Tempo de ciclo de produción en mecanizado CNC

Tempo de lectura estimado: 7 minutos e 10 segundos.

Táboa de contidos

I Cálculo do tempo do ciclo de produción

II Tempo de ciclo para diferentes operacións (fresado, torneado e perforación)

III Método adicional de cálculo

IV Redución do Tempo de Ciclo

V Conclusión

Preguntas frecuentes VI

Mecanizado CNC

O tempo de ciclo no mecanizado CNC fai referencia ao tempo necesario para completar unha ou máis operacións de mecanizado.Para calquera proxecto de mecanizado CNC, o tempo de ciclo é fundamental para analizar o prazo de entrega e minimizar o custo de pezas ou produtos finais.

Inflúe no custo global dos proxectos de mecanizado CNC xunto con outros elementos como o tipo de material, a complexidade e a precisión.Calcular o tempo de ciclo implica resolver relacións matemáticas para operacións como fresado, torneado, perforación e moitas máis.

Este artigo proporcionaráa Breve descrición xeral do cálculo do tempo de ciclo para varias operacións de mecanizado CNC, os impactos do tempo do ciclo de produción e os seus enfoques de redución.

Cálculo do Tempo do Ciclo de Produción

Estimación do tempo de ciclo no panel de control

, o tempo de mecanizado é similar aos outros tempos, e a relación entre a distancia percorrida pola ferramenta e a velocidade.O tempo de mecanizado xeral para todas as operacións, incluíndo fresado, torneado, fresado e moitas outras, pódese expresar matemáticamente como segue(Unidade 5 Cálculo do tempo de mecanizado, 2012).

T=L/（f*N）

Ou,

Tempo de ciclo (T) = （L * número de pasadas）/（f*N）

Onde,

L = lonxitude de mecanizado dunha peza (mm)

N = revolución da peza por minuto (rpm)

= 1000* velocidade de corte (V)/π*diámetro (D)

f= Velocidade de avance (mm/min)

f = avance por revolución = avance por dente * número de dentes = 0,1 * 20 = 2 mm,

Esta expresión matemática dá unha idea sinxela sobre o tempo de mecanizado e canto tempo é necesario para mecanizar unha peza en particular.

Tempo de ciclo para diferentes operacións

1.  Fresado CNC

Como xa se explicou, a fórmula xeralT=L/f*Núsase para calcular o tempo de ciclo de cada proceso de mecanizado CNC.Non obstante, o enfoque de cada caso para calcular a variable pode diferir.

Na operación de fresado, a velocidade de avance calcúlase en termos de velocidade de avance por dente.Require unha serie de dentes, bordos cortantes ou frautas na ferramenta.

Velocidade de alimentación (f) = alimentación por dente * número de dentes

Lonxitude = Lonxitude do traballo + Percorrido da ferramenta x Número de pasadas + Lonxitude de aproximación da ferramenta.

Operación de fresado CNC

Por exemplo, a lonxitude de mecanizado para unha operación de fresado cunha profundidade de corte de 4 mm, lonxitude da peza de 200 mm, diámetro da fresa de 200 mm, aproximación da ferramenta e distancia de desprazamento de 4 mm, velocidade de avance por dente de 0,2 mm, velocidade de corte de 30 m/ min & 30 dentes seránL= 200 mm + 4 mm * Número de pasadas + 4 mm.

Para obter o número de pasadas, o tamaño da ranura ou calquera outra característica debe dividirse pola profundidade de corte (a que profundidade pode cortar unha ferramenta) unha vez).Consideremos o tamaño da ranura 20 mm * 20 mm no noso caso, a ferramenta pasa 5 veces sobre a peza de traballo para cortar 20 mm.

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

2.  Torneado CNC

Pezas torneadas CNC

O torneado CNC refírese á creación de pezas torneadas mediante a ferramenta de punto único.O cálculo do tempo de ciclo para a operación de torneado non é diferente da operación de fresado.A lonxitude tamén se basea na fórmula deL= Lonxitude do traballo + Percorrido da ferramenta x Número de pasadas + Lonxitude de aproximación da ferramentae MediaRPM (N) = 1000*velocidade de corte/π*diámetro medio.

Imos calcular o avance por revolución (f) e RPM (N) da operación de torneado tomando o mesmo exemplo que fixemos para a operación de fresado anterior.

