Critérios no desbaste: - Máxima produção - Mínimo custo

Prof. Dr.-Ing. Joel Martins C. Filho

Eng. Mecânica UDESC

Critérios no desbaste:- Máxima produção- Mínimo custo

Critérios no acabamento:- Tolerância- Qualidade superficial

Critérios de otimização

Vida da ferramenta de corte1940 – 4 até 8 horas1960 – 60 min (aumento do custo da máquina)Atualmente – 15 min (Sandvik 1995)



Velo c id ad e d e c o r te a ltaVid a d a f er r am en ata c u r ta

In ten s id ad e d e tr ab a lh o g r an d e

Velo c id ad e d e c o r te b a ix aVid a d a f e r r am en ata lo n g a

Baix a in ten s id ad e d e tr ab a lh o

M áq u in ac ara

S a lár ioa lto

F er r am en tac ara



Determinação dos parâmetros de usinagem no desbasteno torneamentoParâmetros:

- Profundidade de corte ap,- Avanço f e - Velocidade de corte vc.

Esses fatores têm influencia na taxa de remoção e no desgaste da ferramenta ...ap - tem pouca no desgaste. Deve-se empregar ap max.f - deve-se empregar f maxvc - deve-se empregar de acordo com o critério a seguir:



Custo de produção O custo de produção de um lote de peças depende essencialmente do tempo necessáriopara a execução do lote

T

Tpr Te=m·te

Tprb Tprd tb td

tp ts tdp tdem

tdf



T tempo global em [min] para a execução da encomendaTpr tempo de preparação da tarefa

Tprb Tempo de preparação básico da tarefa necessário para a execução de todos os trabalhos indispensáveis para o início da tarefa:

obtenção de material, ferramentas, dispositivos, acessórios, gabaritos; obtenção de desenhos e especificações; montagem de ferramentas, dispositivos, acessórios; ajustes das velocidades de corte e de avanço; execução da peça de prova; preenchimento de formulários e fichas de produção; desmontagem das ferramentas, acessórios e dispositivos; limpeza da máquina.

Tprd Tempo de preparação distribuido dispendido em razão de fatores ocasionais:

esclarecimentos de dúvidas; troca de material defeituoso; remoção de falhas na máquina, nos dispositivos e acessórios; acerto da qualidade do gume ou ângulos da ferramenta;



Te tempo efetivo de execução do lote. Te = m · te; m - número de peças no lote e te – tempo efetivo de execução de uma peça tb tempo básico de execução de uma peça

necessário para executar uma peça tp tempo principal tempo em que ocorre a efetiva remoção de material, é calculado em função:

da velocidade de corte e de avanço; da profundidade de corte; do volume de material a remover.

ts tempo secundário de execução (tempo improdutivo) necessário para a realização de todos os tempos acessórios que se repetem regularmente:

pegar a peça e leva-lá até a máquina e prende-lá; ligar a máquina; aproximar e afastar a ferramenta; ligar o avanço; mudar de rotação; parar a máquina; inspecionar, medir e retirar a peça da máquina, etc



td tempo distribuído de execução de uma peça é a média por peça dos tempos acidentais que ocorrem na fase de execução do lote encomendado tdp tempo distribuído devido ao pessoal:

recebimento de salário; descanso; necessidades fisiológicas; atrasos; tratamento médico; fadiga metal ou física.

tdf tempo distribuído devido à ferrramenta: remoção, reafiação e remontagem da ferramenta;

tdem tempo distribuído devido ao equipamento e ao material: reusinagem de peças fora de medida; rearrumação das peças; eliminação de falhas e defeitos no equipamento e acessórios; remoção de cavacos.



Segundo Stemmer: A redução do custo de produção depende quase que linearmente do tempo globalde execução; Para reduzir o tempo de preparação Tpr

planejamento criterioso da produção Para reduzir os tempos secundários:

logística; movimentações rápidas das peças e das ferramentas; tecnologia de usinagem agregando vários processo em uma máq. Ferramenta.

