Купить Фрезерный Обрабатывающий Центр Чпу

Купить фрезерный обрабатывающий центр чпу - это значит идти в ногу с мировым технологическим развитием. В этой статье мы рассмотрим чем отличаются подобного типа станки и какие они имеют преимущества.

От обычного станка фрезерного типа, фрезерный обрабатывающий центр отличается тем, что у него шпиндель двигается вертикально по направляющим колонны, а направляющие стола опираются прямо на станину, которая расположена на фундаменте. Подобное строение вертикальных фрезерных обрабатывающих центров гарантирует им более высокие показатели жесткости и точности обработки в сравнении с их предшественниками консольного типа.

В ряде случаев вследствие конструктивно-прочностных особенностей заготовок, а также особенностей их обработки, и необходимости отвода охлаждающей жидкости и стружки из области резания, более целесообразно купить горизонтальный обрабатывающий центр. В таком случае горизонтальное расположение шпинделя более удобно, а в некоторых случаях без него просто не обойтись.

Главные причины, в силу которых, некоторые считают, что купить фрезерный обрабатывающий центр с чпу лучше все таки горизонтального типа, следующие:

• вследствие горизонтального положения шпинделя стружка не накапливается в большом объеме в зоне обработки. Горизонтальные шпиндели выполнены по более жесткой схеме, в них присутствует система противодействия вибрациям, например, пневматическая;
• возможно двух-паллетное выполнение рабочего стола вместе с 4-й координатой, которое предусматривает вращение в горизонтальном направлении с шагом 1° или 0,001°. Присутствие второй паллеты дает возможность экономить время на снятие и монтаж обрабатываемых деталей. Этот момент очень важен в массовом производстве, а благодаря повороту стола получается обработать все боковые стороны изделия;
• возможность реализации сменщика инструмента обрабатывающего центра в форме «гусеничной» конструкции. Если применяется не 2 гусеничных колеса, а больше, - «гусеница» может отличаться сложной формой, вследствие чего в малом объеме размещается большое количество инструмента: 40, 90 и даже 120 позиций.

Как вертикальный, так и горизонтальный обрабатывающий центр с чпу по металлу осуществляют комплексную обработку корпусных деталей из черных и цветных металлов.

Для того, чтобы обработать деталь по конкретным параметрам с высоким уровнем точности в токарном обрабатывающем центре необходима определенная оснастка. К примеру, чтобы в момент быстрой подачи при высоких оборотах заготовка не меняла своего положения нужно применять центровую оснастку.

Существуют различные типы оснастки:

• упорный наконечник с хвостовиком приблизительно одинакового диаметра, позволяет предотвратить заклинивание;
• грибковый наконечник с усеченным рабочим конусом, с центрированным валиком или насадкой для него. Их используют, чтобы зафиксировать заготовки с полыми торцевыми отверстиями;
• обратный, отличающийся наружными коническими торцами для установки в отверстие центра. Такие токарные центры с чпу используются для фиксации заготовок малого сечения.

В настоящее время практически на всех промышленных предприятиях страны активно используются высокоскоростные фрезерные обрабатывающие центры (далее ОЦ), которые пришли на замену старому морально и физически изношенному универсальному оборудованию. На данных обрабатывающих центрах изготавливаются производственные детали, которые в свою очередь поставляются в сборочный цех предприятия, где собирается конечное изделие, будь то автомобиль, вертолет или самолет. В данной статье описана необходимость перевода производства деталей на новое оборудование, а также достоинства и недостатки нового метода изготовления деталей.

Целью любого промышленного предприятия является выпуск готового продукта, отвечающего всем требованиям конструкторской и технологической документации, а также соответствующего всем требованиям российской (и/или международной) сертификации. Таким образом, любое предприятие «заточено» на выпуске качественного конечного продукта, который будет востребован на внутреннем и/или внешнем рынках. Качество изготовления конечного изделия напрямую зависит от качества изготовления номенклатуры деталей, входящих в его состав. В свою очередь, изготовление качественных деталей невозможно без высококвалифицированных кадров и высокоточного оборудования.

