Análise de Custos e Tempos na Usinagem

Práticas Industriais Aula 16 06122022 Prof Paulo Rodolfo Buffon Ortiz Tempo total e Custos de Produção de peças por usinagem Condições econômicas de usinagem Antigamente se trabalhava com a idéia de que toda produção deveria ser realizada no menor tempo possível aumentando parâmetros de corte até conseguir produzir a peça no menor tempo e com a qualidade desejada para aquela peça Com o passar do tempo viuse que essa prática nem sempre era a melhor e mais econômica Então pesquisas indicam que devemos avaliar as condições econômicas de usinagem antes de estabelecer um processo produtivo A escolha dos parâmetros de corte deve ser realizada em função da qualidade desejada para a operação visto que pode ser desbaste semiacabamento ou acabamento final O balanço destas escolhas pode ser feito com estudos por técnicos de processos da fábrica de acordo com cada necessidade Ou seja cada peça eou processo exige um estudo diferente e muitas vezes diversos ensaios devem ser realizados Condições econômicas de usinagem Para a avaliação do custo de produção devemos conhecer principalmente todos os tempos gastos para a produção além das despesas com as manutenções e despesas de operadores Muitas vezes o tempo de processo pode ser otimizado incluindo na máquina dispositivos que garantam uma melhor performance para o trabalhador Estes dispositivos podem ser de fixação da peça fixação da ferramenta de medição e muitas vezes de armazenamento de peças Condições econômicas de usinagem A análise de tempos também é importante e para isso devemos conhecer todos os tempos envolvidos no processo de fabricação que são a Colocação e fixação da peça de trabalho b Aproximação e posicionamento da ferramenta c Corte efetivo d Afastamento da ferramenta e Inspeção se necessário e retirada da peça f Preparo da máquina g Remoção da ferramenta para substituição h Recolocação e ajuste da nova ferramenta Condições econômicas de usinagem Tempos A redução de custos em a Colocação e fixação da peça de trabalho pode ser alcançada com dispositivos de fixação mais ágeis Condições econômicas de usinagem Tempos A redução de custos em b Aproximação e posicionamento da ferramenta e d Afastamento da ferramenta pode ser realizada em velocidades de deslocamento mais rápidos Condições econômicas de usinagem Tempos Torno ROMI Centur 30D Avanço rápido 10mmin Torno OKUMAGENOS L2000S Avanço rápido 30mmin A redução de custos em e Inspeção se necessário e retirada da peça pode ser realizada com dispositivos de medição que sejam rápidos e preferencialmente por comparação de medidas Condições econômicas de usinagem Tempos A redução de custos em f Preparo da máquina pode ser conseguida utilizando setups previamente pensados e utilizando folhas de processos Condições econômicas de usinagem Tempos FOLHA DE PROCESSO DQ 37515 H BRAÇO PARALELO