Lavorazione CNC
Il tempo di ciclo nella lavorazione CNC si riferisce al tempo necessario per completare una o più operazioni di lavorazione. Per qualsiasi progetto di lavorazione CNC, il tempo di ciclo è fondamentale per analizzare il tempo di consegna e ridurre al minimo il costo di particolari parti o prodotti finali.
Influenza il costo complessivo dei progetti di lavorazione CNC e altri elementi come il tipo di materiale, la complessità e la precisione. Il calcolo del tempo ciclo implica la risoluzione di relazioni matematiche per operazioni quali fresatura, tornitura, foratura, ecc.
Questo articolo farà una breve panoramica calcolo del tempo di ciclo per varie operazioni di lavorazione CNC, gli impatti del tempo di ciclo di produzione e i suoi approcci di riduzione.
Calcolo del tempo del ciclo di produzione
Stima del tempo di ciclo nel pannello di controllo
Il tempo di lavorazione è simile agli altri tempi e il rapporto tra la distanza percorsa dall'utensile è uguale alla velocità. Il tempo di lavorazione generale per tutte le operazioni, comprese fresatura, tornitura, sfacciatura e molte altre, può essere espresso matematicamente come segue (Unità 5 Calcolo del tempo di lavorazione, 2012).
Dove,
L= lunghezza di lavorazione di un pezzo (mm)
N= giro del pezzo al minuto (rpm)
= 1000* velocità di taglio (V)/π*Diametro (D)
f= Avanzamento (mm/min)
f=avanzamento per giro=avanzamento per dente * numero di denti = 0.1 * 20 = 2 mm,
Questa espressione matematica dà un'idea semplice del tempo di lavorazione e di quanto tempo è necessario per lavorare un particolare pezzo. Puoi anche controllare il video qui sotto per una migliore spiegazione del calcolo del tempo del ciclo di lavorazione. Inoltre, non esitate a scaricare il file Foglio di calcolo del tempo di ciclo per il tuo progetto.
Come calcolare il tempo di ciclo in Excel
Tempo di ciclo per diverse operazioni
1. Fresatura CNC
Come già spiegato, la formula generale T=L/f*N viene utilizzato per calcolare il tempo di ciclo per ogni processo di lavorazione CNC. Tuttavia, l'approccio di ciascun caso al calcolo della variabile potrebbe differire.
Nel operazione di fresatura, la velocità di avanzamento viene calcolata in termini di velocità di avanzamento per dente. Richiede molti denti, taglienti o scanalature sull'utensile.
Velocità di avanzamento (f) = avanzamento per dente * numero di denti
Lunghezza = Lunghezza lavoro + Corse utensile x Numero di passate + Lunghezza avvicinamento utensile.
Operazione di fresatura CNC
Per Esempio, la lunghezza di lavorazione per un'operazione di fresatura con una profondità di taglio di 4 mm, lunghezza del pezzo da lavorare di 200 mm, diametro della fresa di 200 mm, distanza di avvicinamento e oltrecorsa dell'utensile di 4 mm, velocità di avanzamento per dente 0.2 mm, velocità di taglio di 30 m/ min e 30 denti saranno L= 200 mm + 4 mm * Numero di passate + 4mm.
Per ottenere il numero di passate, la dimensione della fessura o qualsiasi altra caratteristica deve essere divisa per la profondità di taglio (la profondità di taglio che un utensile può tagliare una volta). Consideriamo la dimensione della fessura 20mm*20mm. Nel nostro caso, l'utensile passa cinque volte sul pezzo per tagliare 20 mm.
Quindi, L= 200 mm + 4 mm * 5 + 4 mm = 224 mm
2. Tornitura CNC
Parti tornite CNC
Tornitura CNC si riferisce alla creazione di parti tornite utilizzando l'utensile a punto singolo. Il calcolo del tempo di ciclo per l'operazione di tornitura non è diverso dall'operazione di fresatura. La lunghezza si basa anche sulla formula：
L= Lunghezza lavoro + Corse utensile x Numero di passate + Lunghezza avvicinamento utensile e Media RPM (N) = 1000*velocità di taglio/π*diametro medio.
Calcoliamo l'avanzamento per giro (f) e RPM (N) dell'operazione di tornitura prendendo lo stesso esempio che abbiamo fatto per l'operazione di fresatura sopra.
