Beregning af bearbejdningstid: Din guide til beregning af CNC-maskinoperationer

Denne artikel lærer dig, hvordan du finder ud af bearbejdningstiden for et hvilket som helst job på en CNC-maskine. Når du kender bearbejdningstiden, hjælper det dig med at fastsætte priser på opgaver og planlægge dit arbejde. Læs dette for at lære nemme formler til at få en tæt idé om tiden for enhver bearbejdningsoperation på din maskine. Denne guide er nyttig for alle i et maskinværksted, der estimerer jobtider eller kører en maskine.

Hvorfor er beregning af bearbejdningstid så vigtig?

Det er virkelig vigtigt at kende bearbejdningstiden for en operation. Det er det første, man gør for at finde ud af, hvad det koster at fremstille en del. Hvis dit gæt om tiden ikke er rigtigt, kan du miste penge. En god beregning af bearbejdningstiden hjælper dig med at fastsætte en fair pris for dit arbejde. Den hjælper dig også med at planlægge opgaver for hver maskine i værkstedet. Denne form for planlægning hjælper dig med at arbejde hurtigere og bedre.

En god beregning hjælper dig også med at finde måder at gøre arbejdet hurtigere på. Måske kan et andet skæreværktøj eller en hurtigere maskine udføre arbejdet på kortere tid. Det hjælper hele virksomheden med at tjene flere penge. Hver maskine har en omkostning for hver time, den kører. Bearbejdningstiden fortæller dig, hvor meget af den omkostning, der går til at lave en del. Det er en meget vigtig del af produktionsprocessen. Det er vigtigt at vide dette om din maskine.

Hvilke grundlæggende faktorer påvirker en maskines skæretid?

Mange ting kan påvirke, hvor lang tid en skæreopgave tager. Før du regner tiden ud, skal du kende til disse ting. Den største faktor er den type maskine, du bruger. En fræsemaskine er ikke det samme som en drejebænk. Den slags materiale, du skærer i, har også stor betydning. At skære i stål er en langsommere proces end at skære i aluminium. Maskinen skal arbejde med større kraft.

Du skal også vide noget om skæreværktøjet. Hvad er værktøjet lavet af? Hvor mange skærekanter har det? Emnets plan eller tegning viser dig den størrelse og form, du skal skabe. Det betyder, at du skal kende længden af snittet, emnets diameter og snittets dybde. Til sidst er indstillingerne på maskinen vigtige. Disse indstillinger er skærehastigheden og fremføringshastigheden. En god maskinfører ved, hvordan man vælger de bedste indstillinger til den pågældende maskine og det pågældende skæreværktøj.

Hvordan beregner man omdrejningstallet for en hvilken som helst maskinoperation?

RPM står for omdrejninger pr. minut. Det fortæller dig, hvor mange gange maskinens spindel drejer rundt på et minut. Spindlen er den del, der holder arbejdsemnet på en drejebænk eller det skærende værktøj på en fræsemaskine. At finde frem til det korrekte omdrejningstal er første trin i enhver beregning af bearbejdningstid. Man bruger en formel til at finde omdrejningstallet. Formlen er lidt anderledes, hvis du bruger metriske enheder (mm) eller imperiale enheder (tommer).

Formlen for RPM bruger materialets overfladehastighed (SFM). Overfladehastigheden er et mål for, hvor hurtigt værktøjet bevæger sig hen over materialets overflade. Du kan finde forslag til hastigheder for hvert materiale i en særlig håndbog. Den anden oplysning, du skal bruge til formlen, er diameteren på den del, du skærer, eller diameteren på værktøjet.

Her er formlerne til at finde RPM:

Det rigtige omdrejningstal er meget vigtigt for at udføre et godt stykke arbejde. En maskine, der kører for hurtigt, kan ødelægge et værktøj. En maskine, der kører for langsomt, er spild af tid. Denne enkle formel er begyndelsen på ethvert godt gæt på, hvor lang tid det vil tage. Maskinen skal køre med det rigtige antal omdrejninger pr. minut.

Hvad er formlen for bearbejdningstid for en drejeoperation?

Drejning er en bearbejdningsoperation, der udføres på en drejebænk. Arbejdsemnet drejer rundt, og et skærende værktøj med en enkelt spids kører ved siden af det for at skære materiale væk. For at finde bearbejdningstiden for en tur med det skærende værktøj skal du bruge en simpel formel. Denne beregning bruges til opgaver som f.eks. plandrejning eller til at gøre en diameter mindre på et emne.

Den grundlæggende drejeformel er:

Bearbejdningstid (T) = længde (L) / (fremføringshastighed (f) * omdrejningstal (N))

I denne formel, L er den samlede afstand, værktøjet bevæger sig, i tommer eller mm. Dette inkluderer emnets længde og lidt ekstra plads til, at værktøjet kan komme til emnet og bevæge sig væk fra det. N er RPM, eller omdrejninger pr. minut, som vi regnede ud før. f er tilspændingshastigheden. Tilspændingen er den afstand, værktøjet tilbagelægger for hver fulde omdrejning af emnet. Det skrives ofte som tommer pr. omdrejning (IPR) eller mm pr. omdrejning. Den korrekte tilspænding afhænger af værktøjet, materialet, og om du laver en grovskæring eller en færdigskæring. Et groft snit kræver en hurtigere tilspænding.

