Токарные и фрезерные работы на заказ – ручной труд или ЧПУ? 

Широкое распространение систем ЧПУ для станков ознаменовало новую эру в металлообработке. Преимущества этих систем очевидны:

• существенно повышается средняя точность выполнения операции при обработке за счет точности позиционирования инструмента;
• исключаются ошибки, вызванные «человеческим фактором»;
• сокращается время обработки сложных деталей;
• снижаются требования к квалификации станочников

Однако, кроме достоинств эти станки обладают некоторыми недостатками. Самые очевидные из них – это гораздо более высокая стоимость оборудования (а соответственно нормочаса), а также высокие трудозатраты на подготовку управляющих программ и наладку для первой детали.

Если речь идет о крупных заказах с высокой серийностью (количестве деталей в партии или заказе),  то преимущество явно на стороне ЧПУ. Если же говорить о малых количествах деталей, то здесь результат неоднозначный.

Еще пару десятилетий назад (по крайней мере, в России) заказы на небольшие количества токарно-фрезерных деталей выполнялись исключительно на универсальном оборудовании. Этому способствовали два фактора: во-первых, малочисленность современного легко перенастраиваемого оборудования ЧПУ, а во-вторых сложность и длительность подготовки управляющих программ в ручном режиме. Исключение в то время составляли только те детали, которые на универсальном оборудовании изготовить было невозможно.

В настоящее время практически каждое металлообрабатывающее предприятие располагает современными обрабатывающими центрами - в первую очередь фрезерными и токарными. Появилась даже тенденция к исчезновению универсального токарно-фрезерного оборудования, а также соответствующих категории станочников.

Многие (особенно вновь образующиеся) фирмы не имеют универсальных станков вообще, а занимаются исключительно обработкой ЧПУ. Это связано со спецификой универсальной и ЧПУ обработки. Для работы на универсальных станках необходимы высококвалифицированные станочники с большим опытом – как правило, люди пожилые, не очень быстрые, знающие себе цену. Зачастую - с непростым характером. Подобными людьми предприятия обрастают долго, для недавно образовавшейся фирмы набрать штат таких сотрудников за короткий срок – нереально. Для работы на современных обрабатывающих центрах требуются аккуратные, легкообучаемые операторы, хорошо дружащие с компьютером. Это люди молодые, необремененные дурными привычками, гораздо более покладистые. В результате универсалка все больше становится анахронизмом, признаком «советского прошлого» предприятия, «родимым пятном социализма».

На самом деле обработка на универсальных станках имеет место во всем мире, независимо от уровня развития технологий или социального строя. Прежде всего, это опытные работы и небольшие партии деталей. Как уже говорилось выше, при высокой серийности обработка на станках с ЧПУ (или на станках-автоматах) – вне конкуренции. Так при каком же объеме заказа универсальная обработка становится предпочтительней?

В основном это зависит от уровня сложности детали, который определяется квалитетом точности и формой образующих ее поверхностей.

Для простых деталей (14 квалитет или грубее) токарная деталь представляет собой набор цилиндрических поверхностей и плоских торцев, а фрезерная - набор взаимно перпендикулярных плоскостей. В этом случае универсалка успешно конкурирует с обработкой ЧПУ в широком диапазоне объемов заказов. Даже при партии в несколько тысяч штук универсалка может быть предпочтительней, так как при равных габаритно-массовых характеристиках станков на универсальном оборудовании съемы за проход, а также общая производительность существенно выше. В этом случае оснащенное электроникой оборудование выиграть только за счет уровня дополнительной автоматизации по подаче, креплению заготовок, их смены, автоматической привязки инструмента, а также заготовки.

С увеличением точности растет преимущество станков с ЧПУ: на выполнение более точного размера станочник-универсал тратит больше времени, а его электронный конкурент – практически одинаковое время. Здесь начинает проявляться разница между токарными и фрезерными работами. Если токарь успешно «ловит» не только «десятки», но даже «сотки», то фрезеровщик перед «сотками» пасует или же тратит неоправданно большое время для промежуточного контроля размеров.

Усложнение формы образующих деталь поверхностей (радиусные, конусные, наклонные, криволинейные) увеличивает преимущество станков с ЧПУ. Здесь необходимо подчеркнуть отличие токарки от фрезеровки. В заказах на токарные работы нечасто приходится обрабатывать поверхности отличные от цилиндрических. Фрезерные же работы, как правило, предполагают наличие наклонных плоскостей и радиусов. Если у прямоугольной детали все четыре угла скруглены радиусами, то фрезеровщику четырежды придется переставлять заготовку на поворотном столе. Станок с ЧПУ такую обработку производит с одного установа.

Казалось бы, что для не самых простых деталей лучший выбор – станки с ЧПУ.

Однако не стоит забывать, что опытный станочник-универсал, получив непосредственно чертеж (не технологическую карту) сам может определить последовательность операций, подобрать инструмент, заготовку, после чего быстро приступить к работе. При этом токарю приходится гораздо легче, так как технологическое разнообразие токарных деталей существенно меньше, чем фрезерных. Для работы на современном обрабатывающем центре необходимо подготовить управляющую программу. Именно время подготовки определяет минимальный объем заказа, при котором целесообразно использовать оборудование с ЧПУ. На различных предприятиях это время существенно разнится в зависимости от инструментария, используемого программистом (от построчной разработки вручную до использования полноценной САМ-системы).

Исходя из опыта выполнения различных фрезерно-токарных работ на заказ, можно сделать следующие выводы:

1.  Для простых деталей (особенно с большим съемом стружки) токарная и фрезерная обработка на универсальном оборудовании может быть целесообразной даже при значительных объемах заказа.

2. Для деталей среднего уровня сложности токарной работы на станках с ЧПУ может быть целесообразна при объемах от десятков или сотен штук. Аналогичная фрезерная обработка ЧПУ может начинаться от одной штуки при условии использования современной САМ-системы.

3.  Для сложных деталей независимо от объема рационально использовать станки с ЧПУ.

Автор статьи: генеральный директор АО "КоСПАС"   Ю.Ю. Тупицын.