Việc tính toán chính xác thời gian gia công CNC đóng vai trò quan trọng trong việc lập kế hoạch dự án, thực hiện tiến độ và đánh giá chi phí. Nhiều thợ máy gặp khó khăn trong việc đánh giá chính xác thời gian chu kỳ. Điều này thường dẫn đến chậm tiến độ và phát sinh chi phí ngoài dự kiến.
Trong bài đăng trên blog này, bạn sẽ biết về các công thức cơ bản, phương pháp tốt nhất cũng như một số mẹo đặc biệt để tính toán thời gian gia công chính xác.
Thời gian gia công CNC (Thời gian chu kỳ) là gì?
Nói một cách đơn giản, thời gian gia công CNC hay thời gian chu kỳ là tổng thời gian cần thiết để hoàn thành một thao tác gia công. Thời gian này bao gồm tất cả các quy trình cắt, các bước thiết lập, thay đổi dụng cụ và quản lý linh kiện.
Thời gian chu kỳ có thể dao động từ vài giây đến vài phút, tùy thuộc vào độ phức tạp của công việc. Việc giảm thời gian chu kỳ giúp giảm thiểu chi phí sản xuất và cải thiện năng suất.
Công thức thời gian gia công cơ bản
Nếu bạn muốn đánh giá chính xác thời gian chu kỳ trong gia công CNC, bạn cần bắt đầu với các công thức cơ bản. Nhưng trước tiên, bạn cần hiểu một số thuật ngữ cốt lõi.
Giải thích các biến quan trọng
Để có kết quả chính xác, điều rất quan trọng là phải biết thuật ngữ cơ bản.
Chiều dài cắt đề cập đến tổng quãng đường mà dụng cụ di chuyển.
Đường kính là kích thước của phôi và RPM là tốc độ trục chính.
Lượng tiến dao trên mỗi vòng quay là quãng đường mà dụng cụ di chuyển trong một vòng quay của trục chính.
công thức cơ bản
Với công thức cơ bản này, chúng ta có thể tính toán thời gian gia công.
Thời gian gia công = Chiều dài cắt ÷ Tốc độ tiến dao
Với công thức này, bạn có thể biểu diễn thời gian cần thiết để một dụng cụ di chuyển theo một đường nhất định. Hãy đảm bảo bạn luôn sử dụng cùng một đơn vị đo như inch hoặc milimét để có kết quả chính xác.
Tính toán RPM
Trước khi áp dụng công thức tính thời gian, bạn cần biết tốc độ trục chính (RPM). Đối với các phép đo hệ mét, bạn phải sử dụng: Tốc độ trục chính (RPM) = 1000 × Tốc độ cắt ÷ (π × Đường kính).
Phương trình này chuyển đổi đường kính (mm) và tốc độ cắt (m/phút) thành vòng/phút (RPM).
Thời gian gia công tích hợp
Để có thời gian cắt toàn diện, bạn phải thêm tất cả các yếu tố.
Công thức: Thời gian gia công = Chiều dài cắt ÷ (Lượng tiến dao mỗi vòng quay × Tốc độ quay mỗi vòng/phút).
Công thức này tích hợp tốc độ quay và tốc độ nạp liệu. Nó đặc biệt phù hợp cho các công việc khoan và tiện.
Cách tiếp cận bổ sung
Khi cần ước tính trực tiếp, bạn có thể sử dụng công thức Thời gian gia công = Chiều dài ÷ Lượng tiến dao mỗi phút
Với phương pháp này, nếu bạn đã biết giá trị tốc độ cấp liệu mỗi phút thì không cần phải tính toán tốc độ vòng/phút. Các máy móc tiên tiến hiển thị tốc độ cấp liệu mỗi phút này trên màn hình. Phương pháp này hữu ích cho việc đánh giá nhanh chóng và dễ dàng.
Tính toán dựa trên hoạt động CNC
Các công thức cơ bản chỉ là điểm khởi đầu, nhưng mỗi thao tác CNC như khoan, tiện và phay đều đòi hỏi những thiết lập riêng. Bạn có thể tinh chỉnh các tính toán thời gian gia công bằng cách tuân thủ các bước cụ thể này cho từng quy trình.
Khoan
Khi bạn đánh giá thời gian khoan, hãy nhớ cộng khoảng cách tiếp cận với độ sâu của lỗ khoan.
- Ví dụ, nếu lỗ sâu 0.75 inch và có đường tiếp cận 0.1 inch thì tổng khoảng cách là 0.85 inch.
- Với tốc độ cấp liệu là 7 inch mỗi phút (IPM), phép tính sẽ là: Thời gian = 0.85 ÷ 7 = 0.1214 phút, tương đương với khoảng 7.3 giây.
Bằng cách bao gồm cả mục nhập và mục cắt, ước tính thời gian khoan của bạn sẽ được cải thiện.
