МНОГОИНСТРУМЕНТНАЯ ТОКАРНАЯ ОБРАБОТКА

Сравнение технологий токарной обработки

• Обработка на универсальных станках: традиционный, но наименее производительный метод.
• Обработка на станке с ЧПУ: обеспечивает повышение производительности в среднем в 2,3 раза по сравнению с универсальными станками.
• Обработка на токарно-револьверном автомате (ТРА): демонстрирует максимальную эффективность, повышая производительность в среднем в 3,9 раза.

Главное преимущество ТРА — возможность параллельного выполнения переходов. Это сокращает основное время обработки до 46% от времени на универсальных станках. Кроме того, непроизводительные затраты (вспомогательное время) на автоматах в 6 раз ниже, чем на универсальном оборудовании, и в 2 раза ниже, чем на станках с ЧПУ.

Реальный уровень использования возможностей оборудования

Несмотря на высокий потенциал, богатейшие возможности многоинструментной обработки используются далеко не полностью. Анализ практики машиностроительных предприятий показывает:

• Концентрация переходов: Токарно-револьверные автоматы теоретически позволяют использовать до 20 инструментов в наладке. Однако на практике в большинстве случаев количество инструментов не превышает 6-12, а на одной позиции редко работает более 4 инструментов одновременно. Реальный уровень использования потенциала оборудования по концентрации переходов составляет около 63%.
• Точность обработки: Возможности оборудования позволяют достигать 8-го квалитета точности, но на практике часто используются более грубые квалитеты (12-14).

Основные проблемы и пути их решения

Проведенные исследования выявили несколько ключевых проблем, сдерживающих широкое внедрение многоинструментной обработки:

1. Сложность проектирования: Многоинструментная обработка — многофакторный процесс. При проектировании наладок необходимо учитывать силовое и организационное взаимовлияние инструментов, что требует применения систем автоматизированного проектирования (САПР).
2. Недостаток нормативной базы: Существующие нормативные справочники охватывают лишь часть типовых многоинструментных наладок. Большинство же сложных наладок проектируется субъективно, без научно обоснованных методик.
3. Игнорирование особенностей обработки: В 42% случаев обрабатываются детали с преобладающей длиной (L > 3d), где существенное влияние на точность оказывают упругие деформации. Часто встречается совместная работа осевого инструмента и резцов, что меняет жесткость технологической системы. Эти факторы часто не учитываются.
4. Многопереходность: В 66% наладок применяется многопереходная обработка поверхностей. На итоговое время операции решающее влияние оказывают количество переходов, распределение припусков и промежуточные квалитеты точности, которые выбираются не всегда оптимально.

Ключевой фактор — теория точности

Основой для преодоления этих проблем является разработка и внедрение размерно-точностной теории многоинструментной обработки. Именно точность выполняемых размеров является тем ключевым фактором, который определяет саму суть такой обработки. Без надежных математических моделей, учитывающих структуру наладки, компоновку инструментов и деформации системы, невозможно оптимальное проектирование технологических операций.

Многоинструментная токарная обработка представляет собой мощный резерв для повышения конкурентоспособности машиностроительных предприятий. Однако для раскрытия ее полного потенциала необходим переход от эмпирического подыта к научно обоснованному проектированию. Внедрение САПР, основанных на современных теориях точности, и развитие нормативной базы позволят значительно повысить эффективность использования современного токарного оборудования с ЧПУ и автоматов, сократив время производства и повысив качество продукции.