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LEONARDO ZULIANI

VALDINEI APARECIDO DA SILVA

PRODUTIVIDADE EM USINAGEM DE FORJADOS

Monografia de Conclusão do CEAI - Curso de

Especialização em Administração Industrial da Escola

Politécnica da Universidade de São Paulo

São Paulo

2008

1º Quadrimestre

LEONARDO ZULIANI

VALDINEI APARECIDO DA SILVA

PRODUTIVIDADE EM USINAGEM DE FORJADOS

Monografia de Conclusão do CEAI - Curso de

Especialização em Administração Industrial da Escola

Politécnica da Universidade de São Paulo

Área de Concentração: USINAGEM

Orientador: Prof. Dr. Mauro Zilbovicius

São Paulo

2008

1º Quadrimestre

AGRADECIMENTOS

Agradeçemos ao Professor Mauro Zilbovicius pela orientação dada para a elaboração

desta monografia. À Fundação Vanzolini pelo curso CEAI (Curso de Especialização em

Administração Industrial) e aos professores das matérias ministradas ao longo do curso, para

o aperfeiçoamento dos alunos.

RESUMO

Este trabalho foi desenvolvido com o foco de apresentar uma abordagem profunda e

detalhada dos principais pontos de potenciais melhorias no que diz respeito à produtividade

em usinagem de produtos forjados. Serão apresentados conceitos extremamente importantes

principalmente sobre ferramentas de corte e dispositivos de fixação que devem ser levados em

consideração para se obter um resultado interessante, porém não apresentaremos apenas

conceitos, mas também recomendações extremamente práticas de questões tais como seleção

de ferramentas mais adequadas e eficientes, aplicações e análise de vida útil das mesmas.

Também iremos tratar de forma bastante abrangente sobre dispositivos de fixação desde sua

viabilidade técnica e econômica, seleção, concepção e uso. Apresentaremos alguns casos de

proposta de melhoria fundamentada na teoria e recomendações do trabalho.

SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS

LISTA DE TABELAS

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 1

1.1. A Empresa.................................................................................................................. 1

1.2. Apresentação do problema ......................................................................................... 6

1.3. Objetivos do trabalho ................................................................................................. 6

1.4. Relevância do tema .................................................................................................... 6

1.5. Estrutura do trabalho .................................................................................................. 7

2. ALGUMAS DEFINIÇÕES .............................................................................................. 8

2.1. Definição de usinagem ............................................................................................... 8

2.2. Definição de forjamento ............................................................................................. 8

2.3. Definição de produtividade......................................................................................... 9

3. MÁQUINAS .................................................................................................................. 11

3.1. Máquina de baixa potência ....................................................................................... 11

3.2. Máquina com elevado tempo de troca de ferramentas ............................................... 11

3.3. Máquinas com diferentes comando CNC que não interagem..................................... 15

3.4. Máquinas com diferentes cones de fixação de ferramentas........................................ 17

4. FERRAMENTAS DE CORTE....................................................................................... 19

4.1. Fresamento............................................................................................................... 20

4.1.1. Problemas e soluções............................................................................................. 23

4.1.2. Estudo de melhoria em fresamento ........................................................................ 23

4.2. Furação .................................................................................................................... 25

4.2.1. Efeitos dos dados de corte ..................................................................................... 25

4.2.2. Recomendações para uma furação bem sucedida (broca de metal duro inteiriça) ... 26

4.2.3. Estudo de melhoria para broca inteiriça de metal duro ........................................... 31

4.2.4. Brocas com pastilhas intercambiáveis.................................................................... 32

4.2.4.1. Desgaste de pastilha............................................................................................ 33

4.2.4.2. Beneficios de uso de uma moderna broca com pastilha intercambiável ............... 34

4.2.4.3. Caracteristicas da broca que contribuem para os beneficios ................................ 34

4.2.4.4. Resolução de problemas ..................................................................................... 35

4.2.4.5. Recomendações para uma furação bem sucedida (brocas intercambiáveis) ......... 36

4.2.4.6. Estudo de melhoria usando broca de pastilhas intercambiáveis ........................... 37

5. DISPOSITIVOS DE FIXAÇÃO..................................................................................... 40

5.1. Tecnologia de dispositivos ....................................................................................... 41

5.2. Meios de fabricação.................................................................................................. 41

5.3. Funções e objetivos fundamentais ............................................................................ 42

5.4. Pontos básicos no projeto de dispositivos ................................................................. 42

5.4.1. Parâmetros tecnológicos ........................................................................................ 42

5.4.2. Parâmetros econômicos ......................................................................................... 43

5.4.3. Parâmetros humanos.............................................................................................. 43

5.5. Índice de utilização dos dispositivos ......................................................................... 44

5.6. Estudos de melhorias dos dispositivos ...................................................................... 45

5.6.1. 1º Estudo de melhoria para dispositivo de fixação.................................................. 45



6. CONCLUSÕES ............................................................................................................. 52

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................. 53

LISTA DE FIGURAS

Figura 3.1 Gráficos: TTF x No Ferramentas / No Ferramentas x Tempo de usinagem ......... 13

Figura 3.2 Gráfico: Tempo total de usinagem x No peças por dispositivo............................. 13

Figura 3.3 Ferramentas convencionais ................................................................................ 14

Figura 3.4 Ferramenta conjugada ........................................................................................ 14

Figura 4.1 Operações de fresamento.................................................................................... 21

Figura 4.2 Brocas com pastilhas intercambiáveis ................................................................ 32

Figura 4.3 Possibilidades operacionais com brocas com pastilhas intercambiáveis .............. 33

Figura 5.1 Gráfico de custo de dispositivo........................................................................... 43

Figura 5.2 Foto atual do dispositivo e sistema de fixação manual ........................................ 45

Figura 5.3 Dispositivo de fixação hidraúlico para 04 peças ................................................. 46

Figura 5.4 Foto atual do dispositivo e sistema de fixação .................................................... 47

Figura 5.5 Dispositivo de fixação mais robusto para 02 peças ............................................. 48

Figura 5.6 Foto atual do dispositivo e sistema de fixação .................................................... 49

Figura 5.7 Dispositivo com sistema de fixação por grampo................................................. 50

LISTA DE TABELAS

Tabela 3.1 Atual: cálculo das etapas e tempos de usinagem................................................. 14

Tabela 3.2 Proposto: cálculo da etapa e o tempo de usinagem ............................................. 15

Tabela 3.3 Atual x Proposto: cálculo do custo da ferramenta de usinagem .......................... 15

