Berechnung der Bearbeitungszeit: Ihr Leitfaden für die Berechnung des Betriebs von CNC-Maschinen

In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie die Bearbeitungszeit für jeden Auftrag auf einer CNC-Maschine ermitteln können. Wenn Sie die Bearbeitungszeit kennen, können Sie die Preise für Aufträge festlegen und Ihre Arbeit planen. Lesen Sie diesen Artikel, um einfache Formeln zu lernen, mit denen Sie eine genaue Vorstellung von der Zeit für jeden Bearbeitungsvorgang auf Ihrer Maschine erhalten. Dieser Leitfaden ist für jeden hilfreich, der in einer Maschinenwerkstatt Arbeitszeiten schätzt oder eine Maschine bedient.

Warum ist die Berechnung der Bearbeitungszeit so wichtig?

Es ist sehr wichtig, die Bearbeitungszeit für einen Vorgang zu kennen. Es ist das erste, was Sie tun, um die Kosten für die Herstellung eines Teils zu ermitteln. Wenn Ihre Schätzung der Bearbeitungszeit nicht richtig ist, könnten Sie Geld verlieren. Eine gute Berechnung der Bearbeitungszeit hilft Ihnen, einen fairen Preis für Ihre Arbeit festzulegen. Außerdem hilft sie Ihnen, die Aufträge für jede Maschine in der Werkstatt zu planen. Diese Art der Planung hilft Ihnen, schneller und besser zu arbeiten.

Eine gute Berechnung hilft Ihnen auch, Wege zu finden, die Arbeit schneller zu erledigen. Vielleicht lässt sich die Arbeit mit einem anderen Schneidwerkzeug oder einer schnelleren Maschine in kürzerer Zeit erledigen. Das hilft Ihrem gesamten Unternehmen, mehr Geld zu verdienen. Jede Maschine hat Kosten für jede Stunde, die sie läuft. Die Bearbeitungszeit gibt Aufschluss darüber, wie viel von diesen Kosten auf die Herstellung eines Teils entfallen. Dies ist ein sehr wichtiger Teil des Fertigungsprozesses. Es ist ein Muss, dies über Ihre Maschine zu wissen.

Welche grundlegenden Faktoren beeinflussen die Schnittzeit einer Maschine?

Wie lange ein Schneideauftrag dauert, hängt von vielen Faktoren ab. Bevor Sie die Zeit berechnen können, müssen Sie diese Dinge kennen. Der wichtigste Faktor ist die Art der Maschine, die Sie verwenden. Eine Fräsmaschine ist nicht dasselbe wie eine Drehmaschine. Auch die Art des Materials, das Sie schneiden, spielt eine große Rolle. Das Schneiden von Stahl ist ein langsamerer Prozess als das Schneiden von Aluminium. Die Maschine muss mit mehr Kraft arbeiten.

Sie müssen auch über das Schneidewerkzeug Bescheid wissen. Woraus besteht das Werkzeug? Wie viele Schneiden hat es? Der Plan oder die Zeichnung des Teils zeigt Ihnen die Größe und Form, die Sie herstellen müssen. Das bedeutet, dass Sie die Länge des Schnitts, den Durchmesser des Teils und die Tiefe des Schnitts kennen müssen. Schließlich sind auch die Einstellungen an der Maschine wichtig. Diese Einstellungen sind die Schnittgeschwindigkeit und der Vorschub. Eine gute Person, die die Maschine bedient, weiß, wie man die besten Einstellungen für diese Maschine und das Schneidwerkzeug wählt.

Wie berechnet man die Drehzahl für einen beliebigen Maschinenbetrieb?

RPM steht für Umdrehungen pro Minute. Sie gibt an, wie oft sich die Spindel der Maschine in einer Minute dreht. Die Spindel ist der Teil, der das Werkstück bei einer Drehmaschine oder das Schneidwerkzeug bei einer Fräsmaschine hält. Die Ermittlung der richtigen Drehzahl ist der erste Schritt bei jeder Berechnung der Bearbeitungszeit. Sie verwenden eine Formel, um die Drehzahl zu ermitteln. Die Formel ist etwas anders, wenn Sie metrische Einheiten (mm) oder imperiale Einheiten (Zoll) verwenden.

Die Formel für die Drehzahl verwendet die Oberflächengeschwindigkeit (SFM) des Materials. Die Oberflächengeschwindigkeit ist ein Maß dafür, wie schnell sich das Werkzeug über die Oberfläche des Materials bewegt. In einem speziellen Handbuch finden Sie empfohlene Geschwindigkeiten für jedes Material. Die andere Information, die Sie für die Formel benötigen, ist der Durchmesser des zu schneidenden Teils oder der Durchmesser des Werkzeugs.

