CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA

ESTUDO DO PROCESSO DE REBITAGEM EM UMA PRENSA

MECÂNICA COM A METODOLOGIA SEIS SIGMA - MÉTODO DMAIC. 

GEAN CARLOS PANTOJA BENTES JOSÉ CAMPOS MARQUES NETO

Orientadora: Prof.ª Dra. Marlene Araújo de Faria

Manaus - 2015

INTRODUÇÃO

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No mundo globalizado as empresas estão enfrentando um grande desafio para se manter competitiva no mercado. Desta forma, a organização que conseguir aplicar um gerenciamento de forma eficaz, com aumento da produtividade, melhor qualidade de produto terá seu espaço garantido.

Programa de Qualidade Seis SigmaMétodo DMAICProcesso montagem industrialRedução de perdas

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PROBLEMATIZAÇÃOA empresa ALFA trabalha na fabricação de peças para o sistema automotivo e o setor de produção, mais especificamente o de rebitagem e travamento do chicote no flange do medidor de combustível na operação 60, vem sendo estudado pela engenharia, devido estar apresentando resultados insatisfatórios decorrente do grande número de rejeitos no isolador interno e externo com folga fora do especificado.

JUSTIFICATIVAAs exigências do mercado a cada dia que passa estão mais intensas devido o grande avanço da tecnologia com equipamentos mais diversificados e sofisticados. Isso faz com que a indústria moderna se desenvolva com muita rapidez. Nesse contexto a metodologia Seis Sigma e o método DMAIC direciona-se como, uma ferramenta estratégica, para análise e solução de problemas na indústria.

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OBJETIVO GERALAnalisar o processo de montagem do medidor de combustível automotivo fabricado pela empresa ALFA, com aplicação da metodologia do Programa de Qualidade Seis Sigma.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Identificar as principais variáveis que interferem no processo produtivo;Mensurar as variáveis controláveis e as não controláveis do projeto de produto

dos isoladores interno e externo;Analisar as soluções obtidas através da aplicação das ferramentas de qualidade

selecionadas para os isoladores com folga fora do especificado;Realizar experimentos no processo produtivo com as soluções analisadas;Propor as melhores soluções da metalmecânica apresentando no projeto da

base idealizada para a solução do problema em estudo.

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REFERENCIAL TEÓRICO

Programa de Qualidade Seis SigmaPrincipais Autores: Wekema (2000); Rotondaro (2014).

Ferramentas da Qualidade.Principais Autores: Paladini (2010); Barros (2014).

Sistema de Produção.Principais Autores: Capelli (2012); Groover (2011).

Projeto de Produto. Principal Autor: Collins (2014).

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Para o desenvolvimento do presente estudo foi aplicado os quatro métodos: teóricos, computacionais, experimentais e dedutivos tendo uma abordagem do tema em cada método. Método TeóricoFoi proposto o estudo com a fase definir do DMAIC para identificar a causa raiz, pois estava afetando nos resultados internos da produção BTS (build to schedule) e no FTT (first time trough) medidor percentual do processo. Método ComputacionalFoi aplicado a fase medir do método DMAIC, com auxilios dos softaware MINNITAB14, softaware Invertor professional ano 2013. Comparando dados e desenhos da primeira base e a base projetada.Método ExperimentalAplicação da fase analisar e implementar do DMAIC, onde apresenta fotos ilustrativas dos resultados da montagem do medidor de combustível com a primeira base e a base projetadaMétodo DedutivoFoi aplicada a fase controlar do DMAIC, comparando resultados dos processos com a primeira base e a base projetada.

METODOLOGIA

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RESULTADOS TEÓRICO COM A PRIMEIRA BASEA primeira base do processo de montagem do medidor de combustível como mostra a figura 7. Suas características mecânicas não atendiam as especificações do produto, gerando assim erro de paralelismo ocasionando isoladores internos e externos com espaçamento fora do especificado.

Figura 8. medidor montador sobre a base.Fonte: Acervo fotográfico dos autores.

Figura 7 - Primeira Base de Rebitagem. Fonte: Acervo dos autores – Software Invertor ano 2013.

ERRO DE PARALELISMO

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RESULTADOS TEÓRICO BASE PROJETADA FASE DEFINIR Na fase definir foram levantadas todas as características do produto e montagem

para reconhecer a verdadeira causa do problema do alto índice de isoladores internos e externo com espaçamento. Desenvolvendo o diagrama de Ishikawa levantando todas as sub causas que poderia afetar diretamente e indiretamente na montagem. Classificando em verde as etapas que não interferem na montagem, amarelas ações definidas como potenciais e em vermelho a causa raiz que afetava diretamente a montagem.

