intervalo de máxima eficiência

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Intervalo de Máxima Eficiência Alunos: Rodrigo Lorensini A6995A0 Suely Paulo São José do Rio Preto, 10 Setembro 2013 PROF. Otávio Eng. Mecânica - 8 período

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Intervalo de Mxima Eficincia

Intervalo de Mxima Eficincia

Alunos:Rodrigo Lorensini A6995A0 SuelyPaulo

So Jos do Rio Preto, 10 Setembro 2013PROF. OtvioEng. Mecnica - 8 perodoOs primeiros estudos econmicos sobre a usinagem foram realizados por Taylor nos EUA e por Schlesinger na Alemanha no incio do sculo XXvelocidade de corte de mxima produo era definido como sendo aquela em que se produzia o mximo volume de cavacos num determinado tempo total de corteIntroduo

Mais tarde esse conceito foi definido como sendo aquele onde o tempo produo de uma pea, em um lote, mnimo.A velocidade de corte tem influencia significante na economia do processo.

Se a velocidade de corte elevada, o tempo de usinagem diminui, mas o desgaste da aresta se acelera significativamente

tempo de troca ferramenta ser alto.Se a velocidade de corte utilizada for baixa, o desgaste ser pequeno e no haver troca de ferramenta frequente.tempo de fabricao elevadoAssim tudo leva a crer que existe um tempo de corte ideal na qual o tempo de fabricao do lote e, por conseguinte de cada pea seja mnimo.Mecanismos de Desgaste

Desgaste pode ser definido como sendo a perda contnua e microscpica de partculas da ferramenta devido a ao do corte. A velocidade de corte tem influencia significante na economia do processo.

Figura - Aresta postia de Corte (FONTE: DINIZ,2008)Vale ressaltar a aresta postia de corte APC que uma camada de cavaco que permanece aderente a aresta causando desgate da ferramenta (vide figura 1).

Na figura 02, possvel perceber que existe um valor de velocidade de corte acima do qual no ocorre formao da aresta de postia, denominado velocidade crtica (ponto m).

Figura - Regio de formao da Aresta postia de Corte (FONTE: DINIZ,2008)Ciclos de tempo de usinagem

Colocao e fixao da peaAproximao ou posicionamento da ferramenta para o incio do corteCorte da pea;Afastamento da pea;Inspeo e retirada da pea;Preparo da mquina;Remoo da ferrameta para substituio;Recolocao da nova ferramenta.

O ciclo (TEMPO Tt) de usinagem de uma pea pertencente a um lote de Z pode ser constitudo pelas seguintes fases:

Representao das Fases:Tt= tempo de usinagem da pea;Tc= tempo de corte (fase 3);Ts= tempo secundrio (fases 1 e 5)Ta= tempo de aproximao e afastamento (fases 2 e 4)Tp= tempo de preparo da mquina (fase 6)Tft= tempo de troca da ferramenta (fases 7 e 8)

Logo, o tempo total de usinagem de uma pea um lote Z pode ser calculado pela equao:

onde:Z= (Nt+1)Zt (nmero de peas usinadas durante a vida T de uma ferramenta). (2)Nt= (nmero de trocas da ferramenta para usinagem do lote). (3)

Substituindo 1 e 2 em 3:

(1)

(4)Onde:Tc: tempo de corte diminui com crescimento da velocidade;T1: independente da velocidade de corte (relacionado a inspeo, retirada e colocao da pea, aproximao e afastamento da ferramenta,etc);T3: relativo a troca da ferramenta, aumenta com a velocidade de corte.(5)Tt= Tc + T1 + T2 (3.5)

Da mesmo forma, podemos reescrever a equao acima e dividi-la em trs parcelas:

Velocidade de Corte de Mxima Produo (Vmcxp)

a velocidade em que o tempo total de confeco de uma pea mnimo. Em uma torneamento cilndrico, o tempo de corte Tc dado pela expresso:

(6)Da equao de Taylor, sabe-se tambm que:

(7)K e x so constantes do material para determinadas condies de usinagem.Sabemos que a velocidade de mxima produo ocorre no mnimo tempo de produo esse ponto s pode ser expresso na curva Tt obtendo o mnimo desta funo. Para isso necessrio fazer um derivada de dTt/dVc da equao resultante substituio de 6 e 7 em 4. Dessa derivada obtemos a equao que representa a velocidade de mxima produo (mnimo tempo de produo):

(8)A figura 3 apresenta a variao das trs parcelas (TC, T1 e T2 do tempo total) em funo da velocidade de corte.

Figura - Tempo de produo por pea x velocidade de corte (FONTE: DINIZ,2008)Custo de Produo

So os custos envolvidos na produo de uma pea. Podemos classific-los como diretos e indiretos.Os diretos so decorrentes do processo, como custo das ferramentas, de uso das mquinas e mo de obra (operadores),etc.Os indiretos esto relacionados ao custo de controle de qualidade, matria prima e mo de obra indireta,etcPara cculo da velocidade de mnimo custo (Vco), necessrio considerar o custo direto. Os custos envolvidos na produo de uma pea por usinagem, so:

Kp= custo de produo por pea;Kus= custo da mo de obra de usinagem;Kuf= custo das ferramentas (depreciao, troca, afiao, etc.);Kum= custa da mquina (depreciao, manuteno, energia consumida,etc.).Onde:Kp=Kus+Kum+Kuf(9)Sabe-se que os valores de Kus, Kum e Kuf so dados, substituindo esses valores e a equao 4 na 9 e fazendo todas as passagens necessrias obtemos:

Onde:C1: constante independente da velocidade de corte;C2: soma das despesas com mo-de-obra e mquina;C3: constante de custo relativo a ferramenta.

(10)De forma simplificada, ao acrescentar a equao 7 (Taylor)e 6 em 10, obteremos a equao do custo de produo em funo da velocidade de corte. No entanto para se obter velocidade de corte levando em conta o mnimo custo de produao, essa equao expressa pela curva Kp (figura 04) deve ser derivada de dKp/dVc. Dessa derivada obtemos a equao que representa a velocidade de corte de mnimo custo de produo (Vco):De forma simplificada, ao acrescentar a equao de Taylor (7) e as equaes 4 e 6 em 10, obtem-se a equao do custo de produo em funo da velocidade de corte. No entanto para se obter velocidade de corte levando em conta o mnimo custo de produao, essa equao expressa pela curva Kp (figura 04) deve ser derivada de dKp/dVc. Dessa derivada obtemos a equao que representa a velocidade de corte de mnimo custo de produo (Vco):

(11)

Onde:C1= constante independente da velocidade de corte;C2= soma das despesas com mo-de-obra e com mquina ;C3= constante de custo relativo a ferrametna.

Intervalo de Mxima Eficincia

Conforme DINIZ (2008), essencial que os valores de corte estejam entre o intervalo de mxima eficincia.Onde:Vcmxp= Velocidade de Corte de Mxima Produo ( Menor tempo)Vco= velocidade de corte levando em conta o mnimo custo de produao ;