Calcolo del tempo di lavorazione: la vostra guida al calcolo del funzionamento delle macchine CNC

Questo articolo insegna come calcolare il tempo di lavorazione per qualsiasi lavoro su una macchina CNC. Conoscere il tempo di lavorazione aiuta a stabilire i prezzi per i lavori e a programmare il lavoro. Leggete questo articolo per imparare delle formule semplici per avere un'idea precisa del tempo di qualsiasi operazione di lavorazione sulla vostra macchina. Questa guida è utile per tutti coloro che in un'officina meccanica stimano i tempi di lavorazione o gestiscono una macchina.

Perché il calcolo dei tempi di lavorazione è così importante?

Conoscere il tempo di lavorazione di un'operazione è molto importante. È la prima cosa da fare per calcolare il costo della produzione di un pezzo. Se la vostra ipotesi sul tempo non è corretta, potreste perdere denaro. Un buon calcolo dei tempi di lavorazione aiuta a stabilire un prezzo equo per il lavoro. Inoltre, aiuta a programmare i lavori per ogni macchina dell'officina. Questo tipo di pianificazione aiuta a lavorare meglio e più velocemente.

Un buon calcolo aiuta anche a trovare modi per eseguire il lavoro più velocemente. Forse un utensile di taglio diverso o una macchina più veloce potrebbero svolgere il lavoro in meno tempo. Questo aiuta l'intera azienda a guadagnare di più. Ogni macchina ha un costo per ogni ora di funzionamento. Il tempo di lavorazione indica quanto di quel costo viene impiegato per produrre un pezzo. Si tratta di un elemento molto importante del processo di produzione. Conoscere questo dato della propria macchina è indispensabile.

Quali fattori di base influenzano il tempo di taglio di una macchina?

Molti fattori possono influenzare la durata di un lavoro di taglio. Prima di calcolare il tempo, è necessario conoscere questi fattori. Il fattore più importante è il tipo di macchina che si sta utilizzando. Una fresatrice non è la stessa cosa di un tornio. Anche il tipo di materiale da tagliare è un fattore importante. Il taglio dell'acciaio è più lento di quello dell'alluminio. La macchina deve lavorare con più forza.

È necessario conoscere anche l'utensile da taglio. Di cosa è fatto l'utensile? Quanti taglienti ha? Il piano del pezzo, o disegno, indica le dimensioni e la forma da creare. È quindi necessario conoscere la lunghezza del taglio, il diametro del pezzo e la profondità del taglio. Infine, sono importanti le impostazioni della macchina. Queste impostazioni sono la velocità di taglio e la velocità di avanzamento. Una brava persona che gestisce la macchina sa come scegliere le impostazioni migliori per quella macchina e quell'utensile da taglio.

Come si calcola il numero di giri per qualsiasi operazione della macchina?

RPM sta per giri al minuto. Indica il numero di giri del mandrino della macchina in un minuto. Il mandrino è la parte che sostiene il pezzo in un tornio o l'utensile da taglio in una fresa. La determinazione del numero di giri corretto è la prima fase del calcolo del tempo di lavorazione. Per trovare il numero di giri si utilizza una formula. La formula è leggermente diversa se si utilizzano unità metriche (mm) o unità imperiali (pollici).

La formula per il numero di giri utilizza la velocità superficiale (SFM) del materiale. La velocità di superficie è una misura della velocità con cui l'utensile si muove sulla superficie del materiale. Le velocità suggerite per ogni materiale sono riportate in un apposito manuale. L'altra informazione necessaria per la formula è il diametro del pezzo da tagliare o il diametro dell'utensile.

Ecco le formule per trovare il numero di giri:

Il corretto numero di giri è molto importante per eseguire un buon lavoro. Una macchina che gira troppo velocemente potrebbe rompere un utensile. Una macchina che gira troppo lentamente è una perdita di tempo. Questa semplice formula è l'inizio di ogni buona ipotesi sul tempo da impiegare. La macchina deve girare al giusto numero di giri al minuto.

Qual è la formula del tempo di lavorazione per un'operazione di tornitura?

La tornitura è un'operazione di lavorazione che viene eseguita su un tornio. Il pezzo in lavorazione ruota e un utensile da taglio con una singola punta viaggia accanto ad esso per tagliare il materiale. Per trovare il tempo di lavorazione per un viaggio dell'utensile da taglio, è necessario utilizzare una semplice formula. Questo calcolo viene utilizzato per lavori come la sfacciatura o la riduzione del diametro di un pezzo.

La formula di base della tornitura è:

Tempo di lavorazione (T) = Lunghezza (L) / (Avanzamento (f) * Numero di giri (N))

In questa formula, L è la distanza totale percorsa dall'utensile, in pollici o mm. Questa distanza comprende la lunghezza del pezzo e un po' di spazio extra per l'utensile per raggiungere il pezzo e allontanarsi da esso. N è il numero di giri al minuto che abbiamo calcolato in precedenza. f è la velocità di avanzamento. L'avanzamento è la distanza percorsa dall'utensile per ogni giro completo del pezzo. Spesso è scritto come pollici per giro (IPR) o mm per giro. L'avanzamento corretto da utilizzare dipende dall'utensile, dal materiale e dal fatto che si stia eseguendo un taglio di sgrossatura o di finitura. Per un taglio grezzo si utilizzerà un avanzamento più rapido.

