Tuotantosyklin aika CNC-koneistuksessa

Arvioitu lukuaika: 7 minuuttia ja 10 sekuntia.

Sisällysluettelo

I Tuotantosyklin ajan laskenta

II Jaksoaika eri toimenpiteille (jyrsintä, sorvaus ja poraus)

III Lisälaskentatapa

IV Jakson ajan lyhentäminen

V Johtopäätös

VI UKK

CNC-työstö

CNC-työstössä sykliaika tarkoittaa aikaa, joka tarvitaan yhden tai useamman koneistuksen suorittamiseen.Kaikissa CNC-työstöprojekteissa sykliaika on ratkaisevan tärkeä läpimenoajan analysoimiseksi ja tiettyjen osien tai lopputuotteiden kustannusten minimoimiseksi.

Se vaikuttaa CNC-työstöprojektien kokonaiskustannuksiin muiden elementtien, kuten materiaalityypin, monimutkaisuuden ja tarkkuuden, ohella.Jakson ajan laskemiseen kuuluu matemaattisten suhteiden ratkaiseminen operaatioille, kuten jyrsintä, sorvaus, poraus ja monia muita.

Tämä artikkeli tarjoaaa lyhyt katsaus sykliajan laskemiseen eri CNC-työstöoperaatioissa, tuotantosykliajan vaikutuksista ja sen lyhentämismenetelmistä.

Tuotantosyklin ajan laskeminen

Arvio syklin ajasta ohjauspaneelissa

, työstöaika on samanlainen kuin muilla aikoina, ja työkalun kulkeman matkan suhde nopeuteen.Kaikkien toimintojen, mukaan lukien jyrsintä, sorvaus, pintakäsittely ja monet muut, yleinen koneistusaika voidaan ilmaista matemaattisesti seuraavasti(Yksikkö 5 Koneistusajan laskenta, 2012).

T=L/(f*N)

Tai,

Jakson aika (T) = (L * läpikulkujen määrä)/ (f*N)

Missä,

L = työkappaleen työstöpituus (mm)

N = työkappaleen kierros minuutissa (rpm)

= 1000* leikkausnopeus (V)/π*halkaisija (D)

f = syöttönopeus (mm/min)

f = syöttö kierrosta kohti = syöttö hammasta kohti * hampaiden lukumäärä = 0,1 * 20 = 2 mm,

Tämä matemaattinen lauseke antaa yksinkertaisen käsityksen työstöajasta ja siitä, kuinka paljon aikaa tietyn työkappaleen koneistukseen tarvitaan.

Kierrä aika eri toimintoihin

1.  CNC jyrsintä

Kuten jo selitettiin, yleinen kaavaT = L/f*Nkäytetään laskemaan sykliaika jokaiselle CNC-työstöprosessille.Jokaisen tapauksen lähestymistapa muuttujan laskemiseen voi kuitenkin olla erilainen.

Jyrsinnässä syöttönopeus lasketaan syöttönopeudella hammasta kohti.Se vaatii työkalussa useita hampaita, leikkuureunoja tai uria.

Syöttönopeus (f) = syöttö per hammas * hampaiden lukumäärä

Pituus = Työn pituus + Työkalun matkat x Ajojen määrä + Työkalun lähestymispituus.

CNC-jyrsintätoiminto

Esimerkiksi, työstöpituus jyrsintäoperaatioon, jonka leikkaussyvyys on 4 mm, työkappaleen pituus 200 mm, terän halkaisija 200 mm, työkalun lähestymis- ja yliliikeetäisyys 4 mm, syöttönopeus hammasta kohti 0,2 mm, leikkausnopeus 30 m/ min & 30 hammasta tulee olemaanL= 200 mm + 4 mm * Kulkujen määrä + 4 mm.

Siirtojen lukumäärän saamiseksi raon tai minkä tahansa muun ominaisuuden koko tulee jakaa kerran leikkaussyvyydellä (miten syvälle työkalu voi leikata).Tarkastellaan tässä tapauksessa uran kokoa 20mm*20mm, työkalu ajaa 5 kertaa työkappaleen yli leikkaamaan 20mm.

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

2.  CNC-sorvaus

CNC sorvatut osat

CNC-sorvaus tarkoittaa sorvattujen osien luomista yksipistetyökalulla.Sorvauksen jakson ajan laskenta ei eroa jyrsintäoperaation.Pituus perustuu myös kaavaanL = Työn pituus + Työkalun matkat x Ajojen määrä + Työkalun lähestymispituusja KeskimääräinenRPM (N) = 1000*leikkausnopeus/π*keskimääräinen halkaisija.

Lasketaan sorvauksen kierroskohtainen syöttö (f) & RPM (N) ottamalla sama esimerkki, jonka teimme yllä olevalle jyrsintäoperaatiolle.

Koska syöttö hammasta kohti on tunnettu muuttuja, lasketaan syöttö per kierros (f) bykertomalla syöttö hammasta kohti hampaiden lukumäärällä.

