Tempo del ciclo di produzione nella lavorazione CNC

Tempo di lettura stimato: 7 minuti e 10 secondi.

Sommario

I Calcolo del tempo del ciclo di produzione

II Tempo di ciclo per diverse operazioni (fresatura, tornitura e foratura)

III Metodo aggiuntivo di calcolo

IV Riduzione del tempo di ciclo

V. conclusione

VI FAQ

Lavorazione CNC

Il tempo di ciclo nella lavorazione CNC si riferisce al tempo necessario per completare una o più operazioni di lavorazione.Per qualsiasi progetto di lavorazione CNC, il tempo di ciclo è fondamentale per analizzare il tempo di consegna e ridurre al minimo il costo di particolari parti o prodotti finali.

Influenza il costo complessivo dei progetti di lavorazione CNC insieme ad altri elementi come il tipo di materiale, la complessità e la precisione.Il calcolo del tempo di ciclo implica la risoluzione di relazioni matematiche per operazioni quali fresatura, tornitura, foratura e molte altre.

Questo articolo forniràa breve panoramica del calcolo del tempo di ciclo per varie operazioni di lavorazione CNC, gli impatti del tempo di ciclo di produzione e i suoi approcci di riduzione.

Calcolo del tempo del ciclo di produzione

Stima del tempo di ciclo nel pannello di controllo

, il tempo di lavorazione è simile agli altri tempi, e il rapporto tra la distanza percorsa dall'utensile e la velocità.Il tempo di lavorazione generale per tutte le operazioni, incluse fresatura, tornitura, sfacciatura e molte altre, può essere espresso matematicamente come segue(Unità 5 Calcolo del tempo di lavorazione, 2012).

T=L/（f*N）

O,

Tempo di ciclo (T) = (L * numero di passaggi)/(f*N)

Dove,

L= lunghezza di lavorazione di un pezzo (mm)

N= giro del pezzo al minuto (rpm)

= 1000* velocità di taglio (V)/π*Diametro (D)

f= Avanzamento (mm/min)

f=avanzamento per giro=avanzamento per dente * numero di denti = 0,1 * 20 = 2 mm,

Questa espressione matematica dà un'idea semplice del tempo di lavorazione e di quanto tempo è necessario per lavorare un particolare pezzo.

Tempo di ciclo per diverse operazioni

1.  Fresatura CNC

Come già spiegato, la formula generaleT=L/f*Nviene utilizzato per calcolare il tempo di ciclo per ogni processo di lavorazione CNC.Tuttavia, l'approccio di ciascun caso al calcolo della variabile potrebbe differire.

Nell'operazione di fresatura, l'avanzamento viene calcolato in termini di avanzamento per dente.Richiede un numero di denti, taglienti o scanalature sull'utensile.

Velocità di avanzamento (f) = avanzamento per dente * numero di denti

Lunghezza = Lunghezza lavoro + Corse utensile x Numero di passate + Lunghezza avvicinamento utensile.

Operazione di fresatura CNC

Per esempio, la lunghezza di lavorazione per un'operazione di fresatura con una profondità di taglio di 4 mm, lunghezza del pezzo da lavorare di 200 mm, diametro della fresa di 200 mm, distanza di avvicinamento e oltrecorsa dell'utensile di 4 mm, velocità di avanzamento per dente 0,2 mm, velocità di taglio di 30 m/ min e 30 denti sarannoL= 200 mm + 4 mm * Numero di passate + 4mm.

Per ottenere il numero di passaggi, la dimensione della fessura o di qualsiasi altra caratteristica deve essere divisa una volta per la profondità di taglio (la profondità di taglio di un utensile).Consideriamo la dimensione della fessura 20mm*20mm nel nostro caso, l'utensile passa 5 volte sopra il pezzo per tagliare 20mm.

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

2.  Tornitura CNC

Parti tornite CNC

La tornitura CNC si riferisce alla creazione di parti tornite utilizzando l'utensile a punta singola.Il calcolo del tempo di ciclo per l'operazione di tornitura non è diverso dall'operazione di fresatura.La lunghezza si basa anche sulla formula diL= Lunghezza lavoro + Corse utensile x Numero di passate + Lunghezza avvicinamento utensilee MediaRPM (N) = 1000*velocità di taglio/π*diametro medio.

Calcoliamo l'avanzamento per giro (f) e RPM (N) dell'operazione di tornitura prendendo lo stesso esempio che abbiamo fatto per l'operazione di fresatura sopra.

