Tempo de Ciclo de Produção em Usinagem CNC

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Índice

I Cálculo do Tempo do Ciclo de Produção

II Tempo de ciclo para diferentes operações (fresamento, torneamento e furação)

III Abordagem Adicional de Cálculo

IV Reduzindo o Tempo de Ciclo

V. conclusão

VI Perguntas Frequentes

usinagem CNC

O tempo de ciclo na usinagem CNC refere-se ao tempo necessário para concluir uma ou mais operações de usinagem.Para qualquer projeto de usinagem CNC, o tempo de ciclo é crucial para analisar o prazo de entrega e minimizar o custo de peças específicas ou produtos finais.

Ele influencia o custo geral dos projetos de usinagem CNC, juntamente com outros elementos, como tipo de material, complexidade e precisão.O cálculo do tempo de ciclo envolve a resolução de relações matemáticas para operações como fresamento, torneamento, furação e muito mais.

Este artigo forneceráa breve visão geral do cálculo do tempo de ciclo para várias operações de usinagem CNC, os impactos do tempo do ciclo de produção e suas abordagens de redução.

Cálculo do Tempo do Ciclo de Produção

Estimativa do tempo de ciclo no painel de controle

, o tempo de usinagem é semelhante aos demais tempos, e a relação entre a distância percorrida pela ferramenta e a velocidade.O tempo geral de usinagem para todas as operações, incluindo fresamento, torneamento, faceamento e muitas outras, pode ser expresso matematicamente da seguinte forma(Cálculo do tempo de usinagem da unidade 5, 2012).

T=L/（f*N）

Ou,

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

Onde,

L= comprimento de usinagem de uma peça de trabalho (mm)

N= revolução da peça de trabalho por minuto (rpm)

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

f= Taxa de alimentação (mm/min)

f=avanço por revolução=avanço por dente * número de dentes = 0,1 * 20 = 2mm,

Esta expressão matemática dá uma ideia simples sobre o tempo de usinagem e quanto tempo é necessário para usinar uma determinada peça de trabalho.

Tempo de ciclo para diferentes operações

1.  Fresagem CNC

Como já foi explicado, a fórmula geralT=L/f*Né usado para calcular o tempo de ciclo para cada processo de usinagem CNC.No entanto, a abordagem de cada caso para calcular a variável pode ser diferente.

Na operação de fresamento, a taxa de avanço é calculada em termos de taxa de avanço por dente.Requer um número de dentes, arestas de corte ou canais na ferramenta.

Taxa de avanço (f) = avanço por dente * número de dentes

Comprimento = Comprimento do trabalho + Percursos da ferramenta x Número de passes + Comprimento de aproximação da ferramenta.

operação de fresagem CNC

Por exemplo, o comprimento de usinagem para uma operação de fresamento com profundidade de corte de 4 mm, comprimento da peça de trabalho de 200 mm, diâmetro da fresa de 200 mm, aproximação da ferramenta e distância de deslocamento de 4 mm, taxa de avanço por dente de 0,2 mm, velocidade de corte de 30 m/ min & 30 dentes serãoL= 200 mm + 4 mm * Número de passes + 4 mm.

Para obter o número de passes, o tamanho do slot ou qualquer outro recurso deve ser dividido pela profundidade de corte (quão profunda uma ferramenta pode cortar) uma vez).Vamos considerar o tamanho da ranhura 20mm*20mm no nosso caso, a ferramenta passa 5 vezes sobre a peça de trabalho para cortar 20mm.

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

2.  Torneamento CNC

peças torneadas cnc

O torneamento CNC refere-se à criação de peças torneadas usando a ferramenta de ponto único.O cálculo do tempo de ciclo para a operação de torneamento não é diferente da operação de fresamento.O comprimento também é baseado na fórmula deL = Comprimento do trabalho + Percursos da ferramenta x Número de passes + Comprimento de aproximação da ferramentae médiaRPM (N) = 1000*velocidade de corte/π*diâmetro médio.

Vamos calcular o avanço por revolução (f) e RPM (N) da operação de torneamento usando o mesmo exemplo que fizemos para a operação de fresamento acima.

