Trong thế giới sản xuất chính xác, khi các thành phần tiêu chuẩn không đáp ứng được các yêu cầu cụ thể,Máy tính điều khiển số máy tính (CNC) xuất hiện như một giải pháp mạnh mẽ để tạo ra các bộ phận tùy chỉnhCông nghệ này cho phép chế tạo chính xác các thành phần từ các vật liệu khác nhau dựa trên thiết kế kỹ thuật số.hiểu và tính toán chính xác thời gian chu kỳ gia công trở nên quan trọng, kiểm soát chi phí, và thời gian dự án.
Hãy xem xét tình huống này: Một nhà sản xuất ô tô đòi hỏi các thành phần động cơ chuyên biệt với kích thước và thông số kỹ thuật vật liệu độc đáo.lịch trình sản xuất có thể gặp sự chậm trễĐiều này nhấn mạnh tầm quan trọng quan trọng của việc làm chủ các tính toán thời gian chu kỳ CNC để duy trì quy trình sản xuất suôn sẻ.
Máy CNC đại diện cho một quy trình sản xuất trong đó phần mềm máy tính được lập trình trước điều khiển chuyển động của thiết bị sản xuất.Công nghệ này biến các thiết kế ảo (thường từ các chương trình CAD) thành các thành phần vật lý được làm từ các vật liệu cụ thể. CNC gia công chứa các vật liệu đa dạng bao gồm:
- Xốp cứng
- Xây rác
- Nhựa phenol
- Nhựa kỹ thuật
So với các hoạt động thủ công, gia công CNC mang lại độ chính xác và hiệu quả cao hơn trong việc sản xuất các thành phần độc đáo, phục vụ các ngành công nghiệp từ ô tô và hàng không vũ trụ đến điện tử,quân sựĐối với sản xuất khối lượng lớn các bộ phận chuyên môn, gia công CNC cung cấp các giải pháp đáng tin cậy, chính xác.
Thời gian chu kỳ gia công CNC đề cập đến tổng thời gian cần thiết để hoàn thành một hoạt động gia công duy nhất. Các kỹ sư sử dụng dữ liệu thời gian chu kỳ để xác định các nút chai sản xuất,trong khi các nhà quản lý sản xuất dựa vào những tính toán này để lên lịch chính xácKiến thức thời gian chu kỳ chính xác mang lại nhiều lợi ích:
- Những trích dẫn chính xác hơn:Các nhà ước tính có thể tạo ra các báo giá chính xác bằng cách tính toán thời gian gia công thực tế, ngăn ngừa tổn thất do thời gian xử lý được đánh giá thấp.
- Thời gian giao dịch ngắn hơn:Các nhà sản xuất có thể giảm chu kỳ giao hàng sản phẩm bằng cách tối ưu hóa hiệu quả thời gian chu kỳ, tăng sự hài lòng của khách hàng.
- Kiểm soát ngân sách tốt hơn:Các nhà quản lý dự án có thể điều chỉnh sản xuất với kế hoạch tài chính bằng cách sử dụng dữ liệu thời gian chu kỳ, đảm bảo các dự án giữ trong ngân sách.
- Thời gian đáng tin cậy hơn:Các nhóm có thể đáp ứng thời hạn dự án thông qua quản lý thời gian chu kỳ hiệu quả, tránh sự chậm trễ.
Công thức thời gian chu kỳ kết nối khoảng cách cắt, tốc độ cấp và tốc độ trục. Các nhà khai thác CNC điều chỉnh các biến số này để cân bằng hiệu quả với chất lượng.Nhiều chuyên gia lập trình các tính toán này vào máy tính chuyên dụng để sử dụng hàng ngàyCác hoạt động gia công khác nhau đòi hỏi các phương pháp tính toán thời gian chu kỳ cụ thể.
Hoạt động quay phụ thuộc vào kích thước mảnh và loại vật liệu. Hoạt động xay bị ảnh hưởng bởi các chiến lược cắt và tốc độ loại bỏ vật liệu.Hoạt động thắt lề có tính xem xét thời gian chu kỳ duy nhấtTuy nhiên, tất cả các hoạt động tuân theo công thức cơ bản: thời gian gia công bằng cắt dài chia cho tốc độ cấp.
Các nhà sản xuất có thể giảm thời gian chu kỳ bằng cách tối ưu hóa mỗi giai đoạn sản xuất:
- Tối thiểu thời gian thiết lập:Loại bỏ thời gian không cần thiết để cải thiện việc sử dụng thiết bị.
- Chọn công cụ tối ưu:Công cụ cắt hiệu quả cao tăng tốc độ xử lý.
- Tối ưu hóa các thông số cắt:Tìm sự cân bằng lý tưởng giữa tốc độ và tuổi thọ công cụ.
- Đơn giản hóa đường dẫn công cụ:Giảm tổng khoảng cách cắt và giảm thiểu các chuyển động không cắt.
Thông qua phân tích và cải thiện thời gian chu kỳ có hệ thống, các nhà sản xuất có thể tăng năng suất trong khi duy trì kiểm soát chi phí.Công thức thời gian chu kỳ cung cấp một phương pháp thống nhất để đo lường và cải thiện hiệu quả gia công.
