Doba výrobního cyklu v CNC obrábění

Předpokládaná doba čtení: 7 minut a 10 sekund.

Obsah

I Výpočet doby výrobního cyklu

II Doba cyklu pro různé operace (frézování, soustružení a vrtání)

III Dodatečný přístup k výpočtu

IV Zkrácení doby cyklu

V Závěr

VI FAQ

CNC obrábění

Doba cyklu v CNC obrábění se týká času potřebného k dokončení jedné nebo více obráběcích operací.Pro jakýkoli projekt CNC obrábění je doba cyklu zásadní pro analýzu doby realizace a minimalizaci nákladů na konkrétní díly nebo konečné produkty.

Ovlivňuje celkové náklady na projekty CNC obrábění spolu s dalšími prvky, jako je typ materiálu, složitost a přesnost.Výpočet doby cyklu zahrnuje řešení matematických vztahů pro operace, jako je frézování, soustružení, vrtání a mnoho dalších.

Tento článek poskytnea stručný přehled výpočtu doby cyklu pro různé CNC obráběcí operace, dopady doby výrobního cyklu a přístupy k jejímu zkracování.

Výpočet doby výrobního cyklu

Odhad doby cyklu v ovládacím panelu

, doba obrábění je podobná jako u ostatních časů a poměr vzdálenosti ujeté nástrojem k rychlosti.Obecný čas obrábění pro všechny operace, včetně frézování, soustružení, čelního obrábění a mnoha dalších, lze matematicky vyjádřit následovně(Výpočet doby obrábění jednotky 5, 2012).

T=L/（f*N）

Nebo,

Doba cyklu (T) =（L * počet průchodů）/（f*N）

Kde,

L= délka obrábění obrobku (mm)

N= otáčky obrobku za minutu (ot./min)

= 1000* řezná rychlost (V)/π*průměr (D)

f= rychlost posuvu (mm/min)

f=posuv na otáčku=posuv na zub * počet zubů = 0,1 * 20 = 2 mm,

Tento matematický výraz poskytuje jednoduchou představu o době obrábění a o tom, kolik času je zapotřebí pro obrábění konkrétního obrobku.

Doba cyklu pro různé operace

1.  CNC frézování

Jak již bylo vysvětleno, obecný vzorecT=L/f*Nse používá k výpočtu doby cyklu pro každý CNC obráběcí proces.Přístup každého případu k výpočtu proměnné se však může lišit.

Při frézování se rychlost posuvu vypočítává jako rychlost posuvu na zub.Vyžaduje to určitý počet zubů, řezných hran nebo drážek na nástroji.

Rychlost posuvu (f) = posuv na zub * počet zubů

Délka = Délka zakázky + Přejezd nástroje x Počet průchodů + Délka najetí nástroje.

Obsluha CNC frézování

Například, délka obrábění pro frézovací operaci s hloubkou řezu 4 mm, délka obrobku 200 mm, průměr frézy 200 mm, dráha přiblížení a pojezdu nástroje 4 mm, posuv na zub 0,2 mm, řezná rychlost 30 m/ min a 30 zubů budeL= 200 mm + 4 mm * Počet průchodů + 4 mm.

Chcete-li získat počet průchodů, měla by se velikost drážky nebo jakéhokoli jiného prvku vydělit jednou hloubkou řezu (jak hluboko může nástroj řezat).Uvažujme velikost štěrbiny 20mm*20mm v našem případě nástroj přejede 5x přes obrobek, aby řezal 20mm.

Takže L= 200 mm + 4 mm * 5 + 4 mm = 224 mm

2.  CNC soustružení

CNC soustružené díly

CNC soustružení se týká vytváření soustružených dílů pomocí jednobodového nástroje.Výpočet doby cyklu pro operaci soustružení se neliší od operace frézování.Délka je také založena na vzorciL= Délka zakázky + Přejezd nástroje x Počet průchodů + Délka najetí nástrojea PrůměrRPM (N) = 1000*řezná rychlost/π*průměrný průměr.

Vypočítejme posuv na otáčku (f) & RPM (N) operace soustružení pomocí stejného příkladu, který jsme provedli pro operaci frézování výše.