Poiché l'avanzamento per dente è la variabile nota, calcoliamo l'avanzamento per giro (f) di moltiplicando l'avanzamento per dente per il Numero di denti.
f= 0.1 * 30 = 3mm/giro
N= giro del pezzo al minuto (rpm)
= 1000* velocità di taglio (V)/π*Diametro (D)
= 1000*30/ 3.14* 200
= 47.77 giri al minuto
Il tempo totale del ciclo di produzione sarà (T) = L* numero di passaggi/f*N = 224*5/ (3*47.77) = 7.81 minuti
3. Foratura CNC
La foratura CNC prevede la creazione di fori rotondi nel pezzo fermo con un utensile rotante. Il tempo ciclo di foratura si riferisce al tempo necessario per creare uno o più fori, che dipende dall'utensile di lavorazione, dalla velocità di avanzamento e dalla velocità del mandrino.
Dove,
i= Numero di fori
Id= Profondità di foratura (mm)
v= Velocità del mandrino (/min)
f= Avanzamento (mm/giro)
Approccio aggiuntivo di calcolo
Esiste un altro modo semplice per stimare il tempo del ciclo di produzione nella lavorazione CNC. Può essere calcolato dividendo il tempo investito per il numero totale di parti o prodotti prodotti (Verma, 2022).
Cycle Time (T) =Tempo totale/numero di parti o prodotti prodotti
Per Esempio, se un impianto di lavorazione CNC ha realizzato 12 pezzi identici in un'ora, il tempo di ciclo per un pezzo è di 5 minuti.
Tempo di ciclo = 1 ora/ 12 parti = 60 minuti/ 12 parti = 5 minuti/ parte
Riduzione del tempo di ciclo
Poiché il tempo del ciclo di produzione è associato al tempo di consegna e al costo complessivo dei progetti di lavorazione CNC, è necessario ridurre il tempo del ciclo per ottimizzare il costo complessivo delle parti e dei prodotti finali per competere sul mercato (A. Vetrivel, 2018). Anche quando il processo di lavorazione CNC ha raggiunto uno stato di stabilità, potrebbero esserci ancora alcuni fattori che influenzano il tempo di ciclo. Pertanto, il controllo della variabilità di un'operazione di lavorazione CNC è essenziale per accelerare il processo.
Sebbene sia vero che la riduzione dei tempi di ciclo riduce i costi e i tempi di consegna, potrebbero esserci alcune situazioni in cui non è ragionevole aumentare i tempi di ciclo a causa delle apparecchiature e dei vincoli operativi. Inoltre, l'abbassamento del tempo di ciclo al di sotto del limite indesiderato influisce anche sulla funzionalità delle parti. Diamo un'occhiata più da vicino ad alcuni suggerimenti sensati per ridurre il tempo del ciclo di produzione.
1. Ottimizzazione del layout dell'officina
Simulazione del layout della macchina su un computer
Il complicato layout della lavorazione CNC contribuisce al tempo di lavorazione a causa di inutili tempi di attesa o di transito. Se le celle di produzione sono vicine, ridurranno il tempo ciclo e faciliteranno il passaggio da un'operazione all'altra. Anche pochi secondi possono ridurre i tempi di produzione e aumentare la produttività della lavorazione.
Pertanto, è necessario fissare il layout in base allo spazio disponibile, alle condizioni delle materie prime e alle lavorazioni coinvolte. Inoltre, esiste un'opzione per la simulazione al computer per trovare il miglior layout possibile, che riduce al minimo i tempi di produzione migliorando il flusso di lavoro.
2. Operatori esperti
La produttività della lavorazione CNC dipende anche dall'abilità dell'operatore. Gli operatori esperti possono facilmente affrontare i problemi che sorgono durante il funzionamento e cercheranno processi di miglioramento continuo. L'utilizzo di risorse umane qualificate nella produzione contribuirà all'abbassamento dei tempi di ciclo.
Pertanto, ridurre al minimo il tempo di ciclo in qualsiasi progetto di lavorazione CNC richiede operatori esperti con capacità analitiche.
3. Ottimizzazione del modello 3D
La lavorazione CNC può creare geometrie complesse con un alto grado di precisione dimensionale. Tuttavia, la complessità aumenta il tempo di ciclo. Se il progettista crea un design il più semplice possibile senza disturbare le caratteristiche e la funzionalità richieste, il tempo sarà ridotto in modo significativo. La progettazione complessa richiede una configurazione degli strumenti complicata e frequente per completare il lavoro.
Pertanto, è meglio rimuovere la complessità non necessaria dal progetto e fissare la migliore sequenza di lavorazione per un tempo di ciclo più breve. Inoltre, collaboriamo a stretto contatto con gli sviluppatori per fissare il design ideale per ottenere il tempo di ciclo di produzione più rapido.
