Temps de cycle de production dans l'usinage CNC

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Table des matières

I Calcul du temps de cycle de production

II Temps de cycle pour différentes opérations (fraisage, tournage et perçage)

III Approche supplémentaire de calcul

IV Réduction du temps de cycle

Conclusion

FAQ VI

Usinage CNC

Le temps de cycle dans l'usinage CNC fait référence au temps nécessaire pour effectuer une ou plusieurs opérations d'usinage.Pour tout projet d'usinage CNC, le temps de cycle est crucial pour analyser le délai d'exécution et minimiser le coût de pièces particulières ou de produits finis.

Il influence le coût global des projets d'usinage CNC ainsi que d'autres éléments tels que le type de matériau, la complexité et la précision.Le calcul du temps de cycle implique la résolution de relations mathématiques pour des opérations telles que le fraisage, le tournage, le perçage et bien d'autres.

Cet article fourniraa bref aperçu du calcul du temps de cycle pour diverses opérations d'usinage CNC, des impacts du temps de cycle de production et de ses approches de réduction.

Calcul du temps de cycle de production

Estimation du temps de cycle dans le panneau de commande

, le temps d'usinage est similaire aux autres temps, et le rapport de la distance parcourue par l'outil à la vitesse.Le temps d'usinage général pour toutes les opérations, y compris le fraisage, le tournage, le surfaçage et bien d'autres, peut être exprimé mathématiquement comme suit(Unité 5 Calcul du temps d'usinage, 2012).

T=L/（f*N）

Ou,

Temps de cycle (T) =（L * nombre de passes）/（f*N）

Où,

L= longueur d'usinage d'une pièce (mm)

N= révolution de la pièce par minute (tr/min)

= 1000* vitesse de coupe (V)/π*Diamètre (D)

f= Vitesse d'avance (mm/min)

f=avance par tour=avance par dent * nombre de dents = 0,1 * 20 = 2mm,

Cette expression mathématique donne une idée simple du temps d'usinage et du temps nécessaire pour usiner une pièce particulière.

Temps de cycle pour différentes opérations

1.  Fraisage CNC

Comme nous l'avons déjà expliqué, la formule généraleT=L/f*Nest utilisé pour calculer le temps de cycle pour chaque processus d'usinage CNC.Cependant, l'approche de chaque cas pour calculer la variable peut différer.

Dans l'opération de fraisage, l'avance est calculée en termes d'avance par dent.Il nécessite un certain nombre de dents, d'arêtes coupantes ou de cannelures sur l'outil.

Avance (f) = avance par dent * nombre de dents

Longueur = Longueur du travail + Déplacements de l'outil x Nombre de passes + Longueur d'approche de l'outil.

Opération de fraisage CNC

Par exemple, la longueur d'usinage pour une opération de fraisage avec une profondeur de passe de 4 mm, une longueur de pièce de 200 mm, un diamètre de fraise de 200 mm, une approche d'outil et une distance de déplacement de 4 mm, une avance par dent de 0,2 mm, une vitesse de coupe de 30 m/ min & 30 dents serontL= 200 mm + 4 mm * Nombre de passes + 4 mm.

Pour obtenir le nombre de passes, la taille de la fente ou de toute autre caractéristique doit être divisée par la profondeur de coupe (à quelle profondeur un outil peut couper une fois).Considérons la taille de la fente 20mm*20mm dans notre cas, l'outil passe 5 fois sur la pièce pour couper 20mm.

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

2.  Tournage CNC

Pièces tournées CNC

Le tournage CNC fait référence à la création de pièces tournées à l'aide de l'outil monopoint.Le calcul du temps de cycle pour l'opération de tournage n'est pas différent de celui de l'opération de fraisage.La longueur est également basée sur la formule deL= Longueur du travail + Déplacements de l'outil x Nombre de passes + Longueur d'approche de l'outilet moyenneRPM (N) = 1000*vitesse de coupe/π*diamètre moyen.

Calculons l'avance par tour (f) et RPM (N) de l'opération de tournage en prenant le même exemple que nous avons fait pour l'opération de fraisage ci-dessus.

Puisque l'avance par dent est la variable connue, nous calculons l'avance par tour (f) parmultiplier l'avance par dent par le nombre de dents.

