Рассеивание размеров партии обработанных на станке деталей в большей степени происходит под действием систематических составляющих погрешностей обработки. Поэтому при работе станков в режиме автоматической подналадки существенно повышается точность обработки, следовательно, повышается качество соединений, увеличивается долговечность и экономичность машин.
Системы автоматической подналадки, созданные на основе изучения и анализа конкретного технологического процесса обработки исключает полностью или существенно уменьшают влияние тепловых и силовых деформаций технологической системы, размерного износа режущего инструмента и первоначальной погрешности настройки станка Степень повышения точности обработки в режиме автоматической подналадки зависит от её параметров и стабильности технологического процесса. Параметры подналадки выбираются в зависимости от требуемой точности размера детали, материалов обрабатываемой детали и режущего инструмента, а также качества изготовления и доводки последнего, режимов резания и температурного режима станка, длины пути резца и т. д.
Поскольку системы автоматической подналадки предполагают автоматический контроль размеров обработанных деталей, то повысится объективность измерений, уменьшится брак и утомляемость рабочего. Кроме того, применение подналадчиков позволяет использование менее дорогих средств и более простых методов настройки станков, так как подналадчики автоматически вносят корректив в уровень настройки станка.
Поле рассеивания размеров деталей обработанных на многошпиндельных и многоинструментальных станках еще больше увеличивается, так как геометрические погрешности расположения шпинделей в барабане станка, неточности позиционирования и фиксации рабочих органов вносят дополнительные погрешности. Поэтому наибольший эффект от использования автоподналадчиков дают многошпиндельные станки, если система подналадки предусматривает компенсацию геометрических погрешностей шпинделей. Например, полное рассеивание размеров партии из 480 деталей, при диаметре 15 мм и длине 20 мм, составляло 0, 11 мм, тогда как рассеивание размеров деталей, обработанных на одном шпинделе не превышает 0,06 мм. Это показывает на то, что около 50 % рассеивания размеров вносится из-за геометрических погрешностей шпинделей. Становится очевидным, экономический эффект от применения подналадчиков на многошпиндельных станках, если учесть массовое применение их на производстве.
Применение системы автоматической подналадки повышает производительность труда станочника, так как контроль размеров обработанных деталей производится автоматически, сократится время начальной и последующих, после замены и настроек резца, поскольку не требуется высокая точность настройки, исключается необходимость в периодической ручной подналадке инструмента, по мере его износа, в течение смены.
Кроме прямых эффектов, которые проявляются в повышении точности и производительности обработки, применение автоподналадчиков дает и косвенные экономические выгоды; это уменьшение времени обработки на последующих шлифовальных операциях, так как уменьшаются реальные припуски из за повышения точности обработки деталей на токарных операциях, снижение затрат на ремонтно-восстановительные работы станков по поддержанию их высокой точности. Ремонт подналадчиков удобнее за их более мобильности по сравнению со станками.
Однако, применение подналадчиков несколько увеличивает случайные составляющие погрешностей обработки. Это объясняется тем, что резцедержатели с подналадкой по жесткости уступают штатным резцедержателям станков без устройств подналадки. Это недостаток особенно сильно сказывается на таких технологических процессах, у которых износ режущего инструмента и температурные деформации технологической системы станка незначительны и основную долю погрешностей образуют случайные составляющие, например, для тонкого растачивания и алмазного точения на одношпиндельных станках.
На многошпиндельных станках, как показали исследования, основную часть погрешностей обработки партии деталей составляют размерный износ режущего инструмента, геометрические погрешности расположения шпинделей и начальная погрешность настройки. Поэтому создание и использование автоподналадчиков на металлорежущих станках, в частности на многошпиндельных станках, является основным методом повышения точности за счет компенсации систематических составляющих. Это подтверждают исследования многих ученых. Опыт эксплуатации различных станков с системой автоматической подналадки выявили следующие возможности:
1. Повысить точность обработки делай за счет уменьшения влияния геометрических погрешностей шпинделей в барабане от 2 до 5 и более раза как по размерам, так и по форме, стабилизировав качество;
2. Повысить качество поверхностного слоя обрабатываемых деталей (сокращение прожогов, получение требуемого знака напряжения и т.д);
3. Увеличить производительность обработки от 30 до 200 %;
4. Повысить размерную стойкость режущих инструментов от 30 до 200 %;
5. Сократить поломки режущего инструмента и оборудования и тем самым увеличить безопасность работы и расширить область многостаночного обслуживания и, следовательно, увеличить производительность труда;
6. Сократить расходы на инструмент и оборудование;
7. Увеличить производительность обработки деталей на последующих операциях;
8. Сократить производственные площади и за счет уменьшения потребного количества станков;
9. Автоматизировать перенастройку с обработки одного типа размера деталей на другой;
10. Использовать высокопроизводительное оборудование в мелкосерийном производстве;
11. Оптимизировать технологический процесс обработки и тем самым повысить техника — экономические показатели;
12. Упростить, а следовательно, и удешевить разработку программ и сократить время разработки для станков с программным управлением и многооперационных станков.
Приведенный краткий обзор показывает, что применение системы автоматического управления (САУ) точностью обработки на различных станках, особенно на многошпиндельных токарных станках повышает экономическую эффективность эксплуатации таких станков. Применение на токарных многошпиндельных станках системы автоматической подналадки (САП) увеличивает их технологические возможности, однако вносит сложность в их структуру, повышает стоимость и снижает надёжность. В отличие от одношпиндельных станков на многошпиндельных станках САП имеет дополнительные элементы, позволяющие компенсировать не только традиционные составляющие погрешностей, но и геометрические погрешности шпинделей в барабане станка. Для станков с числовым программным управлением САП используется в тех случаях, когда величина подналадочного импульса меньше одного импульса поперечной подачи.
Литература:
1. Бурцев и др. Технология машиностроения в 2-х томах.М. МГТУ им Н. Е. Баумана.1998.
2. Шишкин В. Н., Шевченко А. В. Эффективность автоматической размерной подналадки токарно-револьверных станков. — Технология и автоматиз. машиностр.,Киев, 1984, № 33, с 91–94.
