Час виробничого циклу в обробці з ЧПУ

Приблизний час читання: 7 хвилин 10 секунд.

Зміст

I Розрахунок часу виробничого циклу

II Час циклу для різних операцій (фрезерування, токарна обробка та свердління)

III Додатковий підхід розрахунку

IV Скорочення часу циклу

V Висновок

VI Часті запитання

Обробка з ЧПУ

Тривалість циклу в обробці з ЧПК відноситься до часу, необхідного для виконання однієї або кількох операцій обробки.Для будь-якого проекту обробки з ЧПК тривалість циклу має вирішальне значення для аналізу часу виконання та мінімізації вартості окремих деталей або кінцевих продуктів.

Це впливає на загальну вартість проектів обробки з ЧПК разом з іншими елементами, такими як тип матеріалу, складність і точність.Розрахунок часу циклу передбачає розв’язання математичних співвідношень для таких операцій, як фрезерування, токарна обробка, свердління та багато інших.

Ця стаття надастьa короткий огляд обчислення часу циклу для різних операцій обробки з ЧПК, вплив часу виробничого циклу та підходи до його скорочення.

Розрахунок часу виробничого циклу

Оцінка часу циклу в панелі керування

, час обробки подібний до інших часів, а відношення відстані, пройденої інструментом, до швидкості.Загальний час обробки для всіх операцій, включаючи фрезерування, токарну обробку, облицювання та багато інших, може бути виражено математично таким чином(Блок 5 Розрахунок часу обробки, 2012).

T=L/（f*N）

Або

Час циклу (T) =（L * кількість проходів）/（f*N）

Де,

L = довжина обробки заготовки (мм)

N = оберт заготовки за хвилину (об/хв)

= 1000* швидкість різання (V)/π*діаметр (D)

f = швидкість подачі (мм/хв)

f=подача на оборот=подача на зуб * кількість зубів = 0,1 * 20 = 2 мм,

Цей математичний вираз дає просте уявлення про час обробки та про те, скільки часу потрібно для обробки конкретної заготовки.

Час циклу для різних операцій

1.  Фрезерування з ЧПУ

Як уже пояснювалося, загальна формулаT=L/f*Nвикористовується для обчислення часу циклу для кожного процесу обробки з ЧПК.Однак у кожному конкретному випадку підхід до обчислення змінної може відрізнятися.

Під час операції фрезерування швидкість подачі розраховується як швидкість подачі на зуб.Для цього знадобиться кілька зубів, ріжучих кромок або канавок на інструменті.

Подача (f) = подача на зуб * кількість зубів

Довжина = Довжина роботи + Переміщення інструмента x Кількість проходів + Довжина підходу інструмента.

Операція фрезерування з ЧПУ

Наприклад, довжина обробки для операції фрезерування з глибиною різання 4 мм, довжиною заготовки 200 мм, діаметром фрези 200 мм, наближенням інструменту та відстанню ходу 4 мм, швидкістю подачі на зуб 0,2 мм, швидкістю різання 30 м/ хв і 30 зубів будеL= 200 мм + 4 мм * Кількість проходів + 4 мм.

Щоб отримати кількість проходів, розмір щілини або будь-якої іншої характеристики потрібно один раз розділити на глибину різання (наскільки глибоко інструмент може різати).Розглянемо розмір шліца 20мм*20мм в нашому випадку, інструментом проведіть 5 разів по заготовці, щоб вирізати 20мм.

Отже, L= 200 мм + 4 мм * 5 + 4 мм = 224 мм

2.  Токарна обробка з ЧПУ

ЧПУ точені деталі

Точіння з ЧПУ означає створення точених деталей за допомогою одноточкового інструменту.Розрахунок часу циклу для операції точіння не відрізняється від операції фрезерування.Довжина також визначається за формулоюL= Довжина завдання + Переміщення інструмента x Кількість проходів + Довжина підходу інструментаі СереднійRPM (N) = 1000*швидкість різання/π*середній діаметр.

Давайте обчислимо подачу на оберт (f) і обертів на хвилину (N) операції точіння, взявши той самий приклад, який ми робили для операції фрезерування вище.

