زمان چرخه تولید در ماشینکاری CNC

زمان تخمینی مطالعه: 7 دقیقه و 10 ثانیه.

فهرست مطالب

I محاسبه زمان چرخه تولید

زمان چرخه دوم برای عملیات های مختلف (فرزکاری، تراشکاری، و حفاری)

III رویکرد اضافی محاسبه

IV کاهش زمان چرخه

نتیجه گیری

VI سوالات متداول

ماشینکاری CNC

زمان چرخه در ماشینکاری CNC به زمان مورد نیاز برای تکمیل یک یا چند عملیات ماشینکاری اشاره دارد.برای هر پروژه ماشینکاری CNC، زمان چرخه برای تجزیه و تحلیل زمان تحویل و به حداقل رساندن هزینه قطعات خاص یا محصولات نهایی بسیار مهم است.

این بر هزینه کلی پروژه های ماشینکاری CNC همراه با سایر عناصر مانند نوع مواد، پیچیدگی و دقت تأثیر می گذارد.محاسبه زمان چرخه شامل حل روابط ریاضی برای عملیاتی مانند فرز، تراشکاری، حفاری و بسیاری موارد دیگر است.

این مقاله ارائه خواهد کردa مروری کوتاه بر محاسبه زمان چرخه برای عملیات های مختلف ماشینکاری CNC، اثرات زمان چرخه تولید و رویکردهای کاهش آن.

محاسبه زمان چرخه تولید

تخمین زمان چرخه در کنترل پنل

، زمان ماشین کاری مشابه زمان های دیگر و نسبت مسافت طی شده توسط ابزار به سرعت است.زمان کلی ماشینکاری برای تمام عملیات ها، از جمله فرزکاری، تراشکاری، روکشی و بسیاری دیگر را می توان به صورت ریاضی به صورت زیر بیان کرد.(واحد 5 محاسبه زمان ماشینکاری، 2012).

T=L/(f*N)

یا،

زمان چرخه (T) =(L * تعداد پاس ها)/(f*N)

جایی که،

L= طول ماشینکاری قطعه کار (mm)

N= دور قطعه کار در دقیقه (rpm)

= 1000* سرعت برش (V)/π*قطر (D)

f= نرخ تغذیه (mm/min)

f = تغذیه در هر چرخش = تغذیه در هر دندان * تعداد دندان ها = 0.1 * 20 = 2 میلی متر،

این عبارت ریاضی یک ایده ساده در مورد زمان ماشینکاری و مدت زمان مورد نیاز برای ماشینکاری یک قطعه کار خاص ارائه می دهد.

زمان چرخه برای عملیات های مختلف

1.  فرز CNC

همانطور که قبلا توضیح داده شد، فرمول کلیT=L/f*Nبرای محاسبه زمان چرخه برای هر فرآیند ماشینکاری CNC استفاده می شود.با این حال، رویکرد هر مورد برای محاسبه متغیر ممکن است متفاوت باشد.

در عملیات آسیاب، نرخ تغذیه بر حسب نرخ تغذیه به ازای هر دندان محاسبه می شود.این کار به تعدادی دندان، لبه های برش یا فلوت روی ابزار نیاز دارد.

نرخ تغذیه (f) = تغذیه در هر دندان * تعداد دندان

طول = طول کار + ابزار بیش از سفر x تعداد پاس + طول رویکرد ابزار.

عملیات فرز CNC

مثلاطول ماشینکاری برای عملیات فرزکاری با عمق برش 4 میلی متر، طول قطعه کار 200 میلی متر، قطر برش 200 میلی متر، نزدیک شدن ابزار و مسافت طی مسیر 4 میلی متر، نرخ تغذیه در هر دندان 0.2 میلی متر، سرعت برش 30 متر / دقیقه و 30 دندان خواهد بودL= 200 میلی متر + 4 میلی متر * تعداد پاس + 4 میلی متر.