Tabela 3.4 Cálculo de investimento e ganho anual adquirindo cones ISO40 e ISO30 .......... 18

Tabela 4.1 Desgaste de ferramentas .................................................................................... 22

Tabela 4.2 Ganho anual utilizando fresa Ø50 com 05 arestas .............................................. 25

Tabela 4.3 Furação com broca de metal duro inteiriça......................................................... 27

Tabela 4.4 Furação com broca de metal duro inteiriça......................................................... 28

Tabela 4.5 Problemas e soluções - brocas de metal duro inteiriça ........................................ 29

Tabela 4.6 Problemas e soluções - brocas de metal duro inteiriça ........................................ 30

Tabela 4.7 Ganho anual utilizando brocas de metal duro ..................................................... 32

Tabela 4.8 Dicas práticas para furação - caso ocorram problemas ....................................... 36

Tabela 4.9 Ganho anual utilizando brocas de pastilhas intercambiáveis............................... 39

Tabela 5.1 Resumo das propostas sobre melhorias nos dispositivos – ganho anual .............. 51

1

1. INTRODUÇÃO

1.1 A empresa

Desde sua origem, na Alemanha em 1786, o nome da Corneta esteve diretamente ligado à

qualidade e às inovações que sempre marcaram seus produtos. No Brasil desde 1932, e com o

mesmo espírito empreendedor que marcou sua história na Europa, a Corneta produziu grande

parte das ferramentas que ajudaram a construir o Brasil nestes últimos 70 anos, mantendo-se

sempre atenta à sua filosofia de modernização e de preocupação com cada detalhe na

fabricação de suas ferramentas.

A Corneta Ferramentas conta hoje com duas unidades industriais, instaladas em São

Paulo, ocupando um espaço de quase 18.000m2 de área construída, empregando, juntas quase

600 funcionários que, utilizando-se dos recursos mais modernos e de tecnologia de ponta, são

responsáveis pela fabricação de ferramentas da mais alta qualidade.

2

Produtos Corneta

Em nossas unidades são fabricados mais de 1.000 produtos - linhas de ferramentas

manuais, artigos de cutelaria e instrumentos cirúrgicos, todos com a qualidade garantida pelas

certificações internacionais das normas ISO 9002, (RW TÜV, desde 1995) além das

constantes auditorias e homologações asseguradas pelos nossos principais clientes de peças

especiais da indústria automotiva.

Os forjados são ainda resultados do trabalho de nossas unidades a produção específica

de peças, industrializadas pela divisão de forjados Corneta, que atende principalmente ao

exigente mercado da indústria automobilística, aonde são necessários sofisticados

equipamentos de última geração para projetar e desenvolver forjados que se enquadrem aos

mais rigorosos padrões e normas internacionais de qualidade.

Divisão de forjados

A divisão de forjados da Corneta atende um exigente mercado com a sua linha de

forjados especiais.

A Corneta projeta e desenvolve produtos forjados sob encomenda dentro dos mais

rigorosos padrões e normas de qualidade nacionais e internacionais, assegurando a satisfação

de seus clientes.

3

Forjaria

• Martelos de queda, de 300 a 1.200kg

• Martelos pneumáticos de dupla ação, de 520 a 2.800kg

• Martelos pneumáticos, de 3.300 a 4.000 libras

• Prensa de biela, 650 toneladas

• Prensas fricção, de 120 a 450 toneladas

• Prensas hidráulicas de cunhagem e calibragem a frio, de 650 a 1.200 toneladas

• Martelo pneumático de 8.000 libras

Projeto Sistema CAD de suporte ao projeto FMEA de processo do produto.

4

Matrizaria

• Sistema CAD-CAM de suporte ao projeto ferramental

• Máquina grafiteira CNC "HERMLE" CNC conectada ao CAD-CAM

• Fresadora "HERMLE" CNC para usinagem HSC

• Máquinas eletroerosão automáticas digitais

• Máquinas eletroerosão a fio conectadas ao CAD-CAM

• Fresadoras hidráulica e universal

• Outros equipamentos convencionais

Usinagem

• Tornos universais: mecânicos e copiadores

• Tornos CNC

• Centros de usinagem CNC

• Brochadeiras verticais e transfers

• Retíficas planas e centerless

• Brunidoras e outros

5

Tratamento térmico • Fornos IPSEN para têmpera e revenimento

• Fornos tipo MULFA para normalização

• Máquinas de têmpera por indução, baixa e alta freqüência

Controle de Qualidade • Laboratório para análises químicas e metalográficas

• Salas de metrologia para forjados e para usinados

• Máquina de medição tridimensional CNC

• Equipamentos, dispositivos, calibradores etc.

• Equipamentos de MAGNA-FLUX

6

1.2 Apresentação do problema

- Máquina de baixa potência

- Máquina com elevado tempo de troca de ferramentas

- Máquinas com diferentes comandos CNC que não interagem

- Máquinas com diferentes cones de fixação de ferramentas

- Ferramentas de cortes ineficientes

- Ferramentas de cortes inadequadas

- Dispositivos de fixação não robustos

- Dispositivos de difícil fixação manual

- Inadequados pontos de apoio

1.3 Objetivos do trabalho

Este trabalho tem como objetivo analisar os problemas de produtividade em

usinagem de forjados apontando os principais itens de melhoria de desempenho. Estudos para

investimentos em ferramentais e dispositivos, simples reorganizações do trabalho,

treinamentos específicos e principalmente melhorias no processo produtivo com maior

aproveitamento dos recursos já existentes.

1.4 Relevância do tema

O tema é bastante relevante para a empresa em questão e outras do mesmo ramo de

atividade ou similar. Devido se tratar de um tema bem específico que pouco se encontra de

informações disponíveis em literaturas técnicas, ocasiona uma necessidade de expressivo

tempo para adaptação de novos profissionais ingressantes no ramo, por se tratar de peças de

formatos extremamente irregulares que dificultam a fixação e com características de dureza e

resistências peculiares resultantes do processo de forja mesmo após tratamento de

normalização.

7

1.5 Estrutura do trabalho

O trabalho é composto de 5 capítulos, no capítulo 1, temos a apresentação da empresa

mostrando toda a sua história, produtos, infra estrutura, equipamentos, etc. Apresenta os

problemas encontrados e que podem ser solucionados através dos estudos aqui abordados.

Trata também dos objetivos do trabalho e a relevância do tema.

O capítulo 2 trata de definições dos itens: usinagem, forjamento e produtividade.