Hier sind die Formeln zur Ermittlung der Drehzahl:

Die richtige Drehzahl ist sehr wichtig, um eine gute Arbeit zu leisten. Eine Maschine, die zu schnell läuft, kann ein Werkzeug zerstören. Eine Maschine, die zu langsam läuft, ist reine Zeitverschwendung. Diese einfache Formel ist der Anfang jeder guten Schätzung über die benötigte Zeit. Die Maschine muss mit der richtigen Anzahl von Umdrehungen pro Minute laufen.

Wie lautet die Formel für die Bearbeitungszeit bei einer Drehbearbeitung?

Drehen ist ein Bearbeitungsvorgang, der auf einer Drehmaschine durchgeführt wird. Das Werkstück dreht sich, und ein Schneidwerkzeug mit einer Spitze fährt daneben, um Material abzutrennen. Um die Bearbeitungszeit für eine Fahrt des Schneidwerkzeugs zu ermitteln, müssen Sie eine einfache Formel verwenden. Diese Berechnung wird für Arbeiten wie Plandrehen oder Verkleinern eines Durchmessers an einem Teil verwendet.

Die Grundformel für das Drehen lautet:

Bearbeitungszeit (T) = Länge (L) / (Vorschubgeschwindigkeit (f) * Drehzahl (N))

In dieser Formel, L ist die Gesamtstrecke, die das Werkzeug zurücklegt, in Zoll oder mm. Darin enthalten sind die Länge des Teils und ein wenig zusätzlicher Raum für das Werkzeug, um an das Teil heranzukommen und sich von ihm zu entfernen. N ist die Drehzahl (RPM), also die Umdrehungen pro Minute, die wir zuvor ermittelt haben. f ist die Vorschubgeschwindigkeit. Die Vorschubgeschwindigkeit ist die Strecke, die das Werkzeug bei jeder vollen Umdrehung des Werkstücks zurücklegt. Er wird oft in Zoll pro Umdrehung (IPR) oder mm pro Umdrehung angegeben. Der richtige Vorschub hängt vom Werkzeug und vom Material ab und davon, ob Sie einen Schruppschnitt oder einen Schlichtschnitt durchführen. Bei einem Schruppschnitt wird ein schnellerer Vorschub verwendet.

Können wir ein Beispiel für eine CNC-Drehbearbeitungszeit sehen?

Ja, schauen wir uns ein Beispiel für eine cnc-Drehen Betrieb. Nehmen wir an, Sie müssen die Außenseite einer Aluminiumstange auf eine bestimmte Größe zuschneiden. Die Maschine, die Sie verwenden werden, ist eine normale CNC-Drehmaschine. Die Zeichnung des Teils gibt uns die benötigten Details.

Hier sind die Informationen für unser Beispielvorhaben:

• Workpiece Material: Aluminium
• Anfangsdurchmesser: 2 Zoll
• Länge des Schnitts: 5 Zoll
• Schnittgeschwindigkeit (SFM): 600 SFM (aus einem Handbuch)
• Vorschubgeschwindigkeit (IPR): 0,015 Zoll pro Umdrehung
• Effizienz der Maschine: 0.85 (85%)

Zunächst verwenden wir die Formel für die Drehzahl:

• RPM = (600 SFM * 3,82) / 2 Zoll = 1146 RPM. Die Maschine wird mit 1146 Umdrehungen pro Minute laufen.

Als nächstes verwenden wir die Formel für die Drehbearbeitungszeit:

• Bearbeitungszeit = 5 Zoll / (0,015 IPR * 1146 RPM)
• Bearbeitungszeit = 5 / 17,19 = 0,2908 Minuten.

Diese Berechnung bezieht sich auf einen einzigen, perfekten Schneidevorgang. Aber in der realen Welt ist eine Maschine nicht perfekt. Wir verwenden einen so genannten Effizienzfaktor. In diesem Fall ist dieser Faktor 0,85. Die tatsächliche Zeit beträgt also 0,2908 / 0,85 = 0,342 Minuten. Diese Zeit gilt für einen einzigen Durchgang. Wenn das Werkzeug bei einem Auftrag mehrmals hin- und herfahren muss, um den endgültigen Durchmesser zu erreichen, müssen Sie diese Zeit mit der Anzahl der erforderlichen Durchgänge multiplizieren. Wenn das Werkzeug beispielsweise das Material in drei separaten Durchgängen abträgt, beträgt die Gesamtschneidzeit für diesen Maschinenvorgang 3 * 0,342 Minuten. Dies ist eine sehr hilfreiche Methode, um die Zeit zu ermitteln.

Wie funktioniert ein Mühlenbetrieb?

