Produktionscykeltid i CNC-bearbetning

Beräknad lästid: 7 minuter och 10 sekunder.

Innehållsförteckning

I Beräkning av produktionscykeltid

II Cykeltid för olika operationer (fräsning, svarvning och borrning)

III Ytterligare beräkningsmetod

IV Minska cykeltiden

V Slutsats

VI FAQ

CNC-bearbetning

Cykeltiden vid CNC-bearbetning avser den tid som krävs för att slutföra en eller flera bearbetningsoperationer.För alla CNC-bearbetningsprojekt är cykeltiden avgörande för att analysera ledtiden och minimera kostnaden för vissa delar eller slutprodukter.

Det påverkar den totala kostnaden för CNC-bearbetningsprojekt tillsammans med andra element som materialtyp, komplexitet och precision.Att beräkna cykeltid innebär att lösa matematiska relationer för operationer som fräsning, svarvning, borrning och många fler.

Denna artikel kommer att gea kort översikt över cykeltidsberäkning för olika CNC-bearbetningsoperationer, effekterna av produktionscykeltiden och dess reduktionsmetoder.

Beräkning av produktionscykeltid

Uppskattning av cykeltid i kontrollpanelen

, liknar bearbetningstiden de andra tiderna, och förhållandet mellan avståndet som verktyget har tillryggalagt och hastigheten.Den allmänna bearbetningstiden för alla operationer, inklusive fräsning, svarvning, fasad och många andra, kan uttryckas matematiskt enligt följande(Enhet 5 Bearbetningstidsberäkning, 2012).

T=L/（f*N）

Eller,

Cykeltid (T) =（L * antal passager）/（f*N）

Var,

L= bearbetningslängd för ett arbetsstycke (mm)

N= arbetsstyckets varv per minut (rpm)

= 1000* skärhastighet (V)/π*Diameter (D)

f= Matningshastighet (mm/min)

f=matning per varv=matning per tand * antal tänder = 0,1 * 20 = 2 mm,

Detta matematiska uttryck ger en enkel uppfattning om bearbetningstid och hur mycket tid som krävs för att bearbeta ett visst arbetsstycke.

Cykeltid för olika operationer

1.  CNC-fräsning

Som redan förklarats, den allmänna formelnT=L/f*Nanvänds för att beräkna cykeltiden för varje CNC-bearbetningsprocess.Varje falls tillvägagångssätt för att beräkna variabeln kan dock skilja sig åt.

Vid fräsning beräknas matningshastigheten i termer av matningshastighet per tand.Det kräver ett antal tänder, skäreggar eller räfflor på verktyget.

Matningshastighet (f) = matning per tand * antal tänder

Längd = Jobblängd + Verktyg över rörelser x Antal passeringar + Verktygsinkörningslängd.

CNC-fräsning

Till exempel, bearbetningslängden för en fräsoperation med ett skärdjup på 4 mm, arbetsstyckets längd på 200 mm, fräsdiameter på 200 mm, verktygsinriktning och överflyttningssträcka på 4 mm, matningshastighet per tand 0,2 mm, skärhastighet på 30 m/ min & 30 tänder blir detL= 200 mm + 4 mm * Antal passeringar + 4 mm.

För att få antalet pass, bör storleken på spåret eller någon annan funktion delas med skärdjupet (hur djupt ett verktyg kan skära) en gång).Låt oss överväga storleken på slitsen 20 mm * 20 mm i vårt fall, verktyget passerar 5 gånger över arbetsstycket för att skära 20 mm.

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

2.  CNC-svarvning

CNC-svarvade delar

CNC-svarvning avser skapandet av svarvade delar med hjälp av enpunktsverktyget.Cykeltidsberäkningen för svarvningsoperationen är inte annorlunda än fräsoperationen.Längden är också baserad på formeln förL= Jobblängd + Verktyg över rörelser x Antal passeringar + Verktygsinkörningslängdoch medelRPM (N) = 1000*skärhastighet/π*medeldiameter.

Låt oss beräkna matningen per varv (f) & RPM (N) för svarvningen genom att ta samma exempel som vi gjorde för fräsoperationen ovan.

Eftersom matningen per tand är den kända variabeln, beräknar vi matningen per varv (f) medmultiplicera matningen per tand med antalet tänder.