O capítulo 3 aborda questões relacionadas às máquinas CNC da empresa, tais como,

máquinas de baixa potência, com elevado tempo de troca de ferramentas, diferentes comandos

CNC que não interagem e com diferentes cones de fixação de ferramentas.

O capítulo 4 trata de problemas com ferramentas de corte para operações de

fresamento e furação apontando diversas causas de problemas e recomendando soluções

práticas.

O capítulo 5 apresenta importantes conceitos sobre dispositivos de fixação em relação

a viabilidade técnica e econômica, concepção e uso.

8

2. ALGUMAS DEFINIÇÕES

2.1 Definição de usinagem

Segundo a fabricante de ferramentas de corte Sandvick Coromant (2005) o termo

usinagem compreende todo processo mecânico onde a peça é o resultado de um processo de

remoção de material. Este processo não exclui um processo anterior, como por exemplo,

conformação. Existem vários processos de usinagem, entre eles serramento, aplainamento,

torneamento, fresamento (ou fresagem), furação, brochamento, eletroerosão entre outros. A

usinagem começou em tempos remotos com processos totalmente manuais e hoje em dia

evolui muito com o uso de máquinas de alta precisão, por exemplo, as chamadas CNC (com

comando numérico computadorizado), que são controladas por computador (foco deste

trabalho). A precisão de tais máquinas chega a ser tão pequena quanto 1 mícron. Para se ter

uma idéia, um fio de cabelo tem o diâmetro de 80 microns.

A usinagem atende, hoje em dia, a diversos mercados, como automotivo, naval,

aeroespacial, eletrônico, eletrodomésticos etc.

2.2 Definição de forjamento

Segundo a fabricante de ferramentas de corte Sandvick Coromant (2005) o forjamento

é o nome genérico de operações de conformação mecânica efetuadas com esforço de

compressão sobre um material dúctil, de tal modo que ele tende a assumir o contorno ou

perfil da ferramenta de trabalho.

Ferramentas: na maioria das operações de forjamento emprega-se um ferramental

constituído por um par de ferramentas de superfície plana ou côncava, denominadas

matrizes ou estampos.

Usos: a maioria das operações de forjamento é executada a quente, contudo,

uma grande variedade de peças pequenas, tais como parafusos, pinos, porcas,

engrenagens, pinhões, etc., são produzidas por forjamento a frio.

Histórico: o forjamento é o mais antigo processo de conformar metais, tendo

suas origens no trabalho dos ferreiros de muitos séculos antes de Cristo. A substituição do

braço do ferreiro ocorreu nas primeiras etapas da Revolução Industrial. Atualmente existe um

9

variado maquinário de forjamento, capaz de produzir peças das mais variadas formas e

tamanhos, desde alfinetes, pregos, parafusos e porcas até rotores de turbinas e asas de avião.

O forjamento pode ser dividido em dois grandes grupos de operações: Forjamento

em matriz aberta ou Forjamento livre e Forjamento em matriz fechada.

De um modo geral, todos os materiais conformáveis podem ser forjados. Os mais

utilizados para a produção de peças forjadas são os aços (comuns e ligados, aços estruturais,

aços para cementação e para beneficiamento, aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos, aços

ferramenta), ligas de alumínio, de cobre (especialmente os latões), de magnésio, de níquel

(inclusive as chamadas superligas, como Waspaloy, Astraloy, Inconel, Udimet 700, etc.,

empregadas principalmente na indústria aeroespacial) e de titânio. O material de partida é

geralmente fundido ou, mais comumente, laminado – condição esta que é preferível, por

apresentar uma microestrutura mais homogênea. Peças forjadas em matriz, com peso não

superior a 2 ou 3 kg, são normalmente produzidas a partir de barras laminadas; as de maior

peso são forjadas a partir de tarugos ou palanquilhas, quase sempre também laminados, e

cortados previamente no tamanho adequado. Peças delgadas, como chaves de boca, alicates,

tesouras, tenazes, facas, instrumentos cirúrgicos, etc., podem ser forjadas a partir de recortes

de chapas laminadas.

2.3 Definição de produtividade

De acordo com Muscat (sem data), a produtividade é basicamente definida como a

relação entre os resultados obtidos e os recursos utilizados. Os resultados obtidos são

definidos em unidades como sejam, por exemplo, toneladas, litros, caixas, etc. Os recursos

utilizados podem ser definidos como pessoas, máquinas, materiais e outros. Maior

produtividade não implica necessariamente maior velocidade ou maior esforço. A maior

velocidade pode representar maior perda de recursos. O maior esforço apenas significa maior

gasto de recursos. A produtividade fica melhor compreendida com a seguinte relação:

Produtividade = Resultado Esforço

A relação acima indica que um resultado maior com esforço fixado leva a uma maior

produtividade; assim como um menor esforço com resultado fixado também gera uma maior

produtividade.

10

A produtividade é muitas vezes medida por pessoa, mas em muitas situações onde os

custos com pessoas são uma porcentagem reduzida dos custos totais têm que se ter em conta

os outros fatores necessários para produzir os resultados pretendidos. Na melhoria da

produtividade deve-se evoluir a partir de um valor de base para se poder comparar os

resultados. A produtividade total dos recursos é medida em termos financeiros onde é

calculado o resultado obtido por unidade monetária gasta nos diversos recursos. O grau de

produtividade de um agente econômico (pessoa, empresa, país, etc.) é em regra geral um dos

melhores indicadores para a medição do nível de eficiência e eficácia do mesmo.

11

3. MÁQUINAS

Problemas estudados

Com relação às máquinas verificamos várias situações que causam uma deficiência na

utilização deste recurso tão importante e de alto custo. Temos situações em que a máquina

não tem potência suficiente para executar a operação ocorrendo parada do fuso e danificando

ferramentas, dispositivos e até a própria máquina. Em outros casos há uma subutilização de

ferramentas, dispositivos e mão de obra já que trabalham abaixo de sua capacidade. Outro

fator restritivo da produtividade é o alto tempo de troca de ferramentas (característica do

modelo da máquina) que em uma produção seriada é um fator de muita influência. Há

também a limitação causada pelos diferentes comandos CNC que não se interagem, fazendo

com que cada vez que se necessite usinar a peça em máquina de comando CNC diferente

necessita-se fazer uma adaptação do programa, que além de consumir tempo de produção

ainda está sujeito a possíveis erros e que podem causar paradas ainda mais longas de

produção. Temos ainda a situação dos cones de fixação não padronizados que aumentam

significativamente a necessidade de montagem e desmontagem das ferramentas aumentando o

tempo de setup e diminuindo a vida útil dos cones de fixação.

