Timpul ciclului de producție în prelucrarea CNC

Timp de citire estimat: 7 minute și 10 secunde.

Cuprins

I Calculul timpului ciclului de producție

II Timp de ciclu pentru diferite operații (frezare, strunjire și găurire)

III Abordare suplimentară de calcul

IV Reducerea timpului ciclului

V.CONCLUZIE

VI Întrebări frecvente

Prelucrare CNC

Timpul ciclului în prelucrarea CNC se referă la timpul necesar pentru a finaliza una sau mai multe operațiuni de prelucrare.Pentru orice proiect de prelucrare CNC, timpul ciclului este crucial pentru a analiza timpul de livrare și a minimiza costul anumitor piese sau produse finite.

Acesta influențează costul total al proiectelor de prelucrare CNC împreună cu alte elemente precum tipul materialului, complexitatea și precizia.Calcularea timpului de ciclu implică rezolvarea relațiilor matematice pentru operațiuni precum frezare, strunjire, găurire și multe altele.

Acest articol va oferia scurtă prezentare generală a calculului timpului de ciclu pentru diferite operațiuni de prelucrare CNC, impactul timpului ciclului de producție și abordările sale de reducere.

Calculul timpului ciclului de producție

Estimarea timpului de ciclu în panoul de control

, timpul de prelucrare este similar cu celelalte ori și raportul dintre distanța parcursă de unealtă și viteza.Timpul general de prelucrare pentru toate operațiunile, inclusiv frezare, strunjire, fațare și multe altele, poate fi exprimat matematic după cum urmează(Unitatea 5 Calcul timpului de prelucrare, 2012).

T=L/（f*N）

Sau,

Durata ciclului (T) =（L * numărul de treceri）/（f*N）

Unde,

L= lungimea de prelucrare a unei piese de prelucrat (mm)

N= rotația piesei de prelucrat pe minut (rpm)

= 1000* viteză de tăiere (V)/π*Diametru (D)

f= Viteza de avans (mm/min)

f = avans pe rotație = avans pe dinte * număr de dinți = 0,1 * 20 = 2 mm,

Această expresie matematică oferă o idee simplă despre timpul de prelucrare și cât timp este necesar pentru prelucrarea unei anumite piese de prelucrat.

Timp de ciclu pentru diferite operații

1.  Frezare CNC

După cum sa explicat deja, formula generalăT=L/f*Neste utilizat pentru a calcula timpul ciclului pentru fiecare proces de prelucrare CNC.Cu toate acestea, abordarea fiecărui caz pentru calcularea variabilei poate diferi.

În operația de frezare, viteza de avans este calculată în termeni de viteză de avans pe dinte.Este nevoie de un număr de dinți, muchii tăietoare sau caneluri pe unealta.

Viteza de avans (f) = avans per dinte * numărul de dinți

Lungime = Lungimea lucrării + Deplasările sculei x Numărul de treceri + Lungimea de apropiere a sculei.

Operație de frezare CNC

De exemplu, lungimea de prelucrare pentru o operație de frezare cu o adâncime de tăiere de 4 mm, lungimea piesei de prelucrat de 200 mm, diametrul frezei de 200 mm, distanța de apropiere și deplasare a sculei de 4 mm, viteza de avans per dinte 0,2 mm, viteza de tăiere de 30 m/ min & 30 de dinti vor fiL= 200 mm + 4 mm * Numar treceri + 4mm.

Pentru a obține numărul de treceri, dimensiunea fantei sau orice altă caracteristică trebuie împărțită la adâncimea de tăiere (cât de adânc poate tăia o unealtă) o dată).Să luăm în considerare dimensiunea fantei 20mm*20mm în cazul nostru, unealta trece de 5 ori peste piesa de prelucrat pentru a tăia 20mm.

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

2.  Strunjire CNC

Piese turnate CNC

Strunjirea CNC se referă la crearea de piese strunjite folosind unealta cu un singur punct.Calculul timpului de ciclu pentru operația de strunjire nu este diferit de operația de frezare.Lungimea se bazează și pe formula deL= Lungimea lucrării + Deplasările sculei x Numărul de treceri + Lungimea de apropiere a sculeiși MedieRPM (N) = 1000*viteza de taiere/π*diametrul mediu.

Să calculăm avansul pe rotație (f) și RPM (N) a operației de strunjire luând același exemplu pe care l-am făcut pentru operația de frezare de mai sus.

Deoarece avansul pe dinte este variabila cunoscută, calculăm avansul pe rotație (f) cuînmulțind hrana pe dinte cu Numărul de dinți.

