Thời gian chu kỳ sản xuất trong gia công CNC
Thời gian đọc ước tính: 7 phút 10 giây.
Mục lục
I Tính toán thời gian chu kỳ sản xuất
II Thời gian chu kỳ cho các nguyên công khác nhau (Phay, tiện & khoan)
III Phương pháp tính toán bổ sung
IV Giảm thời gian chu kỳ
V Kết luận
Câu hỏi thường gặp của VI
Cơ khí CNC
Thời gian chu kỳ trong gia công CNC đề cập đến thời gian cần thiết để hoàn thành một hoặc nhiều hoạt động gia công.Đối với bất kỳ dự án gia công CNC nào, thời gian chu kỳ là rất quan trọng để phân tích thời gian hoàn thành và giảm thiểu chi phí của các bộ phận hoặc sản phẩm cuối cùng cụ thể.
Nó ảnh hưởng đến tổng chi phí của các dự án gia công CNC cùng với các yếu tố khác như loại vật liệu, độ phức tạp và độ chính xác.Tính toán thời gian chu kỳ liên quan đến việc giải quyết các mối quan hệ toán học cho các hoạt động như phay, tiện, khoan và nhiều hoạt động khác.
Bài viết này sẽ cung cấpa tổng quan ngắn gọn về tính toán thời gian chu kỳ cho các hoạt động gia công CNC khác nhau, tác động của thời gian chu kỳ sản xuất và các phương pháp giảm thiểu.
Tính toán thời gian chu kỳ sản xuất
Ước tính thời gian chu kỳ trong bảng điều khiển
, thời gian gia công tương tự như các thời gian khác, và tỷ lệ giữa quãng đường mà dao di chuyển với tốc độ.Thời gian gia công chung cho tất cả các nguyên công, bao gồm phay, tiện, tiện mặt và nhiều nguyên công khác, có thể được biểu thị bằng toán học như sau(Tính toán thời gian gia công bài 5, 2012).
T=L/（f*N）
Hoặc,
Thời gian chu kỳ (T) =（L * số lần chuyền）/（f*N）
Ở đâu,
L= chiều dài gia công của phôi (mm)
N = vòng quay của phôi trên phút (rpm)
= 1000* tốc độ cắt (V)/π*Đường kính (D)
f= Tốc độ nạp (mm/phút)
f=bước tiến trên mỗi vòng quay=bước tiến trên mỗi răng * số răng = 0,1 * 20 = 2mm,
Biểu thức toán học này đưa ra một ý tưởng đơn giản về thời gian gia công và lượng thời gian cần thiết để gia công một phôi gia công cụ thể.
Thời gian chu kỳ cho các hoạt động khác nhau
1. phay CNC
Như đã giải thích, công thức chungT=L/f*Nđược sử dụng để tính thời gian chu kỳ cho mọi quy trình gia công CNC.Tuy nhiên, cách tiếp cận của từng trường hợp để tính biến có thể khác nhau.
Trong nguyên công phay, tốc độ chạy dao được tính theo tốc độ chạy dao trên mỗi răng.Nó yêu cầu một số răng, lưỡi cắt hoặc rãnh trên dụng cụ.
Tốc độ nạp (f) = tốc độ nạp mỗi răng * số răng
Độ dài = Độ dài công việc + Số lần di chuyển của công cụ x Số lần chuyền + Độ dài tiếp cận công cụ.
Hoạt động phay CNC
Ví dụ, chiều dài gia công cho nguyên công phay với độ sâu cắt 4 mm, chiều dài phôi 200 mm, đường kính dao cắt 200 mm, khoảng cách tiếp cận dụng cụ & hành trình trên 4 mm, tốc độ ăn dao trên mỗi răng 0,2 mm, tốc độ cắt 30 m/ tối thiểu & 30 răng sẽ làL= 200 mm + 4 mm * Số lần chạy + 4mm.
Để có được số lần cắt, kích thước của rãnh hoặc bất kỳ tính năng nào khác phải được chia cho độ sâu cắt (độ sâu mà một công cụ có thể cắt) một lần).Hãy xem xét kích thước của khe 20 mm * 20 mm trong trường hợp của chúng tôi, công cụ vượt qua phôi 5 lần để cắt 20 mm.
