Подготовка материалов для автоматов продольного точения
Блог
Главной особенностью данного типа станков является возможность обрабатывать детали с большим (почти неограниченным) соотношением длины к диаметру, так как на данном типе станков обработка всегда происходит в зоне поддержки прутка (в зоне люнетной втулки), а движение по оси Z осуществляется за счет перемещения материала/заготовки (а не инструмента, как в классических токарных станках).
Существует множество марок автоматов продольного точения швейцарского типа с ЧПУ, среди которых Citizen, Star, Hanwha, Tsugami, Sowin и Tornos. Часто эти станки фактически не производятся в Швейцарии, например, оборудование Star, Citizen и Tsugami выпускают в Японии. «Швейцарская» классификация сложилась исторически, поскольку машины этого типа были впервые изобретены и использовались в Швейцарии для производства небольших деталей часовых механизмов, а так как таких деталей требовалось очень много, то станки должны были быть высокопроизводительными.
Широкий функционал рассматриваемого оборудования позволяет выполнять практически полный цикл операций на одном станке. Это позволяет сократить время изготовления деталей, а значит снизить их себестоимость.
Однако у оборудования подобного типа имеется один существенный недостаток (помимо довольно высокой стоимости, обусловленной высокой производительностью), который не позволяет получить ему широкое распространение на нашем рынке.
Этим недостатком являются высокие требования к материалу. Автоматы продольного точения имеют специфическую конструкцию, которая включает в себя поддерживающий узел с люнетной цангой. Цанга обеспечивает поддержку материала в зоне резания. Недостатком такого принципа обработки является большой остаток материала, который образуется после обработки прутка.
Сама по себе люнетная цанга изготавливается под определенный диаметр прутка, и имеет относительно небольшой ход лепестков (до 0,5 мм), который регулируется вручную. Из-за такой конструкции материал должен иметь ровную гладкую поверхность, чтобы обеспечить хорошую площадь контакта и возможность беспрепятственного перемещения в люнетной цанге.
Стандартные требования к материалу для автоматов продольного точения швейцарского типа:
-
кривизна 0,5 мм на 1 метр длины;
-
допуск по диаметру по 7-му квалитету.
Согласно ГОСТ 1051-73, максимально возможный квалитет калиброванного прутка — 9-ый, из-за этого обеспечить такой станок подходящим материалом становится настоящей проблемой. Зачастую предприятия, которые используют этот тип оборудования, пренебрегают требованиями к материалу, что приводит к снижению качества выпускаемой продукции и поломкам оборудования (в частности, самой люнетной втулки). Кроме того, стоимость калиброванного по 9-му квалитету прутка значительно выше, чем обычного холоднокатаного или горячекатаного прутка. Таким образом, рентабельность использования автоматов продольного точения швейцарского типа при небольшой серийности оказывается под сомнением.
Для того чтобы повысить рентабельность и обеспечить все требования к материалу можно использовать комплекс оборудования, состоящий из правильного станка (рис. 1) и безцентрошлифовального станка (рис. 2).
Рис. 1
Рис. 2
Это позволяет значительно снизить стоимость материала (заготовки) и избежать поломок автоматов продольного точения, что, в свою очередь, уменьшает затраты на его обслуживание.
Основной недостаток такого решения заключается в необходимости приобретения дополнительного оборудования, которое в совокупности сопоставимо со стоимостью автомата продольного точения. Также к недостаткам можно отнести необходимость выделять значительное дополнительное место в цехе, ведь для загрузки материала необходимо оснащать правильные и безцентрошлифовальные станки специальным загрузочным и приемным устройством, длина которого зависит от длины обрабатываемого прутка.
Таким образом предлагаемое решение окупает себя только при условии постоянной загрузки автомата продольного точения. Важно понимать, что рассматриваемая линия обработки прутка способна обеспечивать материалом не один автомат продольного точения. Поэтому чаще всего такой комплекс оборудования приобретают для нескольких автоматов продольного точения.
Давайте подсчитаем, насколько выгодно иметь такой участок для подготовки прутка и как быстро может окупиться такое решение. Оценим экономию на реальном примере.
Итак, у нас есть автомат продольного точения швейцарского типа, который предъявляет требования к материалу:
-
калиброванный пруток по 8-му квалитету (h8);
-
максимальная длина 3000 мм;
-
отклонение от прямолинейности прутка — не более 0,5 мм на 1 метр длины.
Диаметр прутка, необходимый для изготовления детали составляет 19 мм, а марка стали 40Х (ГОСТ 4543-71).
Цена прутка с такими характеристиками на момент написания статьи (август 2021 года) составляет 3350 рублей за штуку с НДС.
Длина детали составляет 184 мм — из одного прутка с учетом отрезки изготавливается 15 штук таких деталей.
Годовая программа выпуска деталей составляет 173 372 штуки в год, значит для выполнения всей программы необходимо 11 559 прутков. Суммарная стоимость материала для выполнения годовой программы составляет 38 722 650 рублей с НДС.
Теперь прикинем стоимость оборудования, необходимого для изготовления прутков с подобными характеристиками. Как было рассмотрено выше, это правильный станок, стоимость которого составляет примерно 12 580 000 рублей с НДС, а также безцентрошлифовальный станок стоимостью примерно 11 000 000 рублей с НДС. Суммарные затраты на оборудования составляют 23 580 000 рублей.
Стоимость одного простого горячекатаного прутка составляет 1100 рублей с НДС, таким образом, в год мы сможем сэкономить на материале 26 007 750 рублей.
Вывод: данное решение при постоянной загрузке (3 сменный режим работы) и приемлемой годовой программе выпуска детали (173 372 штуки в год) окупается меньше чем за год.
Учитывая, что некоторые задачи (например, обработку деталей с соотношением длины к диаметру более 10) возможно решить только при помощи автоматов продольного точения швейцарского типа, то такой способ подготовки материала поможет максимально снизить себестоимость конечного изделия (при условии, что производство будет крупносерийным или массовым).
Среди производителей, которые уже зарегистрированы на нашем портале есть производители токарных автоматов и автоматов продольного точения / автоматов швейцарского типа. Посмотрите наш каталог и выберите подходящий вариант!