برای به دست آوردن تعداد پاس ها، اندازه شکاف یا هر ویژگی دیگر باید بر عمق برش (چقدر ابزار می تواند برش دهد) یک بار تقسیم شود.بیایید اندازه شکاف را در مورد ما 20 میلی متر * 20 میلی متر در نظر بگیریم، ابزار 5 بار از روی قطعه کار عبور می کند تا 20 میلی متر برش دهد.

بنابراین، L= 200 میلی متر + 4 میلی متر * 5 + 4 میلی متر = 224 میلی متر

2.  تراش CNC

قطعات تبدیل CNC

تراشکاری CNC به ایجاد قطعات تراشیده با استفاده از ابزار تک نقطه ای اشاره دارد.محاسبه زمان چرخه برای عملیات تراشکاری تفاوتی با عملیات فرز ندارد.طول نیز بر اساس فرمول استL= طول کار + ابزار بیش از سفر x تعداد پاس + طول رویکرد ابزارو میانگینRPM (N) = 1000 * سرعت برش / π * قطر متوسط.

بیایید با مثالی که برای عملیات فرز در بالا انجام دادیم، تغذیه در هر دور (f) و RPM (N) عملیات تراشکاری را محاسبه کنیم.

از آنجایی که تغذیه برای هر دندان متغیر شناخته شده است، ما تغذیه در هر دور (f) را بر اساس محاسبه می کنیمضرب خوراک به ازای هر دندان در تعداد دندان ها.

f = 0.1 * 30 = 3 میلی متر / دور

N= دور قطعه کار در دقیقه (rpm)

= 1000* سرعت برش (V)/π*قطر (D)

= 1000*30/ 3.14* 200

= 47.77 دور در دقیقه

کل زمان چرخه تولید خواهد بود(T) = L* تعداد پاس/f*N = 224*5/ (3*47.77) = 7.81 دقیقه

3.  حفاری CNC

حفاری CNC شامل ایجاد سوراخ های گرد در قطعه کار ثابت با یک ابزار دوار است.زمان چرخه حفاری به زمان ایجاد یک یا چند سوراخ اشاره دارد که به ابزار ماشینکاری، سرعت تغذیه و سرعت اسپیندل بستگی دارد.

زمان چرخه حفاری (T) = (Id*i)/f*v

جایی که،

i= تعداد سوراخ ها

I_d= عمق حفاری (میلی متر)

v= سرعت اسپیندل (/min)

f= نرخ تغذیه (میلی متر/ دور)

رویکرد اضافی محاسبه

روش ساده دیگری برای تخمین زمان چرخه تولید در ماشینکاری CNC وجود دارد.می توان آن را با تقسیم زمان سرمایه گذاری شده بر تعداد کل قطعات یا محصولات تولید شده محاسبه کرد(ورما، 2022).

زمان چرخه (T) = کل زمان/تعداد قطعات یا محصولات تولید شده

مثلااگر دستگاه ماشینکاری CNC 12 قطعه یکسان را در یک ساعت بسازد، زمان چرخه برای یک قطعه 5 دقیقه است.

زمان چرخه = 1 ساعت / 12 قسمت = 60 دقیقه / 12 قسمت = 5 دقیقه / قسمت

کاهش زمان چرخه

از آنجایی که زمان چرخه تولید با زمان تولید و هزینه کلی پروژه های ماشینکاری CNC مرتبط است، نیاز به کاهش زمان چرخه برای بهینه سازی هزینه کلی قطعات و محصولات نهایی برای رقابت در بازار دارد.(A. Vetrivel، 2018).حتی زمانی که فرآیند ماشینکاری CNC به حالت پایداری رسیده است، ممکن است عواملی بر زمان چرخه تأثیر بگذارند.بنابراین، کنترل متغیر بودن عملیات ماشینکاری CNC برای سرعت بخشیدن به فرآیند ضروری است.

s

در حالی که این درست است که کاهش زمان‌های چرخه هزینه‌ها و زمان‌های تحویل را کاهش می‌دهد، ممکن است شرایطی وجود داشته باشد که زمان‌های چرخه فشار به دلیل محدودیت‌های تجهیزات و عملیاتی معقول نباشد.علاوه بر این، کاهش زمان چرخه به زیر حد نامطلوب نیز بر عملکرد قطعات تأثیر می گذارد.بیایید نگاهی دقیق تر به چند پیشنهاد معقول برای کاهش زمان چرخه تولید بیندازیم.