Para redução do tempo principal de usinagem: utilização de várias ferramentas ao mesmo tempo aumento da velocidade de corte, do avanço e da profundidade de corte



Então:T=Tpr+Te

= Tpr+m·te te=tb+td

= Tpr+m(tb+td) tb = tp+ts; td=tdp+tdf+tdem

rearanjando = Tpr+m(tdp+tdem+ts)+m·tp+m·tdf [min]

V

pr T

tmn

= nr ·ttf

tempo de troca da ferramenta

n° de reafiações da ferr., necessário para a execução de um lote de peças

eFinalmente:

tfV

ppsdemdppr t

Ttm

tmtttmTT

vida da ferramenta

depende do tempo de troca da ferramentatempo “improdutivo”

depende do tempo de corte



Para o torneamento cilíndrico:

min1000 fv

ldnnlt

cp

A vida da ferramenta é:

xc

n

c

tV v

KvCT

1

Substituindo na equação do tempo global:

tf

xc

csdemdppr t

Kfvldm

fvldmtttmTT

10001000

1



Velocidade de corte de máxima produção

xft

cmxp t1)(xKv

ftcmxp t1)(xT

Deve-se empregar a velocidade de corte em que o tempo total de confecção de uma peça é mínimo.

tc - tempo de cortet1 - tempo improdutivot2 - tempo de troca de ferramenta

0dvdT

c



Custo de usinagem

Ke

Kc Kv

Kt Kfe

Custos por peça produzida, independente da vc: custo de materia prima, acrescido das despesas dealmoxarifado, controle, corte, juros, etc; despesas devido a peças e material refugado; controle de qualidade

custos dependentes da vc

custos devido à ferramenta, por peça

custos proporcionais ao tempo de execução de cada peça



Custos devido á ferramenta por peça

1

a

rfafifTv n

CnVVC

valor inicial da ferramenta

valor final da ferramenta

custo global de reafiação

custo da ferramenta por vida

número de vezes que é possível reafiar a ferramenta

p

vTv t

TZ

número de peças usinadas durante a vida Tv de um gume da ferramenta

v

pfTv

Tv

fTvfe T

tC

ZC

K



Exemplo: Calcular o custo da ferramenta, por gume, utilizando pastilhas de metalduro, com 8 gumes cada.

custo do suporte – US$ 70,00 Vi = US$ 5,7 Vf = US$ 0,23

684,0$8

23,07,5 USC fTv

tempo de uso equivalente a 100pastilhas

US$ 30,00 por quilo de pastilhas,1 kg - 130

US$ 50,00 é o custo da caixa c/ 10 pastilhas



Cálculo do custo da hora-máquina

Para o cálculo do custo da hora-máquina deve-se incluir: Depreciação anual da máquina, dispositivos e acessórios; Juros do capital empatado; Custo da área ocupada ( aluguel, limpeza, manutenção, seguro, etc); Manutenção da máquina, dispositivos e acessórios; Custos com salários, incluindo os custos correlatos de seguro, garantia detempo de serviço, previdência, férias, 13° salário, gratificações, faltas e atrasos,administração, etc. Energia elétrica e outros insumos; Lubrificantes, fluidos de corte, etc !

gpt tCK

soma dos custos acima definidos, por minEntão:

mT

tempo global em min, para execução de uma peça



Exemplo: Calcular o custo da hora-máquina de um torno paralelo, com CNC

1. Preço da máquina US$ 80.000,002. Custos adicionais, por exemplo, instalação US$ 10.000,003. Jogo inicial de ferramentas US$ 8.000,00Custo da máquina pronta para operar (Ct) US$ 98.000,00

4. Tempo de depreciação 10 anos Depreciação anual US$ 9.800,005. Taxa anual de juros 12%

Custos devido a juros – 0,5*Ct*12% US$ 5880,006. Custos anuais fixos com manutenção 5% * Ct US$ 4900,007. Custos anuais do espaço construído US$ 4,00*12*20 m2 US$ 960,008. Custo anual de salário US$ 400,00/mês*2*13 US$ 10.400,009. Custo de energia 10 kWh*0,03*16 US$ 480,0010. Custos variáveis de manutenção 5%*Ct US$ 4900,0011. Consumo de lubrificante e refrigerantes US$ 500,0012. Custo anual do uso da máq. 4+6+...+11 US$ 37.820,0013. Tempo de utilização por ano 1.600 horas14. Custo da hora-máquina US$ 23,64



tfece KKKK

Custo de execução por peça

devido à ferramenta

custo devido ao tempo de execução

independente da vc

mTC

Tvt

CKK pp

fTvce

tfV

pdemdpp

prg t

Tt

tttmT

mTt

No caso particular de um torno:

tf

xc

csdemdp

prp

xc

fTvce

tKfvld

fvldttt

mT

C

kfvldCKK

10001000

10001

1



Mínimo custo

x3

co 1)(x60Kv

C

2

3co C

C1)(x60T

mh2 SSC

mhft

ft3 SS60t

KC

Onde:

C1 - constante independenteda velocidade de corte em R$/peça;C2 - soma das despesas com mão de obra e máquina em R$/hora;C3 - constante de custo relativo à ferramenta

C3C2



Observação:

Segundo Stemmer, nem sempre a velocidade de corte econômica é a maisrecomendada !!!

prazo de entrega

maio quantidade de peças

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