Kan vi se et eksempel på bearbejdningstid for CNC-drejning?

Ja, lad os se på et eksempel på en cnc-drejning operation. Lad os sige, at du skal skære ydersiden af en aluminiumsstang ned til en bestemt størrelse. Den maskine, du vil bruge, er en normal CNC-drejebænk. Deltegningen giver os de detaljer, vi har brug for.

Her er oplysningerne til vores eksempel på en operation:

• Workpiece Material: Aluminium
• Startdiameter: 2 tommer
• Længde af snit: 5 tommer
• Skærehastighed (SFM): 600 SFM (fra en håndbog)
• Fremføringshastighed (IPR): 0,015 tommer pr. omdrejning
• Maskinens effektivitet: 0.85 (85%)

Først bruger vi formlen for RPM:

• RPM = (600 SFM * 3,82) / 2 tommer = 1146 RPM. Maskinen vil køre med 1146 omdrejninger pr. minut.

Dernæst bruger vi formlen for bearbejdningstid for drejning:

• Bearbejdningstid = 5 tommer / (0,015 IPR * 1146 RPM)
• Bearbejdningstid = 5 / 17,19 = 0,2908 minutter.

Denne beregning gælder for en enkelt, perfekt skæretur. Men i den virkelige verden er en maskine ikke perfekt. Vi bruger noget, der hedder en effektivitetsfaktor. I dette tilfælde er den faktor 0,85. Så den reelle tid er 0,2908 / 0,85 = 0,342 minutter. Denne tid er for en enkelt passage. Hvis et job kræver, at værktøjet kører frem og tilbage mange gange for at nå den endelige diameter, skal du gange denne tid med det antal gennemløb, der er nødvendige. Hvis værktøjet f.eks. skærer materiale væk i tre separate gennemløb, er den samlede skæretid for denne maskinoperation 3 * 0,342 minutter. Dette er en meget nyttig måde at regne tiden ud på.

Hvordan fungerer en mølleoperation?

En fræseoperation er ikke det samme som en drejeoperation. Ved fræsning drejer det skærende værktøj, og den del, du arbejder på, bliver liggende på et sted på maskinens bord. Bordet flytter derefter emnet ind i det roterende værktøj. Et værktøj til en fræser kan have mange skarpe kanter til at skære med. Disse kaldes nogle gange tænder eller riller. En fræsemaskine er i stand til at lave flade overflader, riller og lommer.

Det, der er vigtigt at vide om en mølle, er tilspændingen pr. tand. Det er den mængde materiale, som hver skærekant, eller tand, skærer væk ved hver omdrejning. Det er ikke som på en drejebænk, hvor man bruger et værktøj med én spids og en tilspænding i tommer pr. omdrejning (IPR). På en fræsemaskine angives tilspændingen normalt i tommer pr. minut (IPM). For at finde IPM skal du kende tilspændingen pr. tand, hvor mange tænder der er på værktøjet og maskinens spindelomdrejningstal. Det er den største forskel, når man skal regne tiden ud.

Hvad er beregningen af bearbejdningstid for fræsere?

Formlen til at finde bearbejdningstiden for en fræseoperation er også nem at bruge. Den ligner meget formlen for drejning, men vi bruger tilspændingen på en anden måde. Maskinen skal være indstillet på den rigtige måde for at sikre, at din tidsberegning er korrekt.

Formlen for bearbejdningstid for fræsere er:

Bearbejdningstid (T) = Afstand (L) / Tilspændingshastighed (IPM)

I denne formel, L er den samlede bevægelsesafstand, som værktøjet tilbagelægger over emnet, i tommer eller mm. Tilspændingshastigheden IPM er angivet i tommer pr. minut. Men man er ofte nødt til at finde IPM først. Her er formlen til det:

IPM = RPM Foder pr. tand Antal tænder

Lad os forestille os, at et fræseværktøj med 4 tænder drejer med 800 omdrejninger i minuttet. Tilspændingen pr. tand er 0,005 tommer.

• IPM = 800 0.005 4 = 16 tommer pr. minut. Maskinens bord vil flytte emnet med en hastighed på 16 tommer i minuttet. Nu kan du bruge dette tal i hovedformlen til at finde bearbejdningstiden.

Hvordan finder man ud af, hvor lang tid det tager at bore et hul?

At bore et hul er en anden meget almindelig bearbejdningsoperation. Et bor er en slags værktøj, der har to skærekanter, som kaldes riller. Beregningen for at finde den tid, det tager at bore et hul, minder meget om beregningen for drejning. Du skal kende hullets dybde, borets omdrejningstal og boreværktøjets tilspænding.