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

N = työkappaleen kierros minuutissa (rpm)

= 1000* leikkausnopeus (V)/π*halkaisija (D)

= 1000*30/ 3.14*200

= 47,77 rpm

Tuotantosyklin kokonaisaika tulee olemaan(T) = L* läpivientien määrä/f*N = 224*5/ (3*47,77) = 7,81 minuuttia

3.  CNC poraus

CNC-poraukseen kuuluu pyöreiden reikien luominen kiinteään työkappaleeseen pyörivällä työkalulla.Porauksen sykliaika viittaa yhden tai useamman reiän tekemiseen kuluvaan aikaan, joka riippuu koneistustyökalusta, syöttönopeudesta ja karan nopeudesta.

Porausjakson aika (T) = (Id*i)/f*v

Missä,

i = reikien lukumäärä

I_d= Poraussyvyys (mm)

v= Karan nopeus (/min)

f = Syöttönopeus (mm/kierros)

Lisälaskentatapa

CNC-työstössä on toinenkin suoraviivainen tapa arvioida tuotantosyklin aika.Se voidaan laskea jakamalla käytetty aika valmistettujen osien tai tuotteiden kokonaismäärällä(Verma, 2022).

Cycle Time (T) = kokonaisaika/valmistettujen osien tai tuotteiden lukumäärä

Esimerkiksi, jos CNC-työstökokoonpanossa tehtiin 12 identtistä kappaletta yhdessä tunnissa, yhden osan sykliaika on 5 minuuttia.

Jaksoaika = 1 tunti / 12 osaa = 60 minuuttia / 12 osaa = 5 minuuttia / osa

Kiertoajan lyhentäminen

Koska tuotantosyklin aika liittyy CNC-työstöprojektien läpimenoaikaan ja kokonaiskustannuksiin, se vaatii sykliajan lyhentämistä osien ja lopputuotteiden kokonaiskustannusten optimoimiseksi kilpailemaan markkinoilla.(A. Vetrivel, 2018).Vaikka CNC-työstöprosessi on saavuttanut vakaan tilan, voi silti olla joitain tekijöitä, jotka vaikuttavat syklin aikaan.Siksi CNC-koneistuksen vaihtelun hallinta on välttämätöntä prosessin nopeuttamiseksi.

s

Vaikka on totta, että jaksoaikojen leikkaaminen alentaa kustannuksia ja läpimenoaikoja, saattaa olla tilanteita, joissa työntöjaksoajat eivät ole kohtuullisia laitteiden ja toiminnallisten rajoitusten vuoksi.Lisäksi sykliajan alentaminen alle ei-toivotun rajan vaikuttaa myös osien toimivuuteen.Tarkastellaanpa tarkemmin muutamia järkeviä ehdotuksia tuotantosyklin ajan lyhentämiseksi.

1.  Työpajan ulkoasun optimointi

Koneen asettelun simulointi tietokoneella

CNC-työstön monimutkainen asettelu lisää työstöaikaa tarpeettomien odotus- tai siirtoaikojen vuoksi.Jos tuotantosolut ovat lähellä, ne lyhentävät sykliaikaa ja helpottavat siirtymistä toiminnosta toiseen.Jo muutama sekunti voi lyhentää tuotantoaikoja ja lisätä koneistuksen tuottavuutta.

Siksi sinun on korjattava asettelu käytettävissä olevan tilan, raaka-aineiden kunnon ja siihen liittyvien koneistustoimintojen mukaan.Lisäksi on mahdollisuus tietokonesimulaatioon parhaan mahdollisen asettelun löytämiseksi, mikä minimoi tuotantoajan parantamalla työnkulkua.

2.  Kokeneet operaattorit

CNC-työstön tuottavuus riippuu myös kuljettajan taidosta.Asiantuntevat operaattorit voivat helposti puuttua käytön aikana ilmeneviin ongelmiin ja etsivät jatkuvasti parantavia prosesseja.Osaavien henkilöresurssien käyttö tuotannossa auttaa lyhentämään kiertoaikaa.

Siksi sykliajan minimoiminen kaikissa CNC-työstöprojekteissa vaatii kokeneita käyttäjiä, joilla on analyyttisiä kykyjä.

3.  3D-mallin optimointi

CNC-työstöllä voidaan luoda monimutkaisia ​​geometrioita suurella mittatarkkuudella.Monimutkaisuus kuitenkin lisää syklin aikaa.Jos suunnittelija tekee suunnittelun mahdollisimman yksinkertaiseksi häiritsemättä vaadittuja ominaisuuksia ja toimivuutta, aika lyhenee huomattavasti.Monimutkainen suunnittelu vaatii monimutkaisen ja toistuvan työkalun asennuksen työn suorittamiseksi loppuun.

Joten on parasta poistaa tarpeeton monimutkaisuus suunnittelusta ja korjata paras työstöjärjestys lyhyemmälle työjaksolle.Lisäksi teemme tiivistä yhteistyötä kehittäjien kanssa korjataksemme ihanteellisen suunnittelun nopeimman tuotantosyklin saavuttamiseksi.

