4. Використання верстатів з числовим програмним керуванням (чпк)

Серійне виробництво, в якому випускається до 80% загальної продукції, характеризується великими затратами робочого часу на виконання допоміжних операцій. Основним напрямком скорочення цих затрат є автоматизація виробничих процесів за рахунок використання верстатів з числовим програмним керуванням (ЧПК). На цих верстатах досягається висока ступінь автоматизації обробки і можливість їх швидкого переналагоджування на обробку будь-якої деталі в межах технічних характеристик.

Ефективність застосування верстатів з ЧПК виражається в:

· підвищенні точності і однорідності розмірів і форми оброблюваних заготовок;

· підвищенні продуктивності обробки в кілька разів ;

· зниженні собівартості обробки;

· значному зниженні потреб у висококваліфікованих верстатниках.

Застосування верстатів з ЧПК розвивається у 2 напрямках:

Перший напрямок – обробка дуже складних заготовок унікальних деталей, що мають складну конфігурацію і різні фасонні поверхні, виготовлення яких на традиційних верстатах є неможливим або вимагає великих затрат часу і праці, в тому числі висококваліфікованої або важкої фізичної праці.

Другий напрямок – обробка заготовок звичайних деталей з точністю ІТ16 – ІТ8 та шорсткістю Rz =(3…10) мкм. Економічна ефективність застосування верстатів з ЧПК проявляється уже при обробці відносно невеликих партій (20…30 шт.) заготовок.

Відбувається вдосконалення систем ЧПК та конструкцій верстатів, які сприяють підвищенню їх точності і продуктивності, розширенню технологічних можливостей по обробці з одного установа найбільшого числа поверхонь заготовки.

Вдосконалення систем ЧПК в першу чергу направляється на підвищення точності обробки заготовок і компенсацію виникаючих похибок. Системами забезпечується безступінчасте регулювання частоти обертання шпінделя із збереженням постійності швидкості різання при переході на обробку поверхонь другого діаметра; можливість кутового позиціонування шпинделя для орієнтованої установки в патрон несиметричної заготовки; можливість поперечної обробки на токарному верстаті неорухомої заготовки свердлуванням і фрезеруванням.

Нові системи з ЧПК передбачають компенсацію систематичних похибок обробки, пов`язаних із тепловими деформаціями технологічної системи, впливом зазорів в з`єднаннях на точність переміщень; автоматичну корекцію накопичених похибок.

В сучасних токарних верстатах вводиться автоматичне вимірювання розмірів оброблюваних заготовок. Отримана інформація обробляється системами ЧПК для здійснення автоматичної корекції положення інструменту.

Для запобігання поломкам інструменту та появи браку в багатьох системах вводяться обмеження, що переривають процес обробки при досягненні граничних значень потужності різання, сили, моменти і т.п.

Для серійного та крупносерійного типів виробництва верстати з ЧПК оснащаються засобами для завантаження та розвантаження заготовок, що дає можливість використовувати їх в складі гнучких автоматизованих дільниць.

Токарні, фрезерні і фрезерно-свердлувально-розточні верстати з оперативною системою керування дозволяють здійснювати програмування безпосередньо на верстаті із введенням управляючої програми з допомогою клавіатури пульта верстата. Сучасні багатоопераційні верстати мають пристрої для зміни окремих інструментів та багатошпиндельних головок, оснащуються змінними столами і наборами поворотних плит-супутників, що дозволяють здійснювати швидку автоматичну заміну оброблюваних заготовок різних типів і розмірів з контролем позиціонування базових поверхонь.

Для організації автоматичного циклу обробки сучасні багатоопераційні верстати забезпечуються пристроями для контролю стану різального інструменту і ступені його затуплення на основі контролю потужності, крутного моменту, сили струму або величин складових сил різання. Величина розмірного зношування інструменту для корекції його положення визначається за результатами автоматичних вимірювань оброблюваної заготовки або вимірювань інструменту безпосередньо на верстаті.

За рахунок об`єднання верстатів з ЧПК в поточні лінії досягається неперервність технологічного процесу і його часткова автоматизація. створюються групові поточні лінії