3.1 Máquina de baixa potência

Conforme meus levantamentos na fábrica uma máquina de baixa potência nem sempre

é realmente um problema em uma produção, sem dúvida é uma restrição a ser considerada,

porém em muitos casos é possível planejar a produção direcionando para estes equipamentos

de menor potência operações que exigem menor esforço de corte aproveitando assim o

recurso disponível. Aprofundando o assunto, se por uma lado é um desperdício de tempo usar

uma máquina de baixa potência de corte para executar operações de usinagem que requerem

maior potência trabalhando com baixos parâmetros de corte, por outro lado é um desperdício

subutilizar uma máquina de alta potência, afinal, foi gasto um valor por um recurso que não

está sendo plenamente utilizado. O ideal e mais produtivo é sempre que utilizar o mais

próximo possível da potência disponível de cada equipamento.

3.2 Máquina com elevado tempo de troca de ferramentas

Tempo de troca de ferramenta “TTF” é denominada a operação automática executada

12

pela máquina CNC que consiste em recolher uma ferramenta em uso para o magazine (porta

ferramenta que armazena a ferramenta na própria máquina enquanto esta não está sendo

utilizada) e disponibilizar a próxima ferramenta para uso.

A maioria das máquinas que temos atualmente no setor em questão tem um tempo de

troca de ferramentas (TTF) considerado relativamente alto para uso em produção seriada.

Hoje a empresa possuí:

- 6 Centros de usinagem: 10 segundos de TTF

- 1 Centro de usinagem: 7 segundos de TTF

- 1 Centro de usinagem: 3 segundos de TTF

- 3 Tornos CNC: 3 segundos de TTF

Quanto mais ferramentas forem utilizadas em uma operação maior será o TTF total

agregado ao tempo de fabricação da peça.

Com o propósito de reduzir o tempo total de usinagem das peças na máquina, propõe-

se aumentar o número de peças fixadas no dispositivo de usinagem das máquinas, estendendo

assim o uso da mesma ferramenta durante a usinagem para duas ou mais peças. Geramos

então uma redução no TTF e portanto ganho no tempo total de usinagem por peça.

Ex: Família "Braço relê", com troca de 10 ferramentas.

Condição Atual: usinagem de uma peça fixada ao dispositivo.

TTF = 10seg/peça

N° de ferramentas x TTF = 10 x 10 = 100seg

Tempo gasto de usinagem = 120seg

Usinagem + TTF total = 120 + 100 = 220seg

Proposta: aplicarmos um dispositivo com duas peças fixadas.

TTF = 100seg

Usinagem = 240seg

Tempo de deslocamento da ferramenta de uma peça à outra = 1seg x 10 ferramentas = 10seg

Usinagem + TTF total + deslocamento da ferramenta = 240 + 100 + 10 = 350seg

Economia de 45 segundos por peça.

13

Resumidamente através de gráficos, temos: Figura 3.1 – Gráficos: TTF x No Ferramentas / No Ferramentas x Tempo de usinagem

Proposta: aumentar o número de peças fixadas no dispositivo aproveitando assim a

mesma ferramenta em uso para a usinagem de duas ou mais peças, gerando portanto um

ganho total de usinagem por peça.

Figura 3.2 – Gráfico: Tempo total de usinagem x No peças por dispositivo

Outra proposta para a redução do TTF seria o uso de ferramentas conjugadas

diminuindo não somente o TTF, mas também o tempo efetivo de usinagem.

Exemplo: Uma peça tem um rebaixo de Ø25x5, 2 chanfros de 1x45° e a face da peça

também é faceada. No processo convencional seriam utilizados uma broca de Ø25, dois

escareadores e uma fresa para facear totalizando 4 ferramentas na operação (Fig.3.1).

Estudo de tempo e custo de fabricação:

Observação: Será considerado o mesmo tipo de material para as ferramentas

convencionais e a conjugada, assim como os mesmos parâmetros de corte e classes e

rendimento de pastilhas já que o item em estudo aqui é apenas a diferença entre a concepção

das ferramentas.

14

Método convencional:

Figura 3.3 - Ferramentas convencionais

A seguir listaremos as etapas de usinagem e os seus respectivos tempos que foram

cronometrados na máquina CNC.

Tabela 3.1 – Atual: cálculo das etapas e tempos de usinagem

Proposta: usar uma ferramenta conjugada com as 04 ferramentas em 01, teremos

assim:

Figura 3.4 - Ferramenta conjugada

15

Tabela 3.2 – Proposto: cálculo da etapa e o tempo de usinagem

Economia de 50seg. / peça

Considerando custo da hora de usinagem igual a R$50,00 teremos:

R$50,00 / 3.600seg x 50seg = R$0,69 de economia por peça

Na tabela 3.3 encontramos o cálculo do custo das ferramentas:

Tabela 3.3 – Atual x Proposto: cálculo do custo da ferramenta de usinagem

Pelo estudo acima notamos que o custo da ferramenta conjugada/peça ficou R$0,14

mais caro que o custo/peça do conjunto de 04 ferramentas, porém subtraindo este valor da

economia pela redução do tempo de fabricação temos:

R$0,69 - R$0,14 = R$0,55

Resultado final = Economia de R$0,55/peça.

Demanda anual = 30.000 peças

Economia anual = R$16.500,00

3.3 Máquinas com diferentes comando CNC que não interagem

Com relação a este problema não há muito que fazer, porque é inevitável uma empresa

ter diferentes comandos CNC devido as constantes atualizações das industrias fabricantes e

até as diferenças entre comandos de diferentes fabricantes. O que muitas empresas optam por

fazer é tentar adquirir um tipo padronizado de comando CNC para todas as máquinas

16

adquiridas, algo que na maioria dos casos não é possível já que as máquinas normalmente são

adquiridas gradativamente de acordo o crescimento da empresa e aumento da produção, e não

todas de uma única só vez. Cada vez que se vai comprar

uma nova máquina o comando CNC atual utilizado na fábrica já está fora de

linha. Tenho o conhecimento de uma empresa que resolveu padronizar os comandos

de todas as máquinas comprando os mesmos avulsos, tais eram os transtornos

que se tinha com esta diversificação de comandos (custos com treinamento,

tempos improdutivos adaptando programas de usinagem para cada comando, etc.),

porém este é um caso extremo que dificilmente acontece por se tratar de um investimento

relativamente alto.

