CNC 加工的生產週期時間

數控加工

循環時間在 數控加工 指完成一項或多項機械加工工序所需的時間。對於任何 CNC 加工項目，週期時間對於分析交貨時間並最大限度地降低特定零件或最終產品的成本至關重要。

它影響CNC加工項目的總體成本以及材料類型、複雜性和精度等其他因素。計算週期時間涉及求解銑削、車削、鑽孔等操作的數學關係。

本文將簡要概述 各種 CNC 加工作業的週期時間計算、生產週期時間的影響及其減少方法。

 

生產週期時間的計算

在控制面板中估計循環時間

加工時間與其他時間相似，刀具移動的距離與速度的比率相同。所有工序（包括銑削、車削、端面加工等）的一般加工時間可以用數學方式表示如下（第 5 單元加工時間計算，2012 年）。

哪裡，

L=工件的加工長度（mm）

N=工件每分鐘轉數(rpm)

= 1000* 切削速度 (V)/π* 直徑 (D)

f= 進給速度（毫米/分鐘）

f=每轉進給量=每齒進給量*齒數=0.1*20=2mm，

 

這個數學表達式給出了關於加工時間以及加工特定工件需要多少時間的簡單概念。您還可以查看下面的視頻，以更好地解釋加工週期時間的計算。此外，請隨時下載 週期時間計算電子表格 為您自己的項目。

如何在Excel中計算週期時間

 

不同操作的周期時間

1.CNC銑削

正如已經解釋過的，一般公式 T=L/f*N 用於計算每個 CNC 加工過程的循環時間。但是，每種情況計算變數的方法可能有所不同。

在 銑削操作，進給量以每齒進給量計算。它需要工具上有許多齒、切割刃或凹槽。

進給量（f）=每齒進給量*齒數

長度 = 作業長度 + 刀具行程 x 走刀次數 + 刀具接近長度。

數控銑削操作

例如，銑削加工的加工長度，切削深度為 4mm，工件長度為 200mm，刀具直徑為 200mm，刀具接近和超程距離為 4mm，每齒進給量 0.2mm，切削速度為 30m/分鐘＆30齒將是 L= 200 mm + 4 mm * 道數 + 4mm。

要獲得走刀次數，應將槽尺寸或任何其他特徵除以切削深度（刀具可以切削的深度）一次）。我們考慮插槽的尺寸為20mm*20mm。在我們的例子中，刀具在工件上經過五次以切割 20 毫米。

因此，L= 200 毫米 + 4 毫米 * 5 + 4 毫米 = 224 毫米

2. CNC車削

CNC車削零件

CNC車削 是指使用單點刀具建立車削零件。車削加工的週期時間計算與銑削加工沒有什麼不同。長度也根據以下公式計算：

L= 工作長度 + 刀具行程 x 走刀次數 + 刀具接近長度 和平均 RPM (N) = 1000*切削速度/π*平均直徑。

讓我們以與上述銑削操作相同的範例來計算車削操作的每轉進給量 (f) 和 RPM (N)。

由於每齒進給量是已知變量，因此我們計算每轉進給量 (f)： 將每齒進給量乘以齒數。

f= 0.1 * 30 = 3mm/轉

N=工件每分鐘轉數(rpm)

= 1000* 切削速度 (V)/π* 直徑 (D)

= 1000*30/ 3.14* 200

= 47.77轉

總生產週期時間為 (T)=L*通過次數/f*N=224*5/(3*47.77)=7.81分鐘

3.數控鑽孔

數控鑽孔涉及使用旋轉刀具在固定工件上建立圓孔。鑽孔的循環時間是指打出一個或多個孔的時間，這取決於加工刀具、進給速度和主軸轉速。

哪裡，

i= 孔數

I_d= 鑽孔深度（毫米）

v= 主軸轉速（/min）

f= 進給速度（毫米/轉）

 

額外的計算方法

還有另一種直接的方法來估算 CNC 加工中的生產週期時間。可以將投入的時間除以生產的零件或產品總數來計算 （維爾瑪，2022）.

週期時間（T）=總時間/生產的零件或產品的數量

例如，如果 CNC 加工裝置在一小時內加工 12 個相同的零件，則一個零件的循環時間為 5 分鐘。

週期時間 = 1 小時/ 12 個零件 = 60 分鐘/ 12 個零件 = 5 分鐘/零件

 

減少週期時間

由於生產週期時間與CNC加工專案的交貨時間和總體成本相關，因此需要縮短週期時間來優化零件和最終產品的總體成本，以在市場中競爭 （A.Vetrivel，2018）。即使CNC加工過程已達到穩定狀態，仍可能存在一些影響循環時間的因素。因此，控制 CNC 加工操作的可變性對於加快流程至關重要。

雖然縮短週期時間確實可以降低成本和縮短交貨時間，但在某些情況下，由於設備和操作限制，推動週期時間可能並不合理。此外，將循環時間降低到不理想的限度以下也會影響零件的功能。讓我們仔細看看一些縮短生產週期時間的明智建議。

1、優化車間佈局

電腦上的機器佈局模擬

CNC 加工的複雜佈局由於不必要的等待或運輸時間而增加了加工時間。如果生產單元很接近，它們將減少週期時間，並且可以輕鬆地從一種操作過渡到另一種操作。即使幾秒鐘也可以縮短生產時間並提高加工生產力。