Amarelo ações definidas com potenciais

Verde não interferem na montagem

Vermelho causa raiz afeta diretamente a montagem

9Figura 10. Diagrama de causa e efeito.Fonte: Relatório da empresa ALFA, desenvolvido pelos autores.

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RESULTADO COM O DIAGRAMA DE ISHIKAWA DAS CAUSAS EM VERMELHO

Método: A prensa passou a ser operação critica com as fotos do operadores Matéria Prima: Rebites e resistor Card fora do especificado

Figura 12. Rebite fora do especificado no corteFonte: Acervo fotográfico dos autores.

Figura 13. Cabo do Resistor Card. com rebarbaFonte: Acervo fotográfico dos autores.

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Máquina: A base não apresentava característica mecânica para atender as especificações do produto

Figura 17. Primeira base - medidor de combustível Fonte: Acervo dos autores. Software INVENTOR – 2013

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MEMORIAL DE CÁLCULO

Cálculo da força do cilindro avanço e retornoTransformação de mm para mØ 38.1mm ÷ 1000 = 0,381m Ø 25 mm ÷ 1000 = 0,025m Transformação de Pascal para BarSendo 1 atm= 101305 Pascal P= 7 x 101305 = 709,135 Pa.

Cálculo da Área de avançoAe= π x D²

4= 3.14 x 0,381² = 1,1395 m²

4Força de avanço do cilindroFa= Ae x P Fa= 1,1395x709,135 = 808,05 N

Cálculo da Área de retornoAi = π x d² = 3,14 x (D² - d²) = 6,4921 m²

4 4Força de retorno do cilindroFr = Ai x P Fr = 6,4921 x 709,135= 460,37N

Figura 16 - Detalhe do diâmetro do cilindro e pistãoFonte: Acervo dos autores

Especificações do CilindroDiâmetro externo 38.1 mmDiâmetro interno 25 mmPressão fornecida é 7 bar

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RESULTADOS METODOS COMPUTACIONAIS PRIMEIRA BASEAlém do desenho da base não ter as características mecânicas para atender a montagem o valor da altura da rebitagem do espaçamento dos isoladores internos e externos estavam fora do especificado pelo cliente. Especificado 12.15mm± 0.1mm.

Limite superior 12.25mm / Limite inferior 12.05 mm

CPK 0.17 abaixo de 1.33, processo considerado relativamente incapaz. conforme indica a seta.

Figura 18 - Histograma da altura da rebitagem da primeira baseFonte: Tratamento de dados - MINITAB 2014 – acervo dos autores.

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RESULTADOS COMPUTACIONAIS BASE PROJETADA SOFTWARE

INVENTOR E MINNITAB14

Os resultados computacionais foram realizados com os software inventor professional 2013 e MINNITAB14. Onde no inventor foi desenhado uma base com todas as característica da metalmecânica para atender a montagem. E aplicação da fase medir com software MINNITAB14 para os valores encontrados.

Figura 19 - Base projetada do medidor de combustívelFonte: Acervo digital dos autores - Software INVENTOR - 2013.

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O valores encontrados com software MINNITAB14 estavam sempre dentro do especificado 12.15±0.1mm.

RESULTADOS COMPUTACIONAS BASE PROJETADA COM SOFTWARE MINNITAB14

Limite superior 12.25mm / Limite inferior 12.05 mm

CPK de 1.83 acima de 1.33, processo capaz e relativamente confiável. Indicado pela seta.

Figura 20 - Histograma da altura da rebitagem da base projetadaFonte: Tratamento de dados - MINITAB 2014 – acervo dos autores.

RESULTADOS EXPERIMENTAIS PRIMEIRA BASE E BASE PROJETADAAs imagens abaixo demostram as etapas de montagem com o flange sobre o isolador interno. Nos resultados com a base projetada foi aplicado a fase analisar e implementar da método DMAIC.

PRIMEIRA BASE BASE PROJETADA

Figura 8 - Medidor montado sobre a baseFonte: Acervo fotográfico dos autores.

Figura 30 - Flange na base projetadaFonte: Acervo fotográfico dos autores. 16

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RESULTADOS EXPERIMENTAIS PRIMEIRA BASE E BASE PROJETADA

Figura 26 – Imagem isolador interno e externo com espaçamento Fonte: Acervo fotográfico dos autores.

Figura 33 - Medidor sem espaçamento nos isoladoresFonte: Acervo fotográfico dos autores.