Protože posuv na zub je známá proměnná, počítáme posuv na otáčku (f) ovynásobením posuvu na zub počtem zubů.

f= 0,1 * 30 = 3 mm/otáčku

N= otáčky obrobku za minutu (ot./min)

= 1000* řezná rychlost (V)/π*průměr (D)

= 1000*30/ 3,14* 200

= 47,77 ot./min

Celková doba výrobního cyklu bude(T) = L* počet průchodů/f*N = 224*5/ (3*47,77) = 7,81 minut

3.  CNC vrtání

CNC vrtání zahrnuje vytváření kulatých otvorů ve stacionárním obrobku pomocí rotačního nástroje.Doba cyklu vrtání se vztahuje k době vytvoření jedné nebo více děr, která závisí na obráběcím nástroji, rychlosti posuvu a rychlosti vřetena.

Doba cyklu vrtání (T) = (Id*i)/f*v

Kde,

i= Počet otvorů

I_d= Hloubka vrtání (mm)

v= otáčky vřetena (/min)

f= rychlost posuvu (mm/ot.)

Dodatečný přístup k výpočtu

Existuje další přímý způsob, jak odhadnout dobu výrobního cyklu v CNC obrábění.Lze jej vypočítat vydělením investovaného času celkovým počtem vyrobených dílů nebo produktů(Verma, 2022).

Doba cyklu (T) = Celkový čas/počet vyrobených dílů nebo produktů

Například, pokud CNC obráběcí sestava vyrobila 12 stejných kusů za hodinu, je doba cyklu jednoho dílu 5 minut.

Doba cyklu = 1 hodina/ 12 dílů = 60 minut/ 12 dílů = 5 minut/ díl

Snížení doby cyklu

Vzhledem k tomu, že doba výrobního cyklu je spojena s dobou realizace a celkovými náklady na projekty CNC obrábění, vyžaduje zkrácení doby cyklu, aby se optimalizovaly celkové náklady na díly a konečné produkty, aby mohly konkurovat na trhu.(A. Vetrivel, 2018).I když proces CNC obrábění dosáhl stavu stability, stále mohou existovat některé faktory, které ovlivňují dobu cyklu.Proto je kontrola variability CNC obráběcí operace nezbytná pro urychlení procesu.

s

I když je pravda, že doby cyklů řezání snižují náklady a průběžné doby, mohou nastat situace, kdy není doba tlačení cyklů přiměřená kvůli vybavení a provozním omezením.Snížení doby cyklu pod nežádoucí mez má navíc vliv i na funkčnost dílů.Podívejme se blíže na pár rozumných návrhů na zkrácení doby výrobního cyklu.

1.  Optimalizace uspořádání dílny

Simulace rozložení stroje na počítači

Složité uspořádání CNC obrábění přispívá k době obrábění kvůli zbytečným čekacím nebo přepravním dobám.Pokud jsou výrobní buňky blízko, zkrátí dobu cyklu a usnadní přechod z jedné operace do druhé.I několik sekund může zkrátit výrobní časy a zvýšit produktivitu obrábění.

Proto musíte upravit rozvržení podle dostupného prostoru, stavu surovin a příslušných obráběcích operací.Kromě toho existuje možnost pro počítačovou simulaci pro nalezení nejlepšího možného uspořádání, což minimalizuje produkční čas zlepšením pracovního postupu.

2.  Zkušení operátoři

Produktivita CNC obrábění závisí také na zručnosti operátora.Zkušení operátoři se snadno vypořádají s problémy, které vznikají během provozu, a budou hledat procesy neustálého zlepšování.Využití šikovných lidských zdrojů ve výrobě přispěje ke zkrácení doby cyklu.

Proto minimalizace doby cyklu v jakémkoli projektu CNC obrábění vyžaduje zkušené operátory s analytickými schopnostmi.

3.  Optimalizace 3D modelu

CNC obrábění může vytvářet složité geometrie s vysokou mírou rozměrové přesnosti.Složitost však prodlužuje dobu cyklu.Pokud designér vytvoří návrh co nejjednodušší, aniž by narušil požadované vlastnosti a funkčnost, čas se výrazně zkrátí.Složitý design vyžaduje komplikované a časté nastavení nástrojů pro dokončení práce.

Nejlepší je tedy odstranit z návrhu zbytečné složitosti a nastavit nejlepší sekvenci obrábění pro kratší dobu cyklu.Kromě toho úzce spolupracujeme s vývojáři, abychom opravili ideální design pro dosažení co nejrychlejší doby výrobního cyklu.