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

N= arbetsstyckets varv per minut (rpm)

= 1000* skärhastighet (V)/π*Diameter (D)

= 1000*30/ 3,14* 200

= 47,77 rpm

Den totala produktionscykeltiden blir(T) = L* antal pass/f*N = 224*5/ (3*47,77) = 7,81 minuter

3.  CNC-borrning

CNC-borrning innebär skapandet av runda hål i det stationära arbetsstycket med ett roterande verktyg.Cykeltiden för borrning avser tiden för att skapa ett eller flera hål, vilket beror på bearbetningsverktyget, matningshastigheten och spindelhastigheten.

Borrcykeltid (T) = (Id*i)/f*v

Var,

i= Antal hål

I_d= Borrdjup (mm)

v= Spindelhastighet (/min)

f= Matningshastighet (mm/varv)

Ytterligare beräkningsmetod

Det finns ett annat enkelt sätt att uppskatta produktionscykeltiden vid CNC-bearbetning.Den kan beräknas genom att dividera den investerade tiden med det totala antalet tillverkade delar eller produkter(Verma, 2022).

Cykeltid (T) = Total tid/antal tillverkade delar eller produkter

Till exempel, om en CNC-bearbetningsuppsättning gjorde 12 identiska delar på en timme, är cykeltiden för en detalj 5 minuter.

Cykeltid = 1 timme/ 12 delar = 60 minuter/ 12 delar = 5 minuter/ del

Minska cykeltiden

Eftersom produktionscykeltiden är associerad med ledtiden och den totala kostnaden för CNC-bearbetningsprojekt, kräver det att cykeltiden minskas för att optimera den totala kostnaden för delar och slutprodukter för att konkurrera på marknaden(A. Vetrivel, 2018).Även när CNC-bearbetningsprocessen har nått ett tillstånd av stabilitet, kan det fortfarande finnas vissa faktorer som påverkar cykeltiden.Därför är det viktigt att kontrollera variationen i en CNC-bearbetningsoperation för att påskynda processen.

s

Även om det är sant att korta cykeltider sänker kostnader och ledtider, kan det finnas vissa situationer där det inte är rimligt att skjuta upp cykeltider på grund av utrustning och driftsbegränsningar.Dessutom påverkar en sänkning av cykeltiden under den oönskade gränsen också delars funktionalitet.Låt oss ta en närmare titt på några vettiga förslag för att minska produktionscykeltiden.

1.  Optimering av verkstadslayout

Maskinlayoutsimulering på en dator

Den komplicerade layouten av CNC-bearbetning bidrar till bearbetningstiden på grund av onödiga vänte- eller transporttider.Om produktionscellerna är nära kommer de att minska cykeltiden och göra det enkelt att gå över från en operation till en annan.Redan några sekunder kan förkorta produktionstiderna och öka bearbetningsproduktiviteten.

Därför måste du fixa layouten enligt tillgängligt utrymme, råmaterialens skick och bearbetningsoperationerna.Dessutom finns en möjlighet till datorsimulering för att hitta bästa möjliga layout, vilket minimerar produktionstiden genom att förbättra arbetsflödet.

2.  Erfarna operatörer

Produktiviteten för CNC-bearbetning beror också på operatörens skicklighet.Expertoperatörer kan enkelt ta itu med de problem som uppstår under driften och kommer att leta efter ständiga förbättringsprocesser.Att använda skickliga mänskliga resurser i produktionen kommer att bidra till att sänka cykeltiden.

Därför kräver minimering av cykeltiden i alla CNC-bearbetningsprojekt erfarna operatörer med analytisk förmåga.

3.  Optimering av 3D-modell

CNC-bearbetning kan skapa komplexa geometrier med en hög grad av dimensionsnoggrannhet.Men komplexiteten ökar cykeltiden.Om designern skapar en design som är enkel som möjligt utan att störa de nödvändiga funktionerna och funktionaliteten, kommer tiden att minska avsevärt.Komplex design kräver en komplicerad och frekvent verktygsuppsättning för att slutföra jobbet.

Så det är bäst att ta bort onödig komplexitet från designen och fixa den bästa bearbetningssekvensen för en kortare cykeltid.Dessutom har vi ett nära samarbete med utvecklarna för att fixa den idealiska designen för att uppnå den snabbaste produktionscykeln.