Entretanto vamos propor algumas recomendações que podem resolver ou minimizar

significativamente estes problemas com diferenças entre comandos CNC, conforme abaixo:

- Elaborar programas de peças no sistema "passo a passo", ou seja, programar linha por linha

do movimento dos eixos X, Y, Z, etc., evitando os ciclos de

usinagem específicos de cada comando. Este recurso pode parecer inviável

num primeiro instante já que o programa vai ficar mais extenso e levará um

tempo maior para ser elaborado, porém pode-se ganhar muito em flexibilidade

para executar este programa nas diversas máquinas de diferentes comandos

sem precisar de adaptação no momento da necessidade de uso quando quase

sempre o tempo é escasso.

- Os comandos mais modernos não requerem "ponto" (.) após cada medida programada,

porém diversos comandos ainda muito utilizados apresentam esta exigência,

para se evitar a constante necessidade de incluir "ponto" em todas as medidas

programadas em caso de um programa que foi elaborado inicialmente para a máquina

que não necessita "ponto", para uma máquina com comando que necessita, uma

opção é padronizar todos os programas com "ponto" porque apesar das máquinas mais

modernas não exigirem, elas também não o rejeitam.

Sempre haverá alguma necessidade de adaptação que não será passível de

padronização, por exemplo alguns códigos de cabeçalhos que são específicos,

mas apenas com estes passos recomendados podemos chegar a um nível de padronização

que gera uma economia de tempo estimada em 5% na preparação de máquina. Considerando-

se as 9 máquinas CNC da Corneta, são consumidas aproximadamente 2380 horas anuais na

preparação, resultando assim uma economia de 119 horas/ano. É óbvio que a viabilidade

destas recomendações vai depender da freqüência com que ocorrem estas interações, se é algo

17

muito eventual certamente valerá mais a pena adaptar os programas no momento da

necessidade, porém se tratando de uma situação como a nossa onde há três ou quatro tipos de

comandos e extrema necessidade de flexibilidade em produzir na máquina que estiver

disponível, podemos dizer que vale muito a pena aplicar esta proposta.

3.4 Máquinas com diferentes cones de fixação de ferramentas

Este é outro problema básico que ocorre na empresa pela falta de padronização,

comprometendo a produtividade devido ao tempo gasto em montagem de ferramentas na fase

de “setup” em muitos casos desnecessários caso os cones de fixação fossem padronizados.

Explicando melhor, se todos os cones requeridos pelas máquinas fossem padronizados

(exemplo tamanho ISO 40), em caso de necessidade de uso de uma ferramenta montada em

outra máquina, bastaria mudar de uma para a outra o conjunto (ferramenta + cone de fixação)

que leva aproximadamente 30 segundos. Mas como ocorre atualmente em alguns casos é

necessário desmontar a ferramenta de um cone ISO40 para montar em um cone ISO30, ou

vice-versa, gastando-se aproximadamente 5 minutos e também diminuindo a vida útil dos

cones devido a constante montagem e desmontagem.

Como a padronização dos cones é inviável a curto prazo, devido a necessidade de

trocar as maquinas já que o sistema de fixação é uma característica da mesma, uma opção

para minimizar o problema do maior tempo gasto de “setup” seria ter a disponibilidade de

ferramentas e cones suficientes para atender a necessidade sem recorrer a este rodízio de

ferramentas entre os diferentes cones, porém com o único inconveniente de aumentar o

inventário de cones.

Foi feito um levantamento da quantidade de cones de fixação necessários para todas as

ferramentas utilizadas, dispensando a necessidade de montar e desmontar algumas

ferramentas a cada setup. Em outras palavras, cada ferramenta teria o seu próprio cone de

fixação.

O resultado obtido é mostrado na tabela 3.4. Nela podemos observar os cálculos de

investimento e ganho. * Com essa proposta a vida útil dos cones passam a ser prolongados de

6 meses para 1 ano devido não necessitar mais desmontar as ferramentas do mesmo.

É bom relembrarmos aqui que este estudo resulta em investimentos e ganhos anuais

devido à vida útil dos cones.

18

Tabela 3.4 – Cálculo de investimento e ganho anual adquirindo cones ISO40 e ISO30.

19

4. FERRAMENTAS DE CORTE

Problemas estudados

Ferramentas de cortes ineficientes

Trata-se de ferramentas de corte que apresentam baixos resultados de produtividade

como, por exemplo, brocas de aço rápido que tem baixa vida útil acarretando altas freqüências

de parada de máquina para afiação e/ou substituição por nova ferramenta e, além disso,

trabalham a baixas velocidades de corte e avanço o que aumentam o tempo de usinagem por

peça. Outro exemplo são as fresas que além dos mesmos inconvenientes mencionados para as

brocas de aço rápido podemos adicionar a baixa quantidade de arestas de corte que são

diretamente proporcionais à velocidade de avanço, ou seja, quanto menor o número de

arestas, menor é a velocidade de avanço permitida, e conseqüentemente maior é o tempo de

usinagem por peça.

Ferramentas de cortes inadequadas

Consideramos inadequadas ferramentas que trabalham em condições impróprias como

comprimento excessivo, geometria de corte para material ou operação diferente, classe de

pastilhas para dureza diferente, raios de pastilhas muito grande ou muito pequeno, ângulos de

saída muito agudo ou muito obtuso, calços de pastilhas de altura diferente, etc. O uso de

ferramentas nestas condições causam diversas anomalias como quebra de suportes e quebra

da própria ferramenta em si, quebra de pastilhas, desgaste prematuro das pastilhas, quebra de

dispositivo por esforço excessivo, etc.

Este capítulo foi baseado no manual do fabricante de ferramentas de corte Sandivik

Coromant (2005) e é um dos itens mais importantes do nosso estudo, afinal a variedade de

ferramentas de corte e de fabricantes é tão grande se torna extremamente complexo dizer que

esta ou aquela ferramenta é a melhor opção para determinada operação de usinagem. É

necessário um estudo minucioso para cada ferramenta que se pretende utilizar de modo a

obter uma ferramenta viável do ponto de vista técnico e econômico.

Com o objetivo de contribuir para o aumento de produtividade escolhemos as

principais operações de usinagem e ferramentas de corte utilizadas que serão abordadas de

forma prática e detalhada.