4.  Automatizace výroby

Automatizovaný proces je vždy efektivnější a rychlejší než ruční úsilí.Můžete odstranit tolik lidské práce, kolik je možné.Zkrácení doby cyklu je možné pomocí vysokorychlostních CNC strojů a pokročilého vačkového softwaru, jako je Solid CAM(A. Vetrivel, 2018)

Automatizační procesy jsou předvídatelnější a pomáhají při získávání správných časů cyklu s neustálým zlepšováním.Když automatizujete výrobní proces, strojní zařízení zůstává stacionární a optimalizuje dobu cyklu každé operace CNC obrábění.Proces automatizace však vyžaduje značné počáteční investice, ale z dlouhodobého hlediska může být přínosný.

5.  Optimalizujte výkon stroje

Nadměrné zahřívání, vibrace a vnitřní omezení jsou některá omezení CNC strojů a dalších výrobních strojů.Tyto proměnné snižují výkonnost výroby a přispívají k delší době cyklu.

Aby se těmto obavám předešlo, měli by výrobci upřednostňovat časté kontroly, pravidelnou údržbu, doplňování zásob, kalibraci a další činnosti.

Závěr

V CNC obráběcích operacích lze odhadnout dobu výrobního cyklu pomocí jednoduchého vzorce zahrnujícího délku obrábění, rychlost posuvu, rychlost obrábění a další proměnné.Může se mírně změnit v závislosti na konkrétní CNC operaci, jako je frézování, soustružení a vrtání.Protože doba cyklu je neoddělitelně spojena s náklady a dobou realizace jakéhokoli projektu CNC obrábění, optimalizace doby cyklu přispívá ke snížení celkových nákladů.Existují různé přístupy ke zkrácení doby cyklu, jako je automatizace, častá údržba, vyškolená obsluha a mnoho dalších.Ačkoli lze dobu cyklu vypočítat pomocí některých proměnných obrábění, přesný výsledek ovlivňují další faktory, jako je lidské úsilí, vibrace, nadměrné teplo a odbornost obsluhy.

Pro zlepšení doby cyklu pro snížení nákladů je třeba vzít v úvahu několik faktorů a ProleanHub může být perfektním spolupracujícím partnerem pro váš projekt CNC obrábění.Nabízíme profesionální CNC obráběcí služby s 50+ materiálovými možnostmi pro různé úkoly.Naši výrobní odborníci úzce spolupracují s vývojáři, aby optimalizovali dobu cyklu pro vynikající výsledky při nižších nákladech.

FAQ

Jaký je význam doby výrobního cyklu v CNC obrábění?

Doba potřebná k dokončení jednoho nebo více CNC obráběcích úkolů se nazývá doba výrobního cyklu.Vzhledem k tomu, že více času znamená vyšší náklady, je důležité snížit celkové náklady a dobu realizace dílů nebo konečného produktu.

Jaké proměnné jsou nezbytné pro výpočet doby cyklu?

Doba cyklu se vypočítává pomocí délky obrábění, rychlosti, rychlosti posuvu, otáček za minutu a dalších faktorů.Požadovaný vstup se však může lišit od jedné operace obrábění k další.

Jak lze zkrátit dobu výrobního cyklu?

Optimalizace 3D modelů, snížení prostojů při obrábění, optimální uspořádání obrábění, automatizace, odborná obsluha a pravidelná údržba strojů přispívají ke zkrácení doby výrobního cyklu.

Mohu tak zkrátit dobu cyklu?

Ne, existují určitá omezení pro zkrácení doby cyklu.Patří mezi ně schopnosti stroje, vlastnosti materiálu, požadovaná kvalita a lidské úsilí.

Kromě toho zkrácení doby cyklu pod požadovanou mez má dopad na běžící strojní zařízení a kvalitu dílů nebo konečných produktů.

Bibliografie

1.     A. Vetrivel, AA (2018).Výrobní čas a zkrácení doby cyklu v CNC strojírně.International Journal of Research in Engineering, Science and Management (IJRESM), 1-2.

2.     Unit 5 Výpočet doby obrábění.(2012).vPlánování procesů a odhad nákladů(str. 2-3).srividyaengg.

3.     Verma, E. (2022).Pochopení doby TAKT a doby cyklu vs. doba přípravy.Simplilearn.com.