К.т.н. Лапковський С.В., Рогожа О.М., Хлюпка Т.М.

Національний технічний університет України

“Київський політехнічний інститут”, Україна

ГЕОМЕТРИЧНИЙ АСПЕКТ ПИТАННЯ ВИБОРУ МОДЕЛЕЙ ТОКАРНИХ МЕТАЛОРІЗАЛЬНИХ ВЕРСТАТІВ

Без сумнівів можна стверджувати, що у теперішній час при вирішенні задач технологічного підготовлення машинобудівного виробництва результати вибору моделей основного технологічного обладнання багато в чому визначають кінцеву ефективність проектних рішень.

У сучасній виробничій практиці під час проектування технологічних процесів виготовлення при виборі конкретної моделі металорізального верстата інженери-проектувальники дуже часто керуються лише своїми професійними знаннями та накопиченим досвідом, а, інколи, просто покладаються на власну інтуїцію.

На перший погляд, такий стан справ у даній сфері дуже привабливий, адже він не вимагає розробки формалізованої методології вибору, створення відповідного програмно-математичного забезпечення, інформаційно-пошукових систем, баз даних моделей обладнання, тощо. Крім цього, даному підходові характерна доволі висока оперативність прийняття проектних рішень.

Але, попри низку вищенаведених позитивних якостей підходу до процедури вибору конкретної моделі металорізального верстата, даний підхід, безумовно, має і негативних риси, серед яких, перш за все, треба навести наступні:

1) яким би досвідченим не був інженер-проектувальник, який приймає остаточне рішення щодо вибору, через низку різних причин (людський фактор, психологічна інерція, тощо) завжди існує досить велика вірогідність прийняття помилкового рішення;

2) постійне оновлення верстатобудівними виробниками парку основного технологічного обладнання унеможливлює відстеження проектувальником появи на світовому ринку усіх нових моделей металорізальних верстатів, через що існує досить велика вірогідність прийняття недоцільного рішення;

3) відсутність формалізованої методики вибору моделей металорізальних верстатів створює суттєві перешкоди для автоматизації даної процедури у складі САПР ТП, хоча на даний момент ніхто не буде заперечувати, що сучасна концепція комплексної автоматизації інженерного проектування є одним з найважливіших напрямків розвитку сучасної інженерної діяльності.

Перелік негативних рис підходу до процедури вибору конкретної моделі основного технологічного обладнання можна продовжувати і далі, але навіть тільки ці три вищенаведені риси просто нівелюють низку позитивних якостей даного підходу, які були наведені вище, що говорить про те, що треба рішуче відмовитись від останнього, адже у разі невдалого вибору моделі верстата можна приректи всю ідею технологічного підготовлення виробництва на провал.

Можна передбачити, що у разі розробки і використання формалізованої методології вибору моделей металорізальних верстатів і створення відповідного програмно-математичного забезпечення значний позитивний ефект буде досягатися за рахунок:

1) значного підвищення ступеня обґрунтованості прийняття оптимальних проектних рішень;

2) значного зменшення вірогідності прийняття помилкових або недоцільних проектних рішень;

3) оперативності прийняття оптимальних проектних рішень;

4) можливості роботи в єдиному інформаційному просторі, де доступ до інформації можливо буде здійснювати одночасно кількома інженерними групами: технологами, конструкторами, співробітниками різних підрозділів, що дозволить оптимально використовувати колективний досвід;

5) оперативного відстеження появи на світовому верстатобудівному ринку нових моделей основного технологічного обладнання і негайного включення останніх у коло альтернативних проектних рішень;

6) значного зменшення можливого впливу таких негативних явищ, як людський фактор, психологічна інерція, тощо.

Зрозуміло, що всі виробники та постачальники верстатного обладнання, звичайно ж, зацікавлені у продажу своєї продукції.

У каталогах, рекламних проспектах або на сайтах виробників та постачальників металорізальних верстатів можна знайти багато моделей з описом технічних характеристик та технологічних можливостей останніх. Швидко зорієнтуватися у величезному обсязі довідкової інформації не дуже просто. Не додає зручності і той факт, що нерідко різні постачальники одних і тих же моделей обладнання подають цю інформацію дещо по-різному. В якості підтвердження розглянемо сайти трьох компаній-постачальників всесвітньовідомого металообробного обладнання фірми HAAS (США) [1 ¾ 3], а саме, інформацію, яку надають ці постачальники щодо токарних оброблювальних центрів.