20

4.1 Fresamento

Segundo a fabricante de ferramentas de corte Sandvik Coromant (2005) o fresamento

moderno é um método de usinagem bastante universal. Durante os últimos anos, o processo

de fresamento evoluiu, lado a lado com o desenvolvimento das máquinas-ferramentas, para

um método que envolve uma imensa variedade de configurações. Hoje em dia, a escolha de

métodos em máquinas multifuso já não é mais direta além de todas as aplicações

convencionais, o fresamento é uma interessante alternativa para quem precisa fazer furos,

abrir cavidades, usinar superfícies que se costumava tornear, fazer roscas, etc. O

desenvolvimento de ferramentas também tem contribuído com as novas possibilidades,

juntamente com os ganhos de produtividade, confiabilidade e a constante qualidade que se

tem conseguido com a tecnologia de pastilhas intercambiáveis e de fresas inteiriças de metal

duro (solid carbide). O fresamento é, basicamente, o corte de metais com uma ferramenta

rotativa de múltiplas arestas de corte que executa movimentos programados sobre uma peça

em quase todos os sentidos de direção. É essa ação de corte que torna o processo de

fresamento um método de usinagem tão eficiente e versátil. Cada aresta de corte remove uma

certa quantidade de metal, com uma ação de corte limitada, tornando a formação e saída de

cavacos um aspecto secundário. Na maioria dos casos, o fresamento ainda é utilizado na

usinagem de superfícies planas como no caso do faceamento, porém há um aumento

significativo de usinagem de outras formas e superfícies com o aumento do número de centros

de usinagem de cinco eixos e máquinas multitarefas. Os principais tipos de fresamento, em

relação ao efeito sobre uma peça, ou do ponto de vista da trajetória da ferramenta, são:

1- faceamento

2- fresamento de cantos a 90°

3- fresamento de perfis

4- fresamento de cavidades

5- fresamento de canais

6- torno fresamento

7- fresamento de roscas

8- cortes

9- fresamento com altos avanços

10- fresamento de mergulho

11- fresamento em rampa

12- interpolação helicoidal

21

13- interpolação circular

14- fresamento trocoidal

A figura 4.1 mostra as imagens referente as operações de fresamento.

Figura 4.1 - Operações de fresamento

22

Tabela 4.1 - Desgaste de ferramentas

Causa: Solução:

Desgaste de flanco e tipo de entalhe

Selecione uma classe mais resistente ao desgaste.

a. Avanço muito pequeno.

Aumente o avanço.

Reduza a velocidade de corte.Selecione uma classe mais tenaz.

b/c. Cascas. Aumente a velocidade de corte.

Microlascas

Geometria da pastilha muito fraca.

Selecione uma pastilha com uma geometria mais robusta.Aumente a velocidade de corte ou selecione uma geometria positiva.Reduza o avanço no início do corte.

Fissuras térmicas

Usinagem intermitente.

Selecione uma classe mais tenaz com melhor resistência a choques térmicos.

Fornecimento variado de fluido refrigerante.

Deve-se aplicar fluido refri-gerante em abundância ou, simplesmente não aplicar.

Aresta postiça (B.U.E.)

Velocidade de corte baixa.

Aumente a velocidade de corte.

Avanço pequeno. Aumente o avanço.Geometria de corte. Selecione uma geometria

positiva.Acabamento superficial de má qualidade

Posição errada da pastilha.

Troque a posição.

Deflexão. Verifique o balanço.Má estabilidade. Melhor estabilidade.

Vibrações

Aumente a velocidade.Mude a profundidade de corte.Reduza o balanço.Melhor estabilidade.

Desgaste de ferramentas

a. Desgaste rápido de flanco provocando um acabamento superficial ruim ou medidas for a da tolerância.

a. Velocidade de corte muito alta ou pouca resistência ao desgaste.

Fissuras térmicas devido a variações de

Pequenas fissuras perpendiculares à aresta de corte, causando mi-crolascas e acabamento superficial insatisfatório.

O material da peça é soldado à pastilha

Reduza a velocidade de corte.

Aresta postiça.

Pequenas fraturas na aresta de corte (microlascas) causando acabamento superficial insatisfatório e desgaste excessivo no flanco.

Classe muito quebradiça.

Selecione uma classe mais tenaz.

b/c. Materiais temperados.

b/c. Desgaste tipo entalhe provocando um acabamento superficial ruim e risco de quebra da aresta.

Reduza a velocidade de corte.

Dados de corte errados.

Má estabilidade.

Avaço muito grande. Reduza o avaço.

Aresta postiça causando acabamento superficial insatisfatório e microlas-cas na aresta de corte quando a aresta postiça (B.U.E.) é removida.

23

4.1.1 Problemas e soluções

Quebra de pastilha no processo de fresamento

1. Espessura excessiva de cavacos na saída da fresa

- Reduza a espessura do cavaco na saída mudando a posição da fresa em relação à peça.

- Execute fresamento concordante Diminua o avanço por dente.

- Selecione uma fresa com diâmetro menor.

- Use uma pastilha com geometria mais robusta (H).

Quebra de pastilha durante o fresamento de canto a 90°

1. Aparecimento de resíduos de material no processo de fresamento discordante,

prendendo-se entre o canto e a aresta.

- Mude o processo para fresamento concordante. Use ar comprimido.

- Use uma pastilha mais afiada para facilitar o recorte dos cavacos. Monitore o desgaste do

flanco de modo a evitar desgaste excessivo.

2. Fresamento concordante com vários passes.

- Considere a execução da operação com apenas um passe.

3. Cavaco preso entre o canto e a aresta.

- Selecione um fresamento discordante Selecione uma pastilha mais robusta. Selecione uma

fresadora horizontal.

4.1.2 Estudo de melhoria em fresamento

Veremos agora uma proposta de melhoria com dados reais e/ou aproximados de uma

melhoria que resultaria em uma economia muito interessante.

Denominação das peças Garfos direito, esquerdo e central (6 tipos de peças similares)

Demanda anual total = 85.000 peças

Situação atual

O fresamento da boca dos garfos é feito com uma fresa Ø25 com 02 arestas de corte

com pastilhas de classe muito quebradiça e geometria muito fraca. O baixo número de arestas

de corte proporciona baixas velocidades de avanço e as características das pastilhas causam

24

desgaste prematuro por microlascas, e que além disso, ocasionam freqüentes paradas de

máquina para troca das pastilhas de corte.

Dados do processo atual:

Preço das 02 pastilhas = R$84,00

Rendimento médio das 02 pastilhas = 85 peças

Tempo médio de troca das 02 pastilhas = 5minutos

Tempo de usinagem da operação = 15 segundos

Custo hora de usinagem = R$50,00

Custo de pastilhas por peça = R$84,00 / 85pçs = R$0,99/pç

Custo do tempo de troca das pastilhas por peça = R$50,00 / 60min x 5min / 85pçs =

= R$0,05/pç

Custo de usinagem por peça = R$50,00 / 3600seg x 15seg = R$0,21/pç

Custo anual = (R$0,99/pç + R$0,05/pç + 0,21/pç) x 85.000pçs/ano = R$106.250,00/ano

Situação melhorada

Substituir a fresa Ø25 com 02 arestas de corte por uma fresa Ø50 com 5 arestas de

corte que permite o uso de maior avanço de corte e substituir as pastilhas por outras de classe

mais tenaz e geometria mais robusta que resolve o desgaste prematuro por microlascas,

conforme o manual técnico de usinagem da fabricante de ferramentas de corte Sandvik

Coromant.