Quay
Thời gian quay tuân theo công thức tương tự:
Thời gian gia công = Tổng chiều dài ÷ (Lượng tiến dao trên một vòng quay × Vòng/phút)
Tốc độ quay và vòng quay mỗi phút được xác định theo cùng một cách.
Đối với các quy trình như tạo rãnh hoặc ốp mặt khi đường kính thay đổi, bạn phải sử dụng phương pháp dưới đây:
- Chia phần cắt thành các phần có đường kính khác nhau.
- Tính thời gian cho từng phần một.
Phương pháp phân chia này làm tăng độ chính xác, đặc biệt khi ranh giới tốc độ trục chính ảnh hưởng đến quy trình.
Phay
Thời gian phay bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố: số lần phay, chiều dài cắt, tốc độ tiến dao cũng như tốc độ trục chính.
Áp dụng công thức dưới đây:
Thời gian = (Chiều dài cắt × Số lần cắt) ÷ (Lượng cắt trên mỗi vòng quay × Vòng/phút)
- Chiều dài cắt bao gồm cách tiếp cận, hành trình chính và hành trình vượt quá.
- Thức ăn trên mỗi vòng quay là tích của số răng và bước tiến trên mỗi răng.
- RPM được lấy từ đường kính và tốc độ cắt của dao cắt.
Việc kết hợp tất cả các giá trị này sẽ giúp bạn ước tính chính xác thời gian xay xát.
Có tính đến thời gian không cắt
Thời gian gia công không chỉ giới hạn ở công đoạn cắt. Để ước tính đầy đủ, hãy sử dụng công thức sau:
Tổng thời gian gia công = Thời gian cắt + Thời gian thay đổi dụng cụ + Thời gian thiết lập + Thời gian lập trình
- Thời gian cắt: thời gian dành cho việc loại bỏ vật liệu.
- Thời gian thay đổi công cụ: thường mất từ 2 đến 10 phút tùy thuộc vào việc thiết lập của bạn là tự động hay thủ công.
- Thiết lập thời gian: thời gian dành cho việc sửa chữa, tải và mã hóa.
- Thời gian chương trình: thời gian cần thiết để thực thi mã CNC.
Đừng quên bao gồm các khía cạnh thực tế như giai đoạn tháo dỡ hoặc thời gian nghỉ ngơi của người vận hành.
At RICHCONN chúng tôi tập trung rất nhiều vào việc tự động hóa việc thay thế thiết bị và thiết lập tối ưu hóa nếu có thể. Kỹ thuật này đảm bảo các thành phần quan trọng của bạn được gia công đáng tin cậy và nhanh chóng mà không bị chậm trễ.
Các yếu tố chính xác và các khía cạnh tinh tế
Việc đánh giá thời gian gia công chính xác dựa trên nhiều khía cạnh tiên tiến. Việc phân tích mối quan hệ giữa các khía cạnh này mang lại hiệu quả sản xuất vượt trội và dự báo chính xác hơn.
Mối quan hệ giữa tốc độ và nguồn cấp dữ liệu
Cả tốc độ nạp liệu và tốc độ cắt đều ảnh hưởng đến hiệu quả cắt vật liệu của máy. Khi tăng tốc độ cắt, bạn thường phải tăng tốc độ nạp liệu để duy trì tỷ lệ cắt bỏ.
Tốc độ cắt ảnh hưởng đến tuổi thọ dụng cụ và cũng làm thay đổi nhiệt độ dụng cụ. Tương tự, tốc độ tiến dao kiểm soát sự hình thành phoi và độ bóng bề mặt. Bằng cách điều chỉnh đúng cả hai biến số này, bạn có thể ngăn ngừa mài mòn dụng cụ nhanh chóng và vẫn đạt được năng suất cao.
Công thức cho hoạt động xay xát
Độ chính xác của phay dựa trên công thức cụ thể:
- Tốc độ trục chính = tốc độ cắt ÷ (π × đường kính)
- Tốc độ phay = số răng × vòng/phút × tốc độ ăn dao trên mỗi răng
Ví dụ, nếu bạn áp dụng tốc độ cắt là 800 sfm và sử dụng dụng cụ có đường kính 0.5 inch thì:
- RPM = 800 ÷ (π × 0.5) ≈ 6112
Với máy cắt 4 rãnh và tải phoi 0.001″ trên mỗi răng, tốc độ nạp liệu = 4 × 6 112 × 0.001 ≈ 24.4 ipm
Cân nhắc về vật liệu và dụng cụ
Loại vật liệu bạn chọn có ảnh hưởng rất lớn đến thời gian gia công. Nhôm có thể được gia công nhanh hơn so với thép. Thép không gỉ và titan đòi hỏi thay dao thường xuyên hơn và tốc độ tiến dao chậm hơn. Hơn nữa, việc sử dụng các dụng cụ chuyên dụng, ví dụ như dao cắt cacbua , giúp tăng tuổi thọ dao và cho phép gia công ở tốc độ cao hơn.
