Инструментальное обеспечение высокотехнологичных производств
В связи с тем, что любое производство начинается с технологической подготовки и обеспечения инструментами и оснасткой, изучение этого рынка дает представление о состоянии дел не только в инструментообеспечении, импортозамещении, но и во всех высокотехнологичных отраслях промышленности.
Состояние инструментального производства и организация обслуживания инструмента — это показатель технологичности всей промышленности. Ведущая роль этих факторов обусловлена их мощным инновационным влиянием на индустриальное развитие страны, поскольку они имеют межведомственный и общемашиностроительный характер, направлены на опережающее создание новых материалов и технологий обработки. Понимание динамики экспорта и импорта, а также перспектив отечественного производства инструмента в соотношении с потребностями очень актуально для принятия каждым металлообрабатывающим предприятием решений по снижению своей импортозависимости в этой области.
Итогом систематических исследований рынка инструментов и оснастки, начиная с 1991 года, стало определение «узких мест», т. е. наиболее дефицитных позиций на этом рынке. В их число входят прецизионное машиностроение, авиастроение, электроника, ракетостроение. Большая ошибка промышленной политики 90-х годов — ненадлежащее использование инструментальной инфраструктуры ВПК и специалистов-инструментальщиков. Практика конверсии прошла без учета огромного экспортного потенциала в этой сфере. Этим оперативно воспользовались иностранные фирмы, заполнив своими представительствами все промышленные города Украины. Парадокс состоит в том, что при наличии всех предпосылок для увеличения экспорта качественных инструментов он снижается, а импорт, даже некачественный, увеличивается. Здесь уместно вспомнить традиции качества инструментальщиков ВПК, этот «золотой фонд» нашего приборостроения. Как результат — импортозависимость растет быстрыми темпами. Декларируемые высокие характеристики дорогостоящего импортного инструмента могут быть обеспечены только в специально созданных условиях, достаточно далеких от сложившихся реалий. Критически анализируя экономические аспекты эксплуатации зарубежной продукции, всегда необходимо оценивать возможность ее многократного восстановления, затратность, окупаемость, рентабельность.
Исследование факторов, сдерживающих рост производства, позволяет определить методы, которыми можно расширить функциональные и технологические возможности оборудования, оснастки, приспособлений, инструмента, ускорить технологическую подготовку, включая наладку. Исходя из экспертных оценок существующего производства, благодаря технологическому аудиту, можно разработать практические рекомендации по выбору и реализации наиболее эффективного варианта обработки. Экономичность использования ресурсов — главный критерий для оценки технологии и ориентир для ее развития. В условиях жесткой конкуренции всегда следует помнить, что каждое изделие необходимого качества и количества может быть произведено с разной эффективностью производства. Поэтому необходимо сравнивать эффективность технологии, ее наукоемкость с технологическими затратами и ресурсозатратами, особенно в связи с постоянным увеличением стоимости ресурсов.
Значимость влияния технологической обстановки на работоспособность инструмента, надежность техпроцесса и качество обработанного поверхностного слоя (ПС) детали не требуют доказательств. При сокращении времени простоев, наладок и подналадок основная сложность заключается в синхронизации работы элементов оснастки и инструмента. Без правильного решения этой материаловедческой задачи все достижения сходят на «нет».
Часты попытки решить все проблемы за счет импортных инструментов, при этом другие возможности недооцениваются, а часто — игнорируются. Поэтому автор считает необходимым особо отметить достижения ученых Института химии высокомолекулярных соединений НАНУ в области создания технологических средств (ТС) для лезвийной, абразивной и деформационной обработки. При заточке, переточке, доводке, затыловании, шлифовании кругами из СТМ оптимальная технологическая обстановка обеспечивается самосмазывающимися связками типа БСТК, Б11-Л и др. без использования СОЖ. Автором предложено специальное средство МР-ПП (а.с. № 1782024) — водорастворимая сухая пленка для обработки ПКМ. Создание пассивирующих пленок на режущих кромках с помощью карандашей твердой смазки (КТС) улучшает технологическую обстановку в зоне обработки.
Как известно, математическое моделирование обеспечивает оптимальные (или просто рациональные) характеристики наукоемких изделий и высоких технологий. Будучи информационным ресурсом, оно сводит к минимуму необходимые физические ресурсы — вещественные, энергетические, пространственные, временные. В творческом содружестве с учеными кафедры технологии машиностроения НТУУ «КПИ» автором разработана обобщенная математическая модель значимости факторов конструкции и технологии концевого инструмента. В результате для производства твердосплавных фрез, сверл, разверток был предпринят такой подход, при котором исследование, конструирование, изготовление, эксплуатация и восстановление режущего инструмента (РИ) объединяются в единую взаимосвязанную систему.
Оборудование сегодня все чаще рассматривается с точки зрения наличия или отсутствия технологических ограничений на применяемый РИ. Уровень производительности и качества обработки, достигаемые сегодня, определяется, в первую очередь, свойствами режущего инструмента. Возникает острая необходимость принимать оптимальные решения, учитывающие сложный комплекс различных аспектов: поведение обрабатываемого материала и качество обработанной поверхности, производительность обработки и режим, изнашивание и стойкость РИ, особенно учитывая жесткую и не всегда добросовестную конкуренцию. Знание эксплуатационных факторов и степени их влияния на надежность процесса обработки позволяет управлять показателями качества изделия при минимальных издержках.
По данным наших исследований рынка, его самое «узкое» место — это сложнопрофильные твердосплавные инструменты специальных размеров, особенно радиусные и контурные фрезы, борфрезы, развертки, зенкеры, резцы сложного профиля и т. п. Весь этот сегмент заполнен не более чем на 40–50 %. Зарубежные конкуренты не могут поставлять специальные прецизионные инструменты малыми партиями (5–15 штук). По экспертным оценкам, на украинских предприятиях до 90 % инструментов не вырабатывает расчетный ресурс работы, а выходит из строя из-за нарушений технологической и трудовой дисциплины. Кроме того, есть огромный резерв многократной реновации (очистки, переточки, затыловывания, перешлифовки, нанесения покрытий) изношенных инструментов, особенно дорогостоящих. Следует избавляться от «одноразового» мышления, построенного на базе дешевого сырья.