Dado que o avance por dente é a variable coñecida, calculamos o avance por revolución (f) pormultiplicando a alimentación por dente polo Número de dentes.

f = 0,1 * 30 = 3 mm/revolución

N = revolución da peza por minuto (rpm)

= 1000* velocidade de corte (V)/π*diámetro (D)

= 1000*30/ 3,14* 200

= 47,77 rpm

O tempo total do ciclo de produción será(T) = L* número de pasadas/f*N = 224*5/ (3*47,77) = 7,81 minutos

3.  Perforación CNC

A perforación CNC implica a creación de buratos redondos na peza de traballo estacionaria cunha ferramenta xiratoria.O tempo de ciclo de perforación refírese ao tempo para crear un ou máis buratos, que depende da ferramenta de mecanizado, da velocidade de avance e da velocidade do eixo.

Tempo de ciclo de perforación (T) = (Id*i)/f*v

Onde,

i= Número de buratos

I_d= Profundidade de perforación (mm)

v= Velocidade do eixo (/min)

f= Velocidade de avance (mm/rev)

Método adicional de cálculo

Hai outra forma sinxela de estimar o tempo do ciclo de produción no mecanizado CNC.Pódese calcular dividindo o tempo investido polo número total de pezas ou produtos producidos(Verma, 2022).

Tempo de ciclo (T) = Tempo total/número de pezas ou produtos producidos

Por exemplo, se unha configuración de mecanizado CNC fixo 12 pezas idénticas nunha hora, o tempo de ciclo para unha peza é de 5 minutos.

Tempo de ciclo = 1 hora / 12 partes = 60 minutos / 12 partes = 5 minutos / parte

Redución do tempo de ciclo

Como o tempo do ciclo de produción está asociado co tempo de entrega e o custo global dos proxectos de mecanizado CNC, require reducir o tempo de ciclo para optimizar o custo global das pezas e dos produtos finais para competir no mercado.(A. Vetrivel, 2018).Mesmo cando o proceso de mecanizado CNC alcanzou un estado de estabilidade, aínda pode haber algúns factores que inflúen no tempo de ciclo.Polo tanto, controlar a variabilidade dunha operación de mecanizado CNC é esencial para acelerar o proceso.

s

Aínda que é certo que os tempos de ciclo de corte reducen os custos e os prazos de entrega, pode haber algunhas situacións nas que o tempo de ciclo de empuxe non sexa razoable debido ás limitacións do equipo e das operacións.Ademais, baixar o tempo de ciclo por debaixo do límite indesexable tamén afecta a funcionalidade das pezas.Vexamos máis de cerca algunhas suxestións sensatas para reducir o tempo do ciclo de produción.

1.  Optimización do esquema do taller

Simulación de deseño de máquinas nun ordenador

O complicado deseño do mecanizado CNC contribúe ao tempo de mecanizado debido aos tempos de espera ou de tránsito innecesarios.Se as células de produción están próximas, reducirán o tempo de ciclo e facilitarán a transición dunha operación a outra.Mesmo uns segundos poden acurtar os tempos de produción e aumentar a produtividade do mecanizado.

Polo tanto, cómpre fixar o deseño segundo o espazo dispoñible, a condición das materias primas e as operacións de mecanizado implicadas.Ademais, hai unha opción de simulación por ordenador para atopar o mellor deseño posible, o que minimiza o tempo de produción mellorando o fluxo de traballo.

2.  Operadores experimentados

A produtividade do mecanizado CNC tamén depende da habilidade do operador.Os operadores expertos poden abordar facilmente os problemas que xorden durante a operación e buscarán procesos de mellora continua.O uso de recursos humanos hábiles na produción contribuirá a diminuír o tempo de ciclo.

Polo tanto, minimizar o tempo de ciclo en calquera proxecto de mecanizado CNC require operadores experimentados e con capacidade analítica.

3.  Optimización do modelo 3D

O mecanizado CNC pode crear xeometrías complexas cun alto grao de precisión dimensional.Non obstante, a complexidade aumenta o tempo do ciclo.Se o deseñador crea un deseño o máis sinxelo posible sen perturbar as características e a funcionalidade necesarias, o tempo reducirase significativamente.O deseño complexo require unha configuración de ferramentas complicada e frecuente para completar o traballo.

Polo tanto, é mellor eliminar a complexidade innecesaria do deseño e fixar a mellor secuencia de mecanizado para un tempo de ciclo máis curto.Ademais, colaboramos estreitamente cos desenvolvedores para fixar o deseño ideal para conseguir o tempo de ciclo de produción máis rápido.