LONGO INFERIOR 32 PEÇAS DISPOSITIVO COD SD DQ20653 TEMPO MÉDIO DE SOLDA 25 Minutos 1 SEQUÊNCIA DE MONTAGEM A B Ponto de solda deve fixar na parte interna da peça C D Ponto de solda conforme a figura E F Pontos de solda nas duas extremidades do batente 2 SEQUÊNCIA DE SOLDA S1S2 Cordão de solda deve ser sentido antihorário circundando o tubo de 270 4 PLANO DE REAÇÃO Em caso de não conformidades ou dificuldades de montagem do componente o responsável pela solda deve ser avisado imediatamente e a produção deve ser interrompida 5 PARÂMETROS DE SOLDA Processo Mag Voltagem 240 260 Amperagem 200 240 Gás Fluxo Aproxim 15 10 20 Lmin Nome ER7068 10 mm Posição Plana Horizontal Vertical ELABORADO REVISTADO APROVADO CQ Folha de Processo 0006 Produto Manga Código Peça 020 Operação Canais externos Operação Nº060 Tempo de Operação 100s Material Ferro fundido nodular Ferramental Bedame de aço rápido de 100 mm preparado para a operação de desbaste dos canais externos EPIs Óculos de proteção sapato fechado e protetor auricular Descrição da Operação Fixar a peça no torno para a realização dos desbastes a fim de formar os canais lembrando que o bedame deve ser preparado de acordo com os raios da peça a ser fabricada Parâmetros de Processo Vc 7522 mmin N 600 RPM Tc 504 s f 030 mmrot Instrumentos de Inspeção Paquímetro Frequência de Inspeção 15 dias Meta de Produção 1 Produção hora Peça única Elaborado Rafael Ferreira 10072014 Produção turno Revisado João Paulo 10072014 Revisão Nº A primeira Aprovado Fernando César 10072014 A redução de g Remoção da ferramenta para substituição e h Recolocação e ajuste da nova ferramenta pode ser realizada com uso de dispositivos de fixação da ferramenta de troca rápida e de setores na fábrica que possam deixar as ferramentas fixadas em seus dispositivos Condições econômicas de usinagem Tempos Por fim a redução em c Corte efetivo pode ser realizada através da investigação dos melhores parâmetros de corte para o processo de trabalho Os testes são fundamentais e muitas vezes as empresas de ferramenta de corte auxiliam nos ensaios e melhores escolhas destes parâmetros Condições econômicas de usinagem Tempos Catálogo O tempo total de usinagem de uma peça que compõe um lote de peças Z então é definido por estes fatores e assim pode ser determinado Condições econômicas de usinagem TEMPOS Onde tt tempo total de usinagem de uma peça tc tempo de corte c ts tempo secundário a e e ta tempo de aproximação e afastamento b e d tp tempo de preparo de máquina f tn tempo de troca da ferramenta g e h Nt número de troca de ferramenta para o lote 𝑡𝑡 𝑡𝑐 𝑡𝑠 𝑡𝑎 𝑡𝑝 𝑍 𝑁𝑡 𝑍 𝑡𝑛 Os custos de produção por usinagem podem ser divididos em dois grupos Os custos devidos aos processos propriamente dito e os custos indiretos 𝐾𝑝 𝐾𝑢𝑠 𝐾𝑢𝑓 𝑍 𝐾𝑢𝑚 𝐾𝑚𝑝 Onde Kp custo total por peça do lote Kus custo da mãodeobra de usinagem Kuf custo das ferramentas