1.  بهینه سازی چیدمان کارگاه

شبیه سازی چیدمان ماشین روی کامپیوتر

چیدمان پیچیده ماشین‌کاری CNC به دلیل زمان‌های انتظار یا حمل و نقل غیرضروری به زمان ماشین‌کاری کمک می‌کند.اگر سلول های تولید نزدیک باشند، زمان چرخه را کاهش می دهند و انتقال از یک عملیات به عملیات دیگر را آسان می کنند.حتی چند ثانیه می تواند زمان تولید را کوتاه کند و بهره وری ماشینکاری را افزایش دهد.

بنابراین، شما باید چیدمان را با توجه به فضای موجود، شرایط مواد اولیه و عملیات ماشین‌کاری مربوطه اصلاح کنید.علاوه بر این، گزینه ای برای شبیه سازی کامپیوتری برای یافتن بهترین طرح ممکن وجود دارد که با بهبود گردش کار، زمان تولید را به حداقل می رساند.

2.  اپراتورهای با تجربه

بهره وری ماشینکاری CNC نیز به مهارت اپراتور بستگی دارد.اپراتورهای خبره می توانند به راحتی با مشکلاتی که در حین کار به وجود می آیند مقابله کرده و به دنبال فرآیندهای بهبود مستمر باشند.استفاده از نیروی انسانی ماهر در تولید به کاهش زمان چرخه کمک می کند.

بنابراین، به حداقل رساندن زمان چرخه در هر پروژه ماشینکاری CNC نیازمند اپراتورهای مجرب با توانایی های تحلیلی است.

3.  بهینه سازی مدل سه بعدی

ماشینکاری CNC می تواند هندسه های پیچیده ای را با درجه بالایی از دقت ابعادی ایجاد کند.با این حال، پیچیدگی زمان چرخه را افزایش می دهد.اگر طراح طراحی ساده ای را بدون ایجاد اختلال در ویژگی ها و عملکرد مورد نیاز ایجاد کند، زمان به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.طراحی پیچیده به یک ابزار پیچیده و مکرر برای تکمیل کار نیاز دارد.

بنابراین، بهتر است پیچیدگی های غیرضروری را از طراحی حذف کنید و بهترین توالی ماشینکاری را برای یک چرخه کوتاه تر اصلاح کنید.علاوه بر این، ما با توسعه دهندگان همکاری نزدیک داریم تا طراحی ایده آل را برای دستیابی به سریع ترین زمان چرخه تولید اصلاح کنیم.

4.  اتوماسیون تولید

فرآیند خودکار همیشه مؤثرتر و سریعتر از تلاش دستی است.شما می توانید تا جایی که امکان پذیر باشد کار انسانی را حذف کنید.کاهش زمان چرخه با استفاده از ماشین های CNC با سرعت بالا و نرم افزارهای پیشرفته بادامک مانند جامد CAM امکان پذیر است(A. Vetrivel، 2018)

فرآیندهای اتوماسیون قابل پیش بینی تر هستند و به دستیابی به زمان چرخه صحیح با بهبود مستمر کمک می کنند.هنگامی که فرآیند تولید را خودکار می کنید، ماشین آلات ثابت می ماند و زمان چرخه هر عملیات ماشینکاری CNC را بهینه می کند.با این حال، فرآیند اتوماسیون نیاز به سرمایه گذاری اولیه قابل توجهی دارد، اما می تواند در بلندمدت مفید باشد.

5.  بهینه سازی عملکرد ماشین آلات

گرمایش بیش از حد، ارتعاش و محدودیت‌های ذاتی برخی از محدودیت‌های ماشین‌های CNC و سایر ماشین‌آلات تولیدی هستند.این متغیرها عملکرد تولید را کاهش می دهند و به چرخه طولانی تر کمک می کنند.

