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Aspecto Econômico de Usinagem
Juliano Aparecido de Oliveira
Usinagem – 2012
UFSJ
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Aspecto Econômico de Usinagem
1. Colocação e fixação da peça;
2. Aproximação e posicionamento da ferramenta;
3. Processo de corte;
4. Afastamento da ferramenta;
5. Inspeção e retirada da peça;
ParticipaçãoDireta
ParticipaçãoIndireta
6. Preparo da máquina;7. Remoção para troca de ferramenta;8. Ajuste e colocação da nova
ferramenta;
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;
;
;
;
;
;
Tempo de Usinagem
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Seja a vida de uma ferramenta, e o número de peças usinadas em 1 vida de ferramenta, temos:
Substituindo (3) em (1):
(2) (3)
𝑡𝑡=𝑡 𝑐+(𝑡 𝑠+𝑡𝑎+𝑡𝑝
𝑍 )+𝑍 ∙
𝑡 𝑐
𝑇−1
𝑍∙𝑡 𝑓𝑡
(4)
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A equação (4) pode ser simplificada para
• - tempo de corte → Diminui com Vc;• - tempo improdutivo (colocação, retirada, inspeção da
peça e preparo da máquina) → não é influenciado por Vc;
• - tempo relacionado à troca de ferramenta → Aumenta com Vc.
(5)
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Velocidade de Corte de Máxima Produção
Figura 1 – Amorim, 20106 - 21
Seja, no torneamento cilíndrico de uma peça:
• o percurso de avanço (mm);• o diâmetro da peça (mm);• o avanço (mm/volta);• a velocidade de corte (m/min);• a rotação da peça (RPM);• a velocidade de avanço (m/min).
(6) (7)
(8)
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Substituindo (8) em (5):
Substituindo a equação de Taylor (10) em (9):
(9)
(10)
(11)
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Como fazer para encontrar ?
Do Cálculo 1, Máximos e mínimos:• Como sabemos que não há máximos ou inflexões na
curva , basta igualar .
Isolando :
Substituindo (13) em (10):
(12)
(13)
(14)
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Análise de Custos em Produção
• – custo de produção por peça;• – custo da mão de obra de usinagem;• – custo das ferramentas (depreciação,
troca, afiação);• – custo da máquina (manutenção, espaço
ocupado, consumo, depreciação).
DiretamenteEnvolvidos
IndiretamenteEnvolvidos
• Matéria prima;• Mão de obra indireta;• Controle de qualidade;• Entre outros.
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- tempo total de confecção por peça;
- salário (encargos) do operador por hora.
(
(16)
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• – valor inicial da máquina (R$);• – idade da máquina (anos);• – vida útil da máquina (anos);• – Taxa de juros por ano;• – custo de manutenção da máquina (R$/ano);• – área ocupada pela máquina (m2);• – custo da área ocupada (R$/m² .ano);• – custo total da máquina [tudo entre colchetes/H] (R$/hora);• – número de horas de trabalho por ano.
(17)
(18)
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Usinando com pastilhas intercambiáveis, temos o custo da ferramenta por vida como:
• – vida média do porta-ferramenta, em quantidade de arestas de corte;
• – custo de aquisição do porta-ferramenta;• – número de arestas de corte da pastilha;• – custo de aquisição da pastilha.
(19)
(20)
- número de peças usinadas por vida de ferramenta.
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Vida Econômica da Ferramenta
Substituindo (16), (18), e (20) em (15):
Substituindo em (21), e manipulando-se a equação:
Que se reduz a: - (R$/peça) → independe da Vc; - (R$/hora): soma das despesas com mão de obra e máquina → diminui com Vc; - constante de custo relativo à ferramenta → aumenta com Vc.
(
(22)
(23)
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Substituindo em (23), para o torneamento cilíndrico:
Substituindo (Taylor) em (24):
(24)
(25)
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Velocidade de Corte de Mínimo Custo
Figura 2 - Amorim, 201016 - 21
Como fazer para encontrar ?
De forma análoga à realizada para encontrar :
Substituindo (27) em Taylor:
(26)
(27)
𝑇 𝑜=𝐾 ∙(𝑥√ 𝐶2 ∙𝐾
60 ∙ (𝑥−1 ) ∙𝐶3)−𝑥
(28)
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Intervalo de Máxima Eficiência (IME)
Intervalo compreendido entre as velocidades de mínimo custo e máxima produção.
Figura 3 - Amorim, 201018 - 21
Escolha da Vc Dentro do IME
1. próxima de (nunca acima): usada quando tem prazos de entrega críticos, alta produção.
2. próxima de (nunca abaixo): períodos de baixa demanda, prazos de entrega “folgados”.
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Escolha da Vc Dentro do IME
3. Uma boa forma de trabalhar no IME é usar próximos de , pois, como(que é de difícil determinação) é sempre menor que , que é de fácil determinação, esta estará dentro do IME.
4. O custo de trabalhar na só é alto demais quando a ferramenta é muito cara. Em todos os outros casos, o custo por peça na não difere muito do custo na , bastando, então, a determinação da .
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Bibliografia• Processos de fabricação por Usinagem
Aspectos Econômicos da Usinagem
Heraldo Amorim
DEMEC/UFRGS - 2010
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