Хотелось бы немного рассказать о станкостроении, которое мы потеряли.
Справочник Промышленность СССР за 1988 год даёт примерное представление о выпуске станков металлорежущих. На странице 179 мы видим, что в 1986 произведено 164 000 станков общей стоимостью 2,922 млрд. рублей. Примерно 17,8 тыс. рублей за станок. Правда станков с ЧПУ произведено 20,3 тыс. штук (на общую сумму 1,33 млрд. рублей). 143,7 тыс. станков были без ЧПУ и стоили 1,59 млрд. рублей. То есть стоили такие станки 11 тыс. рублей за станок, а ЧПУшные — 65,5 тыс. рублей за станок.
В том же 1986 СССР экспортировал порядка 9,1 тыс. станков выручив с этого 240,5 тысяч рублей (или 26 тыс. за станок). По большей части в соцлагерь, но даже Великобритания купила 59 штук (за 9,8 тыс. за станок), а японцы — 145 (24 тыс. рублей за станок).
И экспортировал — 12,6 тыс. штук станков за которые отдал 1,2 млрд. рублей (то есть чуть меньше чем за производство станков с ЧПУ из расчета 97 тыс. рублей за станок) . По большей части из соцлагеря, но скажем 550 из ФРГ (228,6 тыс. руб. за станок) и 233 из Японии (238 тыс. рублей за станок).
Посмотрим на самые массовые советские станки, выпускавшиеся сотнями тысяч и выпускающиеся до сих пор. Хорошие станки для ремонтной мастерской, гаража, инструментального цеха. Станки такого типа стоят в ремонтных мастерских и экспериментальных лабораториях на Западе. Беда в том, что СССР производил их для массового производства.
Конструктив 30-х годов, классическая компоновка, асинхронный трехфазный двигатель, небольшая автоматизация в виде подачи и механических реле концевых выключателей. Направляющие скольжения, винт-гайка скольжения. Шабровка направляющих руками. Почему 30-х? Потому что с 19 века и до 20/30-х годов преобладал централизованный ременной привод, от центрального парового или электродвигателя на весь цех. С 30-х годов на каждом новом станке появился свой "индивидуальный привод", центральный электродвигатель, с которого через коробки передач крутится шпиндель и винты автоподачи, с примитивной автоматизацией через реле, концевые выключатели и т.д.
В советских станках с 30х годов модернизация свелась к ОДНОМУ значительному нововведению: переход шпинделей с латунных втулок на подшипники качения, когда СССР научился их делать. Из эволюционного - повышалась мощность двигателя привода, для этого повышалась жесткость конструкции и немного увеличивался вес. Подбирались более удобные коэффициенты передачи шестерен в коробке передач и автоподаче. Некоторые заводы закаливали направляющие методом ТВЧ, но далеко не все.
А в чем проблема? Станок "нормальной точности" по стандарту укладывается в 10 мкм неровности на 200 мм перемещения. В лучших условиях (щадящие режимы, чистота, смазка, уход, отсутствие источника абразива типа шлифовочного станка или пескоструйки рядом) направляющие скольжения вырабатываются на 50 мкм за год работы в одну смену. Вырабатываются неравномерно. У токарного станка - больше в начале направляющей (у патрона), у фрезерного - в середине стола. Так же стачивается винт, т.к. гайка болтается там где винт выработался и перетянута там где использовалась меньше. Значит через 2-3 месяца работы на потоке такой станок утрачивает геометрическую точность по-стандарту, а через полгода теряет ее совсем. Станочник запоминает отклонения направляющих по длине на СВОЕМ станке и начинает "ловить сотки", т.е. жонглировать кончиками пальцев, если ему не все равно, если у него с утра есть настроение и нет похмелья. И так пока из-за выработки точность не уходит на миллиметры. Потом станок ставят на грубую обдирку или капиталят.
Станок повышенной, прецизионной точности с направляющими скольжения выработается из стандарта за недели эксплуатации, если его использовать для серии деталей, а не поставить в углу и подпускать старшего мастера раз в месяц для образцовой детали.
Т.е. советский серийный станочный парк в принципе не позволял СЕРИЙНО производить точных деталей. Только индивидуально у мастера, помнящего отклонения своего станка и жонглирующего отклонениями при перемещениях.
А теперь вернемся к справочнику Промышленность СССР 1988 и на 176 странице найдём возраст металлорежущих станков:
Отсюда и знаменитая высокоточность, которая требовала доработать изделия напильником.
Теперь о станках с ЧПУ. СССР выпустил два вида ЧПУ станков:
1. Полноценные ЧПУ станки - ИР500..., ИР800... Позднесоветская попытка вскочить на уходящий поезд. Монстры в 21 тонну весом, концепция Flexible Manufacturing System и сменные столы, кастомные направляющие качения прямо по корпусу (т.е. не заменяемые стандартные рельс-каретка, а шарики-ролики между двумя закаленными корпусными деталями, хрен починишь) - дорого, единично, непрактично, на тот момент современно.
2. Обычные советские станки с электроприводами осей, обозначались как индекс станка + "Ф3" на конце. Те же самые направляющие скольжения. Если в ручном режиме направляющие убьют точность станка за полгода, то ЧПУ убьет за два месяца, плюс ЧПУ не будет "ловить сотки" как это может делать виртуозный токарь руками. Для ЧПУ нужна точная геометрия и жесткость, оно не жонглирует (в самых продвинутых можно составить карту отклонений направляющих и завод это делает, но перекалибровывать уже через месяц работы и капиталить через три месяца - не самое эффективное решение). Защита направляющих, защита оператора, бокс вокруг зоны обработки, автосмена инструмента? Не слышали.
Полное отсутствие программных средств проектирования (CAD-CAM-CAE) это отдельная песня, применительно к советскому ЧПУ. Там где были станки ЧПУ, там был и свой программист с прозвищем "убийца станков", составляющая для них программы из ручного подсчета координат для перемещения, после чего станок зарезал сам себя (ну а у кого программа выполняла ТЗ с первого раза? Здесь дебажим резцом по-железу).
Тем не менее, гибрид советского тяжелого станка + сервоприводы + стойка сименс вполне живуч и позволяет многим заводам до сих пор на них резать крупные детали.
Выжившие станкостроительные производства до сих пор продолжают клепать те же самые станки. Тот же конструктив 30-х годов, те же индексы станков 80-х, те же направляющие скольжения... В ремонтных мастерских, производстве единичных изделий оборонки (там где нет потока, серийной нагрузки) эти станки вполне востребованы и достаточно точны.
Нишу же серийного производства заняли мировые бренды - HAAS, Mazak, DMG Mori, etc. Стойки управления Siemens, Fanuc. Появились российские сборки ЧПУ станков на тайваньских комплектующих механики и тех хе стойках Siemens, Fanuc. По отзывам - медленней западных, жесткость хорошая (железа не жалеют).