Tính toán CNC cơ bản chia chiều dài (hoặc khoảng cách) cho tốc độ (hoặc tốc độ). Công thức cốt lõi này cho phép tính toán thời gian gia công và dẫn ra các phương trình bổ sung sau:
- RPM = 1000 × Tốc độ cắt (mm/min) / (π × đường kính thanh (mm))
- Thời gian gia công = Chiều dài cắt (mm) / (Sự cấp cho mỗi vòng quay (mm/rev) × RPM)
Tùy thuộc vào thông số kỹ thuật của dự án, chuyển đổi đơn vị giữa milimet và inch có thể là cần thiết.
Hãy xem xét ví dụ đơn vị đế quốc này với các thông số sau:
- Độ kính lỗ = 1 inch
- Độ sâu lỗ = 0,75 inch
- Khoảng cách tiếp cận = 0,1 inch
- Tốc độ cho ăn = 7 inch/phút
Tính toán thời gian khoan (được chuyển đổi thành giây):
- Thời gian khoan = Khoảng cách di chuyển (0,85 inch) / Tốc độ cung cấp (7 inch/phút) = 0,12143 phút
- giây = 0,12143 phút × 60 = 7,2858 giây
Sau khi xác định thời gian khoan, tính toán tốc độ cấp trong inch mỗi phút (IPM) yêu cầu dẫn xuất tốc độ trục (RPM).Vì hầu hết các hướng dẫn cung cấp tốc độ cấp trong inch mỗi vòng quay (IPR) và khuyến nghị tốc độ trong bề mặt feet mỗi phút (SFM), các công thức sau đây hoàn thành tính toán:
- RPM = 3,82 × SFM / Tổng đường kính
- IPM = RPM × IPR
Đối với các công cụ chỉ định tốc độ cho ăn cho mỗi răng, công thức được điều chỉnh theo:
- IPR = IPT × Số cạnh cắt
Các công thức này áp dụng trực tiếp cho hầu hết các hoạt động, ngoại trừ khi đường kính thay đổi trong quá trình gia công.tốc độ bề mặt liên tục làm cho RPM thay đổi theo thay đổi đường kính, đòi hỏi tính toán RPM và IPM riêng biệt cho mỗi bước quay.
Làm mài tạo ra các khe cắm, rãnh xoắn ốc hoặc bề mặt phẳng trên các mặt phẳng dọc, nghiêng hoặc ngang.ước tính thời gian có thể yêu cầu đo lường tốc độ cho ăn cho mỗi răng, số răng, hoặc cạnh cắt.
Sử dụng công thức ban đầu (thời gian gia công = Chiều dài cắt (mm) / (Feed mỗi vòng quay (mm/rev) × RPM)), thời gian mài CNC được tính như sau:
Các thông số kỹ thuật tính toán bao gồm:
- Chiều dài cắt (mm) = Khoảng cách yêu cầu + Chiều dài đồ đạc + Chiều dài công cụ + Cách tiếp cận công cụ
- Chế độ cấp thức ăn cho mỗi vòng quay (mm/rev) = Số răng × Chế độ cấp thức ăn cho mỗi răng
- RPM = 1000 × Tốc độ cắt / (π × đường kính thanh (mm))
Độ chính xác trong các phép đo này đảm bảo ước tính thời gian gia công tối ưu.
Công thức thời gian chu kỳ quay cũng bắt nguồn từ phương trình cơ bản: Thời gian gia công = Chiều dài cắt (mm) / (Feed mỗi vòng quay (mm/rev) × RPM).
- Chiều dài = Cách tiếp cận công cụ + Chiều dài đồ đạc + Chiều dài công cụ x Số lần đi qua
- RPM trung bình = 1.000 × Tốc độ cắt / (π × đường kính trung bình Bar (mm))
Chuyển tạo ra các hình dạng xoay (thường phức tạp) bằng cách sử dụng các công cụ một điểm trên máy quay.
- Di chuyển chính:Chuyển đổi đồ làm việc
- Di chuyển thứ cấp:Chăn nuôi
Hiểu được tính toán thời gian chu kỳ cho phép cải thiện hoạt động thông qua tối ưu hóa quy trình.Mỗi bước gia công CNC ảnh hưởng đến tổng thời gian chu kỳ tối ưu hóa mỗi thành phần giảm thiểu thời gian tổng thểCác thành phần này bao gồm:
- Thời gian cài đặt:Tổng thời gian cho việc cố định các mảnh làm việc và cấu hình công cụ cắt trước khi bắt đầu hoạt động.
- Thay đổi công cụ:Thời gian cần thiết để chuyển đổi giữa nhiều công cụ.
- Máy gia công:Mỗi chuyển động của công cụ và xoay tròn trục gia tăng thời gian chu kỳ. Tốc độ xử lý phụ thuộc vào vật liệu đồ đạc, thông số cắt và độ phức tạp của đường công cụ.
- Di chuyển nhanh và định vị:Thời gian cho công cụ tái định vị giữa các hoạt động.
- Thời gian ở lại:Ngừng cố ý đảm bảo đường dẫn công cụ chính xác, ngăn ngừa quá nóng công cụ và cải thiện chất lượng cắt thông qua độ sạch chip.
- Việc dỡ bỏ mảnh:Thời gian để loại bỏ các thành phần hoàn thành khỏi máy.
Thời gian không sản xuất, bao gồm sự chậm trễ, tải tập tin CAD và máy nóng lên cũng góp phần vào tổng thời gian chu kỳ.Xác định và giải quyết những thiếu hiệu quả này dẫn đến hiệu suất thời gian chu kỳ tốt hơn.