4.  Tuotantoautomaatio

Automatisoitu prosessi on aina tehokkaampi ja nopeampi kuin manuaalinen työ.Voit poistaa niin paljon ihmistyötä kuin mahdollista.Jaksoajan lyhentäminen on mahdollista nopeiden CNC-koneiden ja kehittyneiden nokkaohjelmistojen, kuten solid CAM:n, avulla(A. Vetrivel, 2018)

Automaatioprosessit ovat paremmin ennakoitavissa ja auttavat saamaan oikeat sykliajat jatkuvalla parannuksella.Kun valmistusprosessi automatisoidaan, koneisto pysyy paikallaan ja optimoi jokaisen CNC-työstön syklin ajan.Automaatioprosessi vaatii kuitenkin merkittävän alkuinvestoinnin, mutta siitä voi olla hyötyä pitkällä aikavälillä.

5.  Optimoi koneen suorituskyky

Liiallinen kuumennus, tärinä ja sisäiset rajoitukset ovat joitakin CNC-koneiden ja muiden valmistuskoneiden rajoituksia.Nämä muuttujat vähentävät tuotannon suorituskykyä ja pidentävät kiertoaikaa.

Näiden huolenaiheiden välttämiseksi valmistajien tulee asettaa etusijalle säännölliset tarkastukset, määräaikaishuolto, varastointi, kalibrointi ja muut toimet.

Johtopäätös

CNC-koneistuksessa tuotantosyklin kesto voidaan arvioida yksinkertaisella kaavalla, joka sisältää koneistuspituuden, syöttönopeuden, koneistusnopeuden ja muut muuttujat.Se saattaa muuttua hieman tietyn CNC-toiminnon, kuten jyrsintä, sorvaus ja poraus, mukaan.Koska sykliaika on erottamattomasti sidoksissa minkä tahansa CNC-työstöprojektin kustannuksiin ja läpimenoaikaan, sykliajan optimointi vähentää kokonaiskustannuksia.Jakson ajan lyhentämiseen on erilaisia ​​tapoja, kuten automaatio, säännöllinen huolto, koulutetut käyttäjät ja monet muut.Vaikka syklin aika voidaan laskea joidenkin koneistusmuuttujien avulla, tarkkuuteen vaikuttavat muut tekijät, kuten ihmisen ponnistus, tärinä, liiallinen lämpö ja käyttäjän asiantuntemus.

Useita tekijöitä on otettava huomioon sykliajan pidentämiseksi kustannusten vähentämiseksi, ja ProleanHub voi olla täydellinen yhteistyökumppani CNC-työstöprojektiisi.Tarjoamme ammattimaisia ​​CNC-työstöpalveluita yli 50 materiaalivaihtoehdolla erilaisiin tehtäviin.Valmistusasiantuntijamme tekevät tiivistä yhteistyötä kehittäjien kanssa optimoidakseen sykliajan erinomaisten tulosten saamiseksi pienemmillä kustannuksilla.

FAQ:t

Mikä on tuotantosyklin ajan merkitys CNC-koneistuksessa?

Aikaa, joka tarvitaan yhden tai useamman CNC-työstötehtävän suorittamiseen, kutsutaan tuotantojakson ajaksi.Koska enemmän aikaa vastaa enemmän kustannuksia, on tärkeää alentaa osien tai lopputuotteen koko kustannuksia ja toimitusaikaa.

Mitä muuttujia tarvitaan sykliajan laskemiseen?

Jaksoaika lasketaan käyttämällä koneistuspituutta, nopeutta, syöttönopeutta, kierrosta minuutissa ja muita tekijöitä.Vaadittu syöttö voi kuitenkin vaihdella koneistusoperaatioittain.

Miten tuotantosyklin aikaa voidaan lyhentää?

3D-mallien optimointi, koneistuksen seisokkien vähentäminen, optimaalinen koneistusasetelma, automaatio, asiantuntevat käyttäjät ja säännöllinen koneiden huolto lyhentävät tuotantosykliaikaa.

Voinko lyhentää kiertoaikaa yhtä paljon?

Ei, sykliajan lyhentämisessä on tiettyjä rajoituksia.Näitä ovat koneen ominaisuudet, materiaalin ominaisuudet, vaadittu laatu ja inhimillinen työ.

Lisäksi sykliajan lyhentäminen alle halutun rajan vaikuttaa käynnissä olevaan koneistoon ja osien tai lopputuotteiden laatuun.

Bibliografia

1.     A. Vetrivel, AA (2018).Valmistusajan ja kiertoajan lyhentäminen CNC-konepajassa.International Journal of Research in Engineering, Science and Management (IJRESM), 1-2.

2.     Yksikkö 5 Koneistusajan laskenta.(2012).SisäänProsessin suunnittelu ja kustannusarvio(s. 2-3).srividyaengg.

3.     Verma, E. (2022).TAKT-ajan ja kiertoajan ymmärtäminen vs. läpimenoaika.Simplilearn.com.