Como o avanço por dente é a variável conhecida, calculamos o avanço por revolução (f) pormultiplicando o avanço por dente pelo número de dentes.

f= 0,1 * 30 = 3mm/revolução

N= revolução da peça de trabalho por minuto (rpm)

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

= 1000*30/ 3,14* 200

= 47,77 rpm

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

3.  Perfuração CNC

A furação CNC envolve a criação de furos redondos na peça estacionária com uma ferramenta rotativa.O tempo de ciclo de furação refere-se ao tempo para criar um ou mais furos, que depende da ferramenta de usinagem, taxa de avanço e velocidade do fuso.

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

Onde,

i= número de furos

I_d= Profundidade de perfuração (mm)

v= Velocidade do fuso (/min)

f = Taxa de alimentação (mm/ rev)

Abordagem Adicional de Cálculo

Existe outra maneira direta de estimar o tempo do ciclo de produção na usinagem CNC.Pode ser calculado dividindo o tempo investido pelo número total de peças ou produtos produzidos(Verma, 2022) See More.

Tempo de Ciclo (T) = Tempo total/número de peças ou produtos produzidos

Por exemplo, se uma configuração de usinagem CNC fez 12 peças idênticas em uma hora, o tempo de ciclo para uma peça é de 5 minutos.

Tempo de ciclo = 1 hora/ 12 peças = 60 minutos/ 12 peças = 5 minutos/ peça

Reduzindo o Tempo de Ciclo

Como o tempo do ciclo de produção está associado ao lead time e ao custo geral dos projetos de usinagem CNC, é necessário reduzir o tempo do ciclo para otimizar o custo geral das peças e produtos finais para competir no mercado(A. Vetrivel, 2018) See More.Mesmo quando o processo de usinagem CNC atinge um estado de estabilidade, ainda pode haver alguns fatores que influenciam o tempo de ciclo.Portanto, controlar a Variabilidade de uma operação de usinagem CNC é essencial para agilizar o processo.

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Embora seja verdade que reduzir os tempos de ciclo diminui os custos e os prazos de entrega, pode haver algumas situações em que aumentar os tempos de ciclo não é razoável devido a restrições operacionais e de equipamento.Além disso, diminuir o tempo de ciclo abaixo do limite indesejável também afeta a funcionalidade das peças.Vamos dar uma olhada em algumas sugestões sensatas para reduzir o tempo do ciclo de produção.

1.  Otimização do layout da oficina

Simulação de layout de máquina em um computador

O layout complicado da usinagem CNC contribui para o tempo de usinagem devido a tempos de espera ou trânsito desnecessários.Se as células de produção estiverem próximas, elas reduzirão o tempo do ciclo e facilitarão a transição de uma operação para outra.Mesmo alguns segundos podem reduzir os tempos de produção e aumentar a produtividade da usinagem.

Portanto, é necessário ajustar o layout de acordo com o espaço disponível, as condições das matérias-primas e as operações de usinagem envolvidas.Além disso, existe a opção de simulação computacional para encontrar o melhor layout possível, o que minimiza o tempo de produção ao melhorar o fluxo de trabalho.

2.  Operadores experientes

A produtividade da usinagem CNC também depende da habilidade do operador.Operadores experientes podem facilmente lidar com os problemas que surgem durante a operação e buscar processos de melhoria contínua.O uso de recursos humanos qualificados na produção contribuirá para a redução do tempo de ciclo.

Portanto, minimizar o tempo de ciclo em qualquer projeto de usinagem CNC requer operadores experientes com habilidades analíticas.

3.  Otimização do modelo 3D

A usinagem CNC pode criar geometrias complexas com alto grau de precisão dimensional.No entanto, a complexidade aumenta o tempo de ciclo.Se o designer criar um design o mais simples possível sem perturbar os recursos e a funcionalidade necessários, o tempo será reduzido significativamente.O design complexo requer uma configuração de ferramentas complicada e frequente para concluir o trabalho.

Portanto, é melhor remover a complexidade desnecessária do projeto e fixar a melhor sequência de usinagem para um tempo de ciclo mais curto.Além disso, colaboramos estreitamente com os desenvolvedores para definir o design ideal para atingir o tempo de ciclo de produção mais rápido.

