких одинаковых или разных по конструкции деталей

(особенно это важно при использовании ГПС, так как на приспособлении могут быть закреплены и изготовлены за один цикл комплекты деталей для одного изделия). На станках с ЧПУ следует применять промежуточные плиты с точно обработанными отверстиями или пазами, что сокращает время наладки и переналадки оборудования на новую деталь; кроме того, это предохраняет от изнашивания рабочие поверхности стола и т. д. Учет времени позиционирования, смены инструмента, поворота стола позволяет правильно назначить последовательность обработки отверстий (с учетом реальных затрат времени одним инструментом обрабатывают ряд отверстий одного диаметра, или каждое отверстие обрабатывают полностью со сменой инструмента). Рекомендуется, когда это возможно, вначале выполнять переходы, требующие наибольшей частоты вращения шпинделя (например, вначале целесообразно сверлить отверстие малого, а затем большого диаметра); следует избегать частых скачкообразных изменений частот вращения шпинделя.

Так как станки с ЧПУ дороги, то следует, по возможности, использовать самые совершенные инструменты и назначать интенсивные режимы обработки. Целесообразно применять инструменты со сменными пластинами с покрытием (в том числе и для сверления и развертывания), инструмент, оснащенный композитами. Комбинированный инструмент позволяет уменьшить затраты времени на смену, позиционирование стола и т. д., кроме того, при этом уменьшается число инструментов, необходимых для обработки детали, и необходимое число гнезд в инструментальном магазине.

На станках с ЧПУ следует использовать инструмент точного исполнения, небольшой длины, так как при этом выше режим обработки, точность, стойкость и надежность инструмента. Весь инструмент необходимо налаживать вне станка. На станке следует иметь устройство для контроля состояния режущей кромки, фиксации времени работы с указанием момента смены инструмента. Состояние инструмента, используемого на финишных переходах, необходимо контролировать с целью оперативной его подналадки в процессе обработки; с этой же целью можно контролировать точность обработки детали.

В некоторых случаях целесообразно применять многошпиндельные приспособления и головки или столы, позволяющие, например, на станке с горизонтальным шпинделем обра-

батывать поверхности, расположенные произвольным образом относительно основной базы детали.

Общая рекомендация при использовании станков с ЧПУ — нельзя экономить время на технологические разработки, выбор оптимальных режимов резания, технологической оснастки. Широкое применение современных высококачественных инструментов, разнообразных приспособлений, устройств контроля, диагностики, автоматической загрузки станков позволяет существенно повысить эффективность использования станков с ЧПУ.

Эффективность работы станков с ЧПУ может быть обеспечена только при применении рациональной системы технического обслуживания (табл. 20). В течение месяца после сдачи в эксплуатацию станок с ЧПУ должен работать со средней нагрузкой и на средних частотах вращения и подачах. Примерно через 200 ч работы следует остановить станок и, произведя его осмотр и промывку, заполнить все резервуары, картеры и индивидуальные смазочные точки свежим смазочным материалом. С этого момента станки с ЧПУ обслуживаются по графику.

Станки с ЧПУ независимо от класса точности должны использоваться только для работ, ограниченных технологическим назначением станка, допустимыми нагрузками, размерами фрез, сверл и т. д. Заготовки, подлежащие чистовой обработке на станках с ЧПУ, не должны иметь ржавчины, окалины, пригаров формовочной земли. Базы заготовок, подлежащих обработке на прецизионных станках с ЧПУ (станки с ЧПУ классов П, В, А носят общее название прецизионных), должны быть предварительно чисто обработаны.

Станки с ЧПУ высокого класса точности не следует использовать для обработки деталей, которые по точности, заданной чертежом, могут быть обработаны на станках более низкого класса точности. Предварительную обработку отверстий, подлежащих растачиванию на координатно-расточных станках с ЧПУ, следует проводить на сверлильных, фрезерных и расточных станках нормальной точности с оставлением необходимого припуска под последующую обработку. Детали, обрабатываемые непосредственно на столах кординат- но-расточных станков с ЧПУ, следует устанавливать на специальные мерные, закаленные шлифованные и доведенные прокладки толщиной не менее 25 мм. Перед установкой заготовки стол, прокладки и базы заготовки должны быть проверены и тщательно протерты.

