TEMPO DE USINAGEM

Mtodo prtico para o clculo do tempo de usinagem em um torno a CNC, usando a rea do cavaco a ser removida.

Se trabalho em uma empresa que presta servios de usinagem e em dado

momento necessito fazer um oramento para um de meus clientes, a primeira dificuldade

a de no ter a varivel tempo de usinagem de uma forma rpida. Alguns softwares de

Programao Assistida por Computador j do o valor desta varivel quando fao a

programao, porm isto s acontece quando a pea que estou programando j consta

de um oramento aprovado pelo cliente. O presente artigo trata de um mtodo simples e

muito rpido para clculo do tempo, com ele voc ter a possibilidade de fazer um

oramento 5minutos aps uma conversa telefnica com o cliente. O mtodo proposto se

baseia na rea de cavaco a ser removida.

Ezio Zerbone

mtodo tradicional de se calcular o tempo de corte Tc em qualquer tipo de mquina

operatriz, consiste em dividir o comprimento L percorrido pela ferramenta pelo avano de

trabalho a usado.

O

Tc = tempo de corte em minutos Lt = comp. percorrido em mm at = avano em mm/min

Tc = Lt / at

Quando calculamos o tempo para executar uma nica passada, isto no gera grandes

dificuldades, porm, no desbaste, temos sempre que executar vrias passadas. Logo temos que

calcular vrios comprimentos de L ( para cada passada ) para que tenhamos ao final o

comprimento total a ser percorrido pela ferramenta, que a soma de todos os comprimentos

gerados em cada passada.

Para que possamos fazer uma comparao do mtodo tradicional com o mtodo aqui

proposto, vamos analisar com um mesmo exemplo cada um deles, para que ao final possamos

verificar a grande utilidade deste mtodo inovador.

MTODO I tradicional Analisemos o desenho esquemtico, que ser usado no dois mtodos.

100

40 40 40

60 40

20

prof. 2.5mm

O primeiro passo ser calcular o comprimento percorrido pela ferramenta para desbastar

cada dimetro. Para isso usaremos uma profundidade de corte de 2,5mm.

a) Para desbastar o dimetro de 60mm necessitaremos dar 8 passadas pois:

(100 - 60 ) / 2 = 20

20 / 2.5 = 8

Se calcularmos o comprimento total gerado pelas 8 passadas teremos:

120 x 8 = 960mm.

b) Usando o mesmo raciocnio e com a mesma profundidade de corte para o dimetro de 40mm,

sero necessrias 4 passadas gerando assim um comprimento 320mm pois:

80 x 4 = 320mm. c) Para o dimetro de 20mm teremos 160mm pois:

40 x 4 = 160mm Se somarmos todos os comprimentos calculados em a, b e c, teremos:

Lt = 960+320+160

Lt = 1440mm

Usaremos em nosso exemplo, um avano de trabalho (at) = 0.3mm/rot.

Como a frmula de clculo do tempo mostrado acima, exige que o avano de trabalho seja

expresso em mm/min, necessitaremos fazer a transformao necessria: multiplicar o avano

expresso em mm/rot pela rotao a ser usada (rpm).

Para executar essa transformao necessitaremos de alguns dados adicionais:

Dados adicionais:

Vel. de corte (Vc) = 180m/min

Avano Rpido (ar) = 5m/min1

Dimetro mdio = 60mm

d) Com a frmula Vc=(3.14 x D x N) / 1000 chegaremos a um valor de N = 955 rot/min.

e) Para obtermos o avano em mm/min, basta multiplicar o valor do avano em mm/rot pela

rotao, ento chegaremos a um valor de a = 286,5 mm/min.

Tu = Lt / at Tu= 1440 / 286.5 Tu = tempo de usinagem Tu = 5.02min

f) O tempo percorrido com a ferramenta usinando ser: g) Levando em considerao, que para darmos uma nova passada, necessrio recuar a

ferramenta de um valor igual ao comprimento usinado, podemos considerar que o comprimento

percorrido em rpido (Lr) pela ferramenta o mesmo daquele percorrido em trabalho (Lt).

