Temps de cicle de producció en mecanitzat CNC

Temps estimat de lectura: 7 minuts i 10 segons.

Taula de continguts

I Càlcul del temps del cicle de producció

II Temps de cicle per a diferents operacions (fresat, tornejat i trepat)

III Enfocament addicional de càlcul

IV Reducció del temps de cicle

V Conclusió

VI Preguntes freqüents

Mecanitzat CNC

El temps de cicle en el mecanitzat CNC fa referència al temps necessari per completar una o més operacions de mecanitzat.Per a qualsevol projecte de mecanitzat CNC, el temps de cicle és crucial per analitzar el temps de lliurament i minimitzar el cost de peces o productes finals concrets.

Influeix en el cost global dels projectes de mecanitzat CNC juntament amb altres elements com el tipus de material, la complexitat i la precisió.El càlcul del temps de cicle implica resoldre relacions matemàtiques per a operacions com ara fresat, tornejat, trepat i moltes més.

Aquest article proporcionaràa breu visió general del càlcul del temps de cicle per a diverses operacions de mecanitzat CNC, els impactes del temps de cicle de producció i els seus enfocaments de reducció.

Càlcul del temps del cicle de producció

Estimació del temps de cicle en el panell de control

, el temps de mecanitzat és similar a les altres vegades i la relació entre la distància recorreguda per l'eina i la velocitat.El temps de mecanitzat general per a totes les operacions, inclòs el fresat, el tornejat, el revestiment i moltes altres, es pot expressar matemàticament de la següent manera(Unitat 5 Càlcul del temps de mecanitzat, 2012).

T=L/（f*N）

O,

Temps de cicle (T) =（L * nombre de passades）/（f*N）

On,

L = longitud de mecanitzat d'una peça (mm)

N= revolució de la peça per minut (rpm)

= 1000* velocitat de tall (V)/π*Diàmetre (D)

f= Velocitat d'alimentació (mm/min)

f = avanç per revolució = avanç per dent * nombre de dents = 0,1 * 20 = 2 mm,

Aquesta expressió matemàtica dóna una idea senzilla sobre el temps de mecanitzat i quant de temps es necessita per mecanitzar una peça concreta.

Temps de cicle per a diferents operacions

1.  Fresat CNC

Com ja s'ha explicat, la fórmula generalT=L/f*Ns'utilitza per calcular el temps de cicle de cada procés de mecanitzat CNC.Tanmateix, l'enfocament de cada cas per calcular la variable pot ser diferent.

En l'operació de fresat, la velocitat d'alimentació es calcula en termes de velocitat d'alimentació per dent.Requereix una sèrie de dents, vores de tall o flautes a l'eina.

Velocitat d'alimentació (f) = alimentació per dent * nombre de dents

Longitud = Longitud del treball + Recorregut de l'eina x Nombre de passades + Longitud d'aproximació de l'eina.

Operació de fresat CNC

Per exemple, la longitud de mecanitzat per a una operació de fresat amb una profunditat de tall de 4 mm, longitud de la peça de 200 mm, diàmetre de tall de 200 mm, aproximació de l'eina i distància de recorregut de 4 mm, velocitat d'alimentació per dent de 0,2 mm, velocitat de tall de 30 m/ min i 30 dents seranL= 200 mm + 4 mm * Nombre de passades + 4 mm.

Per obtenir el nombre de passades, la mida de la ranura o qualsevol altra característica s'ha de dividir per la profunditat de tall (a quina profunditat pot tallar una eina) una vegada).Considerem la mida de la ranura 20 mm * 20 mm en el nostre cas, l'eina passa 5 vegades per sobre de la peça de treball per tallar 20 mm.

Així, L= 200 mm + 4 mm * 5 + 4 mm = 224 mm

2.  Tornejat CNC

Peces tornejades CNC

El tornejat CNC es refereix a la creació de peces tornejades mitjançant l'eina d'un sol punt.El càlcul del temps de cicle per a l'operació de tornejat no és diferent de l'operació de fresat.La longitud també es basa en la fórmula deL= Longitud del treball + Recorregut de l'eina x Nombre de passades + Longitud d'aproximació de l'einai MitjanaRPM (N) = 1000*velocitat de tall/π*diàmetre mitjà.

Calculem l'alimentació per revolució (f) i RPM (N) de l'operació de tornejat prenent el mateix exemple que vam fer per a l'operació de fresat anterior.