Для предупреждения преждевременного изнашивания направляющих или образования задиров на них, изнашивания шпиндельных подшипников запрещается на станках с ЧПУ устанавливать заготовки, масса которых выше, чем указано в паспорте станка. Для обеспечения равномерного изнашивания столов рекомендуется небольшие заготовки закреплять на разных участках стола. На координатно-ра- сточных станках с ЧПУ не следует обрабатывать заготовки, габариты которых превышают допустимые. Особенно нежелательна обработка на одностоечных станках заготовок, ширина которых превышает ширину стола, неравномерно расположенных (т. е. смещенных в одну сторону) на столе. Не допускается чрезмерное затягивание гаек крепления заготовки, класть заготовки, детали и инструмент на столы и направляющие станков.

Не допускается работа на станках с ЧПУ затупившимся инструментом и инструментом со сломанными режущими лезвиями. У инструментов, закрепляемых на шпинделях и револьверных головках станков, необходимо ежедневно проверять состояние поверхностей хвостовиков. Инструмент и принадлежности прецизионных станков с ЧПУ следует использовать только на том станке, для которого они были изготовлены.

Сохранение первоначальной точности станков с ЧПУ требует их периодического регулирования. Профилактическое регулирование выполняется по данным ежедневных и периоди-

в работе. Конструктивные решения, обеспечивающие сохранение точности, различны. Обычно в конструкции предусмотрены следующие регулировки, определяющие точность станков: восстановление прямолинейности перемещений столов, кареток, суппортов, салазок, траверс и шпиндельных бабок; устранение зазоров в салазках и столах; компенсация зазоров в цепях, связывающих движение шпинделя

сперемещениями стола; устранение осевого

ирадиального биений шпинделей; устранение зазоров в винтовых парах и т. д.

Надзор за соблюдением правил эксплуатации и состоянием станков и устройств ЧПУ

должен возлагаться на мастеров цехов, работников отдела главного механика и др. (табл. 21 и 22).

Проверку точности станков классов П, В, А в комплекте с УЧПУ-в работе, а также геометрической и кинематической точности станков, зависящей от узлов, поддающихся регули-

рованию, рекомендуется проводить при плановых осмотрах станков, но не реже, чем через 1200 ч оперативного времени работы для станков с ЧПУ классов точности П и В, через 810 ч — для станков класса А. Так как точное определение оперативного времени достаточно сложно, то в качестве времени, практически отработанного станками с ЧПУ, принимают время потребления электроэнергии. С достаточной для практики точностью вспомогательное время принимают в среднем равным 20% времени работы по управляющим программам. Этот процент возрастает с увеличением массы обрабатываемой детали и для каждого типоразмера станка может быть уточнен хронометражом.

Большую часть операций планового технического обслуживания станков с ЧПУ выполняют без простоев, в нерабочие смены и праздничные дни. Нормы простоев из-за ремонта и технического обслуживания станков с ЧПУ приведены в табл. 23.

Гибкие производственные системы (ГПС) предназначены для обработки корпусных деталей, деталей типа плит и т. п. в основном на станках с ЧПУ. Поэтому ГПС свойственны преимущества этих станков. Кроме того, выявляются дополнительные преимущества.

В ГПС стремятся использовать программное обеспечение общего, широкого назначения, которое могло бы изменяться в зависимости от производственного процесса. Такой подход позволяет уменьшить затраты на создание новых ГПС и сократить их стоимость. Стоимость программного обеспечения и всего комплекса АСУ ГПС составляет 12-20% общей

стоимости системы. Программное обеспечение может тиражироваться и полностью использоваться вновь при переходе к новым производственным задачам. Работоспособность такого программного обеспечения выше, чем создаваемого вновь.

В ГПС создается возможность оптимизации маршрута обработки деталей средствами вычислительной техники; можно рационально сочетать одно- и многоинструментальную обработку, вести обработку смешанных партий в зависимости от требований сборочного участка. По средним данным по внедренным ГПС затраты штучного времени сокращаются на 10%, коэффициент использования станков увеличивается на 30%, время на подготовку производства уменьшается на 40%. Некоторые данные по эффективности ГПС механической обработки приведены в табл. 24.

Преимущества ГПС: 1) уменьшаются затраты на внесение изменений в производство, что приводит: к сокращению времени подготовки производства в среднем на 50%, а в отдельных случаях на 75%; к сокращению срока освоения новой продукции, что особенно важно в связи с тенденцией быстрой сменяемости продукции; к возможности вносить изменения в конструкцию выпускаемых изделий без остановки производства, что обеспечивает удовлетворение спроса вследствие модернизации и постоянного обновления продукции; к сокращению времени переналадки, что делает возможным обрабатывать отдельные детали (т. е. группу из одной штуки); к уменьшению наименования и числа режущего инструмента; к сокращению необходимых станков (на