Tr = Lr / ar Lr = LtTr tempo da ferr. em mov.rpido

Tr = 1440 / 5000 ar avano rpido Tr = 0.29min

h) Como j calculamos o tempo que a ferramenta gasta para desbastar a pea (Tu) e o tempo que

ela gasta em deslocamento rpido (Tr), somos tentados a acreditar que basta somar esses dois

valores. Para completarmos a usinagem de uma pea necessrio dar uma passada de

acabamento e para achar este tempo gasto no acabamento, basta dividirmos o permetro do perfil

a ser usinado ( Pu ) pelo valor do avano de trabalho ( at ) ou seja: Pu = 40 + 10 + 40 + 10 + 40 + 20

T acab = 160/286.5 T acab = 0,56min Pu = 160mm

at = 286.5mm/min

1 Os valores de avano rpido variam de mquina para mquina. Usamos 5m/min que igual a 5000mm/min.

Com esse dados, podemos ento determinar o tempo total gasto para se usinar a pea em

questo que seria :

T total = Tu + Tr + Tacab. T total = 5,87mm Considerao sobre o mtodo I

No tivemos dificuldade para calcular o comprimento total percorrido, pois o exemplo que

foi usado relativamente simples, pois em cada dimetro desbastado os comprimentos usinados

eram iguais . Quando o perfil a ser usinado complexo, aumenta a dificuldade de se achar os

valores de Lt.

Mtodo II Teorema usando a rea do cavaco removido ( Prof. Ezio Zerbone)

Como proposta principal do artigo, iremos mostrar a seguir um mtodo para se calcular o

tempo de usinagem em um torno a CNC que se baseia na rea do cavaco a ser removida que

extremamente rpido e simplificado, o que permite poder oferecer para o cliente o custo da

usinagem de uma pea em um tempo bastante reduzido, sem uso de software. Este mtodo consiste em:

A) Dividir a parte que ser usinada em figuras que sejam fceis de calcular as respectivas reas ( tringulo, retngulo, arcos de crculos, etc. ).

No exemplo dado, teremos 3 retngulos:

Um com base de 120mm e altura de 20mm ( S1). Um com base de 80mm e altura de 10mm ( S2). Um com base de 40mm e altura de 10mm ( S3).

B) Calculando as reas teremos:

S1 = 120 x 20 donde S1=2400mm2St = 3600mmm2S2 = 80 x 10 donde S2 = 800mm2

S3 = 40 x 10 donde S3 = 400mm2

C) Considerar que a ferramenta ir dar apenas uma passada para desbastar a pea toda. Isso ir gerar um retngulo muito longo, cuja base desconhecida (Lt), porm a altura igual a

profundidade de corte e a sua rea igual ao somatrio das figuras divididas no item b .

No nosso exemplo teremos:

prof=2.5mm rea = 3600mm2

Lt

d) Como a rea de um retngulo base x altura, sendo a altura =2.5mm e a rea=3600mm2

podemos achar o valor da base que Lt.

Como Lt = St / p = 1440mm que o mesmo valor achado pelo mtodo tradicional. Usando os mesmos parmetros do mtodo tradicional, podemos concluir que o tempo ser o mesmo.

Obs.: As consideraes para os clculos de Tu, Tr e T acab. so as mesmas.

A grande vantagem deste mtodo : no precisar calcular cada comprimento L que a ferramenta percorre;

quanto mais complexa for a geometria do perfil, mais difcil ser o clculo do somatrio dos valores de L usando o mtodo tradicional e mais conveniente o uso do mtodo aqui proposto;

caso o perfil no seja composto unicamente de figuras bem definidas, poder ser feito uma aproximao para elas, o que se perde no far muita diferena.

Ao invs de se preocupar em calcularos setores, basta lembrar que um arcocompensa o outro. Basta calcular area do retngulo.

Em Resumo :

A grande vantagem deste mtodo o de calcular o comprimento de Lt de maneira rpida, pois sabemos que esta varivel a mais difcil de se encontrar usando o mtodo tradicional.

Prtica da 1a aula Questo ( pontos ) Usando o teorema das reas do prof. Ezio Zerbone calcular o tempo de usinagem em um torno a

CNC da figura abaixo ( Tu + Tr + T acab. ) com os seguintes dados:

No esquecer: Para transformar avano em mm/rot para mm/min, multiplica-se o valor em mm/rot pelo

nmero de rotaes;

Para achar o valor de rot/min usar a frmula N=( Vc x 1000 )/ ( 3,14 x d ); Considerar um dimetro mdio para clculo da RPM de 55mm.

TEMPO DE USINAGEM Mtodo prtico para o clculo do tempo de usinagem em um torno a CNC, usando a rea do cavaco a ser removida. MTODO I tradicional Mtodo II Teorema usando a rea do cavaco removido ( Prof. Ezio Zerbone)