Čas výrobného cyklu v CNC obrábaní

Odhadovaný čas čítania: 7 minút a 10 sekúnd.

Obsah

I Výpočet doby výrobného cyklu

II Čas cyklu pre rôzne operácie (frézovanie, sústruženie a vŕtanie)

III Dodatočný prístup k výpočtu

IV Skrátenie doby cyklu

V Záver

VI FAQ

CNC obrábanie

Čas cyklu pri CNC obrábaní sa vzťahuje na čas potrebný na dokončenie jednej alebo viacerých obrábacích operácií.Pre akýkoľvek projekt CNC obrábania je čas cyklu rozhodujúci na analýzu doby prípravy a minimalizáciu nákladov na konkrétne diely alebo konečné produkty.

Ovplyvňuje celkové náklady na projekty CNC obrábania spolu s ďalšími prvkami, ako je typ materiálu, zložitosť a presnosť.Výpočet doby cyklu zahŕňa riešenie matematických vzťahov pre operácie ako frézovanie, sústruženie, vŕtanie a mnohé ďalšie.

Tento článok poskytnea stručný prehľad výpočtov doby cyklu pre rôzne CNC obrábacie operácie, vplyvy času výrobného cyklu a jeho redukcie.

Výpočet doby výrobného cyklu

Odhad doby cyklu na ovládacom paneli

, čas obrábania je podobný ako pri ostatných časoch a pomer vzdialenosti prejdenej nástrojom k rýchlosti.Všeobecný čas obrábania pre všetky operácie vrátane frézovania, sústruženia, čelného obrábania a mnohých ďalších možno matematicky vyjadriť nasledovne(Jednotka 5 Výpočet času obrábania, 2012).

T=L/（f*N）

alebo

Čas cyklu (T) =（L * počet prechodov）/（f*N）

Kde,

L= dĺžka obrábania obrobku (mm)

N= otáčky obrobku za minútu (ot./min)

= 1000* rezná rýchlosť (V)/π*priemer (D)

f= rýchlosť posuvu (mm/min)

f=posuv na otáčku=posuv na zub * počet zubov = 0,1 * 20 = 2 mm,

Tento matematický výraz poskytuje jednoduchú predstavu o čase obrábania a o tom, koľko času je potrebné na obrobenie konkrétneho obrobku.

Čas cyklu pre rôzne operácie

1.  CNC frézovanie

Ako už bolo vysvetlené, všeobecný vzorecT=L/f*Nsa používa na výpočet doby cyklu pre každý proces CNC obrábania.Prístup každého prípadu k výpočtu premennej sa však môže líšiť.

Pri operácii frézovania sa rýchlosť posuvu vypočítava ako rýchlosť posuvu na zub.Vyžaduje si to množstvo zubov, rezných hrán alebo drážok na nástroji.

Rýchlosť posuvu (f) = posuv na zub * počet zubov

Dĺžka = Dĺžka úlohy + Prechod nástroja x Počet prechodov + Dĺžka nábehu nástroja.

CNC frézovanie

Napríklad, dĺžka obrábania pre frézovaciu operáciu s hĺbkou rezu 4 mm, dĺžka obrobku 200 mm, priemer frézy 200 mm, dráha priblíženia a prejazdu nástroja 4 mm, rýchlosť posuvu na zub 0,2 mm, rýchlosť rezu 30 m/ min a 30 zubov budeL= 200 mm + 4 mm * Počet prechodov + 4 mm.

Ak chcete získať počet prechodov, veľkosť štrbiny alebo akéhokoľvek iného prvku by sa mala raz vydeliť hĺbkou rezu (ako hlboko môže nástroj rezať).Uvažujme veľkosť štrbiny 20 mm x 20 mm v našom prípade, nástroj prechádza 5-krát cez obrobok, aby rezal 20 mm.

Takže L= 200 mm + 4 mm * 5 + 4 mm = 224 mm

2.  CNC sústruženie

CNC sústružené diely

CNC sústruženie sa vzťahuje na vytváranie sústružených dielov pomocou jednobodového nástroja.Výpočet doby cyklu pre operáciu sústruženia sa nelíši od operácie frézovania.Dĺžka je tiež založená na vzorciL= Dĺžka úlohy + Prechod nástroja x Počet prechodov + Dĺžka nábehu nástrojaa PriemerRPM (N) = 1000*rezná rýchlosť/π*priemerný priemer.

Vypočítajme posuv na otáčku (f) & RPM (N) operácie sústruženia pomocou rovnakého príkladu, aký sme urobili pre operáciu frézovania vyššie.