Formlen for, hvor lang tid det tager at bore et hul, er:

Tid til at bore (T) = huldybde (L) / (fremføringshastighed (IPR) * RPM)

I denne formel, L er dybden på det hul, du vil bore. Folk lægger ofte lidt ekstra til dybden, så borets spids kan komme ud på den anden side af materialet. Fremføringshastigheden er igen i tommer pr. omdrejning (IPR). RPM er boreværktøjets omdrejninger pr. minut i maskinens spindel. Hvis du f.eks. skal bore et hul, der er 5 cm dybt, med et værktøj på 1000 RPM og en tilspænding på 0,005 IPR, er beregningen ikke svær. Tiden ville være 2 / (0,005 * 1000) = 0,4 minutter. Til et hul med en bestemt diameter skal man bruge det rigtige boreværktøj. Det kan være nødvendigt med en boreoperation for at gøre hullet ekstra præcist. Den operation kræver også sin egen tidsberegning.

Hvilke andre faktorer påvirker den endelige CNC-bearbejdningstid?

Skæringstiden er kun en del af den samlede bearbejdningstid. Et komplet cnc-bearbejdningsprogram består af mange trin. Den samlede tid til at fremstille en del er meget længere end bare den tid, værktøjet er optaget af at skære. Man skal huske at medregne tid til alt det andet, som maskinen gør.

Her er nogle andre ting, du kan tilføje til dit tidsgæt:

• Opsætningstid: Den tid, det tager for den person, der betjener maskinen, at lægge det nye materiale i og spænde det fast.
• Tid til værktøjsskift: En cnc-maskine bruger ofte mange forskellige værktøjer til en del. Det tager tid for maskinen at skifte fra et værktøj til det næste. Det kan tage et par sekunder for hvert værktøj.
• Hurtig bevægelsestid: Værktøjet bevæger sig hurtigt mellem snittene. Dette kaldes hurtig bevægelse. Denne tid skal også tælles.
• Programindlæsning: Den tid, det tager at lægge instruktionerne ind i maskinens computer.
• Delvis håndtering: Den tid, det tager at fjerne den færdige del og sætte en ny i.

En god person, der estimerer tid, ved, at man skal lægge disse tider til skæretiden for at finde den reelle samlede tid for operationen. For eksempel kan en enkelt skæreoperation tage 0,12143 minutter, men den samlede tid inklusive et værktøjsskift kan være meget længere. Det gør dit endelige tidsgæt mere korrekt.

Er der en nem måde at få en nøjagtig bearbejdningstid på?

Ja, der er enklere måder at få en god idé om tiden på. Mange virksomheder bruger særlig computersoftware. Denne software kan se på en deltegning og regne bearbejdningstiden ud for dig. Den har allerede oplysninger om maskine, værktøj og materiale. Det opbygger et komplet cnc-bearbejdningsprogram og giver dig en meget korrekt tid. Det er meget hurtigere end at finde ud af det selv med en lommeregner.

Et andet nyttigt værktøj er en bearbejdningstidsberegner. Det kan være et lille program eller en regnearksfil. Du indtaster tallene, f.eks. diameter, længde, omdrejningstal og tilspænding, og så giver beregneren dig tiden. Det er en god måde hurtigt at finde ud af, hvor lang tid det tager. Men når man laver beregningen i hånden, lærer man, hvordan det hele fungerer. Det hjælper dig til at se, hvordan de forskellige tal påvirker den samlede tid og pris. At forstå formlen er en stor færdighed for enhver person i cnc-bearbejdningsverdenen. Den person, der kører maskinen, får ofte en god fornemmelse af, hvor lang tid et job bør tage, bare af erfaring.

Vigtige ting at huske

Her er en kort liste over de vigtigste ting, når man skal beregne bearbejdningstiden:

• Start med RPM: Først skal du altid finde det rigtige antal omdrejninger pr. minut (RPM) til dit materiale og din værktøjsdiameter.
• Brug den rigtige formel: Hver type opgave (drejning, fræsning, boring) har sin egen nemme formel. Vær sikker på, at du bruger den rigtige.
• Kend dine feeds og hastigheder: Skærehastigheden (SFM) og tilspændingen (IPR eller tilspænding pr. tand) er meget vigtige for at få den rigtige beregning. Du kan slå dem op i en særlig håndbog.
• Et pas ad gangen: Formlerne fortæller dig tiden for en enkelt skæretur. Hvis opgaven kræver mange skæringer, skal du gange tiden.
• Husk mere end bare at skære tid: Den samlede bearbejdningstid for et job er mere end bare skæring. Glem ikke at lægge tid til værktøjsskift, opsætning og håndtering af dele til dit endelige gæt.
• Maskinens effektivitet: Ingen maskine fungerer perfekt hele tiden. Brug et tal som 0,85 for at få en tid, der er tættere på virkeligheden for din virksomhed.