Оскільки подача на зуб є відомою змінною, ми обчислюємо подачу на оберт (f) замноження подачі на зуб на кількість зубів.

f= 0,1 * 30 = 3 мм/оберт

N = оберт заготовки за хвилину (об/хв)

= 1000* швидкість різання (V)/π*діаметр (D)

= 1000*30/ 3,14* 200

= 47,77 об/хв

Загальний час виробничого циклу становитиме(T) = L* кількість проходів/f*N = 224*5/ (3*47,77) = 7,81 хв.

3.  Свердління з ЧПУ

Свердління з ЧПУ передбачає створення круглих отворів у нерухомій заготовці обертовим інструментом.Тривалість циклу свердління стосується часу створення одного або кількох отворів, що залежить від обробного інструменту, швидкості подачі та швидкості обертання шпинделя.

Час циклу буріння (T) = (Id*i)/f*v

Де,

i= кількість отворів

I_d= Глибина свердління (мм)

v = швидкість шпинделя (/хв)

f = швидкість подачі (мм/об)

Додатковий підхід розрахунку

Існує ще один простий спосіб оцінки тривалості виробничого циклу при обробці з ЧПУ.Його можна розрахувати, поділивши витрачений час на загальну кількість виготовлених деталей або виробів(Верма, 2022).

Тривалість циклу (T) = загальний час/кількість виготовлених деталей або продуктів

Наприклад, якщо установка з ЧПК виготовила 12 однакових деталей за одну годину, час циклу для однієї деталі становить 5 хвилин.

Тривалість циклу = 1 година / 12 частин = 60 хвилин / 12 частин = 5 хвилин / частина

Скорочення часу циклу

Оскільки час виробничого циклу пов’язаний із часом виконання робіт і загальною вартістю проектів обробки з ЧПК, необхідно скоротити час циклу, щоб оптимізувати загальну вартість деталей і кінцевих продуктів, щоб конкурувати на ринку.(А. Ветрівель, 2018).Навіть коли процес обробки з ЧПК досяг стану стабільності, все ще можуть існувати деякі фактори, які впливають на тривалість циклу.Таким чином, контроль змінності операції обробки з ЧПК є важливим для прискорення процесу.

s

Хоча це правда, що скорочення тривалості циклу знижує витрати та час виконання робіт, можуть виникнути ситуації, коли збільшення тривалості циклу є недоцільним через обладнання та експлуатаційні обмеження.Крім того, зниження тривалості циклу нижче небажаної межі також впливає на функціональність деталей.Давайте детальніше розглянемо кілька розумних пропозицій щодо скорочення часу виробничого циклу.

1.  Оптимізація планування цеху

Моделювання компонування машини на комп'ютері

Складна схема обробки з ЧПК сприяє збільшенню часу обробки через непотрібний час очікування або час транспортування.Якщо виробничі осередки розташовані поруч, це скоротить час циклу та полегшить перехід від однієї операції до іншої.Навіть кілька секунд можуть скоротити час виробництва та підвищити продуктивність обробки.

Тому вам потрібно виправити макет відповідно до наявного простору, стану сировини та операцій обробки.Крім того, існує можливість комп’ютерного моделювання для пошуку найкращого можливого макета, що мінімізує час виробництва за рахунок покращення робочого процесу.

2.  Досвідчені оператори

Продуктивність обробки на ЧПУ також залежить від кваліфікації оператора.Досвідчені оператори можуть легко вирішити проблеми, які виникають під час експлуатації, і шукатимуть процеси постійного вдосконалення.Використання кваліфікованих кадрів у виробництві сприятиме скороченню часу циклу.

Тому для мінімізації тривалості циклу в будь-якому проекті обробки з ЧПК потрібні досвідчені оператори з аналітичними здібностями.

3.  Оптимізація 3D моделі

Обробка з ЧПК може створювати складні геометрії з високим ступенем точності розмірів.Однак складність збільшує час циклу.Якщо дизайнер створює максимально простий дизайн, не порушуючи необхідні функції та функціональність, час значно скорочується.Складна конструкція вимагає складного та частого налаштування інструменту для завершення роботи.

Тому найкраще усунути непотрібну складність із конструкції та встановити найкращу послідовність обробки за менший час циклу.Крім того, ми тісно співпрацюємо з розробниками, щоб виправити ідеальний дизайн для досягнення найшвидшого циклу виробництва.