Так у [1] наводяться наступні параметри верстата:

1) діаметр виробу, що встановлюється у верстат;

2) місткість верстата (розмір патрона; максимальний оброблювальний діаметр; максимальна довжина оброблення; діаметр прутка);

3) переміщення та швидкість подачі (величина робочих переміщень по осях; швидкість прискорених переміщень по осях; максимальні навантаження по осях);

4) параметри шпинделя верстата (максимальна потужність; максимальна швидкість; максимальний крутний момент; торець шпинделя; діаметр прохідного отвору шпинделя);

5) параметри револьверної головки верстата (кількість інструментів; інструменти для зовнішньої та внутрішньої обробки);

6) загальні дані про верстат (необхідне повітря; місткість мастильно-охолодної рідини).

У [2] наводяться наступні параметри верстата:

1) параметри робочої зони верстата (максимальний діаметр заготовки, що встановлюється; максимальний оброблювальний діаметр заготовки; максимальна довжина точіння);

2) параметри шпинделя верстата (посадка шпинделя; максимальна частота обертання шпинделя; максимальний крутний момент на шпинделі; максимальна потужність на шпинделі; діаметр отвору в шпинделі; діаметр отвору в тяговій гідравлічній трубі; максимальний діаметр оброблювального прутка; діаметр патрона);

3) параметри подач (величина робочих переміщень по осях; максимальна швидкість холостих переміщень робочих органів; максимальні допустимі зусилля по осях);

4) параметри інструментального револьвера (тип інструментального револьвера; кількість позицій в револьвері; тип різцетримачів; перетини корпусів різців; час зміни інструмента);

5) параметри точності (точність позиціонування супорта; повторюваність позиціонування супорта);

6) параметри пристрою ЧПК;

7) параметри підключення та установки верстата (електроживлення; споживана електрична потужність; вимоги до стисненого повітря; габаритні розміри верстата; орієнтовна маса верстата).

У [3] наводяться наступні параметри верстата:

1) діаметр виробу, що встановлюється у верстат;

2) місткість верстата (розмір патрона; максимальний оброблювальний діаметр; максимальна довжина оброблення; діаметр прутка);

3) переміщення та швидкість подачі (величина робочих переміщень по осях; швидкість прискорених переміщень по осях; максимальні навантаження по осях);

4) параметри шпинделя верстата (максимальна потужність; максимальна швидкість; максимальний крутний момент; торець шпинделя; діаметр прохідного отвору шпинделя; діаметр отвору в тяговій трубі).

Детально проаналізувавши вищенаведені характеристики верстата , можна зробити висновок, що останні можна розділити на дві основні групи:

1) ¾ характеристики верстата, які визначаються характеристиками деталі , яку планується обробляти на даному верстаті ();

2) ¾ власні характеристики верстата (; ; ).

Саме перша група характеристик і дає відповідь: можливо чи ні здійснити виготовлення даної деталі на верстаті даної моделі. Проаналізувавши склад характеристик цієї групи та узгодивши їх з основними конструкторськими та технологічними характеристиками деталі (табл. 1), можна впевнено зробити висновок, що саме геометрія поверхонь є домінуючою характеристикою деталі при вирішенні задачі вибору конкретної моделі металорізального верстата, який може забезпечити процес виготовлення даної деталі (рис. 1).

Рис. 1. Кількісна оцінка зв'язку між та (за даними табл. 1)

Таким чином, в силу вищенаведеного, можна зробити висновок, що при розробці формалізованої методології вибору моделей металорізальних верстатів і створенні відповідного програмно-математичного забезпечення особливу увагу треба приділити саме геометричним характеристикам поверхонь деталі. Очевидно, що дана вимога повинна виконуватися не тільки при виборі моделей верстатів токарної групи, а і при виборі конкретних моделей верстатів всіх класифікаційних груп.

Таблиця 1

Зв'язок між та

Характеристики верстата , які визначаються характеристиками деталі, Характеристики деталі,	Максимальний діаметр заготовки,що встановлюється	Максимальний оброблювальний діаметр	Максимальна довжина оброблення	Максимальний діаметр оброблювального прутка	Діаметр прохідного отвору шпинделя	Максимальна потужність на шпинделі	Максимальний крутний момент на шпинделі	Кількість інструментів	Максимальні допустимі зусилля по осях	Точність позиціонування супорта
Геометрія деталі	·	·	·	·	·	·	·	·	·
Матеріал деталі						·	·	·	·
Точність поверхонь деталі								·		·
Шорсткість поверхонь деталі								·

Література:

1. http://abplanalp.com.ua/.

2. http://www.abamet.ru/.

3. http://www.teximp.com/.