4.  Automatización da produción

O proceso automatizado sempre é máis eficaz e rápido que o esforzo manual.Podes eliminar tanto traballo humano como sexa posible.A redución do tempo de ciclo é posible usando máquinas CNC de alta velocidade e software de levas avanzado como CAM sólido(A. Vetrivel, 2018)

Os procesos de automatización son máis previsibles e axudan a obter tempos de ciclo correctos cunha mellora continua.Cando automatiza o proceso de fabricación, a maquinaria permanece estacionaria e optimiza o tempo de ciclo de cada operación de mecanizado CNC.Non obstante, o proceso de automatización require un investimento inicial importante, pero pode ser beneficioso a longo prazo.

5.  Optimizar o rendemento da maquinaria

O quecemento excesivo, as vibracións e as restricións intrínsecas son algunhas limitacións das máquinas CNC e outras máquinas de fabricación.Estas variables reducen o rendemento da produción e contribúen a un tempo de ciclo máis longo.

Para evitar estas preocupacións, os fabricantes deben priorizar a inspección frecuente, o mantemento periódico, a reposición, a calibración e outras accións.

Conclusión

Nas operacións de mecanizado CNC, o tempo do ciclo de produción pódese estimar mediante unha fórmula sinxela que inclúe a lonxitude de mecanizado, o avance, a velocidade de mecanizado e outras variables.Pode modificarse lixeiramente en función da operación CNC particular, como fresado, torneado e perforación.Dado que o tempo de ciclo está inextricablemente ligado ao custo e ao prazo de entrega de calquera proxecto de mecanizado CNC, a optimización do tempo de ciclo engádese á redución total do custo.Existen varios enfoques para reducir o tempo de ciclo, como a automatización, o mantemento frecuente, os operadores adestrados e moitos outros.Aínda que o tempo de ciclo se pode calcular mediante algunhas variables de mecanizado, outros factores afectan o resultado preciso, como o esforzo humano, a vibración, a calor excesiva e a experiencia do operador.

Hai que considerar varios factores para mellorar o tempo de ciclo para a redución de custos, e ProleanHub pode ser o socio cooperante perfecto para o seu proxecto de mecanizado CNC.Ofrecemos servizos profesionais de mecanizado CNC con máis de 50 opcións de materiais para varias tarefas.Os nosos expertos en fabricación colaboran estreitamente cos desenvolvedores para optimizar o tempo de ciclo para obter excelentes resultados a un custo menor.

Preguntas frecuentes

Cal é a importancia do tempo do ciclo de produción no mecanizado CNC?

O tempo necesario para completar unha ou máis tarefas de mecanizado CNC denomínase tempo de ciclo de produción.Dado que máis tempo equivale a máis custo, é fundamental reducir o custo total e o prazo de entrega das pezas ou do produto final.

Cales son as variables necesarias para calcular o tempo de ciclo?

O tempo de ciclo calcúlase utilizando a lonxitude de mecanizado, a velocidade, a velocidade de avance, as revolucións por minuto e outros factores.Non obstante, a entrada necesaria pode diferir dunha operación de mecanizado a outra.

Como se pode reducir o tempo do ciclo de produción?

A optimización dos modelos 3D, a redución do tempo de inactividade do mecanizado, o deseño óptimo do mecanizado, a automatización, os operadores expertos e o mantemento regular da maquinaria contribúen a diminuír o tempo do ciclo de produción.

Podo reducir tanto o tempo do ciclo?

Non, hai certas limitacións para reducir o tempo de ciclo.Estes inclúen as capacidades da máquina, as propiedades dos materiais, a calidade necesaria e o esforzo humano.

Ademais, reducir o tempo de ciclo por debaixo do límite desexable repercute na maquinaria en funcionamento e na calidade das pezas ou dos produtos finais.

Bibliografía

1.     A. Vetrivel, AA (2018).Redución do tempo de fabricación e ciclo en taller de máquinas CNC.Revista Internacional de Investigación en Enxeñaría, Ciencia e Xestión (IJRESM), 1-2.

2.     Tema 5 Cálculo do tempo de mecanizado.(2012).EnPlanificación de procesos e estimación de custos(páxs. 2-3).srividyaengg.

3.     Verma, E. (2022).Comprender o tempo TAKT e o tempo de ciclo fronte ao tempo de entrega.Simplilearn.com.