En el mundo de la fabricación de precisión, cuando los componentes estándar no cumplen con los requisitos específicos,El mecanizado por control numérico por computadora (CNC, por sus siglas en inglés) surge como una poderosa solución para crear piezas personalizadasEsta tecnología permite la fabricación precisa de componentes a partir de diversos materiales basados en diseños digitales.La comprensión y el cálculo exacto de los tiempos de ciclo de mecanizado se vuelven críticos que afectan directamente a la eficiencia de la producción, el control de costes y los plazos del proyecto.
Considere este escenario: un fabricante de automóviles requiere componentes de motor especializados con dimensiones únicas y especificaciones de materiales.Los horarios de producción podrían sufrir retrasosEsto subraya la importancia vital de dominar los cálculos de tiempo de ciclo CNC para mantener flujos de trabajo de producción sin problemas.
El mecanizado CNC representa un proceso de fabricación en el que un software informático preprogramado controla el movimiento del equipo de producción.Esta tecnología transforma los diseños virtuales (generalmente de programas CAD) en componentes físicos hechos de materiales específicosEl mecanizado CNC se adapta a diversos materiales, incluidos:
- Espuma rígida
- Espuma para tallar
- Plasticos fenólicos
- Plásticos de ingeniería
En comparación con las operaciones manuales, el mecanizado CNC ofrece una precisión y eficiencia superiores en la producción de componentes únicos, sirviendo a industrias que van desde la automoción y la industria aeroespacial hasta la electrónica,militarPara la producción de grandes volúmenes de piezas especializadas, el mecanizado CNC proporciona soluciones fiables y de precisión.
El tiempo de ciclo de mecanizado CNC se refiere a la duración total requerida para completar una sola operación de mecanizado.mientras que los gerentes de producción confían en estos cálculos para una programación precisaEl conocimiento preciso del tiempo de ciclo ofrece múltiples beneficios:
- Citas más exactas:Los estimadores pueden crear cotizaciones precisas tomando en cuenta las duradas reales de mecanizado, evitando las pérdidas por tiempos de procesamiento subestimados.
- Tiempos de entrega más cortosLos fabricantes pueden reducir los ciclos de entrega del producto optimizando la eficiencia del tiempo de ciclo, mejorando la satisfacción del cliente.
- Mejor control presupuestario:Los gerentes de proyectos pueden alinear la producción con los planes financieros utilizando datos sobre el tiempo de ciclo, asegurando que los proyectos se mantengan dentro del presupuesto.
- Los plazos más fiables:Los equipos pueden cumplir con los plazos del proyecto mediante una gestión eficaz del tiempo del ciclo, evitando retrasos.
La fórmula del tiempo de ciclo conecta la distancia de corte, la velocidad de alimentación y la velocidad del husillo. Los operadores de CNC ajustan estas variables para equilibrar la eficiencia con la calidad.Muchos profesionales programan estos cálculos en calculadoras especializadas para uso diarioLas diferentes operaciones de mecanizado requieren métodos específicos de cálculo del tiempo de ciclo.
Las operaciones de torneado dependen de las dimensiones de la pieza de trabajo y del tipo de material.Las operaciones de roscado presentan consideraciones únicas sobre el tiempo de cicloSin embargo, todas las operaciones siguen la fórmula fundamental: el tiempo de mecanizado es igual a la longitud de corte dividida por la velocidad de alimentación.
Los fabricantes pueden reducir los tiempos de ciclo optimizando cada fase de producción:
- Minimizar el tiempo de configuración:Eliminar el tiempo de inactividad innecesario para mejorar la utilización del equipo.
- Seleccionar las herramientas óptimas:Las herramientas de corte de alta eficiencia aceleran las velocidades de procesamiento.
- Optimiza los parámetros de corte:Encuentra el equilibrio ideal entre la velocidad y la longevidad de la herramienta.
- Rationalizar las rutas de herramientas:Reducir la distancia total de corte y minimizar los movimientos no cortantes.
Mediante el análisis y la mejora sistemáticos del tiempo de ciclo, los fabricantes pueden mejorar la productividad manteniendo el control de costos.La fórmula del tiempo de ciclo proporciona una metodología coherente para medir y mejorar la eficiencia del mecanizado.
El cálculo CNC fundamental divide la longitud (o distancia) por la velocidad (o velocidad).
- RPM = 1000 × velocidad de corte (mm/min) / (π × diámetro de barra (mm))
- Tiempo de mecanizado = longitud de corte (mm) / (alimentación por revolución (mm/rev) × RPM)
Dependiendo de las especificaciones del proyecto, pueden ser necesarias conversiones de unidades entre milímetros e pulgadas.