ISOLADOR INTERNO PRIMEIRA BASE ISOLADOR EXTERNO PRIMEIRA BASE

ISOLADOR INTERNO BASE PROJETADA ISOLADOR EXTERNO BASE PROJETADA

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RESULTADOS DEDUTIVOS PRIMEIRA BASE

Os gráficos abaixo mostram o total de falhas na semana, e o FTT (First Time Trough) semanal com percentual abaixo dos 97,60% estabelecido pela empresa.

Gráfico 1 - Isoladores com espaçamento ano 2013 Fonte: Tratamento de dados – acervo dos autores.

Gráfico 2 - Percentual do FTT da primeira base Fonte: Tratamento de dados – acervo dos autores.

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RESULTADOS DEDUTIVOS BASE PROJETADA

Para os resultados dedutivos foi aplicado a fase controlar do DMAIC mostrado através de gráficos.

Gráfico 5 - Isoladores com espaçamento ano 2014 Fonte: tratamento de dados – acervo dos autores.

Gráfico 6 - Percentual do FTT da base projetada Fonte: Tratamento de dados – acervo dos autores.

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RESULTADOS DEDUTIVOS PRIMEIRA BASE

A Tabela mostra os valores mensal do ano de 2013 dos isoladores com espaçamento. Além do FTT(First Time Trough ) abaixo de 97,60%.

Tabela 3 - Tabela do FTT mensalFonte: Acervo dos autores.

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RESULTADOS DEDUTIVOS BASE PROJETADA

A Tabela mostra os valores mensal do ano de 2014 dos isoladores com espaçamento abaixo dos valores de 2013. E o FTT(First Time Trough ) acima de 97,60%.

Tabela 4 - Tabela do FTT mensalFonte: Acervo dos autores.

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RESULTADOS DEDUTIVOS PRIMEIRA BASE E BASE PROJETADA

O gráfico abaixo mostra a comparação de scrap(perda) de isoladores com espaçamento do ano de 2013 e 2014. Onde em 2014 houve uma redução significativa no scrap.

Gráfico 8 - Scrap de isolador ano 2013 e 2014Fonte: Acervo dos autores.

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O objetivo geral e todos os objetivos específicos foram atendidos, através dos resultados teóricos, computacionais e experimentais apresentados e as fases do método DMAIC definir, medir, analisar e implementar, chegou se à conclusão com o resultado dedutivo e a fase controlar, o desempenho entre a primeira base e base projetada em uma melhoria satisfatória com o FTT (First Time Trough) sempre acima de 97,6% e um número de rejeitos bem abaixo da primeira base com um resultado significativo de recursos em perdas de material.

CONCLUSÃO

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REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

WERKEMA, Maria Cristina Catarino. Estratégia para aumentar a lucratividade. Banas Qualidade, ano X, n. 103, p. 138-143, 2000. Disponível em: http://www.werkemaeditora.com.br/arquivos/ccss.pdf. Acesso em: 27 mar. 2015.

BARROS, Elsimar; BONAFINI, Fernanda (Org.). Ferramentas da qualidade. São Paulo: Pearson, 2014. (Série Bibliografia Universitária Pearson). CAPELLI, Alexandre. Automação industrial: controle do movimento e processos contínuos. 2. ed. São Paulo: Érica, 2012. COLLINS, Jack A. Projeto mecânico de elementos de máquinas: uma perspectiva de prevenção da falha. Tradução Pedro Manuel Calas Lopes Pacheco et al.. Rio de Janeiro: LTC, 2014.

GROOVER, Mikell. Automação industrial e sistemas de manufatura. Tradução Jorge Ritter, Luciana do Amaral Teixeira, Marcos Vieira; revisão técnica José Hamilton Chaves Gorgulho Junior. 3.ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011.  ROTONDARO, Roberto Gilioli (Coord.). Seis Sigmas: estratégia gerencial para a melhoria de processos, produtos e serviços. 1. ed. – 11. Reimpr. São Paulo: Atlas, 2014.

AGRADECIMENTO Agradecemos aos professores do UNINORTE do curso de engenharia mecânica que contribuíram para nossa formação profissional, em especial ao coordenador Prof. MSc. Daniel Dias Filho pelo empenho e dedicação com o curso, ajudando nos momentos que precisamos.Agradecemos a Profa. MSc. Gizele Melo Uchoa nos esclarecimento e observações feitas no decorrer do trabalho.Agradecemos em particular a nossa orientadora Profa. Dra. Marlene Araújo de Faria pelo seu incentivo, dedicação e orientação nesse trabalho.

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