Poiché l'avanzamento per dente è la variabile nota, calcoliamo l'avanzamento per giro (f) dimoltiplicando l'avanzamento per dente per il Numero di denti.

f= 0.1 * 30 = 3mm/giro

N= giro del pezzo al minuto (rpm)

= 1000* velocità di taglio (V)/π*Diametro (D)

= 1000*30/ 3,14* 200

= 47,77 giri al minuto

Il tempo totale del ciclo di produzione sarà(T) = L* numero di passaggi/f*N = 224*5/ (3*47,77) = 7,81 minuti

3.  Foratura CNC

La foratura CNC prevede la creazione di fori rotondi nel pezzo fermo con un utensile rotante.Il tempo ciclo di foratura si riferisce al tempo necessario per creare uno o più fori, che dipende dall'utensile di lavorazione, dalla velocità di avanzamento e dalla velocità del mandrino.

Tempo del ciclo di perforazione (T) = (Id*i)/f*v

Dove,

i= Numero di fori

I_d= Profondità di foratura (mm)

v= Velocità del mandrino (/min)

f= Avanzamento (mm/giro)

Approccio aggiuntivo di calcolo

Esiste un altro modo semplice per stimare il tempo del ciclo di produzione nella lavorazione CNC.Può essere calcolato dividendo il tempo investito per il numero totale di parti o prodotti prodotti(Verma, 2022).

Cycle Time (T) = Tempo totale/numero di parti o prodotti prodotti

Per esempio, se un impianto di lavorazione CNC ha realizzato 12 pezzi identici in un'ora, il tempo di ciclo per un pezzo è di 5 minuti.

Tempo di ciclo = 1 ora/ 12 parti = 60 minuti/ 12 parti = 5 minuti/ parte

Riduzione del tempo di ciclo

Poiché il tempo del ciclo di produzione è associato al tempo di consegna e al costo complessivo dei progetti di lavorazione CNC, è necessario ridurre il tempo del ciclo per ottimizzare il costo complessivo delle parti e dei prodotti finali per competere sul mercato(A. Vetrivel, 2018).Anche quando il processo di lavorazione CNC ha raggiunto uno stato di stabilità, potrebbero esserci ancora alcuni fattori che influenzano il tempo di ciclo.Pertanto, il controllo della variabilità di un'operazione di lavorazione CNC è essenziale per accelerare il processo.

s

Sebbene sia vero che la riduzione dei tempi di ciclo riduce i costi e i tempi di consegna, potrebbero esserci alcune situazioni in cui non è ragionevole aumentare i tempi di ciclo a causa delle attrezzature e dei vincoli operativi.Inoltre, l'abbassamento del tempo di ciclo al di sotto del limite indesiderato influisce anche sulla funzionalità delle parti.Diamo un'occhiata più da vicino ad alcuni suggerimenti sensati per ridurre il tempo del ciclo di produzione.

1.  Ottimizzazione del layout dell'officina

Simulazione del layout della macchina su un computer

Il complicato layout della lavorazione CNC contribuisce al tempo di lavorazione a causa di inutili tempi di attesa o di transito.Se le celle di produzione sono vicine, ridurranno il tempo ciclo e faciliteranno il passaggio da un'operazione all'altra.Anche pochi secondi possono ridurre i tempi di produzione e aumentare la produttività della lavorazione.

Pertanto, è necessario fissare il layout in base allo spazio disponibile, alle condizioni delle materie prime e alle lavorazioni coinvolte.Inoltre, esiste un'opzione per la simulazione al computer per trovare il miglior layout possibile, che riduce al minimo i tempi di produzione migliorando il flusso di lavoro.

2.  Operatori esperti

La produttività della lavorazione CNC dipende anche dall'abilità dell'operatore.Gli operatori esperti possono facilmente affrontare i problemi che sorgono durante il funzionamento e cercheranno processi di miglioramento continuo.L'utilizzo di risorse umane qualificate nella produzione contribuirà all'abbassamento dei tempi di ciclo.

Pertanto, ridurre al minimo il tempo di ciclo in qualsiasi progetto di lavorazione CNC richiede operatori esperti con capacità analitiche.

3.  Ottimizzazione del modello 3D

La lavorazione CNC può creare geometrie complesse con un alto grado di precisione dimensionale.Tuttavia, la complessità aumenta il tempo di ciclo.Se il progettista crea un design il più semplice possibile senza disturbare le caratteristiche e la funzionalità richieste, il tempo sarà ridotto in modo significativo.La progettazione complessa richiede una configurazione degli strumenti complicata e frequente per completare il lavoro.

Pertanto, è meglio rimuovere la complessità non necessaria dal progetto e fissare la migliore sequenza di lavorazione per un tempo di ciclo più breve.Inoltre, collaboriamo a stretto contatto con gli sviluppatori per fissare il design ideale per ottenere il tempo di ciclo di produzione più rapido.