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4. Automazione della produzione
Il processo automatizzato è sempre più efficace e rapido dello sforzo manuale. Puoi eliminare quanto più lavoro umano possibile. La riduzione del tempo di ciclo è possibile utilizzando macchine CNC ad alta velocità e software avanzato per camme come Solid CAM (A. Vetrivel, 2018)
I processi di automazione sono più prevedibili e aiutano a ottenere tempi di ciclo corretti con un miglioramento continuo. Quando automatizzi il processo di produzione, il macchinario rimane fermo e ottimizza il tempo ciclo di ogni operazione di lavorazione CNC. Tuttavia, il processo di automazione richiede un investimento iniziale significativo, ma può essere vantaggioso a lungo termine.
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5. Ottimizza le prestazioni del macchinario
Riscaldamento eccessivo, vibrazioni e restrizioni intrinseche sono alcuni vincoli delle macchine CNC e di altri macchinari di produzione. Queste variabili riducono le prestazioni di produzione e contribuiscono a un tempo di ciclo più lungo. Per evitare queste preoccupazioni, i produttori dovrebbero dare la priorità a ispezioni frequenti, manutenzione periodica, rifornimento, calibrazione e altre azioni.
Suggerimenti tecnici per ridurre il tempo di ciclo nella macchina CNC
Esistono diversi modi per ridurre il tempo di ciclo nelle macchine CNC, tra cui:
| Non | Suggerimenti: |
| 1 | Ottimizzazione dei parametri di taglio: ciò include la selezione della velocità di taglio, della velocità di avanzamento e della profondità di taglio corrette per massimizzare la rimozione del materiale riducendo al minimo l'usura dell'utensile. |
| 2 | Riduzione dei tempi di installazione: questo può essere fatto utilizzando utensili a cambio rapido, attrezzature e sistemi di bloccaggio del pezzo. |
| 3 | Migliorare l'efficienza della macchina: questo può essere fatto effettuando regolarmente la manutenzione della macchina e assicurandosi che funzioni al massimo delle prestazioni. |
| 4 | Riduzione dei tempi di non taglio: questo può essere fatto automatizzando il più possibile il processo, ad esempio utilizzando sistemi di carico e scarico robotizzati. |
| 5 | Riduzione del numero di operazioni: questo può essere fatto utilizzando strumenti multifunzione o combinando più operazioni in una sola. |
| 6 | Miglioramento dell'efficienza del percorso di taglio: questo può essere fatto utilizzando il software CAM più recente per generare percorsi di taglio efficienti che riducono al minimo i movimenti non necessari e ottimizzano la durata dell'utensile. |
| 7 | Utilizzo di tecniche di lavorazione ad alta velocità: questo può essere fatto utilizzando mandrini ad alta velocità, utensili da taglio ad alte prestazioni e strategie di taglio ad alta velocità. |
È importante notare che l'approccio specifico alla riduzione del tempo di ciclo dipenderà dalla macchina e dall'applicazione specifiche. Un macchinista CNC esperto o un ingegnere di processo può aiutarti a identificare e implementare le strategie migliori per le tue esigenze specifiche.
Conclusione
Il tempo del ciclo di produzione può essere stimato nelle operazioni di lavorazione CNC utilizzando una semplice formula che coinvolge la lunghezza di lavorazione, la velocità di avanzamento, la velocità di lavorazione e altre variabili. Potrebbe essere leggermente modificato in base alla particolare operazione CNC, come fresatura, tornitura e foratura. Poiché il tempo ciclo è indissolubilmente legato al costo e ai tempi di consegna di qualsiasi progetto di lavorazione CNC, l'ottimizzazione del tempo ciclo contribuisce alla riduzione dei costi totali. Esistono vari approcci per ridurre il tempo ciclo, come l'automazione, la manutenzione frequente, operatori addestrati, ecc. Sebbene il tempo ciclo possa essere calcolato utilizzando alcune variabili di lavorazione, altri fattori influenzano il risultato accurato, come lo sforzo umano, le vibrazioni, il calore eccessivo e competenza dell'operatore.
Diversi fattori devono essere considerati per migliorare il tempo di ciclo per la riduzione dei costi e Prolean può essere il partner di cooperazione perfetto per il tuo Progetto di lavorazione CNC. Offriamo servizi di lavorazione CNC professionali con oltre 50 opzioni di materiali per varie attività. I nostri esperti di produzione collaborano a stretto contatto con gli sviluppatori per ottimizzare i tempi di ciclo per ottenere risultati eccellenti a un costo inferiore. Sentiti libero di CONTATTACI; il nostro tecnico commerciale riceverà il tuo preventivo entro poche ore.
FAQ
Qual è il tempo del ciclo di produzione nella lavorazione CNC?
Il tempo del ciclo di produzione nella lavorazione CNC si riferisce al tempo totale necessario per completare una parte lavorata, dall'impostazione iniziale all'ispezione finale. Include il tempo impiegato per il cambio utensile, il carico e lo scarico del pezzo e il tempo di lavorazione effettivo. Una stima accurata del tempo di ciclo è fondamentale per la stima dei costi, la pianificazione della produzione e l'efficienza complessiva.