因此，您需要根據可用空間、原材料條件和涉及的加工操作來確定佈局。此外，還可以選擇電腦模擬來找到最佳的佈局，從而透過改進工作流程來最大限度地減少生產時間。

2、經驗豐富的操作人員

CNC加工的生產率也取決於操作者的技能。專業操作員可以輕鬆解決操作過程中出現的問題，並尋求持續改善流程。在生產中使用熟練的人力資源將有助於縮短週期時間。

因此，在任何數控加工專案中，最大限度地縮短週期時間都需要具有分析能力的經驗豐富的操作員。

3. 3D模型優化

CNC 加工可以創建具有高度尺寸精度的複雜幾何形狀。然而，複雜性增加了周期時間。如果設計者在不影響所需特性和功能的情況下創建盡可能簡單的設計，那麼時間將大大減少。複雜的設計需要複雜且頻繁的工具設定才能完成工作。

因此，最好消除設計中不必要的複雜性，並確定最佳加工順序以縮短循環時間。此外，我們與開發人員密切合作，確定理想的設計，以實現最快的生產週期。

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4.生產自動化

自動化流程始終比手動操作更有效、更快速。您可以消除盡可能多的人工工作。使用高速 CNC 工具機和先進的凸輪軟體（例如 Solid CAM）可以縮短週期時間 （A.Vetrivel，2018）

自動化流程更具可預測性，有助於透過持續改善獲得正確的週期時間。當您實現製造流程自動化時，機器保持靜止並優化每個 CNC 加工操作的循環時間。然而，自動化過程需要大量的初始投資，但從長遠來看是有益的。

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5.優化機械性質

過度加熱、振動和固有限制是CNC工具機和其他製造機械的一些限制。這些變數會降低生產性能並導致週期時間更長。為了避免這些問題，CNC加工製造商應優先考慮頻繁檢查、定期維護、補貨、校準和其他行動。

 

減少CNC工具機循環時間的技術技巧

沒有	更多竅門
1	優化切削參數：這包括選擇正確的切削速度、進給率和切削深度，以最大限度地提高材料去除率，同時最大限度地減少刀具磨損。
2	減少設定時間：這可以透過使用快速更換工具、夾具和工件固定係統來完成。
3	提高機器效率：這可以透過定期維護機器並確保其以最佳性能運作來實現。
4	減少非切割時間：這可以透過盡可能自動化流程來實現，例如使用機器人裝載和卸載系統。
5	減少操作數量：這可以透過使用多功能工具或將多個操作合併為一個來完成。
6	提高切削路徑的效率：這可以透過使用最新的 CAM 軟體產生高效的切削路徑來實現，從而最大限度地減少不必要的移動並優化刀具壽命。
7	利用高速加工技術：這可以透過使用高速主軸、高性能切削刀具和高速切削策略來實現。

值得注意的是，減少週期時間的具體方法取決於特定的機器和應用。經驗豐富的數控機械師或製程工程師可以幫助您確定並實施適合您特定需求的最佳策略。

結論

在 CNC 加工操作中，可以使用涉及加工長度、進給速率、加工速度和其他變數的簡單公式來估計生產週期時間。根據特定的 CNC 操作（例如銑削、車削和鑽孔），它可能會略有變化。由於週期時間與任何 CNC 加工專案的成本和交貨時間都密不可分，因此最佳化週期時間有助於降低總成本。減少週期時間的方法有多種，例如自動化、頻繁維護、訓練有素的操作員等。操作員的專業知識。

提高週期時間以降低成本必須考慮幾個因素，Prolean 可能是您的完美合作夥伴 CNC加工項目。我們提供專業的 CNC 加工服務，有 50 多種材料可供選擇，適合各種任務。我們的製造專家與開發人員密切合作，優化週期時間，以更低的成本獲得優異的結果。請隨時 聯繫我們;我們的銷售工程師將在幾個小時內收到您的報價。

 

常見問題解答

CNC加工的生產週期是多少？

CNC加工中的生產週期時間是指完成加工零件從初始設定到最終檢查所需的總時間。它包括換刀、零件裝卸所花費的時間以及實際加工時間。準確的周期時間估算對於成本估算、生產計劃和整體效率至關重要。

CNC加工中生產週期時間的重要性是什麼？

完成一項或多項數控加工任務所需的時間稱為生產週期時間。由於更多的時間等於更多的成本，因此降低零件或最終產品的整體成本和交貨時間至關重要。

計算週期時間需要哪些變數？

循環時間是根據加工長度、速度、進給率、每分鐘轉數和其他因素計算的。然而，一次加工操作所需的輸入可能與下一次加工操作不同。

CNC車削週期時間計算公式是什麼？

CNC車削週期時間計算公式為：

循環時間=（切削時間+換刀時間+快速移動時間）/零件數量

若要計算切削時間，請使用下列公式：

切削時間=（工件長度+接近長度+超程長度）/（進給速度x主軸轉速）

我可以使用 Excel 計算 CNC 加工週期時間嗎？

是的，您可以建立 Excel 電子表格來執行 CNC 加工週期時間計算。輸入所需數據，如切削速度、進給量、切削深度和刀具路徑長度，並使用適當的公式計算切削時間、換刀時間和快速移動時間。最後，將這些值相加即可獲得總循環時間。請免費下載 週期時間計算電子表格 為您自己的項目。

如何縮短生產週期？

優化 3D 模型、減少加工停機時間、優化加工佈局、自動化、專家操作員和定期機械維護都有助於縮短生產週期時間。

 

 

參考書目

1. 維特里維爾，AA (2018)。減少 CNC 機械車間的製造時間和週期時間。 國際工程、科學與管理研究期刊 (IJRESM)，1-2。
2. 單元 5 加工時間計算。 （2012）。在 流程規劃與成本估算 （第 2-3 頁）。斯里維丹格。
3. 維爾馬，E.（2022）。 了解 TAKT 時間和週期時間與提前期。COM。