Необходимость внедрения новых высокоскоростных фрезерных обрабатывающих центров с ЧПУ появилась сравнительно недавно, в первую очередь это связано с переходом к цифровому методу проектирования деталей. Иначе говоря, в советское время, все детали, а также сборочные чертежи проектировались вручную на бумаге (различных форматов от А6 до А0) высококвалифицированными инженерами-конструкторами, в том числе с применением кульманов. Данный процесс безусловно занимал много времени, но другого выхода не было, поскольку в то время не были компьютеризированы рабочие места, не было графических программ, с помощью которых активно проектируются детали в настоящее время (такие как «КОМПАС», «AutoCAD», «NX Unigraphics»). Поэтому, кроме больших трудозатрат данный метод имел ряд недостатков, таких как неточности и неувязки в размерах деталей и сборочных единиц, по причине человеческого фактора, которые, как правило, выявлялись либо при изготовлении деталей, либо при сборке узла, после чего, конструкторская документация подлежала доработке. Вместе с тем, следует отметить, что уровень профессиональной подготовки советских конструкторов был достаточно высокий, и в первую очередь это связано с их богатым опытом, наработанным не одним десятилетием. Сегодняшним выпускникам ВУЗов отчасти не хватает тех знаний, опыта, а вместе с тем, на предприятиях советских инженеров-конструкторов становится с каждым годом все меньше и перенять невосполнимый опыт, по сути, не у кого, в результате чего, во всем мире - на смену кульманам и бумаге пришел компьютер с графическим программным обеспечением; на смену универсальному оборудованию пришли обрабатывающие центры, таким образом, и начался период освоения цифровых технологий. В данное время освоение цифровых технологий является одной из стратегических задач нашей страны.

В свою очередь, цифровые технологии позволяют конструктору проектировать, начиная от мелких деталей (болт, гайка) до огромных сборочных чертежей, ввиду чего допускается значительно меньше ошибок/неточностей. Разработка и внедрение графических программ поспособствовала в свою очередь появлению на рынке фрезерных обрабатывающих центров с ЧПУ (иными словами высокопроизводительных станков). Основное отличие универсального оборудования от высокопроизводительных центров состоит в том, что в составе фрезерного центра имеется система с числовым программным обеспечением, которая позволяет изготовить деталь, спроектированную в графической программе. На универсальном оборудовании деталь изготавливается «вручную» и напрямую зависит от опыта и квалификации самого рабочего, а также от точности оборудования, на котором он работает.

Сравнивая новый и старый технологические процессы изготовления деталей, можно выявить ряд преимуществ, которые могут повлиять на решение купить фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ, такие как:

• Высокая степень проектирования конструкторских чертежах, минимизация ошибок, сокращение брака (все компоненты взаимоувязаны размерами);
• Использование современных методов проектирования и изготовления изделий;
• Быстрое внедрение изменений в конструкторских чертежах, которое как правило связано с модернизацией / совершенствованием каких-либо узлов конечного продукта;
• Сокращение трудозатрат при изготовлении продукции за счет применения скоростных режимов оборудования;
• Сокращение времени простоя оборудования, ввиду поломки, в отличие от универсального оборудования, средний возраст которого варьируется в пределах 40-60 лет.

Но наряду с этим, покупка фрезерного обрабатывающего центра имеет и ряд недостатков:

• Сравнительно дорогой инструмент;
• Инструмент используемый на новом скоростном оборудовании как правило импортного производства, именно данный инструмент позволяет применять высокие режимы резания и сокращать трудозатраты;
• Сравнительно дорогой ремонт, поскольку большинство высокоскоростных станков имеют зарубежное происхождение и соответственно, запасные части на такое оборудование исчисляются в долларах и евро;
• Коэффициент полезного использования материала значительно ниже по сравнению со старым методом, поскольку меняется вид заготовки, например с литья на брусок.

Вместе с тем, в настоящее время активно ведутся работы по минимизации вышеуказанных недостатков, связанных с переходом на цифровой метод изготовления деталей, так некоторые российские компании уже активно занимаются проектированием и изготовлением инструмента в требуемых объемах для фрезерных обрабатывающих центров с характеристиками не хуже импортного инструмента, но по более приемлемой стоимости. Кроме того, с целью минимизации затрат на ремонт нового оборудования, российские фирмы начали выпускать аналогичные высокоскоростные фрезерные центры, соответственно и запасные части на них будут по более приемлемой цене, что существенно повысит экономические показатели от внедрения новой техники.

В заключение отметим, что переход на цифровой метод изготовления деталей - это неизбежность, которая должна произойти, так как наука не стоит на месте. Следующим этапом, к которому стремится весь мир - это внедрение роботов, при котором совершенно не потребуются человеческие ресурсы, так как роботы будут запрограммированы на безусловное выполнение поставленных задач в обозначенные сроки.

Выбор оборудования для осуществления процесса изготовления деталей относится к наиболее сложным вопросам технологической подготовки производства. К фрезерному обрабатывающему центру с ЧПУ предъявляется ряд технических, экономических, эксплуатационных и других требований. Предположим, что различные компоновки обрабатывающего центра могут обеспечить выполнение этих требований в неодинаковой степени. Возникает задача: какому варианту станка следует отдать предпочтение с тем, чтобы наилучшим образом решить технологическую задачу потребителя.