Dados do processo melhorado (proposta):

Preço das 05 pastilhas = R$215,00

Rendimento médio das 05 pastilhas = 1250 peças

Tempo médio de troca das 05 pastilhas = 10 minutos

Tempo de usinagem da operação = 11,8 segundos


Custo de pastilhas por peça = R$215,00 / 1250pçs = R$0,17/pç

Custo do tempo de troca das pastilha por peça = R$50,00 / 60min x 10min / 1250pçs =

25

= R$0,007/pç

Custo de usinagem por peça = R$50,00 / 3600seg x 11,8seg = R$0,16/pç


Economia anual = R$106.250,00 - R$28.645,00 = R$77.605,00

Na tabela 4.2 podemos verificar resumidamente o ganho anual substituindo a fresa de

Ø25 com 02 arestas por uma de Ø50 com 05 arestas. Tabela 4.2 - Ganho anual utilizando fresa Ø50 com 05 arestas. 4.2 Furação

Conforme definição no manual técnico de usinagem da Sandivik Coromant (2005), o

processo de furação abrange os métodos de se fazer furos cilíndricos em uma peça com

ferramentas de corte. A furação está associada com operações subseqüentes de usinagem

como rosqueamento, alargamento, escareamento e mandrilamento. O que há de comum em

todos esses processos é um movimento principal de rotação, combinado com um movimento

linear de avanço. Com o desenvolvimento de modernas ferramentas para furação curta, a

necessidade de usinagem preparatória e subseqüente mudou drasticamente. As ferramentas

modernas tornaram possível com que a furação em cheio seja executada em uma única

operação, normalmente sem usinagem prévia dos furos de centro e do furo piloto, além de

trabalhar com maiores velocidades de corte e avanço e apresentar maior vida útil. Como a

qualidade do furo é boa, as usinagens subseqüentes para melhorar o dimensional de medição e

textura superficial é freqüentemente desnecessário.

4.2.1 Efeitos dos dados de corte

26

Efeitos da velocidade de corte:

É o principal fator na determinação da vida útil da ferramenta.

Afeta o consumo de energia.

Velocidade de corte excessiva pode provocar:

Rápido desgaste de flanco da broca.

Deformação plástica das arestas de corte.

Furo de qualidade insatisfatória fora da faixa de tolerância.

Velocidade de corte muito baixa:

Formação de aresta postiça na broca afeta de maneira negativa a remoção dos cavacos.

Baixa produtividade/alto custo por furo.

Efeitos da taxa de avanço:

Decisiva para a formação de cavacos.

Afeta o consumo de energia.

Contribui para a tensão mecânica e térmica.

Altas faixas de avanço produzem:

Bom controle de cavacos.

Menor tempo de corte.

Menor desgaste da ferramenta.

Maior risco de quebra da ferramenta.

A qualidade do furo pode ser prejudicada.

Baixas faixas de avanço produzem:

Cavacos mais longos.

Melhoria da qualidade.

Desgaste acelerado da ferramenta

Maior tempo de corte/maior custo por furo.

Importância do controle de cavacos:

Um controle ruim de cavacos pode produzir acabamento insatisfatório do furo e

quebrar a broca.

4.2.2 Recomendações para uma furação bem sucedida (broca de metal duro inteiriça)

O fabricante de ferramentas de corte Sandvik Coromant (2005) afirma que é essencial

máxima estabilidade de todo o sistema de fuso, suporte de ferramenta e broca. A instabilidade

implica uma sobrecarga na rigidez do sistema. O metal duro é o material para ferramenta mais

27

duro possível, mais do que qualquer outro tipo de broca, e é capaz de produção de furos de

qualidade em alta velocidade. Entretanto, quando as condições de usinagem forem instáveis e

se exigir demais da ferramenta, devem ser tomadas precauções ou considerada uma outra

alternativa. Para fazer uso total das capacidades da broca de metal duro inteiriça, a

máquina-ferramenta deve ser rígida, estar em boas condições e a peça deve estar firmemente

fixada. Vibração, mesmo que de freqüência muito baixa, produz um efeito negativo sobre a

vida útil da ferramenta e da segurança de produção, já que as arestas de corte podem lascar

em vez de sofrer desgaste de flanco e, dessa forma, gerar um acabamento ruim e rápida

quebra da ferramenta. Transmissão de torque e fornecimento de refrigeração de boa qualidade

também são fatores de sucesso.

Tabela 4.3 - Furação com broca de metal duro inteiriça

Superfícies irregulares

Na entrada, o avanço deve ser reduzido para um quarto da taxa

normal, para evitar lascamento.

Superfícies côncavas

Os furos são possíveis se o raio for maior do que 15 vezes o

diâmetro da broca. O avanço deve ser reduzido para um terço da

taxa normal na entrada.

Superfícies convexas

Os furos são possíveis se o raio for maior do que 4 vezes o

diâmetro da broca e o furo for perpendicular ao raio. O avanço

deve ser reduzido para metade da taxa normal na entrada.

Furação transversal

Pode ser feita se o avanço for reduzido para um quarto da taxa

normal na entrada e na saída da furação transversal.

Alargando furos

Operações de alargamento de furos não são possíveis com brocas

de metal duro inteiriça

28

Tabela 4.4 - Furação com broca de metal duro inteiriça

Furos mais profundos com refrigeração externa

Normalmente, um furo pode ser feito em uma única etapa. Mas se

forem feitos furos profundos (mais do que 3 x D), com o uso de

fluido externo, um terço da profundidade pode ser feita de

maneira contínua, seguido por um ciclo de furação intermitente

(pica-pau). Mas a furação intermitente de furos profundos deve

ser apenas um solucionador de problemas.

Ciclo de furação intermitente

Após furar até um terço da profundidade, a broca é recuada o

suficiente para o escoamento de cavacos, limpeza do furo e

seguida por ciclos de furação repetidos.

Furação de superfícies não planas

A furação de superfícies inclinadas de peças até um máximo de 10° é aceito, mas uma redução do avanço é

essencial na entrada, para evitar que a broca escorregue e, quando a broca é retirada, para impedir o desgaste da

fase circular ou quebra da broca.