Pretože posuv na zub je známa premenná, vypočítame posuv na otáčku (f) ovynásobením posuvu na zub počtom zubov.

f= 0,1 x 30 = 3 mm/ot

N= otáčky obrobku za minútu (ot./min)

= 1000* rezná rýchlosť (V)/π*priemer (D)

= 1000*30/ 3,14*200

= 47,77 ot./min

Celková doba výrobného cyklu bude(T) = L* počet prechodov/f*N = 224*5/ (3*47,77) = 7,81 minút

3.  CNC vŕtanie

CNC vŕtanie zahŕňa vytváranie kruhových otvorov v stacionárnom obrobku pomocou rotujúceho nástroja.Čas cyklu vŕtania sa vzťahuje na čas na vytvorenie jedného alebo viacerých otvorov, ktorý závisí od obrábacieho nástroja, rýchlosti posuvu a rýchlosti vretena.

Doba cyklu vŕtania (T) = (Id*i)/f*v

Kde,

i= Počet otvorov

I_d= Hĺbka vŕtania (mm)

v= rýchlosť vretena (/min)

f= rýchlosť posuvu (mm/ot.)

Dodatočný prístup k výpočtu

Existuje ďalší priamy spôsob odhadu času výrobného cyklu pri CNC obrábaní.Dá sa vypočítať vydelením investovaného času celkovým počtom vyrobených dielov alebo produktov(Verma, 2022).

Doba cyklu (T) = Celkový čas/počet vyrobených dielov alebo produktov

Napríklad, ak súprava CNC obrábania vyrobila 12 rovnakých kusov za hodinu, doba cyklu jedného dielu je 5 minút.

Čas cyklu = 1 hodina/ 12 dielov = 60 minút/ 12 dielov = 5 minút/ diel

Skrátenie doby cyklu

Keďže čas výrobného cyklu je spojený s časom prípravy a celkovými nákladmi projektov CNC obrábania, vyžaduje si skrátenie času cyklu, aby sa optimalizovali celkové náklady na diely a konečné produkty, aby mohli konkurovať na trhu.(A. Vetrivel, 2018).Aj keď proces CNC obrábania dosiahol stav stability, stále môžu existovať niektoré faktory, ktoré ovplyvňujú čas cyklu.Preto je kontrola variability operácie CNC obrábania nevyhnutná na urýchlenie procesu.

s

Aj keď je pravda, že časy rezných cyklov znižujú náklady a dodacie lehoty, môžu nastať situácie, kedy nie je možné stláčať časy cyklov vzhľadom na zariadenia a prevádzkové obmedzenia.Okrem toho zníženie doby cyklu pod nežiaducu hranicu ovplyvňuje aj funkčnosť dielov.Pozrime sa bližšie na niekoľko rozumných návrhov na skrátenie času výrobného cyklu.

1.  Optimalizácia usporiadania dielne

Simulácia rozloženia stroja na počítači

Zložité usporiadanie CNC obrábania prispieva k času obrábania z dôvodu zbytočného čakania alebo času prepravy.Ak sú výrobné bunky blízko, skrátia čas cyklu a uľahčia prechod z jednej operácie do druhej.Dokonca aj niekoľko sekúnd môže skrátiť výrobné časy a zvýšiť produktivitu obrábania.

Preto musíte upraviť rozloženie podľa dostupného priestoru, stavu surovín a príslušných operácií obrábania.Okrem toho existuje možnosť počítačovej simulácie na nájdenie najlepšieho možného rozloženia, čo minimalizuje čas výroby zlepšením pracovného toku.

2.  Skúsení operátori

Produktivita CNC obrábania závisí aj od šikovnosti operátora.Odborní operátori môžu ľahko riešiť problémy, ktoré sa vyskytnú počas prevádzky a budú hľadať procesy neustáleho zlepšovania.Využitie šikovných ľudských zdrojov vo výrobe prispeje k skráteniu doby cyklu.

Preto minimalizácia času cyklu v akomkoľvek projekte CNC obrábania vyžaduje skúsených operátorov s analytickými schopnosťami.

3.  Optimalizácia 3D modelu

CNC obrábanie môže vytvárať zložité geometrie s vysokým stupňom rozmerovej presnosti.Zložitosť však zvyšuje čas cyklu.Ak dizajnér vytvorí dizajn čo najjednoduchší bez narušenia požadovaných vlastností a funkčnosti, čas sa výrazne skráti.Komplexný dizajn vyžaduje komplikované a časté nastavenie nástrojov na dokončenie úlohy.

Preto je najlepšie odstrániť zbytočnú zložitosť z návrhu a stanoviť najlepšiu postupnosť obrábania pre kratší čas cyklu.Okrem toho úzko spolupracujeme s vývojármi, aby sme opravili ideálny dizajn, aby sme dosiahli čo najrýchlejší čas výrobného cyklu.