В настоящее время нет ни теоретических, ни практических методов синтеза оптимальных вариантов выбора и покупки обрабатывающих центров на основе данных о деталях и производстве заказчика. Поэтому предполагается, что компоновка фрезерного центра создается из унифицированных узлов (модулей) на основе неформальных процедур с анализом каждого из возможных вариантов компоновок и выбора.

Известны методы многокритериальных оценок различных систем, процедура нахождения которых сводится к составлению перечня критериев, разработке оценочных шкал и получению оценки изучаемых систем по совокупности всех критериев (см. Саркисян С.А., Каспин В.И. «Теория прогнозирования и принятие решений»; Серебряный Е.И. «Определение методом Монте-Карло весовых коэффициентов частных показателей качества при оценке практической оптимальности автоматических систем»).

Система частных показателей качества обрабатывающих центров создавалась на основе метода эвристического прогнозирования, суть которого сводится к анкетному опросу экспертов о составе критериев α_i и определению их значимости с помощью весовых коэффициентов. Подобный опрос был проведен, экспертам были предложены для обсуждения следующие частные показатели качества обрабатывающего центра с ЧПУ: α₁ - точность; α₂ - производительность; α₃ - надежность; α₄ - степень унификации; α₅ - масса станка; α₆ - размеры станка; α₇ - стоимость станка; α₈ - уровень автоматизации и возможность встраивания станка в автоматические линии; α₉ - время технического обслуживания и α₁₀ - эргономичность.

Всего было разослано 25 анкет. Получено 18 ответов, из которых 16 были приняты для обработки. Экспертами были предложены частные показатели качества фрезерного обрабатывающего центра: α₁₁ - по высвобождению оснастки; α₁₂ - по сохранению точности обработки во времени; α₁₃ - по повышению качества обработки; α₁₄ - по серийности производства; α₁₅ - по времени наладки станка; α₁₆ - по мобильности; α₁₇ - по перспективам совершенствования; α₁₈ - по возможности оптимального управления; α₁₉ - по энергоемкости и α₂₀ - по технологическим возможностям.

Оценки экспертов рассматривались как случайные переменные, распределение которых отображает вероятность появления того или другого события. Для анализа оценок применяли обобщенные статистические характеристики.

Дальнейший анализ по каждому фактору рассматривался на противоречивость мнений экспертов с применением логического анализа, учитывающего специфические требования рассматриваемого вопроса. С точки зрения математической статистики противоречивость мнений экспертов означает то, что крайние мнения экспертов, т.е. оценки, отстоящие далеко от обобщенной оценки, могут считаться случайными. Противоречивость может также проявиться вследствие некомпетентности эксперта. В таблице на рис. 1 крестиками отмечены такие противоречивые мнения, которые выходят за границы оценок, установленных для каждого критерия в отдельности.

Рис. 1. Противоречивые мнения экспертов по каждому критерию обрабатывающих центров с ЧПУ

Наибольшее предпочтение экспертами отдано критерию α₂, характеризующему производительность обрабатывающего центра, что, собственно, не вызывает особого возражения. Надежность работы α₃ также входит в состав основных показателей качества при принятии решения купить фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ.

Относительно критерия α₁, характеризующего точность фрезерного центра, имеется двойственное мнение. С одной стороны, по удельному весу оценок он был близок к α₃, а с другой стороны, несколько специалистов (эксперты 1, 6 и 11) считают, что точность является решающим показателем качества станка и его нельзя включать в состав слагаемых частных показателей.

Следующий критерий α₇, отражает стоимостную характеристику станка и, по мнению экспертов, также должен входить в общий показатель качества обрабатывающего центра. Уделяется внимание и критерию α₉. Однако многие эксперты считают, что этот критерий должен учитывать то время, которое необходимо для наладки станка на обработку детали (или группы деталей). Критерии α₄, α₅, α₆ и α₈ не отвергаются, но многие эксперты считают, что они должны учитываться в стоимостной характеристике станка α₇.

Критерий α₁₀ не поддерживается многими экспертами, как не играющий обычно решающей роли при выборе станка. Остальные критерии в результате проведенной обработки с позиции математической статистики не получили места в составе обобщенного показателя качества станка.

Критерий α₁₁, учитывающий высвобождение оснастки, предлагается без должного обоснования. Эффективное применение обрабатывающего центра с ЧПУ во многом зависит как раз от того, как полно оснащены подобные станки оснасткой, в состав которой входят вспомогательный инструмент и различные переналаживаемые приспособления. По некоторым данным, стоимость оснастки нередко доходит до 30-40% общей стоимости станка. Более того, наличие широкой номенклатуры оснастки требует образцовой организации инструментального хозяйства.

