Побудувати довговічний верстат можна лише з шабрінням
Ручне шабріння на заводах Sodick
Шабріння є довговічна точність верстата!
Шабріння - це довговічність. Це довгострокова надійність конструкції та геометрична точність верстата на роки.
Основа точності
Ручне шабріння площин елементів обладнання з чавуну – технологія незамінна! Шабрують посадочні поверхні (площини на литих чавунних конструкціях верстатів: станинах, колонах, каретках.
Три причини, чому верстати з довговічною точністю можна будувати тільки з шабрінням:
I. Лише ШАБРІННЯ прибирає хвилястість, що виникла на поверхнях, як побічний результат фрезерування.
II. Лише ШАБРІННЯ позбавляє від мікротріщин, припіків, внутрішніх напруг та виключає шаржування поверхонь мікроабразивом.
III. Лише ШАБРІННЯ дозволяє побудувати верстат з довготривалою точністю, що зберігається десятиліттями.
В недалекому минулому шабріння було обов’язковим технологічним процесом на всіх верстатозаводах у всьому світі. Всюди, де в якості несучих конструкцій використовується чавунне лиття.
Однак шабріння – процес дорогий! Навіть дуже дорогий. Витратний! Як і будь- який інший, де працюють висококваліфіковані фахівці. Працюють руками. Ловлять мікрони – руками! Умілими руками. А умілих рук не так багато….
І від
покупців
це
приховують!
Ручне шабріння — єдиний спосіб усунути хвилястість на площинах. Шліфування не усуває хвилястість поверхонь, а лише знижує. Після плоского шліфування висота хвиль досягає 4 мкм! Проте через брак кваліфікованих шабрувальників, а скоріше просто в гонитві за прибутком, більшість відомих верстатобудівних виробництв відмовилися від шабріння. Шабріння замінили шліфуванням, щоб скоротити виробничі витрати. Іншими словами, на більшості верстатобудівних заводів у світі посадочні місця на чавуні лише фрезерують, а потім шліфують. Як просто: фрезернули, шліфанули – і на збирання!
Оскільки без шабріння неможливо побудувати верстат з довговічною точністю, стався прихований поділ верстатів за довговічністю. Фактично на ринку з’явилися верстати КАПІТАЛЬНІ (довгоживучі) та ТИМЧАСОВІ (короткоживучі, «прекарні» або, як ще кажуть, «проектні» — під деталі якогось короткострокового проекту-замовлення).
Оскільки без шабріння неможливо побудувати верстат з довговічною точністю, стався прихований поділ верстатів за довговічністю. Фактично на ринку з’явилися верстати КАПІТАЛЬНІ (довгоживучі) та ТИМЧАСОВІ (короткоживучі, «прекарні» або, як ще кажуть, «проектні» — під деталі якогось короткострокового проекту-замовлення)
Хвилястість і її параметри
Окрім хвилястості, після шліфування чавуну завжди залишаються мікротріщини, припали та внутрішні напруження. У процесі шліфування неминуче “шаржування” (насичення поверхні мікроабразивом). В результаті встановлений на таку шліфовану площину елемент (наприклад, лінійна направляюча) через деякий час починає «гуляти». Більше навантаження – більше зміщення. З’являється корозія.
Конструкція прискорено деградує. Точність втрачається. Новий верстат якийсь час демонструє заявлену точність, але ця точність втрачається досить швидко!
Всі ці негативні явища докладно описані у довідниках та багатьох публікаціях.
Робилось шабріння поверхні у зібраному верстаті або шліфування, можна визначити навіть на око. Щоправда, треба зняти кожухи, щоб це побачити.
Шліфування, замість шабріння, певною мірою виправдане, якщо верстат не розрахований на довготривалу експлуатацію. В останні роки з’явилась тенденція до відновлення верстатного парку значно частіше, ніж це робилось раніше. До цього підштовхує прискорення технічного прогресу. Якщо раніше верстати замінювалися на нові через 10-15 років, то зараз на багатьох виробництвах така заміна відбувається вже через 5-7 років.