4.  Automação da produção

O processo automatizado é sempre mais eficaz e rápido do que o esforço manual.Você pode eliminar tanto trabalho humano quanto possível.A redução do tempo de ciclo é possível usando máquinas CNC de alta velocidade e software de came avançado, como CAM sólido(A. Vetrivel, 2018) See More

Os processos de automação são mais previsíveis e auxiliam na obtenção de tempos de ciclo corretos com melhoria contínua.Ao automatizar o processo de fabricação, o maquinário permanece estacionário e otimiza o tempo de ciclo de cada operação de usinagem CNC.No entanto, o processo de automação requer um investimento inicial significativo, mas pode ser benéfico a longo prazo.

5.  Otimize o desempenho das máquinas

Aquecimento excessivo, vibração e restrições intrínsecas são algumas restrições das máquinas CNC e outras máquinas de fabricação.Essas variáveis ​​reduzem o desempenho da produção e contribuem para um tempo de ciclo mais longo.

Para evitar essas preocupações, os fabricantes devem priorizar a inspeção frequente, manutenção periódica, reabastecimento, calibração e outras ações.

Conclusão

Nas operações de usinagem CNC, o tempo do ciclo de produção pode ser estimado usando uma fórmula simples envolvendo comprimento de usinagem, taxa de avanço, velocidade de usinagem e outras variáveis.Pode ser ligeiramente alterado com base na operação específica do CNC, como fresamento, torneamento e furação.Como o tempo de ciclo está intrinsecamente ligado ao custo e ao prazo de execução de qualquer projeto de usinagem CNC, a otimização do tempo de ciclo contribui para a redução total do custo.Existem várias abordagens para reduzir o tempo de ciclo, como automação, manutenção frequente, operadores treinados e muitos outros.Embora o tempo de ciclo possa ser calculado usando algumas variáveis ​​de usinagem, outros fatores afetam o resultado preciso, como esforço humano, vibração, calor excessivo e experiência do operador.

Vários fatores devem ser considerados para melhorar o tempo de ciclo para redução de custos, e o ProleanHub pode ser o parceiro perfeito para o seu projeto de usinagem CNC.Oferecemos serviços profissionais de usinagem CNC com mais de 50 opções de materiais para várias tarefas.Nossos especialistas em fabricação colaboram estreitamente com os desenvolvedores para otimizar o tempo de ciclo para obter excelentes resultados a um custo menor.

perguntas frequentes

Qual a importância do tempo do ciclo de produção na usinagem CNC?

O tempo necessário para concluir uma ou mais tarefas de usinagem CNC é chamado de tempo de ciclo de produção.Uma vez que mais tempo é igual a mais custo, é fundamental reduzir todo o custo e tempo de entrega das peças ou do produto final.

Quais são as variáveis ​​necessárias para calcular o tempo de ciclo?

O tempo de ciclo é calculado usando comprimento de usinagem, velocidade, taxa de avanço, revoluções por minuto e outros fatores.No entanto, a entrada necessária pode diferir de uma operação de usinagem para outra.

Como reduzir o tempo do ciclo de produção?

Otimização de modelos 3D, redução do tempo de inatividade da usinagem, layout otimizado da usinagem, automação, operadores especializados e manutenção regular do maquinário contribuem para reduzir o tempo do ciclo de produção.

Posso reduzir tanto o tempo de ciclo?

Não, existem certas restrições para reduzir o tempo de ciclo.Isso inclui recursos da máquina, propriedades do material, qualidade necessária e esforço humano.

Além disso, a redução do tempo de ciclo abaixo do limite desejável impacta o funcionamento do maquinário e a qualidade das peças ou produtos finais.

Bibliografia

1.     A. Vetrivel, AA (2018).Redução de Tempo de Fabricação e Tempo de Ciclo em Oficina CNC.Jornal Internacional de Pesquisa em Engenharia, Ciência e Gestão (IJRESM), 1-2.

2.     Unidade 5 Cálculo do tempo de usinagem.(2012).EmPlanejamento de Processos e Estimativa de Custos(pp. 2-3).srividyaengg.

3.     Verma, E. (2022).Compreendendo o tempo TAKT e o tempo de ciclo versus lead time.Simplilearn. com.