depreciação troca afiação Z Número de peças do lote Kum custo da máquina depreciação manutenção espaço ocupado energia consumida Kmp custo de matéria prima Custos de produção por usinagem 𝐾𝑢𝑠 𝑆ℎ 𝑡𝑡 60 Rpeça Sh salário e encargos dos operadores em Rhora OBS tt em minutos 𝐾𝑢𝑚 𝑆𝑚 𝑡𝑡 60 Rpeça Sm custo total da máquina em Rhora Custos de produção 𝐾𝑢𝑓 𝐾𝑓𝑡 𝑍𝑡 Rpeça Zt número de peças usinadas por vida da ferramenta 𝐾𝑓𝑡 𝑉𝑠𝑖 𝑁𝑓𝑝 𝐾𝑝𝑖 𝑁𝑠 Rvida da ferramenta Kft custo de ferramentas por aresta de corte utilizadas em função da vida de ferramenta Vsi custo de aquisição do porta ferramentas Nfp vida média do porta ferramentas em quantidade de arestas de corte até sua possível inutilização Kpi custo da pastilha intercambiável Ns número de aresta de corte da pastilha intercambiável Custos de produção Por fim o custo de matéria prima deve ser calculado levando em conta o custo por pedaço de material que será utilizado para fazer cada peça 𝐾𝑚𝑝 𝑚𝑝ç𝑃𝑘𝑔 Rpeça mpç massa de matéria prima que será utilizada na produção de uma unidade da peça Pkg preço por kilo do material utilizado para a matéria prima Custos de produção Se a empresa é prestadora de serviço de usinagem esse custo não entra no cálculo pois a prestadora cobra apenas o serviço executado Calcular o tempo total e custo de produção de 200 peças de Aço SAE 1020 O processo de torneamento será realizado em máquina convencional com redução do diâmetro de 100mm para 75mm com profundidade máxima de corte de 2mm por passe O avanço utilizado será de 025mmvolta no desbaste e o último passe deve ser dado profundidade de corte de 05mm com avanço de 005mmvolta Sabendo que a velocidade de corte recomendada pelo fabricante da ferramenta de Metal Duro para desbaste é de 220mmin e para acabamento é de 300mmin O comprimento a ser usinado em cada passe é de 200mm Considerar a rotação na máquina constante em todos os passes de desbaste exceto no passe de acabamento que deve ser modificado de acordo com vc Informações para cálculo do tempo total Tempo secundário de 30s tempo de aproximação e afastamento de 10s tempo de preparo total máquina é de 20min tempo de troca de ferramenta 05min Para definir o número de troca de ferramenta será necessário verificar quantas peças podem ser usinadas com tempo de vida útil de ferramenta de 15min Informações para cálculo do custo total por peça O valor da mãodeobra de operação da máquina é R100hora o valor do custo de máquina será de R130hora o porta ferramentas adquirido para a usinagem tem o valor de R35000 a vida média do porta ferramentas é de 1500 arestas de corte o custo da pastilha é de R8165 o número de arestas da pastilha é 6 Zt deve ter sido calculado já anteriormente o preço do aço SAE 1020 laminado é de R834kg a massa de matéria deve ser calculada sabendo que o blank possui Ø100x225mm Sabese que a massa específica do aço é 7800 kgm3 Custos de