Possiamo vedere un esempio di tempo di lavorazione di tornitura CNC?

Sì, vediamo un esempio di un tornitura cnc operazione. Supponiamo di dover tagliare l'esterno di un tondino di alluminio a una certa dimensione. La macchina da utilizzare è un normale tornio CNC. Il disegno del pezzo ci fornisce i dettagli necessari.

Ecco le informazioni per il nostro esempio di operazione:

• Workpiece Material: Alluminio
• Diametro di partenza: 2 pollici
• Lunghezza del taglio: 5 pollici
• Velocità di taglio (SFM): 600 SFM (da un manuale)
• Velocità di avanzamento (IPR): 0,015 pollici per giro
• Efficienza della macchina: 0.85 (85%)

Per prima cosa, utilizziamo la formula del numero di giri:

• RPM = (600 SFM * 3,82) / 2 pollici = 1146 RPM. La macchina funzionerà a 1146 giri al minuto.

Successivamente, utilizziamo la formula per il tempo di lavorazione della tornitura:

• Tempo di lavorazione = 5 pollici / (0,015 IPR * 1146 RPM)
• Tempo di lavorazione = 5 / 17,19 = 0,2908 minuti.

Questo calcolo si riferisce a un singolo viaggio di taglio perfetto. Ma nel mondo reale una macchina non è perfetta. Utilizziamo un fattore di efficienza. In questo caso, tale fattore è pari a 0,85. Quindi, il tempo reale è 0,2908 / 0,85 = 0,342 minuti. Questo tempo è per una singola passata. Se un lavoro richiede che l'utensile vada avanti e indietro più volte per raggiungere il diametro finale, è necessario moltiplicare questo tempo per il numero di passate necessarie. Ad esempio, se l'utensile taglia via il materiale in tre passate separate, il tempo di taglio totale per questa operazione della macchina è 3 * 0,342 minuti. Questo è un modo molto utile per calcolare il tempo.

Come funziona un mulino?

Un'operazione di fresatura non è la stessa cosa di un'operazione di tornitura. Nelle operazioni di fresatura, l'utensile da taglio ruota e il pezzo da lavorare rimane in un punto del tavolo della macchina. La tavola sposta quindi il pezzo nell'utensile che sta ruotando. Un utensile per la fresatura può avere molti bordi affilati per il taglio. Questi sono talvolta chiamati denti o scanalature. Una fresatrice è in grado di realizzare superfici piane, scanalature e tasche.

La cosa importante da sapere per un mulino è l'avanzamento per dente. Si tratta della quantità di materiale che ogni tagliente, o dente, taglia a ogni giro. Non è come un tornio, che utilizza un utensile con una punta e un avanzamento in pollici per giro (IPR). Su una fresatrice, l'avanzamento è normalmente indicato in pollici al minuto (IPM). Per trovare l'IPM, è necessario conoscere l'avanzamento per dente, il numero di denti dell'utensile e il numero di giri del mandrino della macchina. Questa è la differenza maggiore quando si calcola il tempo.

Qual è il calcolo del tempo di lavorazione della fresa?

Anche la formula per trovare il tempo di lavorazione per un'operazione di fresatura è facile da usare. Assomiglia molto alla formula della tornitura, ma la velocità di avanzamento viene utilizzata in un altro modo. La macchina deve essere impostata nel modo giusto per assicurarsi che il calcolo del tempo sia corretto.

La formula per il tempo di lavorazione della fresa è:

Tempo di lavorazione (T) = Distanza (L) / Velocità di avanzamento (IPM)

In questa formula, L è la distanza di movimento totale che l'utensile percorre sul pezzo, in pollici o mm. La velocità di avanzamento IPM è indicato in pollici al minuto. Ma spesso è necessario trovare prima l'IPM. Ecco la formula per farlo:

IPM = RPM Alimentazione per dente Numero di denti

Immaginiamo che un utensile di fresatura con 4 denti stia girando a 800 giri/min. L'avanzamento per dente è di 0,005 pollici.

• IPM = 800 0.005 4 = 16 pollici al minuto. La tavola della macchina sposterà il pezzo a una velocità di 16 pollici al minuto. Ora è possibile utilizzare questo numero nella formula principale per trovare il tempo di lavorazione.

Come si determina il tempo di perforazione di un foro?

La foratura è un'altra operazione di lavorazione molto comune. Il trapano è un tipo di utensile dotato di due taglienti, chiamati scanalature. Il calcolo per trovare il tempo necessario per praticare un foro è molto simile a quello per la tornitura. È necessario conoscere la profondità del foro, il numero di giri della punta e l'avanzamento dell'utensile.

