ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

Проблема обеспечения надежности оборудования комплексная. Каждый из этапов создания станков и условия их эксплуатации оказывают на решение этой проблемы определенное влияние. Надежность станков закладывается при проектировании, обеспечивается при изготовлении и реализуется при эксплуатации.

Современные металлорежущие станки — сложная электро-, электронно-, гидро-, пневмомеханическая система, надежность которой определяется большим числом различных по принципу действия элементов и механизмов. И все же исходя из главного параметра надежности любого станка — обеспечения строго регламентированных показателей качества обработки, — основную нагрузку несет механическая часть станка.

Непреложное требование к конструкции станков — обеспе­чение высокой жесткости, от которой зависят точность и произво­дительность обработки. Высокая статическая жесткость станка является своего рода необходимым, но недостаточным условием высокого качества обработки на нем. Для этого необходимо обес­печить высокие динамические характеристики станка.

В станках при работе на холостом ходу под нагрузкой воз­никают вынужденные колебания и автоколебания. Автоколебания при установочных перемещениях (фрикционные автоколебания) и при резании отрицательно сказываются на точности позиционирования, шероховатости и волнистости обработанной по­верхности, а при уровне автоколебаний выше определенного процесс обработки вообще невозможен из-за потери устойчивости технологической системы. Поэтому практический интерес представляет определение условий, при которых установочные перемещения и процесс резания будут сохранять устойчивость. Нарушение работоспособности станков во многих случаях вызы­вается изнашиванием наиболее ответственных деталей. Традиционными способами повышения износостойкости является выбор оптимального вида и режима смазывания узлов трения, их за­щита от окружающей среды.

В настоящее время в станкостроении наметилась тенденция к комплексной автоматизации станков с ЧПУ, которые могут длительное время (как правило, не менее одной смены) работать в режиме трудосберегающей технологии. Одновременно ужесточаются режимы резания, что приводит к резкому увеличению производительности съема металла. В таких условиях решающим фактором обеспечения надежности оборудования становится ре­шение проблемы эффективного удаления стружки из зоны обработки. Для обеспечения надежности изготовляемых станков технологический процесс должен предусматривать строгое выполнение всех технических требований, предъявляемых к основным деталям и механизмам станков.

Проблему эксплуатационного обеспечения надежности станков в целом может решить лишь система технической диагностики (СТД). При создании СТД преследуют следующие основные цели:

- круглосуточное многосменное использование технологиче­ского оборудования с ограниченным числом обслуживающего персонала, т. е. организацию трудосберегающей технологии; в этом случае должны быть автоматизированы все без исключения опе­рации, выполняемые для этого обслуживающим персоналом;

- исключение или снижение процента бракованных деталей; это достигается путем дооперационного контроля заготовок, результаты которого являются исходной базой при выборе си­стемой управления технологического режима обработки, а также внутриоперационного контроля большого числа параметров, ока­зывающих влияние на качество обрабатываемых деталей, и, наконец, послеоперационного контроля размеров, микро- и макрогеометрии обработанных деталей; результаты внутри- и после­операционного контроля служат основой для коррекции техно­логического режима обработки;

- снижение времени простоев из-за неполадок в станке; для решения этой задачи сигналы со стандартных элементов электро­автоматики станка (датчики давления и расхода, конечные вы­ключатели и т. п.), а также его специальных датчиков (например, износа, температуры, уровня вибраций и т. п.) подаются на устройство, предназначенное для своевременного останова станка, подачи сигнала об этом и определения места нахождения дефекта, вызвавшего останов.

Существенно повысить надежность станков в процессе эксплуа­тации можно за счет оснащения их системами активного контроля, адаптивного управления и диагностики. Причем наиболее пер­спективными являются системы активного контроля с бесконтакт­ными датчиками на базе оптоэлектроники, так как они позволяют производить измерения, не прерывая процесса обработки. В си­стемах диагностики должны быть предусмотрены функции профи­лактики. Системы адаптивного управления оптимизируют ре­жимы обработки.