Qual è l'importanza del tempo del ciclo di produzione nella lavorazione CNC?
Il tempo necessario per completare una o più attività di lavorazione CNC è indicato come tempo del ciclo di produzione. Poiché più tempo equivale a più costi, è fondamentale ridurre l'intero costo e il tempo di consegna delle parti o del prodotto finale.
Quali sono le variabili necessarie per calcolare il tempo di ciclo?
Il tempo di ciclo viene calcolato utilizzando la lunghezza di lavorazione, la velocità, la velocità di avanzamento, i giri al minuto e altri fattori. Tuttavia, l'input richiesto può differire da un'operazione di lavorazione all'altra.
Qual è la formula di calcolo del tempo del ciclo di tornitura CNC?
La formula di calcolo del tempo del ciclo di tornitura CNC è:
Tempo di ciclo = (tempo di taglio + tempo di cambio utensile + tempo di movimento rapido) / numero di pezzi
Per calcolare il tempo di taglio, utilizzare la seguente formula:
Tempo di taglio = (Lunghezza del pezzo da lavorare + Lunghezza di avvicinamento + Lunghezza extracorsa) / (Velocità di avanzamento x Velocità del mandrino)
Posso usare Excel per i calcoli del tempo ciclo di lavorazione CNC?
Sì, puoi creare un foglio di calcolo Excel per eseguire calcoli del tempo ciclo di lavorazione CNC. Immettere i dati richiesti, come la velocità di taglio, la velocità di avanzamento, la profondità di taglio e la lunghezza del percorso utensile e utilizzare le formule appropriate per calcolare il tempo di taglio, il tempo di cambio utensile e il tempo di movimento rapido. Infine, sommare questi valori per ottenere il tempo di ciclo totale. si prega di scaricare gratuitamente Foglio di calcolo del tempo di ciclo per il tuo progetto.
Come si può ridurre il tempo del ciclo di produzione?
L'ottimizzazione dei modelli 3D, la riduzione dei tempi di fermo macchina, il layout di lavorazione ottimale, l'automazione, gli operatori esperti e la regolare manutenzione dei macchinari contribuiscono a ridurre i tempi del ciclo di produzione.
Bibliografia
- Vetrivel, AA (2018). Riduzione dei tempi di produzione e dei tempi di ciclo nell'officina meccanica CNC. Giornale internazionale di ricerca in ingegneria, scienza e gestione (IJRESM), 1-2.
- Unità 5 Calcolo del tempo di lavorazione. (2012). In Pianificazione dei processi e stima dei costi (pagg. 2-3). srividyaeng.
- Verma, E. (2022). Comprensione del tempo TAKT e del tempo di ciclo rispetto al tempo di consegna.com.
I sette suggerimenti che hai incluso per ridurre i tempi del ciclo di produzione sono stati sorprendenti. Sono anche un operatore di lavorazioni CNC, qui vorrei aggiungere qualcosa
8 . Adozione della manutenzione predittiva: incorporare un sistema che anticipi quando è probabile che componenti o parti si guastino in base all'utilizzo e ai modelli di usura. Sostituendoli o effettuando la manutenzione appena prima che si guastino, è possibile ridurre al minimo i tempi di inattività.
9 Formazione degli operatori delle macchine: puoi formare continuamente gli operatori delle macchine per tenerli aggiornati con le ultime tecniche di lavorazione, le migliori pratiche e i modi per risolvere i problemi comuni. Gli operatori ben addestrati possono spesso identificare e risolvere i problemi prima che si aggravino.
Abbiamo lasciato intendere che queste strategie forniscono un approccio globale per ridurre i tempi del ciclo di lavorazione CNC, portando ad un aumento della produttività e della redditività.
Grazie ! e mi aspetto un articolo simile in futuro!
Naturalmente, l’adozione della manutenzione predittiva e programmata è la chiave per ottimizzare il tempo del ciclo di produzione per ciascuna operazione di lavorazione CNC.
Eccellente articolo sul tempo del ciclo di produzione nella lavorazione CNC. So come il tempo del ciclo di produzione influisce sul rapporto costo-efficacia delle parti lavorate.
In effetti, il tempo del ciclo di produzione è fondamentale quando si tratta di una produzione economicamente vantaggiosa nella lavorazione CNC senza sacrificare la precisione.
devi aver fatto molte ricerche per questo articolo. Sto cercando di creare un proprio foglio Excel per i calcoli del tempo di ciclo di lavorazione CNC, apprezzerei se pubblicassi un ulteriore articolo su questo argomento.
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