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

N= révolution de la pièce par minute (tr/min)

= 1000* vitesse de coupe (V)/π*Diamètre (D)

= 1000*30/ 3,14* 200

= 47,77 tr/min

La durée totale du cycle de production sera(T) = L* nombre de passes/f*N = 224*5/ (3*47,77) = 7,81 minutes

3.  Perçage CNC

Le perçage CNC implique la création de trous ronds dans la pièce fixe avec un outil rotatif.Le temps de cycle de perçage fait référence au temps nécessaire pour créer un ou plusieurs trous, qui dépend de l'outil d'usinage, de l'avance et de la vitesse de la broche.

Temps de cycle de perçage (T) = (Id*i)/f*v

Où,

i= Nombre de trous

I_d= Profondeur de perçage (mm)

v= Vitesse de broche (/min)

f= Avance (mm/tr)

Approche de calcul supplémentaire

Il existe un autre moyen simple d'estimer le temps de cycle de production dans l'usinage CNC.Il peut être calculé en divisant le temps investi par le nombre total de pièces ou de produits fabriqués(Verma, 2022).

Temps de cycle (T) = Temps total/nombre de pièces ou produits fabriqués

Par exemple, si une configuration d'usinage CNC réalise 12 pièces identiques en une heure, le temps de cycle pour une pièce est de 5 minutes.

Temps de cycle = 1 heure/ 12 pièces = 60 minutes/ 12 pièces = 5 minutes/ pièce

Réduction du temps de cycle

Comme le temps de cycle de production est associé au délai et au coût global des projets d'usinage CNC, il faut réduire le temps de cycle pour optimiser le coût global des pièces et des produits finis pour être compétitif sur le marché.(A. Vetrivel, 2018).Même lorsque le processus d'usinage CNC a atteint un état de stabilité, certains facteurs peuvent encore influencer le temps de cycle.Par conséquent, le contrôle de la variabilité d'une opération d'usinage CNC est essentiel pour accélérer le processus.

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S'il est vrai que la réduction des durées de cycle réduit les coûts et les délais, il peut y avoir des situations où la réduction des durées de cycle n'est pas raisonnable en raison des contraintes d'équipement et d'exploitation.De plus, l'abaissement du temps de cycle en dessous de la limite indésirable affecte également la fonctionnalité des pièces.Examinons de plus près quelques suggestions sensées pour réduire le temps de cycle de production.

1.  Optimisation de l'agencement de l'atelier

Simulation d'implantation de machine sur ordinateur

La disposition compliquée de l'usinage CNC contribue au temps d'usinage en raison des temps d'attente ou de transit inutiles.Si les cellules de production sont proches, elles réduiront le temps de cycle et faciliteront le passage d'une opération à l'autre.Même quelques secondes peuvent raccourcir les temps de production et augmenter la productivité de l'usinage.

Par conséquent, vous devez fixer la disposition en fonction de l'espace disponible, de l'état des matières premières et des opérations d'usinage impliquées.De plus, il existe une option de simulation informatique pour trouver la meilleure mise en page possible, ce qui minimise le temps de production en améliorant le flux de travail.

2.  Opérateurs expérimentés

La productivité de l'usinage CNC dépend également de la compétence de l'opérateur.Les opérateurs experts peuvent facilement résoudre les problèmes qui surviennent pendant le fonctionnement et rechercheront des processus d'amélioration continue.L'utilisation de ressources humaines compétentes en production contribuera à réduire le temps de cycle.

Par conséquent, la minimisation du temps de cycle dans tout projet d'usinage CNC nécessite des opérateurs expérimentés dotés de capacités analytiques.

3.  Optimisation du modèle 3D

L'usinage CNC peut créer des géométries complexes avec un degré élevé de précision dimensionnelle.Cependant, la complexité augmente le temps de cycle.Si le concepteur crée un design aussi simple que possible sans perturber les caractéristiques et fonctionnalités requises, le temps sera considérablement réduit.Une conception complexe nécessite une configuration d'outils compliquée et fréquente pour terminer le travail.

Il est donc préférable de supprimer la complexité inutile de la conception et de fixer la meilleure séquence d'usinage pour un temps de cycle plus court.De plus, nous collaborons étroitement avec les développeurs pour fixer la conception idéale afin d'obtenir le temps de cycle de production le plus rapide.