La formula per il tempo di esecuzione di un foro è:

Tempo di foratura (T) = Profondità del foro (L) / (Velocità di avanzamento (IPR) * RPM)

In questa formula, L è la profondità del foro che si vuole praticare. Spesso si aggiunge un piccolo extra alla profondità in modo che la punta del trapano possa uscire dall'altro lato del materiale. La velocità di avanzamento è ancora una volta espressa in pollici per giro (IPR). Il numero di giri è il numero di giri al minuto dell'utensile nel mandrino della macchina. Ad esempio, se si deve eseguire un foro profondo 2 pollici con un utensile a 1000 giri/minuto e un avanzamento di 0,005 DPI, il calcolo non è difficile. Il tempo sarebbe 2 / (0,005 * 1000) = 0,4 minuti. Per un foro di una certa dimensione, è necessario utilizzare l'utensile giusto. Potrebbe essere necessaria un'operazione di alesaggio per rendere il foro più preciso. Anche questa operazione richiede un proprio calcolo del tempo.

Quali altri fattori influiscono sul tempo finale di lavorazione CNC?

Il tempo di taglio è solo una parte del tempo totale di lavorazione. Un programma di lavorazione cnc completo è composto da molte fasi. Il tempo totale di realizzazione di un pezzo è molto più lungo del tempo in cui l'utensile è impegnato nel taglio. È necessario ricordare di includere il tempo per tutto il resto che la macchina fa.

Ecco altre cose da aggiungere alla vostra ipotesi di tempo:

• Tempo di allestimento: Il tempo necessario alla persona che gestisce la macchina per inserire il nuovo materiale e bloccarlo.
• Tempo di cambio utensile: Una macchina cnc spesso utilizza molti utensili diversi per un pezzo. La macchina impiega del tempo per passare da un utensile all'altro. Potrebbe trattarsi di alcuni secondi per ogni utensile.
• Tempo di movimento rapido: L'utensile si muove velocemente tra un taglio e l'altro. Si tratta del cosiddetto movimento rapido. Anche questo tempo deve essere contato.
• Caricamento del programma: Il tempo necessario per inserire le istruzioni nel computer della macchina.
• Manipolazione parziale: Il tempo necessario per rimuovere il pezzo finito e inserirne uno nuovo.

Una persona brava a stimare il tempo sa che deve aggiungere questi tempi al tempo di taglio per trovare il tempo totale reale dell'operazione. Ad esempio, una singola operazione di taglio potrebbe richiedere 0,12143 minuti, ma il tempo totale, compreso il cambio utensile, potrebbe essere molto più lungo. In questo modo la stima del tempo finale è più corretta.

Esiste un modo semplice per ottenere un tempo di lavorazione preciso?

Sì, ci sono modi più semplici per avere un'idea del tempo. Molte aziende utilizzano un software speciale. Questo software può esaminare il disegno di un pezzo e calcolare il tempo di lavorazione per voi. Dispone già delle informazioni relative alla macchina, all'utensile e al materiale. Crea un programma di lavorazione cnc completo e fornisce un tempo molto corretto. È molto più veloce che calcolarlo da soli con una calcolatrice.

Un altro strumento utile è un calcolatore dei tempi di lavorazione. Può trattarsi di un piccolo programma o di un file di foglio elettronico. Si digitano i numeri, come il diametro, la lunghezza, il numero di giri e l'avanzamento, e il calcolatore fornisce il tempo. È un ottimo modo per calcolare rapidamente il tempo. Ma fare i calcoli a mano aiuta a capire come funziona tutto. Aiuta a capire come ogni numero diverso influisce sul tempo e sul costo totale. La comprensione della formula è una grande abilità per chiunque lavori nel mondo della lavorazione CNC. La persona che gestisce la macchina spesso riesce a capire quanto tempo dovrebbe impiegare un lavoro solo grazie all'esperienza.

Cose fondamentali da ricordare

Ecco un breve elenco degli elementi più importanti per calcolare il tempo di lavorazione:

• Iniziare con il numero di giri: In primo luogo, è necessario determinare sempre i giusti giri al minuto (RPM) per il materiale e il diametro dell'utensile.
• Utilizzare la formula giusta: Ogni tipo di lavoro (tornitura, fresatura, foratura) ha la sua formula semplice. Assicuratevi di utilizzare quella corretta.
• Conoscere i feed e le velocità: La velocità di taglio (SFM) e l'avanzamento (IPR o avanzamento per dente) sono molto importanti per effettuare un calcolo corretto. È possibile consultarli in un manuale speciale.
• Un passaggio alla volta: Le formule indicano il tempo per un singolo taglio. Se il lavoro richiede molti tagli, è necessario moltiplicare il tempo.
• Ricordare più che tagliare il tempo: Il tempo totale di lavorazione di un lavoro non si limita al solo taglio. Non dimenticate di aggiungere alla vostra ipotesi finale il tempo per il cambio degli utensili, la messa a punto e la manipolazione dei pezzi.
• Efficienza della macchina: Nessuna macchina funziona sempre alla perfezione. Utilizzate un numero come 0,85 per ottenere un tempo più vicino alla realtà per la vostra operazione.