4.  Produktionsautomation

Den automatiserade processen är alltid effektivare och snabbare än manuell ansträngning.Du kan eliminera så mycket mänskligt arbete som möjligt.Cykeltidsminskning är möjlig med höghastighets CNC-maskiner och avancerad kammjukvara som solid CAM(A. Vetrivel, 2018)

Automatiseringsprocesser är mer förutsägbara och hjälper till att få korrekta cykeltider med ständiga förbättringar.När du automatiserar tillverkningsprocessen förblir maskineriet stationärt och optimerar cykeltiden för varje CNC-bearbetningsoperation.Automatiseringsprocessen kräver dock en betydande initial investering, men det kan vara fördelaktigt på lång sikt.

5.  Optimera maskinens prestanda

Överdriven uppvärmning, vibrationer och inneboende begränsningar är några begränsningar för CNC-maskiner och andra tillverkningsmaskiner.Dessa variabler minskar produktionsprestanda och bidrar till en längre cykeltid.

För att undvika dessa problem bör tillverkare prioritera frekventa inspektioner, periodiskt underhåll, påfyllning av lager, kalibrering och andra åtgärder.

Slutsats

I CNC-bearbetningsoperationer kan produktionscykeltiden uppskattas med en enkel formel som involverar bearbetningslängd, matningshastighet, bearbetningshastighet och andra variabler.Det kan ändras något beroende på den specifika CNC-operationen, såsom fräsning, svarvning och borrning.Eftersom cykeltiden är oupplösligt kopplad till kostnaden och ledtiden för alla CNC-bearbetningsprojekt, bidrar optimering av cykeltiden till den totala kostnadsminskningen.Det finns olika tillvägagångssätt för att minska cykeltiden, såsom automatisering, frekvent underhåll, utbildade operatörer och många andra.Även om cykeltiden kan beräknas med hjälp av vissa bearbetningsvariabler, påverkar andra faktorer det exakta resultatet, såsom mänsklig ansträngning, vibrationer, överdriven värme och förarens expertis.

Flera faktorer måste beaktas för att förbättra cykeltiden för kostnadsreduktion, och ProleanHub kan vara den perfekta samarbetspartnern för ditt CNC-bearbetningsprojekt.Vi erbjuder professionella CNC-bearbetningstjänster med 50+ materialalternativ för olika uppgifter.Våra tillverkningsexperter samarbetar nära med utvecklare för att optimera cykeltiden för utmärkta resultat till en lägre kostnad.

FAQ's

Vad är betydelsen av produktionscykeltid vid CNC-bearbetning?

Den tid som krävs för att slutföra en eller flera CNC-bearbetningsuppgifter kallas produktionscykeltiden.Eftersom mer tid är lika med mer kostnad, är det viktigt att sänka hela kostnaden och ledtiden för delar eller slutprodukt.

Vilka är de nödvändiga variablerna för att beräkna cykeltiden?

Cykeltiden beräknas med hjälp av bearbetningslängd, hastighet, matningshastighet, varv per minut och andra faktorer.Den erforderliga inmatningen kan dock skilja sig från en bearbetningsoperation till nästa.

Hur kan produktionscykeltiden minskas?

Optimering av 3D-modeller, minskning av bearbetningsstopp, optimal bearbetningslayout, automatisering, expertoperatörer och regelbundet maskinunderhåll bidrar alla till att sänka produktionscykeltiden.

Kan jag minska cykeltiden lika mycket?

Nej, det finns vissa begränsningar för att minska cykeltiden.Dessa inkluderar maskinkapacitet, materialegenskaper, erforderlig kvalitet och mänsklig ansträngning.

Dessutom påverkar en minskning av cykeltiden under den önskvärda gränsen det löpande maskineriet och kvaliteten på delar eller slutprodukter.

Bibliografi

1.     A. Vetrivel, AA (2018).Reduktion av tillverkningstid och cykeltid i CNC-maskinverkstad.International Journal of Research in Engineering, Science and Management (IJRESM)1-2.

2.     Enhet 5 Beräkning av bearbetningstid.(2012).IProcessplanering & kostnadsuppskattning(sid. 2-3).srividyaengg.

3.     Verma, E. (2022).Förstå TAKT-tid och cykeltid kontra ledtid.Simplilearn.com.