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

N= rotația piesei de prelucrat pe minut (rpm)

= 1000* viteză de tăiere (V)/π*Diametru (D)

= 1000*30/ 3,14* 200

= 47,77 rpm

Durata totală a ciclului de producție va fi(T) = L* număr de treceri/f*N = 224*5/ (3*47,77) = 7,81 minute

3.  Foraj CNC

Găurirea CNC implică crearea de găuri rotunde în piesa de prelucrat staționară cu o unealtă rotativă.Durata ciclului de găurire se referă la timpul pentru a crea una sau mai multe găuri, care depinde de unealta de prelucrare, viteza de avans și viteza axului.

Timpul ciclului de foraj (T) = (Id*i)/f*v

Unde,

i= Numărul de găuri

I_d= Adâncimea de găurire (mm)

v= viteza axului (/min)

f= Viteza de avans (mm/ rev)

Abordare suplimentară de calcul

Există o altă modalitate simplă de a estima timpul ciclului de producție în prelucrarea CNC.Poate fi calculat împărțind timpul investit la numărul total de piese sau produse produse(Verma, 2022).

Timp de ciclu (T) = Timpul total/numărul de piese sau produse produse

De exemplu, dacă un set de prelucrare CNC a realizat 12 piese identice într-o oră, timpul ciclului pentru o piesă este de 5 minute.

Durata ciclului = 1 oră/ 12 părți = 60 minute/ 12 părți = 5 minute/ parte

Reducerea timpului ciclului

Deoarece timpul ciclului de producție este asociat cu timpul de livrare și costul total al proiectelor de prelucrare CNC, este nevoie de reducerea timpului ciclului pentru a optimiza costul total al pieselor și al produselor finite pentru a concura pe piață.(A. Vetrivel, 2018).Chiar și atunci când procesul de prelucrare CNC a atins o stare de stabilitate, pot exista totuși unii factori care influențează timpul ciclului.Prin urmare, controlul variabilității unei operațiuni de prelucrare CNC este esențial pentru accelerarea procesului.

s

Deși este adevărat că tăierea timpilor de ciclu scade costurile și timpii de livrare, pot exista unele situații în care împingerea timpilor de ciclu nu este rezonabilă din cauza echipamentelor și a constrângerilor operaționale.În plus, reducerea timpului de ciclu sub limita nedorită afectează și funcționalitatea pieselor.Să aruncăm o privire mai atentă la câteva sugestii sensibile pentru reducerea duratei ciclului de producție.

1.  Optimizarea amenajării atelierului

Simularea aspectului mașinii pe computer

Aspectul complicat al prelucrării CNC contribuie la timpul de prelucrare din cauza timpilor de așteptare sau de tranzit inutile.Dacă celulele de producție sunt apropiate, acestea vor reduce timpul ciclului și vor facilita trecerea de la o operație la alta.Chiar și câteva secunde pot scurta timpii de producție și pot crește productivitatea prelucrarii.

Prin urmare, trebuie să fixați aspectul în funcție de spațiul disponibil, de starea materiilor prime și de operațiunile de prelucrare implicate.În plus, există o opțiune pentru simularea pe computer pentru a găsi cel mai bun aspect posibil, ceea ce reduce timpul de producție prin îmbunătățirea fluxului de lucru.

2.  Operatori cu experiență

Productivitatea prelucrării CNC depinde, de asemenea, de priceperea operatorului.Operatorii experți pot aborda cu ușurință problemele care apar în timpul funcționării și vor căuta procese de îmbunătățire continuă.Utilizarea resurselor umane pricepute în producție va contribui la scăderea timpului de ciclu.

Prin urmare, reducerea timpului de ciclu în orice proiect de prelucrare CNC necesită operatori experimentați și cu abilități analitice.

3.  Optimizarea modelului 3D

Prelucrarea CNC poate crea geometrii complexe cu un grad ridicat de precizie dimensională.Cu toate acestea, complexitatea crește timpul ciclului.Dacă designerul creează un design cât mai simplu posibil, fără a perturba caracteristicile și funcționalitatea necesare, timpul se va reduce semnificativ.Proiectarea complexă necesită un set de instrumente complicat și frecvent pentru a finaliza lucrarea.

Deci, cel mai bine este să eliminați complexitatea inutilă din proiectare și să fixați cea mai bună secvență de prelucrare pentru un timp de ciclu mai scurt.În plus, colaborăm îndeaproape cu dezvoltatorii pentru a remedia designul ideal pentru a obține cel mai rapid timp ciclului de producție.