Com que l'alimentació per dent és la variable coneguda, calculem l'alimentació per revolució (f) permultiplicant l'alimentació per dent pel nombre de dents.

f= 0,1 * 30 = 3 mm/gir

N= revolució de la peça per minut (rpm)

= 1000* velocitat de tall (V)/π*Diàmetre (D)

= 1000*30/ 3,14* 200

= 47,77 rpm

El temps total del cicle de producció serà(T) = L* nombre de passades/f*N = 224*5/ (3*47,77) = 7,81 minuts

3.  Perforació CNC

La perforació CNC implica la creació de forats rodons a la peça estacionària amb una eina giratòria.El temps de cicle de perforació es refereix al temps per crear un o més forats, que depèn de l'eina de mecanitzat, la velocitat d'avançament i la velocitat del cargol.

Temps de cicle de perforació (T) = (Id*i)/f*v

On,

i= Nombre de forats

I_d= Profunditat de perforació (mm)

v= Velocitat del cargol (/min)

f= Velocitat d'alimentació (mm/rev)

Enfocament addicional del càlcul

Hi ha una altra manera senzilla d'estimar el temps del cicle de producció en el mecanitzat CNC.Es pot calcular dividint el temps invertit pel nombre total de peces o productes produïts(Verma, 2022).

Temps de cicle (T) = Temps total/nombre de peces o productes produïts

Per exemple, si una configuració de mecanitzat CNC va fer 12 peces idèntiques en una hora, el temps de cicle d'una peça és de 5 minuts.

Temps de cicle = 1 hora / 12 parts = 60 minuts / 12 parts = 5 minuts / part

Reducció del temps de cicle

Com que el temps del cicle de producció s'associa amb el temps de lliurament i el cost global dels projectes de mecanitzat CNC, requereix reduir el temps del cicle per optimitzar el cost global de peces i productes finals per competir al mercat.(A. Vetrivel, 2018).Fins i tot quan el procés de mecanitzat CNC ha arribat a un estat d'estabilitat, encara hi pot haver alguns factors que influeixen en el temps de cicle.Per tant, controlar la variabilitat d'una operació de mecanitzat CNC és essencial per accelerar el procés.

s

Tot i que és cert que reduir els temps de cicle redueix els costos i els terminis de lliurament, pot haver-hi algunes situacions en què empènyer els temps de cicle no sigui raonable a causa de les limitacions operatives i de l'equip.A més, reduir el temps de cicle per sota del límit no desitjat també afecta la funcionalitat de les peces.Fem una ullada més de prop a alguns suggeriments assenyats per reduir el temps del cicle de producció.

1.  Optimització de la disposició del taller

Simulació de la disposició de la màquina en un ordinador

El complicat disseny del mecanitzat CNC contribueix al temps de mecanitzat a causa dels temps d'espera o de trànsit innecessaris.Si les cèl·lules de producció estan a prop, reduiran el temps de cicle i facilitaran la transició d'una operació a una altra.Fins i tot uns segons poden escurçar els temps de producció i augmentar la productivitat del mecanitzat.

Per tant, cal arreglar el disseny segons l'espai disponible, les condicions de les matèries primeres i les operacions de mecanitzat implicades.A més, hi ha una opció de simulació per ordinador per trobar el millor disseny possible, que minimitza el temps de producció millorant el flux de treball.

2.  Operadors experimentats

La productivitat del mecanitzat CNC també depèn de l'habilitat de l'operador.Els operadors experts poden abordar fàcilment els problemes que sorgeixen durant el funcionament i buscaran processos de millora contínua.L'ús de recursos humans hàbils en la producció contribuirà a reduir el temps de cicle.

Per tant, minimitzar el temps de cicle en qualsevol projecte de mecanitzat CNC requereix operadors experimentats amb habilitats analítiques.

3.  Optimització del model 3D

El mecanitzat CNC pot crear geometries complexes amb un alt grau de precisió dimensional.Tanmateix, la complexitat augmenta el temps del cicle.Si el dissenyador crea un disseny el més senzill possible sense pertorbar les característiques i funcionalitats requerides, el temps es reduirà significativament.El disseny complex requereix una configuració d'eines complicada i freqüent per completar el treball.

Per tant, el millor és eliminar la complexitat innecessària del disseny i fixar la millor seqüència de mecanitzat per a un temps de cicle més curt.A més, col·laborem estretament amb els desenvolupadors per fixar el disseny ideal per aconseguir el temps de cicle de producció més ràpid.