Eine Fräsbearbeitung ist nicht dasselbe wie eine Drehbearbeitung. Beim Fräsen dreht sich das Schneidwerkzeug, und das Werkstück, das Sie bearbeiten, bleibt an einer Stelle auf dem Maschinentisch. Der Tisch bewegt das Werkstück dann in das sich drehende Werkzeug. Ein Fräswerkzeug kann viele scharfe Kanten zum Schneiden haben. Diese werden manchmal als Zähne oder Nuten bezeichnet. Mit einer Fräsmaschine lassen sich ebene Flächen, Nuten und Taschen herstellen.

Das Wichtigste bei einer Mühle ist der Vorschub pro Zahn. Das ist die Menge an Material, die jede Schneide oder jeder Zahn bei jeder Umdrehung abträgt. Dies ist nicht vergleichbar mit einer Drehmaschine, die ein Werkzeug mit einer Spitze und einem Vorschub in Zoll pro Umdrehung (IPR) verwendet. Bei einer Fräsmaschine wird die Vorschubgeschwindigkeit normalerweise in Zoll pro Minute (IPM) angegeben. Um die IPM zu ermitteln, müssen Sie den Vorschub pro Zahn, die Anzahl der Zähne des Werkzeugs und die Drehzahl der Maschinenspindel kennen. Dies ist der größte Unterschied bei der Berechnung der Zeit.

Wie wird die Bearbeitungszeit für das Fräsen berechnet?

Die Formel zur Ermittlung der Bearbeitungszeit für eine Fräsbearbeitung ist ebenfalls einfach zu verwenden. Sie ähnelt der Formel für das Drehen, aber wir verwenden den Vorschub auf andere Weise. Die Maschine muss richtig eingerichtet sein, damit die Zeitberechnung richtig ist.

Die Formel für die Bearbeitungszeit beim Fräsen lautet:

Bearbeitungszeit (T) = Entfernung (L) / Vorschubgeschwindigkeit (IPM)

In dieser Formel, L ist der Gesamtbewegungsweg, den das Werkzeug über das Werkstück zurücklegt, in Zoll oder mm. Die Vorschubgeschwindigkeit IPM wird in Zoll pro Minute angegeben. Oft muss man aber erst die IPM ermitteln. Hier ist die Formel dafür:

IPM = RPM Vorschub pro Zahn Anzahl von Zähnen

Nehmen wir an, ein Fräswerkzeug mit 4 Zähnen dreht sich mit 800 U/min. Der Vorschub pro Zahn beträgt 0,005 Zoll.

• IPM = 800 0.005 4 = 16 Zoll pro Minute. Der Maschinentisch wird das Teil mit einer Geschwindigkeit von 16 Zoll pro Minute bewegen. Jetzt können Sie diese Zahl in die Hauptformel einsetzen, um die Bearbeitungszeit zu ermitteln.

Wie ermittelt man die Zeit für das Bohren eines Lochs?

Das Bohren von Löchern ist ein weiterer sehr häufiger Bearbeitungsvorgang. Ein Bohrer ist eine Art Werkzeug mit zwei Schneiden, die als Spannuten bezeichnet werden. Die Berechnung der Zeit, die zum Bohren eines Lochs benötigt wird, ähnelt der Berechnung beim Drehen. Sie müssen die Tiefe des Lochs, die Drehzahl des Bohrers und den Vorschub des Bohrwerkzeugs kennen.

Die Formel für die Zeit zum Bohren eines Lochs lautet:

Bohrzeit (T) = Bohrtiefe (L) / (Vorschubgeschwindigkeit (IPR) * RPM)

In dieser Formel, L ist die Tiefe des zu bohrenden Lochs. Oft wird die Tiefe noch etwas erhöht, damit die Bohrerspitze auf der anderen Seite des Materials wieder herauskommt. Die Vorschubgeschwindigkeit wird wiederum in Zoll pro Umdrehung (IPR) angegeben. Die Drehzahl ist die Umdrehung des Bohrers in der Maschinenspindel pro Minute. Wenn Sie z. B. ein Loch von 2 Zoll Tiefe mit einem Werkzeug mit 1000 U/min und einem Vorschub von 0,005 IPR bohren müssen, ist die Berechnung nicht schwer. Die Zeit würde 2 / (0,005 * 1000) = 0,4 Minuten betragen. Für ein Loch mit einem bestimmten Durchmesser muss man das richtige Bohrwerkzeug verwenden. Möglicherweise ist eine Bohrung erforderlich, um das Loch besonders präzise zu machen. Dieser Vorgang erfordert ebenfalls eine eigene Zeitberechnung.

Welche anderen Faktoren wirken sich auf die endgültige CNC-Bearbeitungszeit aus?

Die Schnittzeit ist nur ein Teil der gesamten Bearbeitungszeit. Ein komplettes CNC-Bearbeitungsprogramm setzt sich aus vielen Schritten zusammen. Die Gesamtzeit für die Herstellung eines Teils ist viel länger als nur die Zeit, in der das Werkzeug mit dem Schneiden beschäftigt ist. Sie müssen auch die Zeit für alle anderen Tätigkeiten der Maschine berücksichtigen.