4.  Automatizarea productiei

Procesul automat este întotdeauna mai eficient și mai rapid decât efortul manual.Puteți elimina cât mai multă muncă umană posibil.Reducerea timpului de ciclu este posibilă utilizând mașini CNC de mare viteză și software avansat cu came, cum ar fi CAM solid(A. Vetrivel, 2018)

Procesele de automatizare sunt mai previzibile și ajută la obținerea timpilor de ciclu corecti cu îmbunătățire continuă.Când automatizați procesul de fabricație, mașina rămâne staționară și optimizează timpul de ciclu al fiecărei operațiuni de prelucrare CNC.Cu toate acestea, procesul de automatizare necesită o investiție inițială semnificativă, dar poate fi benefică pe termen lung.

5.  Optimizați performanța utilajelor

Încălzirea excesivă, vibrațiile și restricțiile intrinseci sunt unele constrângeri ale mașinilor CNC și ale altor utilaje de producție.Aceste variabile reduc performanța producției și contribuie la un timp de ciclu mai lung.

Pentru a evita aceste preocupări, producătorii ar trebui să acorde prioritate inspecțiilor frecvente, întreținerii periodice, reaprovizionare, calibrare și alte acțiuni.

Concluzie

În operațiunile de prelucrare CNC, timpul ciclului de producție poate fi estimat folosind o formulă simplă care implică lungimea de prelucrare, viteza de avans, viteza de prelucrare și alte variabile.Poate fi ușor modificat în funcție de operațiunea CNC, cum ar fi frezarea, strunjirea și găurirea.Deoarece timpul ciclului este indisolubil legat de costul și timpul de livrare al oricărui proiect de prelucrare CNC, optimizarea timpului ciclului se adaugă la reducerea totală a costurilor.Există diverse abordări pentru reducerea timpului de ciclu, cum ar fi automatizarea, întreținerea frecventă, operatori instruiți și multe altele.Deși timpul ciclului poate fi calculat folosind unele variabile de prelucrare, alți factori afectează rezultatul exact, cum ar fi efortul uman, vibrațiile, căldura excesivă și expertiza operatorului.

Mai mulți factori trebuie luați în considerare pentru a îmbunătăți durata ciclului pentru reducerea costurilor, iar ProleanHub poate fi partenerul perfect de cooperare pentru proiectul dumneavoastră de prelucrare CNC.Oferim servicii profesionale de prelucrare CNC cu peste 50 de opțiuni de materiale pentru diverse sarcini.Experții noștri în producție colaborează îndeaproape cu dezvoltatorii pentru a optimiza timpul ciclului pentru rezultate excelente la un cost mai mic.

Întrebări frecvente

Care este importanța timpului ciclului de producție în prelucrarea CNC?

Timpul necesar pentru a finaliza una sau mai multe sarcini de prelucrare CNC este denumit timp ciclului de producție.Deoarece mai mult timp înseamnă mai mult cost, este esențial să reduceți întregul cost și timpul de livrare al pieselor sau al produsului final.

Care sunt variabilele necesare pentru a calcula timpul ciclului?

Timpul ciclului este calculat folosind lungimea de prelucrare, viteza, viteza de avans, rotațiile pe minut și alți factori.Cu toate acestea, intrarea necesară poate diferi de la o operație de prelucrare la alta.

Cum poate fi redus timpul ciclului de producție?

Optimizarea modelelor 3D, reducerea timpului de nefuncționare, aspectul optim al prelucrarii, automatizarea, operatorii experți și întreținerea regulată a utilajelor contribuie la reducerea timpului ciclului de producție.

Pot reduce timpul ciclului la fel de mult?

Nu, există anumite constrângeri pentru reducerea timpului de ciclu.Acestea includ capabilitățile mașinii, proprietățile materialelor, calitatea necesară și efortul uman.

Mai mult, reducerea timpului de ciclu sub limita dezirabilă are un impact asupra mașinilor în funcțiune și asupra calității pieselor sau produselor finite.

Bibliografie

1.     A. Vetrivel, AA (2018).Timpul de fabricație și reducerea timpului de ciclu în atelierul de mașini CNC.Jurnalul Internațional de Cercetare în Inginerie, Știință și Management (IJRESM), 1-2.

2.     Unitatea 5 Calcul timpului de prelucrare.(2012).ÎnPlanificarea proceselor și estimarea costurilor(pag. 2-3).srividyaengg.

3.     Verma, E. (2022).Înțelegerea timpului TAKT și a timpului de ciclu în comparație cu timpul de livrare.Simplilearn.com.