4.  Automatisation de la production

Le processus automatisé est toujours plus efficace et plus rapide que l'effort manuel.Vous pouvez éliminer autant de travail humain que possible.La réduction du temps de cycle est possible à l'aide de machines CNC à grande vitesse et d'un logiciel de came avancé tel que solid CAM(A. Vetrivel, 2018)

Les processus d'automatisation sont plus prévisibles et aident à obtenir des temps de cycle corrects avec une amélioration continue.Lorsque vous automatisez le processus de fabrication, la machinerie reste immobile et optimise le temps de cycle de chaque opération d'usinage CNC.Cependant, le processus d'automatisation nécessite un investissement initial important, mais il peut être bénéfique à long terme.

5.  Optimiser les performances des machines

Le chauffage excessif, les vibrations et les restrictions intrinsèques sont certaines des contraintes des machines CNC et d'autres machines de fabrication.Ces variables réduisent les performances de production et contribuent à un temps de cycle plus long.

Pour éviter ces problèmes, les fabricants doivent donner la priorité aux inspections fréquentes, à la maintenance périodique, au réapprovisionnement, à l'étalonnage et à d'autres actions.

Conclusion

Dans les opérations d'usinage CNC, le temps de cycle de production peut être estimé à l'aide d'une formule simple impliquant la longueur d'usinage, la vitesse d'avance, la vitesse d'usinage et d'autres variables.Il peut être légèrement modifié en fonction de l'opération CNC particulière, telle que le fraisage, le tournage et le perçage.Étant donné que le temps de cycle est inextricablement lié au coût et au délai de tout projet d'usinage CNC, l'optimisation du temps de cycle contribue à la réduction des coûts totaux.Il existe différentes approches pour réduire le temps de cycle, telles que l'automatisation, la maintenance fréquente, les opérateurs formés et bien d'autres.Bien que le temps de cycle puisse être calculé à l'aide de certaines variables d'usinage, d'autres facteurs affectent le résultat précis, tels que l'effort humain, les vibrations, la chaleur excessive et l'expertise de l'opérateur.

Plusieurs facteurs doivent être pris en compte pour améliorer le temps de cycle afin de réduire les coûts, et ProleanHub peut être le partenaire idéal pour votre projet d'usinage CNC.Nous proposons des services d'usinage CNC professionnels avec plus de 50 options de matériaux pour diverses tâches.Nos experts en fabrication collaborent étroitement avec les développeurs pour optimiser le temps de cycle pour d'excellents résultats à moindre coût.

FAQ

Quelle est l'importance du temps de cycle de production dans l'usinage CNC ?

Le temps nécessaire pour effectuer une ou plusieurs tâches d'usinage CNC est appelé temps de cycle de production.Étant donné que plus de temps équivaut à plus de coûts, il est essentiel de réduire le coût total et le délai de livraison des pièces ou du produit final.

Quelles sont les variables nécessaires pour calculer le temps de cycle ?

Le temps de cycle est calculé à l'aide de la longueur d'usinage, de la vitesse, de l'avance, des tours par minute et d'autres facteurs.Cependant, l'entrée requise peut différer d'une opération d'usinage à l'autre.

Comment réduire le temps de cycle de production ?

L'optimisation des modèles 3D, la réduction des temps d'arrêt d'usinage, la disposition optimale de l'usinage, l'automatisation, les opérateurs experts et l'entretien régulier des machines contribuent tous à réduire le temps de cycle de production.

Puis-je réduire autant le temps de cycle ?

Non, il existe certaines contraintes à la réduction du temps de cycle.Ceux-ci incluent les capacités de la machine, les propriétés des matériaux, la qualité requise et l'effort humain.

De plus, réduire le temps de cycle en dessous de la limite souhaitable a un impact sur les machines en fonctionnement et sur la qualité des pièces ou des produits finis.

Bibliographie

1.     A. Vetrivel, AA (2018).Réduction du temps de fabrication et du temps de cycle dans l'atelier d'usinage CNC.Journal international de recherche en ingénierie, sciences et gestion (IJRESM), 1-2.

2.     Unité 5 Calcul du temps d'usinage.(2012).DansPlanification des processus et estimation des coûts(pp. 2-3).srividyaengg.

3.     En ligneVerma, E. (2022).Comprendre le temps TAKT et le temps de cycle par rapport au délai d'approvisionnement.Simplilearn.com.