Vậy, L= 200mm + 4mm * 5 + 4mm = 224mm
2. Tiện CNC
bộ phận tiện CNC
Tiện CNC đề cập đến việc tạo ra các bộ phận tiện bằng công cụ một điểm.Tính toán thời gian chu kỳ cho nguyên công tiện không khác so với nguyên công phay.Độ dài cũng dựa trên công thức củaL= Độ dài công việc + Số lần di chuyển của công cụ x Số lần chuyền + Độ dài tiếp cận công cụvà Trung bìnhRPM (N) = 1000*tốc độ cắt/π*đường kính trung bình.
Hãy tính toán bước tiến trên mỗi vòng quay (f) & RPM (N) của nguyên công tiện bằng cách lấy ví dụ tương tự mà chúng ta đã làm cho nguyên công phay ở trên.
Vì bước tiến trên mỗi răng là biến đã biết, nên chúng tôi tính toán bước tiến trên mỗi vòng quay (f) theonhân lượng thức ăn trên mỗi răng với Số lượng răng.
f= 0,1 * 30 = 3mm/vòng
N = vòng quay của phôi trên phút (rpm)
= 1000* tốc độ cắt (V)/π*Đường kính (D)
= 1000*30/ 3,14*200
= 47,77 vòng/phút
Tổng thời gian chu kỳ sản xuất sẽ là(T) = L* số lần chuyền/f*N = 224*5/ (3*47,77) = 7,81 phút
3. khoan CNC
Khoan CNC liên quan đến việc tạo ra các lỗ tròn trên phôi gia công tĩnh bằng một công cụ quay.Thời gian chu kỳ khoan đề cập đến thời gian để tạo một hoặc nhiều lỗ, điều này phụ thuộc vào công cụ gia công, tốc độ nạp và tốc độ trục chính.
Thời gian chu kỳ khoan (T) = (Id*i)/f*v
Ở đâu,
i= Số lỗ
Id= Độ sâu khoan (mm)
v= Tốc độ trục chính (/phút)
f= Tốc độ nạp (mm/vòng)
Phương pháp tính toán bổ sung
Có một cách đơn giản khác để ước tính thời gian chu kỳ sản xuất trong gia công CNC.Nó có thể được tính bằng cách chia thời gian đầu tư cho tổng số bộ phận hoặc sản phẩm được sản xuất(Verme, 2022).
Thời gian chu kỳ (T) = Tổng thời gian/số lượng bộ phận hoặc sản phẩm được sản xuất
Ví dụ, nếu thiết lập gia công CNC tạo ra 12 chi tiết giống hệt nhau trong một giờ, thì thời gian chu kỳ cho một chi tiết là 5 phút.
Thời gian chu kỳ = 1 giờ/ 12 phần = 60 phút/ 12 phần = 5 phút/ phần
Giảm thời gian chu kỳ
Vì thời gian chu kỳ sản xuất gắn liền với thời gian hoàn thành và tổng chi phí của các dự án gia công CNC, nên cần phải giảm thời gian chu kỳ để tối ưu hóa tổng chi phí của các bộ phận và sản phẩm cuối cùng để cạnh tranh trên thị trường(A. Vetrivel, 2018).Ngay cả khi quy trình gia công CNC đã đạt đến trạng thái ổn định, vẫn có thể có một số yếu tố ảnh hưởng đến thời gian chu kỳ.Do đó, việc kiểm soát Độ biến thiên của hoạt động gia công CNC là điều cần thiết để tăng tốc quá trình.
s
Mặc dù đúng là việc cắt giảm thời gian của chu kỳ sẽ làm giảm chi phí và thời gian sản xuất, nhưng có thể có một số tình huống mà việc đẩy thời gian của chu kỳ là không hợp lý do hạn chế về thiết bị và vận hành.Ngoài ra, việc giảm thời gian chu kỳ xuống dưới giới hạn không mong muốn cũng ảnh hưởng đến chức năng của các bộ phận.Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn một số gợi ý hợp lý để giảm thời gian chu kỳ sản xuất.