Hier sind einige andere Dinge, die Sie Ihrer Zeitschätzung hinzufügen können:

• Einrichtungszeit: Die Zeit, die die Person, die die Maschine bedient, benötigt, um das neue Material einzulegen und zu befestigen.
• Werkzeugwechselzeit: Auf einer CNC-Maschine werden oft viele verschiedene Werkzeuge für ein Teil verwendet. Die Maschine braucht Zeit, um von einem Werkzeug zum nächsten zu wechseln. Das kann für jedes Werkzeug ein paar Sekunden dauern.
• Zeit des Zeitraffers: Das Werkzeug bewegt sich zwischen den Schnitten schnell. Dies wird als Eilgang bezeichnet. Auch diese Zeit muss gezählt werden.
• Programm laden: Die Zeit, die benötigt wird, um die Anweisungen in den Computer der Maschine einzugeben.
• Teil Handhabung: Die Zeit, die benötigt wird, um das fertige Teil zu entfernen und ein neues einzubauen.

Ein guter Zeitschätzer weiß, dass er diese Zeiten zur Schneidzeit addieren muss, um die tatsächliche Gesamtzeit für den Vorgang zu ermitteln. Ein einzelner Schnittvorgang kann beispielsweise 0,12143 Minuten dauern, aber die Gesamtzeit einschließlich eines Werkzeugwechsels könnte viel länger sein. Dadurch wird Ihre endgültige Zeitschätzung korrekter.

Gibt es eine einfache Möglichkeit, eine genaue Bearbeitungszeit zu ermitteln?

Ja, es gibt einfachere Möglichkeiten, sich ein gutes Bild von der Zeit zu machen. Viele Unternehmen verwenden spezielle Computersoftware. Diese Software kann sich eine Teilezeichnung ansehen und die Bearbeitungszeit für Sie berechnen. Sie verfügt bereits über die Maschinen-, Werkzeug- und Materialinformationen. Sie erstellt ein komplettes CNC-Bearbeitungsprogramm und gibt Ihnen eine sehr genaue Zeitangabe. Das geht viel schneller, als wenn Sie es selbst mit einem Taschenrechner herausfinden.

Ein weiteres hilfreiches Werkzeug ist ein Bearbeitungszeitrechner. Dabei kann es sich um ein kleines Programm oder eine Tabellenkalkulationsdatei handeln. Sie geben die Zahlen ein, z. B. Durchmesser, Länge, Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit, und der Rechner gibt Ihnen die Zeit an. Dies ist eine gute Möglichkeit, die Zeit schnell zu ermitteln. Aber wenn man die Berechnung von Hand durchführt, lernt man, wie alles funktioniert. So können Sie erkennen, wie sich die verschiedenen Zahlen auf die Gesamtzeit und die Kosten auswirken. Die Formel zu verstehen, ist eine wichtige Fähigkeit für jeden, der in der Welt der CNC-Bearbeitung tätig ist. Die Person, die die Maschine bedient, bekommt oft ein gutes Gespür dafür, wie lange eine Arbeit dauern sollte, einfach aus Erfahrung.

Das Wichtigste zur Erinnerung

Hier eine kurze Auflistung der wichtigsten Punkte zur Ermittlung der Bearbeitungszeit:

• Beginnen Sie mit RPM: Ermitteln Sie zunächst immer die richtige Drehzahl für Ihr Material und Ihren Werkzeugdurchmesser.
• Verwenden Sie die richtige Formel: Für jede Art von Arbeit (Drehen, Fräsen, Bohren) gibt es eine eigene einfache Formel. Achten Sie darauf, dass Sie die richtige Formel verwenden.
• Kennen Sie Ihre Feeds und Geschwindigkeiten: Die Schnittgeschwindigkeit (SFM) und der Vorschub (IPR oder Vorschub pro Zahn) sind sehr wichtig, um die Berechnung richtig zu machen. Sie können sie in einem speziellen Handbuch nachschlagen.
• Ein Durchgang nach dem anderen: Die Formeln geben die Zeit für eine einzelne Schnittfahrt an. Wenn der Auftrag viele Schnitte erfordert, müssen Sie die Zeit multiplizieren.
• Denken Sie an mehr als nur an die Schnittzeit: Die Gesamtbearbeitungszeit für einen Auftrag umfasst mehr als nur das Schneiden. Vergessen Sie nicht, die Zeit für den Werkzeugwechsel, das Einrichten und die Handhabung der Teile zu Ihrer endgültigen Schätzung hinzuzurechnen.
• Effizienz der Maschine: Keine Maschine arbeitet immer perfekt. Verwenden Sie eine Zahl wie 0,85, um eine Zeit zu erhalten, die näher an der Realität für Ihren Betrieb liegt.