Критерии α₁₂ и α₁₃ не отражают специфики обрабатывающего центра. Это обычные требования к металлорежущему оборудованию, которые обеспечиваются мероприятиями заводов-изготовителей путем ужесточения приемосдаточных норм, обеспечивающих качество изготовления деталей.

Критерий α₁₄ является очень важным. Одна из причин появления обрабатывающих центров с ЧПУ в промышленности связана именно с решением проблемы резкого сокращения работающих в сфере производства. Так, если купить обрабатывающий центр, то можно условно высвободить до десяти рабочих, и в каждом конкретном случае их количество может быть разным. Однако само понятие «условное высвобождение рабочих» мало что дает. Освобождая рабочего, надо думать о том, какой квалификации оператор должен управлять сложным станком, к которым относятся фрезерные центры. Эффективность от высвобождения рабочих следует решать в комплексе вопросов организации, планирования и диспетчирования производства.

Критерий α₁₅, предложенный к учету экспертом 10, заслуживает внимания, так как он призван, по мнению эксперта, учитывать особенности производства заказчика в зависимости от серийности выпускаемой продукции.

Критерий α₁₆ учитывается в критерии α₉. Таковы основные, с точки зрения экспертной оценки, частные показатели качества обрабатывающих центров, которые должны войти в обобщенный показатель качества станка.

Результаты проведенного анализа на основе экспертных оценок позволяют сформулировать основные требования к структуре и содержанию обобщенного показателя качества станка. Выявленные критерии при выборе и покупке обрабатывающего центра можно выделить в три группы:

• технические - характеризующие функциональные и эксплуатационные возможности обрабатывающего центра;
• экономические - характеризующие затраты, связанные с реализацией конкретной технологической задачи;
• технико-экономические - связывающие степень использования определенного ресурса станка с его стоимостью.

Совокупность этих групп показателей, их взаимосвязь выражаются через обобщенный показатель качества обрабатывающего центра. При этом частные показатели лучше свести к стоимостной оценке эффективности применения станка.

При выборе обрабатывающих центров и анализе условий их рационального применения необходимо знать не абсолютный экономический эффект, а оценку эффективности станков по отношению друг к другу. Целесообразность применения нового оборудования выявляется при расчетах годового экономического эффекта.

Наиболее благоприятные условия применения нового станка или процесса обработки детали - когда прямые годовые затраты меньше, чем на базовом станке. В этом случае повышенные расходы на новые станки или невозможность повышения его производительности могут компенсироваться уменьшением затрат на деталь при достаточном их количестве.

Значительно большая цена фрезерных обрабатывающих центров с ЧПУ, сравнительно с обычными станками, обусловливает необходимость обеспечения и более высокой их производительности. Это условие наряду с другими их особенностями способствует достижению высокой экономической эффективности таких станков. Высокая производительность достигается прежде всего за счет почти полной автоматизации процесса комплексной обработки деталей с одной установки на одном станке.

Дальнейшее повышение производительности возможно вследствие применения более высоких режимов резания, что способствует снижению затрат времени на обработку детали. Вместе с тем учитывая многоинструментальность таких станков и автоматичность цикла обработки, выбор оптимальных режимов резания должен производиться с учетом этих факторов. Действительно, назначая режимы резания при обработке той или иной детали, следует определять оптимальные, наиболее целесообразные с экономической точки зрения режимы с учетом следующих факторов:

• экономической стойкости инструмента и затрат на его амортизацию;
• затрат на смену инструмента в инструментальном магазине;
• жесткостной и силовой характеристик данного фрезерного обрабатывающего центра; заданной точности обработки;
• мощности главного привода и т. д.

При обработке на обрабатывающем центре для достижения экономически выгодной работы скорость резания должна быть значительно выше по сравнению с обработкой на обычных металлорежущих станках. Поэтому купить фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ и пользоваться нормативными данными по выбору скорости резания, рекомендованными для обычных станков нецелесообразно.

Скорость резания для обрабатывающего центра следует определять для каждого конкретного случая обработки, для чего удобно пользоваться приведенной выше методикой. Увеличение скорости резания ведет к повышению мощности привода главного движения, что должно учитываться конструкторами при проектировании этих станков и технологами при выборе оборудования, обладающего необходимыми технологическими данными.

Если вы решили купить фрезерный обрабатывающий центр чпу, вам необходимо четко понимать текущую загрузку данного оборудования и перспективы использования станка в будущем. Так как цена подобного оборудования достаточно высокая, точный расчет рентабельности и профессиональная консультация всегда должны предшествовать покупке.