produção Exemplo Equações que devem ser utilizadas para o cálculo do custo 𝑡𝑡 𝑡𝑐 𝑡𝑠 𝑡𝑎 𝑡𝑝 𝑍 𝑁𝑡 𝑍 𝑡𝑛 𝐾𝑝 𝐾𝑢𝑠 𝐾𝑢𝑓 𝑍 𝐾𝑢𝑚 𝐾𝑚𝑝 𝐾𝑢𝑠 𝑡𝑡 𝑆ℎ 60 𝐾𝑢𝑚 𝑆𝑚 𝑡𝑡 60 𝐾𝑓𝑡 𝑉𝑠𝑖 𝑁𝑓𝑝 𝐾𝑝𝑖 𝑁𝑠 𝐾𝑢𝑓 𝐾𝑓𝑡 𝑍𝑡 𝐾𝑚𝑝 𝑚𝑝ç𝑃𝑘𝑔 Exemplo de cálculo 𝑡𝑡 𝑡𝑐 𝑡𝑠 𝑡𝑎 𝑡𝑝 𝑍 𝑁𝑡 𝑍 𝑡𝑛 𝑡𝑐 𝑙 𝑣𝑓 𝑣𝑓 𝑛 𝑓 𝑛𝑑𝑒𝑠𝑏 𝑣𝑐𝑑𝑒𝑠𝑏 1000 𝜋 220 1000 𝜋 88 220000 27646 𝟕𝟗𝟔 𝑹𝑷𝑴 Diâmetro médio entre 76 e 100mm 𝑛𝑎𝑐𝑎𝑏 𝑣𝑐𝑎𝑐𝑎𝑏 1000 𝜋 300 1000 𝜋 75 300000 235619 𝟏𝟐𝟕𝟑 𝑹𝑷𝑴 𝑣𝑓𝑑𝑒𝑠𝑏 𝑛𝑑𝑒𝑠𝑏 𝑓𝑑𝑒𝑠𝑏 796 025 𝟏𝟗𝟗𝒎𝒎𝒎𝒊𝒏 𝑣𝑓𝑎𝑐𝑎𝑏 𝑛𝑎𝑐𝑎𝑏 𝑓𝑎𝑐𝑎𝑏 1273 005 𝟔𝟒𝐦𝐦𝐦𝐢𝐧 𝑡𝑐 6 200 𝑣𝑓𝑑𝑒𝑠𝑏 1 200 𝑣𝑓𝑎𝑐𝑎𝑏 1200 199 200 64 603 3125 𝒕𝒄 𝟗 𝟏𝟓𝟓𝒎𝒊𝒏 Tempo de corte Exemplo de cálculo 𝑡𝑡 𝑡𝑐 𝑡𝑠 𝑡𝑎 𝑡𝑝 𝑍 𝑁𝑡 𝑍 𝑡𝑛 𝑡𝑐 9155𝑚𝑖𝑛 𝑡𝑠 05𝑚𝑖𝑛 𝑡𝑎 0167𝑚𝑖𝑛 20 200 01𝑚𝑖𝑛 122 200 05𝑚𝑖𝑛 0305𝑚𝑖𝑛 𝑡𝑡𝑝𝑒ç𝑎 9155 05 0167 01 0305 Cálculo do tempo total por peça 𝒕𝒕𝒑𝒆ç𝒂 𝟏𝟎 𝟐𝟐𝟕𝒎𝒊𝒏 Cálculo do custo 𝐾𝑝 𝐾𝑢𝑠 𝐾𝑢𝑓 𝑍 𝐾𝑢𝑚 𝐾𝑚𝑝 𝐾𝑢𝑠 𝑡𝑡 𝑆ℎ 60 10227 100 60 𝐾𝑢𝑚 𝑆𝑚 𝑡𝑡 60 130 10227 60 𝐾𝑓𝑡 𝑉𝑠𝑖 𝑁𝑓𝑝 𝐾𝑝𝑖 𝑁𝑠 𝐾𝑢𝑓 𝐾𝑓𝑡 𝑍𝑡 𝐾𝑚𝑝 𝑀𝑝ç𝑃𝑘𝑔 Exemplo de cálculo 𝐾𝑓𝑡 0233 13608 𝐾𝑓𝑡 𝑅1384𝑙𝑜𝑡𝑒 𝐾𝑚𝑝 13784 834 𝑲𝒎𝒑 𝑹𝟏𝟏𝟒 𝟗𝟔𝒑𝒆ç𝒂 𝐾𝑢𝑓 1384 061 𝑲𝒖𝒔 𝑹𝟏𝟕 𝟎𝟓𝒑𝒆ç𝒂 𝑲𝒖𝒇 𝑹𝟐𝟐 𝟔𝟗𝒍𝒐𝒕𝒆 𝑲𝒖𝒎 𝑹𝟐𝟐 𝟏𝟔𝒑𝒆ç𝒂 𝑍𝑡 9155 15 061 𝐾𝑓𝑡 350 1500 8165 6 Cálculo do custo 𝐾𝑝 𝐾𝑢𝑠 𝐾𝑢𝑓 𝑁 𝐾𝑢𝑚 𝐾𝑚𝑝 Exemplo de cálculo 𝑲𝒎𝒑 𝑹𝟏𝟏𝟒 𝟗𝟔𝒑𝒆ç𝒂 𝐾𝑝 1705 2269 200 2216 11496 𝐾𝑢𝑠 𝑹𝟏𝟕 𝟎𝟓𝒑𝒆ç𝒂 𝑲𝒑 𝑹𝟑𝟗 𝟑𝟐 𝑹𝟏𝟏𝟒 𝟗𝟔 𝑲𝒖𝒇 𝑹𝟐𝟐 𝟔𝟗𝒍𝒐𝒕e 𝑲𝒖𝒎 𝑹𝟐𝟐 𝟏𝟔𝒑𝒆ç𝒂 𝑲𝒑 𝑹𝟏𝟓𝟒 𝟐𝟖 Calcular o tempo total e custo de produção de 1200 peças de Alumínio 6351T6 O processo de torneamento será realizado em máquina convencional com redução do diâmetro de 508mm para 36mm com profundidade máxima de corte de 15mm por passe O avanço utilizado será de 025mmvolta no desbaste e o último passe deve ser dado profundidade de corte de 04mm com avanço de 009mmvolta Sabendo que a velocidade de corte recomendada pelo fabricante da ferramenta de Metal Duro para desbaste é de 450mmin e para acabamento é de 600mmin O comprimento a ser usinado em cada passe é de 60mm Considerar a rotação na máquina constante em todos os passes de desbaste exceto no passe de acabamento que deve ser modificado de acordo com a velocidade de corte Informações para cálculo do tempo total Tempo secundário de 15s tempo de aproximação e afastamento de 8s tempo de preparo total máquina é de 15min tempo de troca de ferramenta 20 segundos Para definir o número de troca de ferramenta será necessário verificar quantas peças podem ser usinadas com tempo de vida útil desta ferramenta é de 20min Informações para cálculo do custo total por peça O valor da mãodeobra de operação da máquina é R80hora o valor do custo de máquina será de R115hora o porta ferramentas adquirido para a usinagem tem o valor de R86000 A vida média do porta ferramentas é de 1800 arestas de corte o custo da pastilha é de R12043 e o número de arestas da pastilha é 2 O preço do Alumínio utilizado é de R3240kg A massa de matériaprima deve ser calculada sabendo que o blank possui Ø508x85mm Sabese que a massa específica do Alumínio é 2700 kgm3 Custos de produção Exercício 𝒕𝒕𝒑𝒆ç𝒂 𝟎 𝟗 𝒎𝒊𝒏 𝑲𝒑 𝑹𝟐𝟎 𝟎𝟏𝒑𝒆ç𝒂