4.  Автоматизація виробництва

Автоматизований процес завжди ефективніший і швидший, ніж ручний.Ви можете усунути стільки людської праці, скільки можливо.Скорочення часу циклу можливе за допомогою високошвидкісних верстатів з ЧПК і вдосконаленого програмного забезпечення для кулачків, такого як Solid CAM(А. Ветрівель, 2018)

Процеси автоматизації є більш передбачуваними та допомагають отримати правильний час циклу з постійним вдосконаленням.Коли ви автоматизуєте виробничий процес, обладнання залишається нерухомим і оптимізує час циклу кожної операції обробки з ЧПК.Однак процес автоматизації вимагає значних початкових інвестицій, але в довгостроковій перспективі він може принести користь.

5.  Оптимізація продуктивності обладнання

Надмірне нагрівання, вібрація та внутрішні обмеження є деякими обмеженнями верстатів з ЧПК та іншого виробничого обладнання.Ці змінні знижують продуктивність виробництва та сприяють подовженню тривалості циклу.

Щоб уникнути цих занепокоєнь, виробники повинні надавати першочергові часті перевірки, періодичне обслуговування, поповнення запасів, калібрування та інші дії.

Висновок

В операціях обробки з ЧПК час виробничого циклу можна оцінити за допомогою простої формули, що включає довжину обробки, швидкість подачі, швидкість обробки та інші змінні.Він може бути дещо змінений залежно від конкретної операції ЧПК, наприклад фрезерування, токарної обробки та свердління.Оскільки тривалість циклу нерозривно пов’язана з вартістю та часом виконання будь-якого проекту обробки з ЧПК, оптимізація тривалості циклу сприяє загальному зниженню витрат.Існують різні підходи до скорочення часу циклу, такі як автоматизація, часте обслуговування, навчені оператори та багато інших.Хоча тривалість циклу можна обчислити за допомогою деяких змінних обробки, інші фактори впливають на точний результат, наприклад зусилля людини, вібрація, надмірне тепло та досвід оператора.

Необхідно враховувати кілька факторів, щоб скоротити час циклу для зниження витрат, і ProleanHub може стати ідеальним партнером для співпраці для вашого проекту обробки з ЧПК.Ми пропонуємо професійні послуги обробки з ЧПУ з 50+ варіантами матеріалів для різних завдань.Наші виробничі експерти тісно співпрацюють із розробниками, щоб оптимізувати тривалість циклу для досягнення відмінних результатів за менших витрат.

Поширені запитання

Яке значення має час виробничого циклу в обробці з ЧПУ?

Час, необхідний для виконання одного або кількох завдань обробки з ЧПУ, називається часом виробничого циклу.Оскільки більше часу означає більшу вартість, важливо знизити загальну вартість і час виконання деталей або кінцевого продукту.

Які змінні необхідні для розрахунку часу циклу?

Час циклу розраховується з використанням довжини обробки, швидкості, швидкості подачі, обертів за хвилину та інших факторів.Однак необхідні вхідні дані можуть відрізнятися від однієї операції обробки до іншої.

Як можна скоротити час виробничого циклу?

Оптимізація 3D-моделей, скорочення часу простою обробки, оптимальне розташування обробки, автоматизація, досвідчені оператори та регулярне технічне обслуговування обладнання – все це сприяє скороченню часу виробничого циклу.

Чи можу я настільки скоротити час циклу?

Ні, існують певні обмеження щодо скорочення часу циклу.До них належать можливості машини, властивості матеріалу, необхідна якість і зусилля людини.

Крім того, скорочення тривалості циклу нижче бажаної межі впливає на працюючі машини та якість деталей або кінцевих продуктів.

Бібліографія

1.     А. Ветривель, А.А. (2018).Скорочення часу виготовлення та циклу в верстаті з ЧПУ.Міжнародний журнал досліджень інженерії, науки та управління (IJRESM), 1-2.

2.     Розділ 5 Розрахунок часу обробки.(2012).вПланування процесу та оцінка витрат(с. 2-3).srividyaengg.

3.     Верма, Е. (2022).Розуміння часу TAKT і часу циклу проти часу виконання.Simplilearn.com.