4.  Automatizácia výroby

Automatizovaný proces je vždy efektívnejší a rýchlejší ako manuálne úsilie.Môžete eliminovať toľko ľudskej práce, koľko je možné.Skrátenie času cyklu je možné pomocou vysokorýchlostných CNC strojov a pokročilého softvéru vačiek, ako je Solid CAM(A. Vetrivel, 2018)

Automatizačné procesy sú predvídateľnejšie a pomáhajú pri dosahovaní správnych časov cyklu s neustálym zlepšovaním.Keď automatizujete výrobný proces, strojové zariadenie zostane stáť a optimalizuje čas cyklu každej operácie CNC obrábania.Proces automatizácie si však vyžaduje značné počiatočné investície, no z dlhodobého hľadiska môže byť prínosom.

5.  Optimalizujte výkon stroja

Nadmerné zahrievanie, vibrácie a vnútorné obmedzenia sú niektorými obmedzeniami CNC strojov a iných výrobných strojov.Tieto premenné znižujú výkonnosť výroby a prispievajú k dlhšiemu času cyklu.

Aby sa predišlo týmto obavám, výrobcovia by mali uprednostňovať častú kontrolu, pravidelnú údržbu, dopĺňanie zásob, kalibráciu a iné činnosti.

Záver

V CNC obrábacích operáciách je možné odhadnúť čas výrobného cyklu pomocou jednoduchého vzorca zahŕňajúceho dĺžku obrábania, rýchlosť posuvu, rýchlosť obrábania a ďalšie premenné.Môže sa mierne zmeniť na základe konkrétnej CNC operácie, ako je frézovanie, sústruženie a vŕtanie.Pretože čas cyklu je neoddeliteľne spojený s nákladmi a časom prípravy akéhokoľvek projektu CNC obrábania, optimalizácia času cyklu prispieva k zníženiu celkových nákladov.Existujú rôzne prístupy na skrátenie doby cyklu, ako je automatizácia, častá údržba, vyškolená obsluha a mnoho ďalších.Hoci čas cyklu možno vypočítať pomocou niektorých premenných obrábania, presný výsledok ovplyvňujú iné faktory, ako je ľudské úsilie, vibrácie, nadmerné teplo a odbornosť operátora.

Na zlepšenie času cyklu na zníženie nákladov je potrebné zvážiť niekoľko faktorov a ProleanHub môže byť perfektným spolupracujúcim partnerom pre váš projekt CNC obrábania.Ponúkame profesionálne CNC obrábacie služby s 50+ materiálovými možnosťami pre rôzne úlohy.Naši odborníci na výrobu úzko spolupracujú s vývojármi na optimalizácii doby cyklu pre vynikajúce výsledky pri nižších nákladoch.

Časté otázky

Aký význam má čas výrobného cyklu pri CNC obrábaní?

Čas potrebný na dokončenie jednej alebo viacerých úloh CNC obrábania sa označuje ako čas výrobného cyklu.Keďže viac času sa rovná viac nákladom, je dôležité znížiť celkové náklady a dodacie lehoty dielov alebo konečného produktu.

Aké premenné sú potrebné na výpočet doby cyklu?

Čas cyklu sa vypočítava pomocou dĺžky obrábania, rýchlosti, rýchlosti posuvu, otáčok za minútu a ďalších faktorov.Požadovaný vstup sa však môže líšiť od jednej operácie obrábania k ďalšej.

Ako možno skrátiť čas výrobného cyklu?

Optimalizácia 3D modelov, redukcia prestojov pri obrábaní, optimálne usporiadanie obrábania, automatizácia, odborná obsluha a pravidelná údržba strojov, to všetko prispieva k skráteniu doby výrobného cyklu.

Môžem tak skrátiť čas cyklu?

Nie, existujú určité obmedzenia na skrátenie času cyklu.Patria sem schopnosti stroja, vlastnosti materiálu, požadovaná kvalita a ľudské úsilie.

Okrem toho skrátenie doby cyklu pod požadovaný limit má vplyv na bežiace strojové zariadenie a kvalitu dielov alebo konečných produktov.

Bibliografia

1.     A. Vetrivel, AA (2018).Výrobný čas a skrátenie doby cyklu v CNC strojárni.International Journal of Research in Engineering, Science and Management (IJRESM)1-2.

2.     Jednotka 5 Výpočet doby obrábania.(2012).InPlánovanie procesov a odhad nákladov(str. 2-3).srividyaengg.

3.     Verma, E. (2022).Pochopenie času TAKT a času cyklu vs. prípravný čas.Simplilearn.com.