Как сократить количество установов детали

При изготовлении металлических деталей значительная часть производственного времени уходит не на резание металла, а на вспомогательные операции: снятие заготовки со станка, её переустановку, повторное базирование, закрепление и настройку инструмента. Чем сложнее геометрия изделия, тем больше таких операций может потребоваться.

Сокращение количества установов детали — один из эффективных способов повысить производительность металлообрабатывающего участка, снизить себестоимость продукции и улучшить точность обработки. Для этого применяют современные станки с ЧПУ, многоосевые обрабатывающие центры и специальную технологическую оснастку.

Разберём, какие решения помогают уменьшить количество переустановок и в каких случаях они дают наибольший результат.

Установ — это закрепление и позиционирование заготовки относительно рабочих органов станка для выполнения определённого набора операций. Если для обработки разных сторон детали приходится несколько раз менять её положение, возникают дополнительные затраты времени.

Основные проблемы частых переустановок:

• Увеличение времени изготовления. Оператору необходимо остановить станок, снять деталь, изменить её положение и снова выполнить базирование.
• Снижение точности. При каждом новом установе появляется риск ошибки позиционирования. Даже небольшое смещение может повлиять на расположение отверстий, плоскостей и других элементов.
• Рост трудозатрат. Чем больше операций выполняется вручную, тем выше загрузка оператора вспомогательной работой.
• Дополнительные расходы на оснастку. Для разных этапов обработки могут потребоваться отдельные приспособления и установочные элементы.
• Увеличение производственного цикла. Деталь дольше занимает оборудование, а предприятие выпускает меньше изделий за смену.

Особенно заметно эти проблемы проявляются при изготовлении корпусных деталей, фланцев, сложных кронштейнов, элементов гидравлических систем и изделий с большим количеством отверстий на разных поверхностях.

Один из наиболее эффективных способов сократить количество установов — применение многоосевых обрабатывающих центров.

Обычный трёхосевой фрезерный станок перемещает инструмент по осям X, Y и Z. Для обработки противоположной стороны заготовки зачастую требуется остановить программу, освободить крепление, перевернуть деталь и заново выставить её положение.

Пятиосевой фрезерный станок дополнительно оснащается двумя поворотными осями. Благодаря этому заготовку можно наклонять и поворачивать, обеспечивая доступ инструмента к различным поверхностям без ручной переустановки.

Такое оборудование позволяет:

• обрабатывать наклонные поверхности и сложные контуры;
• выполнять отверстия под разными углами;
• обрабатывать несколько сторон детали за один установ;
• уменьшать количество вспомогательных операций;
• снижать риск накопления погрешностей базирования.

Для подобных задач подходят пятиосевые обрабатывающие центры серии DVF. Они оснащаются поворотно-наклонным столом и предназначены для обработки сложных деталей с минимальным количеством переустановок.

Важно учитывать, что пятиосевая обработка не всегда означает одновременное движение всех пяти осей. Для многих деталей достаточно позиционирования заготовки в нужном угловом положении с последующей обработкой в трёхосевом режиме.

Открыть серию DVF в каталоге →

При производстве корпусных деталей, например корпусов редукторов, насосов, коробок передач и промышленных механизмов, часто требуется обработать несколько сторон одной заготовки.
Горизонтальный фрезерный обрабатывающий центр позволяет организовать такую работу более эффективно. Благодаря горизонтальному расположению шпинделя и применению поворотных столов деталь можно обрабатывать с нескольких сторон без снятия с приспособления.
Дополнительное преимущество — удобный отвод стружки из рабочей зоны. Это особенно важно при интенсивном фрезеровании, когда необходимо поддерживать стабильные условия обработки.

Для таких производственных задач можно рассмотреть серию NHP.
Открыть серию NHP в каталоге →

Горизонтальные центры этой линейки поддерживают автоматическую смену инструмента и паллет. В зависимости от конфигурации оборудования могут применяться многопаллетные системы, позволяющие организовать обработку следующих заготовок во время обслуживания текущей паллеты.

Не всегда для сокращения количества установов требуется покупать новый станок. Иногда заметный результат можно получить за счёт правильного выбора приспособлений.

Универсальная оснастка позволяет закреплять разные детали без изготовления отдельного сложного приспособления под каждое изделие. Для этого используют модульные системы, координатные плиты, механизированные зажимы, угловые приспособления и специальные базирующие элементы.

При разработке оснастки важно учитывать:

• доступ режущего инструмента ко всем обрабатываемым поверхностям;
• жёсткость закрепления заготовки;
• отсутствие вибраций и смещения при резании;
• возможность быстрого позиционирования;
• удобство установки и снятия детали.

Грамотно спроектированное приспособление позволяет выполнить несколько операций за один установ даже на стандартном трёхосевом обрабатывающем центре.

Ещё один способ сократить количество переустановок — заранее продумать технологический маршрут обработки.
Например, при изготовлении корпусной детали можно последовательно выполнить фрезерование плоскостей, сверление отверстий, растачивание посадочных мест и нарезание резьбы без снятия заготовки со стола.

Для этого необходимы:

• достаточное количество инструментов в магазине;
• правильно составленная управляющая программа;
• подходящая оснастка;
• достаточная рабочая зона станка;
• корректная последовательность операций.

Объединение операций особенно эффективно при серийном производстве, когда одна и та же деталь регулярно проходит одинаковый технологический маршрут.

При этом важно не пытаться выполнить все операции за один установ любой ценой. Иногда сложное закрепление ухудшает жёсткость системы и снижает точность. Технологический процесс должен обеспечивать надёжное базирование и доступ инструмента.

Для серийного и массового производства дополнительный эффект даёт автоматическая смена паллет (APC).

Принцип работы достаточно прост: пока станок обрабатывает деталь на одной паллете, оператор или автоматизированная система подготавливает следующую заготовку на другой. После завершения цикла оборудование меняет паллеты, и обработка продолжается.

Это позволяет сократить время простоя, связанное с установкой и снятием заготовок. В сочетании с многопаллетными системами можно организовать более высокую загрузку станка и постепенно переходить к автоматизированному производству.

Такие решения доступны для горизонтальных обрабатывающих центров серии NHP.
Открыть серию NHP в каталоге →

Выбор оборудования зависит от геометрии детали и характера производства.

Меньше переустановок — выше эффективность производства

Сокращение количества установов детали позволяет уменьшить вспомогательное время, повысить точность взаимного расположения элементов и увеличить производительность оборудования. Наиболее эффективный результат достигается при комплексном подходе: правильном выборе станка, продуманной оснастке, оптимизации управляющей программы и грамотной организации рабочего процесса.

Перед модернизацией производства рекомендуется проанализировать несколько типовых деталей: определить количество установов, время на каждую переустановку и возникающие погрешности. На основании этих данных можно выбрать оптимальное решение — от универсального приспособления до пятиосевого обрабатывающего центра или автоматизированной паллетной системы.

В каталоге DOOSAN представлены вертикальные, горизонтальные и пятиосевые обрабатывающие центры для различных задач металлообработки. Правильно подобранное оборудование поможет сократить производственный цикл и повысить эффективность предприятия.

Открыть весь каталог →