1. Tối ưu hóa cách bố trí xưởng làm việc
Mô phỏng bố trí máy trên máy tính
Bố cục phức tạp của gia công CNC góp phần làm tăng thời gian gia công do thời gian chờ đợi hoặc vận chuyển không cần thiết.Nếu các ô sản xuất gần nhau, chúng sẽ giảm thời gian chu kỳ và giúp dễ dàng chuyển đổi từ hoạt động này sang hoạt động khác.Ngay cả một vài giây cũng có thể rút ngắn thời gian sản xuất và tăng năng suất gia công.
Do đó, bạn cần sửa bố cục theo không gian có sẵn, tình trạng nguyên liệu thô và các hoạt động gia công liên quan.Ngoài ra, còn có tùy chọn mô phỏng máy tính để tìm bố cục tốt nhất có thể, giúp giảm thiểu thời gian sản xuất bằng cách cải thiện quy trình làm việc.
2. người vận hành có kinh nghiệm
Năng suất của gia công CNC cũng phụ thuộc vào kỹ năng của người vận hành.Các nhà vận hành chuyên gia có thể dễ dàng giải quyết các vấn đề phát sinh trong quá trình vận hành và sẽ tìm kiếm các quy trình cải tiến liên tục.Sử dụng nguồn nhân lực lành nghề trong sản xuất sẽ góp phần giảm thời gian chu kỳ.
Do đó, việc giảm thiểu thời gian chu kỳ trong bất kỳ dự án gia công CNC nào đều yêu cầu người vận hành có kinh nghiệm với khả năng phân tích.
3. Tối ưu hóa mô hình 3D
Gia công CNC có thể tạo ra các hình học phức tạp với độ chính xác về kích thước cao.Tuy nhiên, sự phức tạp làm tăng thời gian chu kỳ.Nếu nhà thiết kế tạo ra một thiết kế đơn giản nhất có thể mà không ảnh hưởng đến các tính năng và chức năng cần thiết, thời gian sẽ giảm đáng kể.Thiết kế phức tạp đòi hỏi phải thiết lập công cụ phức tạp và thường xuyên để hoàn thành công việc.
Vì vậy, tốt nhất là loại bỏ sự phức tạp không cần thiết khỏi thiết kế và sửa chữa trình tự gia công tốt nhất để có thời gian chu kỳ ngắn hơn.Ngoài ra, chúng tôi hợp tác chặt chẽ với các nhà phát triển để khắc phục thiết kế lý tưởng nhằm đạt được thời gian chu kỳ sản xuất nhanh nhất.
4. tự động hóa sản xuất
Quy trình tự động luôn hiệu quả và nhanh hơn so với nỗ lực thủ công.Bạn có thể loại bỏ càng nhiều công việc của con người càng tốt.Có thể giảm thời gian chu kỳ bằng máy CNC tốc độ cao và phần mềm cam tiên tiến như solid CAM(A. Vetrivel, 2018)
Các quy trình tự động hóa dễ dự đoán hơn và hỗ trợ đạt được thời gian chu kỳ chính xác với sự cải tiến liên tục.Khi bạn tự động hóa quy trình sản xuất, máy móc sẽ đứng yên và tối ưu hóa thời gian chu kỳ của từng hoạt động gia công CNC.Tuy nhiên, quá trình tự động hóa đòi hỏi một khoản đầu tư đáng kể ban đầu, nhưng nó có thể mang lại lợi ích về lâu dài.
5. Tối ưu hóa hiệu suất máy móc
Nhiệt độ quá cao, độ rung và các hạn chế nội tại là một số hạn chế của máy CNC và các máy móc sản xuất khác.Các biến này làm giảm hiệu suất sản xuất và góp phần kéo dài thời gian chu kỳ.
Để tránh những lo ngại này, các nhà sản xuất nên ưu tiên kiểm tra thường xuyên, bảo trì định kỳ, bổ sung hàng, hiệu chuẩn và các hành động khác.