برای جلوگیری از این نگرانی ها، تولیدکنندگان باید بازرسی مکرر، تعمیر و نگهداری دوره ای، ذخیره سازی مجدد، کالیبراسیون و سایر اقدامات را در اولویت قرار دهند.

نتیجه

در عملیات ماشینکاری CNC، زمان چرخه تولید را می توان با استفاده از یک فرمول ساده شامل طول ماشینکاری، نرخ تغذیه، سرعت ماشینکاری و سایر متغیرها تخمین زد.ممکن است بر اساس عملکرد خاص CNC، مانند فرز، تراشکاری و حفاری، کمی تغییر کند.از آنجایی که زمان چرخه به طور جدایی ناپذیری با هزینه و زمان انجام هر پروژه ماشینکاری CNC مرتبط است، بهینه سازی زمان چرخه به کاهش هزینه کل می افزاید.رویکردهای مختلفی برای کاهش زمان چرخه وجود دارد، مانند اتوماسیون، تعمیر و نگهداری مکرر، اپراتورهای آموزش دیده و بسیاری دیگر.اگرچه زمان چرخه را می توان با استفاده از برخی از متغیرهای ماشینکاری محاسبه کرد، عوامل دیگری مانند تلاش انسان، ارتعاش، گرمای بیش از حد و تخصص اپراتور بر نتیجه دقیق تأثیر می گذارد.

چندین عامل باید برای بهبود زمان چرخه برای کاهش هزینه در نظر گرفته شود و ProleanHub ممکن است شریک همکاری عالی برای پروژه ماشینکاری CNC شما باشد.ما خدمات ماشینکاری حرفه ای CNC را با بیش از 50 گزینه مواد برای کارهای مختلف ارائه می دهیم.کارشناسان تولید ما با توسعه دهندگان همکاری نزدیکی دارند تا زمان چرخه را برای نتایج عالی با هزینه کمتر بهینه کنند.

سوالات متداول

اهمیت زمان چرخه تولید در ماشینکاری CNC چیست؟

زمان مورد نیاز برای تکمیل یک یا چند کار ماشینکاری CNC به عنوان زمان چرخه تولید نامیده می شود.از آنجایی که زمان بیشتر برابر است با هزینه بیشتر، کاهش کل هزینه و زمان تولید قطعات یا محصول نهایی بسیار مهم است.

متغیرهای لازم برای محاسبه زمان چرخه چیست؟

زمان چرخه با استفاده از طول ماشین کاری، سرعت، نرخ تغذیه، دور در دقیقه و عوامل دیگر محاسبه می شود.با این حال، ورودی مورد نیاز ممکن است از یک عملیات ماشینکاری به عملیات دیگر متفاوت باشد.

چگونه می توان زمان چرخه تولید را کاهش داد؟

بهینه‌سازی مدل‌های سه‌بعدی، کاهش زمان توقف ماشین‌کاری، چیدمان بهینه ماشین‌کاری، اتوماسیون، اپراتورهای متخصص و تعمیر و نگهداری منظم ماشین‌آلات، همگی به کاهش زمان چرخه تولید کمک می‌کنند.

آیا می توانم زمان چرخه را به همان اندازه کاهش دهم؟

نه، محدودیت‌های خاصی برای کاهش زمان چرخه وجود دارد.اینها شامل قابلیت های ماشین، خواص مواد، کیفیت مورد نیاز و تلاش انسان است.

علاوه بر این، کاهش زمان چرخه زیر حد مطلوب بر ماشین آلات در حال کار و کیفیت قطعات یا محصولات نهایی تأثیر می گذارد.

کتابشناسی - فهرست کتب

1.     A. Vetrivel، AA (2018).زمان ساخت و کاهش زمان چرخه در کارگاه ماشین آلات CNC.مجله بین المللی تحقیقات در مهندسی، علوم و مدیریت (IJRESM)، 1-2.

2.     واحد 5 محاسبه زمان ماشینکاری.(2012).که دربرنامه ریزی فرآیند و برآورد هزینه(ص 2-3).srividyaegg.

3.     ورما، ای. (2022).درک زمان TAKT و زمان چرخه در مقابل زمان سرب.Simplilearn.com.