Для таких «швидких» виробництв, ймовірно, підійде і верстат з шліфованими посадочними площинами на чавуні. Однак, далеко не всі і не у всіх країнах можуть міняти верстати так часто. Для заводу, де розраховують, що верстат не втратить точність і через 10 — 15 років, таке здешевлення верстата є неприйнятним. Скупий платить двічі!
Прикро, але більшість верстатобудівників заради економії відмовилися від шабріння!
Результат "економії" на шабрінні: менше витрат, менша вартість, більший прибуток, але менші довговічність і точність верстата....
Sodick – практично єдиний у світі виробник електроіскрових (електроерозійних) верстатів, на заводах якого всі посадочні площини литих несучих конструкцій, з чавуну-міханіту, всіх верстатів, після фрезерування піддаються шабрінню, а не шліфуються.
На заводах Sodick працюють десятки шабрувальників:
Шабріння — це дорого, трудомістко, вимагає найвищої кваліфікації, особливого вміння, але нічого кращого досі не винайшли.
Як ілюстрація ДОВГОВІЧНОСТІ:
- практично всі перші лінійні верстати «Содик», запущені в експлуатацію в державах колишнього СРСР з 1999 року, продовжують експлуатуватися (вже майже 20 років!) і зберігають як точність позиціонування, так і геометричну точність!
- геометричну точність зберігають навіть верстати 1990 (без лінійних приводів)! І це результат навіть шабріння!
Хвилястість, на відміну від шорсткості – це нерівності у вигляді хвиль з яскраво вираженою періодичністю. Неминуча присутність після будь-якої механічної обробки поверхонь. Причина виникнення – періодичні коливання у системах верстат-інструмент. Вроджена властивість всіх верстатів – фрезерних, шліфувальних та ін..
Поверхня після шабріння на вигляд специфічна, її не можливо сплутати зі шліфованою:
Край посадочної площини після шабріння, на якій встановлена лінійна направляюча.
Коротка довідка від Серебреницького П.П., автора ряду підручників, посібників та довідників з машинобудування (на початку кар'єри працював шабровщиком)
При будь-якому вигляді механічної обробки плоских базових поверхонь у верстатів ці поверхні крім шорсткості мають похибку, що визначається як ХВИЛЬНІСТЬ. Хвилястість визначається параметрами – висота хвилі та крок хвилі. Так, наприклад, після плоского шліфування висота хвилі може перебувати в межах 1, 2…3,8 мкм при кроці хвилі 1,1…4,8 мм (міліметрів). Ті ж дані при швидкісному фрезеруванні – висота хвилі може досягати 6,0 мкм при кроці хвилі до 5,2 мм.
Навіть такий процес, як притирання, не позбавляє оброблені поверхні хвилястості (висота хвилі 0,75…2,0 мкм при кроці хвилі до 4,0 мм).
Те саме можна сказати і про інші операції механічної обробки, що використовуються у виробництві металорізального обладнання.
Чому хвилястість не вітається у верстатах, що мають елементи, що контактують по площинах та мають взаємне переміщення (наприклад, каретки, що переміщаються станиною)? За наявності хвилястості на обох контактуючих поверхнях неминуче зміщення одного об’єкта (зокрема каретки з інструментом) щодо базової поверхні (в даному прикладі – щодо станини) на величину висоти хвилі. Звичайно, для обладнання невисокої точності це не має особливого значення, але для верстатів високого класу це зміщення вже матиме рівень, що різко знижує клас верстата.
Можна також відзначити, що наявність хвилястості в контакті площин взаємопереміщуваних елементів, певною мірою знижує вібростійкість системи, контактну жорсткість та ін.
Звідси прагнення виробників обладнання (і не лише обладнання) скоротити похибку хвилястість до мінімуму. На жаль, поки що основною операцією з усунення хвилястості є процес, званий шабрінням. І (знову на жаль) процес цей ручний і дуже трудомісткий. Проте деякі виробники, виборюючи якісний рівень своєї продукції, йдуть застосування цієї операції. Наприклад, компанії Sodick та Yasda.