Considere este ejemplo de unidad imperial con estos parámetros:
- Diámetro del agujero = 1 pulgada
- Profundidad del agujero = 0,75 pulgadas
- Distancia de aproximación = 0,1 pulgadas
- La velocidad de alimentación = 7 pulgadas/minuto
Calculo del tiempo de perforación (convertido en segundos):
- Tiempo de perforación = distancia de movimiento (0,85 pulgadas) / velocidad de alimentación (7 pulgadas/minuto) = 0,12143 minutos
- Los segundos = 0,12143 minutos × 60 = 7,2858 segundos
Después de determinar el tiempo de perforación, el cálculo de la velocidad de alimentación en pulgadas por minuto (IPM) requiere la derivación de la velocidad del husillo (RPM).Dado que la mayoría de los manuales proporcionan velocidades de alimentación en pulgadas por revolución (IPR) y recomendaciones de velocidad en pies superficiales por minuto (SFM), las siguientes fórmulas completan el cálculo:
- RPM = 3,82 × SFM / diámetro total
- La velocidad de rotación de la unidad de rotación será igual a la velocidad de rotación de la unidad de rotación.
Para las herramientas que especifican la velocidad de alimentación por diente, la fórmula se adapta a:
- IPR = IPT × número de bordes de corte
Estas fórmulas se aplican directamente a la mayoría de las operaciones, excepto cuando el diámetro cambia durante el mecanizado.velocidad de superficie constante hace que las RPM varíen con los cambios de diámetro, por lo que es necesario realizar cálculos separados de RPM e IPM para cada paso de giro.
El fresado crea ranuras, ranuras helicoidales o superficies planas en planos verticales, inclinados u horizontales.La estimación del tiempo puede requerir medir la velocidad de alimentación por diente, conociendo el número de flautas de la herramienta específica., el número de dientes, o los bordes de corte.
Con la fórmula original (tiempo de mecanizado = longitud de corte (mm) / (alimentación por revolución (mm/rev) × RPM)), el tiempo de fresado CNC se calcula como:
Las especificaciones de cálculo incluyen:
- Duración de corte (mm) = Distancia requerida + Duración de la pieza + Recorrido de la herramienta + Aproximación de la herramienta
- El número de dientes de los animales para los que se utiliza el alimento por rotación (mm/rev)
- RPM = 1000 × velocidad de corte / (π × diámetro de barra (mm))
La precisión de estas mediciones garantiza estimaciones óptimas del tiempo de mecanizado.
La fórmula del tiempo de ciclo de giro también se deriva de la ecuación fundamental: Tiempo de mecanizado = longitud de corte (mm) / (alimentación por revolución (mm/rev) × RPM).
- Duración = acercamiento de la herramienta + longitud de la pieza de trabajo + recorrido de la herramienta × número de pasos
- RPM promedio = 1000 × velocidad de corte / (π × diámetro medio de barra (mm))
El giro crea formas de rotación (a menudo complejas) utilizando herramientas de punto único en tornos.
- Movimiento primario:Rotación de la pieza
- Movimiento secundario:Alimentos para animales
La comprensión de los cálculos del tiempo de ciclo permite mejoras operativas a través de la optimización de procesos.Cada paso de mecanizado CNC afecta el tiempo total del ciclo la optimización de cada componente minimiza la duración totalEstos componentes incluyen:
- Tiempo de instalación:Duración total de la fijación de las piezas de trabajo y de la configuración de las herramientas de corte antes del inicio de las operaciones.
- Cambios de herramientas:Tiempo necesario para cambiar entre varias herramientas.
- Mecanizado:La velocidad de procesamiento depende del material de la pieza de trabajo, de los parámetros de corte y de la complejidad del camino de la herramienta.
- Movimientos rápidos y posicionamiento:Tiempo para reubicar la herramienta entre operaciones.
- Tiempo de permanencia:Pausas intencionales que aseguran el seguimiento preciso de la trayectoria de la herramienta, previniendo el sobrecalentamiento de la herramienta y mejorando la calidad del corte a través del espacio libre de las astillas.
- Descarga de la pieza:Duración para la extracción de los componentes acabados de las máquinas.
El tiempo no productivo, incluidos los retrasos, la carga de archivos CAD y el calentamiento de la máquina, también contribuyen al tiempo total del ciclo.Identificar y abordar estas ineficiencias conduce a un mejor rendimiento del tiempo de ciclo.