4.  Automazione della produzione

Il processo automatizzato è sempre più efficace e rapido dello sforzo manuale.Puoi eliminare quanto più lavoro umano possibile.La riduzione del tempo di ciclo è possibile utilizzando macchine CNC ad alta velocità e software avanzato per camme come Solid CAM(A. Vetrivel, 2018)

I processi di automazione sono più prevedibili e aiutano a ottenere tempi di ciclo corretti con un miglioramento continuo.Quando automatizzi il processo di produzione, il macchinario rimane fermo e ottimizza il tempo ciclo di ogni operazione di lavorazione CNC.Tuttavia, il processo di automazione richiede un investimento iniziale significativo, ma può essere vantaggioso a lungo termine.

5.  Ottimizza le prestazioni del macchinario

Riscaldamento eccessivo, vibrazioni e restrizioni intrinseche sono alcuni vincoli delle macchine CNC e di altri macchinari di produzione.Queste variabili riducono le prestazioni di produzione e contribuiscono a un tempo di ciclo più lungo.

Per evitare queste preoccupazioni, i produttori dovrebbero dare la priorità a ispezioni frequenti, manutenzione periodica, rifornimento, calibrazione e altre azioni.

Conclusione

Nelle operazioni di lavorazione CNC, il tempo del ciclo di produzione può essere stimato utilizzando una semplice formula che coinvolge lunghezza di lavorazione, velocità di avanzamento, velocità di lavorazione e altre variabili.Potrebbe essere leggermente modificato in base alla particolare operazione CNC, come fresatura, tornitura e foratura.Poiché il tempo di ciclo è indissolubilmente legato al costo e al tempo di consegna di qualsiasi progetto di lavorazione CNC, l'ottimizzazione del tempo di ciclo si aggiunge alla riduzione totale dei costi.Esistono vari approcci per ridurre il tempo di ciclo, come automazione, manutenzione frequente, operatori addestrati e molti altri.Sebbene il tempo di ciclo possa essere calcolato utilizzando alcune variabili di lavorazione, altri fattori influenzano il risultato accurato, come lo sforzo umano, le vibrazioni, il calore eccessivo e l'esperienza dell'operatore.

Diversi fattori devono essere considerati per migliorare il tempo di ciclo per la riduzione dei costi e ProleanHub può essere il partner di cooperazione perfetto per il tuo progetto di lavorazione CNC.Offriamo servizi di lavorazione CNC professionali con oltre 50 opzioni di materiali per varie attività.I nostri esperti di produzione collaborano a stretto contatto con gli sviluppatori per ottimizzare i tempi di ciclo per ottenere risultati eccellenti a un costo inferiore.

FAQ

Qual è l'importanza del tempo del ciclo di produzione nella lavorazione CNC?

Il tempo necessario per completare una o più attività di lavorazione CNC è indicato come tempo del ciclo di produzione.Poiché più tempo equivale a più costi, è fondamentale ridurre l'intero costo e il tempo di consegna delle parti o del prodotto finale.

Quali sono le variabili necessarie per calcolare il tempo di ciclo?

Il tempo di ciclo viene calcolato utilizzando la lunghezza di lavorazione, la velocità, la velocità di avanzamento, i giri al minuto e altri fattori.Tuttavia, l'input richiesto può differire da un'operazione di lavorazione all'altra.

Come si può ridurre il tempo del ciclo di produzione?

L'ottimizzazione dei modelli 3D, la riduzione dei tempi di fermo macchina, il layout di lavorazione ottimale, l'automazione, gli operatori esperti e la regolare manutenzione dei macchinari contribuiscono a ridurre i tempi del ciclo di produzione.

Posso ridurre così tanto il tempo di ciclo?

No, ci sono alcuni vincoli alla riduzione del tempo di ciclo.Questi includono le capacità della macchina, le proprietà dei materiali, la qualità richiesta e lo sforzo umano.

Inoltre, la riduzione del tempo di ciclo al di sotto del limite desiderabile influisce sui macchinari in funzione e sulla qualità delle parti o dei prodotti finali.

Bibliografia

1.     A. Vetrivel, AA (2018).Riduzione dei tempi di produzione e dei tempi di ciclo nell'officina meccanica CNC.Giornale internazionale di ricerca in ingegneria, scienza e gestione (IJRESM), 1-2.

2.     Unità 5 Calcolo del tempo di lavorazione.(2012).InPianificazione dei processi e stima dei costi(pp. 2-3).srividyaengg.

3.     Verma, E. (2022).Comprensione del tempo TAKT e del tempo di ciclo rispetto al tempo di consegna.Simplelearn.com.