Phần kết luận
Trong các hoạt động gia công CNC, thời gian chu kỳ sản xuất có thể được ước tính bằng cách sử dụng một công thức đơn giản liên quan đến chiều dài gia công, tốc độ nạp, tốc độ gia công và các biến số khác.Nó có thể được thay đổi một chút dựa trên hoạt động CNC cụ thể, chẳng hạn như phay, tiện và khoan.Bởi vì thời gian chu kỳ gắn bó chặt chẽ với chi phí và thời gian thực hiện của bất kỳ dự án gia công CNC nào, nên việc tối ưu hóa thời gian chu kỳ sẽ giúp giảm tổng chi phí.Có nhiều cách tiếp cận khác nhau để giảm thời gian chu kỳ, chẳng hạn như tự động hóa, bảo trì thường xuyên, người vận hành được đào tạo và nhiều cách khác.Mặc dù thời gian chu kỳ có thể được tính toán bằng cách sử dụng một số biến gia công, nhưng các yếu tố khác ảnh hưởng đến kết quả chính xác, chẳng hạn như nỗ lực của con người, độ rung, nhiệt độ quá cao và chuyên môn của người vận hành.
Một số yếu tố phải được xem xét để cải thiện thời gian chu kỳ nhằm giảm chi phí và ProleanHub có thể là đối tác hợp tác hoàn hảo cho dự án gia công CNC của bạn.Chúng tôi cung cấp dịch vụ gia công CNC chuyên nghiệp với hơn 50 tùy chọn vật liệu cho các tác vụ khác nhau.Các chuyên gia sản xuất của chúng tôi hợp tác chặt chẽ với các nhà phát triển để tối ưu hóa thời gian chu kỳ để có kết quả xuất sắc với chi phí thấp hơn.
câu hỏi thường gặp
Tầm quan trọng của thời gian chu kỳ sản xuất trong gia công CNC là gì?
Thời gian cần thiết để hoàn thành một hoặc nhiều nhiệm vụ gia công CNC được gọi là thời gian chu kỳ sản xuất.Vì nhiều thời gian hơn đồng nghĩa với nhiều chi phí hơn, điều quan trọng là phải giảm toàn bộ chi phí và thời gian sản xuất của các bộ phận hoặc sản phẩm cuối cùng.
Các biến cần thiết để tính thời gian chu kỳ là gì?
Thời gian chu kỳ được tính bằng cách sử dụng chiều dài gia công, tốc độ, tốc độ nạp, số vòng quay mỗi phút và các yếu tố khác.Tuy nhiên, đầu vào được yêu cầu có thể khác nhau từ một hoạt động gia công này sang hoạt động gia công tiếp theo.
Làm thế nào có thể giảm thời gian chu kỳ sản xuất?
Tối ưu hóa mô hình 3D, giảm thời gian ngừng hoạt động gia công, bố trí gia công tối ưu, tự động hóa, vận hành viên chuyên nghiệp và bảo trì máy móc thường xuyên, tất cả đều góp phần giảm thời gian chu kỳ sản xuất.
Tôi có thể giảm thời gian chu kỳ nhiều như vậy không?
Không, có những hạn chế nhất định để giảm thời gian chu kỳ.Chúng bao gồm khả năng của máy, tính chất vật liệu, chất lượng cần thiết và nỗ lực của con người.
Hơn nữa, việc giảm thời gian chu kỳ xuống dưới giới hạn mong muốn sẽ ảnh hưởng đến máy móc đang chạy và chất lượng của các bộ phận hoặc sản phẩm cuối cùng.
Thư mục
1. A. Vetrivel, AA (2018).Giảm thời gian sản xuất và thời gian chu kỳ trong cửa hàng máy CNC.Tạp chí Nghiên cứu Quốc tế về Kỹ thuật, Khoa học và Quản lý (IJRESM), 1-2.
2. Đơn vị 5 Tính toán thời gian gia công.(2012).TRONGQuy trình lập kế hoạch & ước tính chi phí(tr. 2-3).srividyaengg.
3. Verma, E. (2022).Hiểu thời gian TAKT và thời gian chu kỳ so với thời gian dẫn đầu.Simplilearn.com.
Thời gian đăng: Dec-09-2022