4.  Automatització de la producció

El procés automatitzat sempre és més eficaç i ràpid que l'esforç manual.Podeu eliminar tant el treball humà com sigui possible.La reducció del temps de cicle és possible mitjançant màquines CNC d'alta velocitat i programari de lleves avançats com ara CAM sòlid(A. Vetrivel, 2018)

Els processos d'automatització són més previsibles i ajuden a obtenir temps de cicle correctes amb una millora contínua.Quan s'automatitza el procés de fabricació, la maquinària roman estacionària i optimitza el temps de cicle de cada operació de mecanitzat CNC.Tanmateix, el procés d'automatització requereix una inversió inicial important, però pot ser beneficiós a llarg termini.

5.  Optimitzar el rendiment de la maquinària

L'escalfament excessiu, la vibració i les restriccions intrínseques són algunes de les limitacions de les màquines CNC i altres maquinàries de fabricació.Aquestes variables redueixen el rendiment de la producció i contribueixen a un temps de cicle més llarg.

Per evitar aquestes preocupacions, els fabricants haurien de prioritzar la inspecció freqüent, el manteniment periòdic, l'aprovisionament, el calibratge i altres accions.

Conclusió

En les operacions de mecanitzat CNC, el temps del cicle de producció es pot estimar mitjançant una fórmula senzilla que inclou la longitud de mecanitzat, la velocitat d'avanç, la velocitat de mecanitzat i altres variables.Es pot canviar lleugerament en funció de l'operació CNC particular, com ara el fresat, el tornejat i la perforació.Com que el temps de cicle està inextricablement lligat al cost i al temps de lliurament de qualsevol projecte de mecanitzat CNC, l'optimització del temps de cicle s'afegeix a la reducció total del cost.Hi ha diversos enfocaments per reduir el temps de cicle, com ara l'automatització, el manteniment freqüent, els operadors formats i molts altres.Tot i que el temps de cicle es pot calcular mitjançant algunes variables de mecanitzat, altres factors afecten el resultat precís, com ara l'esforç humà, la vibració, la calor excessiva i l'experiència de l'operador.

S'han de tenir en compte diversos factors per millorar el temps de cicle per reduir els costos, i ProleanHub pot ser el soci cooperant perfecte per al vostre projecte de mecanitzat CNC.Oferim serveis professionals de mecanitzat CNC amb més de 50 opcions de materials per a diverses tasques.Els nostres experts en fabricació col·laboren estretament amb els desenvolupadors per optimitzar el temps de cicle per obtenir resultats excel·lents a un cost menor.

Preguntes freqüents

Quina és la importància del temps de cicle de producció en el mecanitzat CNC?

El temps necessari per completar una o més tasques de mecanitzat CNC s'anomena temps de cicle de producció.Com que més temps equival a més cost, és fonamental reduir el cost complet i el temps de lliurament de les peces o del producte final.

Quines són les variables necessàries per calcular el temps de cicle?

El temps de cicle es calcula utilitzant la longitud de mecanitzat, la velocitat, la velocitat d'avanç, les revolucions per minut i altres factors.Tanmateix, l'entrada requerida pot diferir d'una operació de mecanitzat a una altra.

Com es pot reduir el temps del cicle de producció?

L'optimització dels models 3D, la reducció del temps d'inactivitat del mecanitzat, la disposició òptima del mecanitzat, l'automatització, els operadors experts i el manteniment regular de la maquinària contribueixen a reduir el temps del cicle de producció.

Puc reduir tant el temps del cicle?

No, hi ha certes limitacions per reduir el temps de cicle.Aquests inclouen les capacitats de la màquina, les propietats del material, la qualitat requerida i l'esforç humà.

A més, reduir el temps de cicle per sota del límit desitjable afecta la maquinària en funcionament i la qualitat de les peces o productes finals.

Bibliografia

1.     A. Vetrivel, AA (2018).Temps de fabricació i reducció del temps de cicle en taller de màquines CNC.Revista Internacional de Recerca en Enginyeria, Ciència i Gestió (IJRESM), 1-2.

2.     Tema 5 Càlcul del temps de mecanitzat.(2012).EnPlanificació de processos i estimació de costos(pàgs. 2-3).srividyaengg.

3.     Verma, E. (2022).Entendre el temps TAKT i el temps de cicle versus el temps d'execució.Simplilearn.com.