Thiết kế cho khả năng sản xuất
Việc giảm thiểu thiết lập cũng như thiết kế linh kiện đơn giản sẽ giúp giảm chi phí và thời gian chu kỳ. Việc hạn chế các lỗ sâu, sử dụng các tính năng tiêu chuẩn và giảm số lần lật linh kiện sẽ cải thiện hiệu suất gia công. Khi bạn đơn giản hóa các tác vụ khó, bạn sẽ dành ít thời gian hơn cho máy móc và hoàn thành đơn hàng một cách tự tin và nhanh chóng hơn.
At RICHCONNĐội ngũ sản xuất của chúng tôi sẽ kiểm tra thiết kế của khách hàng trước khi bắt đầu sản xuất. Chúng tôi thường phát hiện những điều chỉnh có thể rút ngắn thời gian chu kỳ sản xuất từ 20% đến 35%.
Mẹo hữu ích cho độ chính xác ước tính
Ngoài cơ sở lý thuyết, việc đánh giá chính xác còn phụ thuộc vào việc sử dụng các phương pháp thực tế. Bạn có thể áp dụng những mẹo này để tính toán chính xác hơn và cải thiện kết quả theo thời gian.
Xác minh
Trước tiên, hãy thực hiện các lần cắt thử và sau đó so sánh thời gian tính toán của bạn với kết quả thực tế của máy. Thời gian hiển thị trên máy thường cho kết quả chính xác hơn so với ước tính của phần mềm CAM. Ngoài ra, hãy chú ý đến âm thanh khi cắt, theo dõi độ mòn của dụng cụ và kiểm tra độ nhẵn bề mặt.
Ghi lại và tái sử dụng dữ liệu
Duy trì cơ sở dữ liệu về thời gian gia công được ghi lại cho từng công cụ, thao tác và cấu hình vật liệu. Ghi lại bất kỳ khoảng cách nào giữa thời gian thực tế và thời gian tính toán để theo dõi lâu dài. Với sự trợ giúp của dữ liệu lịch sử, bạn có thể tăng độ chính xác ước tính lên đến 72% so với các phương pháp tiêu chuẩn khác.
Sử dụng phần mềm
Các ứng dụng tính toán CNC có thể ước tính thời gian nhanh hơn cũng như giảm thiểu sai sót. Các công cụ như Hoffmann Machining Calculator & CNC Machinist Calculator Pro cung cấp tốc độ, tốc độ chạy dao và thời gian cắt tối ưu cho các hoạt động và vật liệu khác nhau.
Tóm lại
Để tính toán chính xác thời gian gia công CNC, bạn phải sử dụng đúng công thức, đồng thời tính đến thời gian dành cho các bước không cắt và hiểu rõ các biến số của từng thao tác. Việc thường xuyên kiểm tra và ghi lại các phép tính sẽ giúp tính toán của bạn chính xác hơn nhiều.
Nếu bạn muốn dịch vụ gia công CNC cho các dự án của mình thì Richconn là lựa chọn tốt nhất. Bạn có thể liên hệ với chúng tôi bất cứ lúc nào.
Câu hỏi liên quan
Có, chúng tôi có thể. DFM giúp giảm chi phí và giảm thiểu thời gian chu kỳ bằng cách giảm số lượng công đoạn, tinh chỉnh thông số kỹ thuật của linh kiện và tối ưu hóa quy trình sản xuất.
Có. Dung sai chặt chẽ hơn có thể kéo dài thời gian gia công. Để đạt được độ chính xác cao hơn thường đòi hỏi phải sử dụng tốc độ chậm hơn, dụng cụ chuyên dụng hoặc các bước hoàn thiện bổ sung, làm kéo dài tổng thời gian gia công.
Phần mềm CAM thường dự đoán thời gian chu kỳ rất chính xác cho các bộ phận phức tạp. Tuy nhiên, những ước tính này có thể bỏ qua các yếu tố như thay đổi công cụ, tăng tốc máy hoặc hạn chế của thiết bị cũ.
Có. Bằng cách ghi lại thời gian thực bằng đồng hồ bấm giờ và xây dựng cơ sở dữ liệu về các hoạt động trước đó, bạn có thể báo giá chính xác hơn. Phương pháp này sử dụng giá trị trung bình thực tế thay vì kết quả đầu ra của phần mềm hoặc chỉ ước tính.
Máy tính hiện đại có thể thêm các đường cắt gián đoạn vào phép tính. Độ chính xác phụ thuộc vào mức độ phần mềm thể hiện chi tiết máy và đường chạy dao tốt như thế nào.
Có thể. Việc vận hành nhiều bộ phận trong cùng một thiết lập giúp giảm thiểu thời gian xử lý và điều chỉnh thiết lập. Phương pháp này giúp giảm thời gian chu kỳ và cải thiện hiệu suất cho từng bộ phận.