Inclinação menor do que 5°

A ação de corte é intermitente. O avanço deve ser reduzido para

1/3 da faixa de avanço normal até o corte do diâmetro completo.

Furos passantes

Na saída de furos passantes, o avanço deve ser reduzido para 1/3

do avanço normal.

Inclinação de 5-10°

Comece executando uma operação de centralização com uma

broca curta, que possua o mesmo ângulo de ponta. Como

alternativa, usine uma pequena superfície plana.

Inclinação maior do que 10°

A furação não é possível, a menos que a superfície de entrada seja

preparada.

29

Tabela 4.5 - Problemas e soluções - brocas de metal duro inteiriça Problema Causa Solução

1-Velocidade de corte e temperatura de aresta muito baixa. 2- Fase negativa muito grande. 3- Sem cobertura. 4- Baixa porcentagem de óleo no fluido de corte.

1- Aumente a velocidade de corte ou use refrigeração externa. 2- Aresta de corte mais positiva Cobertura na aresta. 3- Aumente a porcentagem de óleo no fluido de corte.

1- Fixação instável. 2- TIR muito grande. 3- Corte intermitente. 4- Fluido de corte insuficiente. (Fissura térmica) 5- Fixação instável da ferramenta.

1- Verifique a fixação. 2- Verifique o batimento radial. 3- Reduza o avanço. 4- Verifique o fornecimento de

fl fluído de corte. 5- Verifique o porta-ferramenta.

1- Velocidade de corte muito alta. 2- Avanço muito baixo. 3- Classe muito tenaz. 4- Falta de fluido de corte.

1- Reduza a velocidade de corte. 2- Aumente o avanço. 3- Mude para uma classe mais dura. 4- Assegure o fornecimento de fluido de corte apropriado

1- Condições instáveis. 2- O desgaste máximo permissível foi excedido. 3- Classe muito dura.

1- Verifique o setup 2- Substitua a broca mais freqüência 3- Mude para uma classe mais tenaz

1- TIR muito grande 2- Fluido de corte insuficiente 3- Velocidade de corte muito alta 4-- Material abrasivo

1- Verifique o batimento 2- Use óleo puro ou emulsão mais potente 3-Velocidade de corte mais baixa 4- Mude para uma classe mais dura

30

Tabela 4.6 - Problemas e soluções - brocas de metal duro inteiriça Problema Causa Solução

1- Velocidade de corte muito baixa 2- Avanço muito alto 3- Aresta transversal muito pequena

1- Aumente a velocidade de corte 2- Reduza o avanço 3- Verifique as dimensões da aresta transversal

1- Velocidade de corte e/ou avanço muito alto 2- Fornecimento de fluido de corte insuficiente 3- Broca/classe inapropriada

1- Reduza a velocidade de corte e/ou o avanço. 2- Aumente a pressão e o volume de fluido de corte 3- Use uma classe mais dura

1- Fixação insuficiente 2- A peça está se movimentado 3- Condições de corte inapropriadas 4- Fuso de potência insuficiente 5- Entupimento de cavacos 6- Avanço muito alto 7- Desgaste excessivo

1- Verifique a fixação da peça e da broca 2- Melhore a fixação 3- Verifique os dados de corte 4- Verifique a máquina 5- Ajuste os dados de corte/fornecimento de fluido 6- Reduza o avanço. 7- Verifique o desgaste com mais freqüência

1- Fluido de corte inconsistente 1- Examine o fornecimento de fluido de corte 2- Complete o tanque de fluido de corte

31

4.2.3 Estudo de melhoria para broca inteiriça de metal duro Esta proposta de melhoria está vinculada ao estudo de melhoria de dispositivo de

fixação a ser visto posteriormente no capítulo 5, já que de acordo com o fabricante de

ferramentas de corte Sandivik Coromant a rigidez do sistema de fixação é fundamental para o

uso de brocas inteiriças de metal duro (cap. 4.2.2).

Denominação da peça: Garfo de Ré


Situação atual

Atualmente para se usinar dois furos Ø9,5 na peça são utilizadas 02 ferramentas sendo

01 broca de centro Ø4x10 e 01 broca helicoidal de aço rápido(AR) Ø9,5, a broca de centro é

necessária para guiar a broca helicoidal de aço rápido Ø9,5 já que esta executa furos

desalinhados se usada sem furo de centro, outro fator de baixa produtividade é que a

velocidade de corte para o aço rápido é baixa com o inconveniente de queimar a broca caso

seja aumentada.


Preço da broca de centro = R$15,00

Rendimento da broca de centro = 300pçs

Preço da broca AR Ø9,5 = R$65,00

Rendimento da broca Ø9,5 = 1800pçs

Tempo de usinagem da operação = 58seg


Custo da broca de centro por peça = R$15,00 / 300pçs = R$0,05/pç

Custo da broca AR Ø9,5 por peça = R$65,00 / 1800pçs = R$0,04/pç

Custo de usinagem por peça = R$50,00 / 3600seg x 58seg = R$0,81/pç


Situação melhorada

Implementar uma broca inteiriça de metal duro(MD) Ø9,5 , que graças a sua

característica de auto centrante dispensa a necessidade de broca de centro e ainda trabalha a

32

altas velocidades de corte e avanço e apresenta maior vida útil (conforme a Sandivik

Coromant).


Preço da broca de MD Ø9,5 = R$800,00

Rendimento da broca MD Ø9,5 = 12.000pçs

Tempo de usinagem da operação = 18,5seg


Custo da broca MD Ø9,5 por peça = R$800,00 / 12.000pçs = R$0,07/pç

Custo de usinagem por peça = R$50,00 / 3.600seg x 18,5seg = R$0,26/pç

Custo anual = (R$0,07/pç + R$0,26/pç) x 8.000pçs/ano = R$2.640,00/ano


Na tabela 4.6 podemos verificar resumidamente a proposta e o ganho anual utilizando

uma broca de metal duro ao invés de uma broca helicoidal de aço rápido na peça em exemplo.

Tabela 4.7 – Ganho anual utilizando brocas de metal duro.

4.2.4 Brocas com pastilhas intercambiáveis

Figura 4.2 - Brocas com pastilhas intercambiáveis

33

A atual gama de brocas de pastilhas intercambiáveis (Fig. 4.17) abrange uma ampla

variedade de aplicações. Geralmente, as pastilhas intercambiáveis oferecem clara vantagem

na maioria dos aspectos e, para furos que caem dentro de suas capacidades, elas devem ser

consideradas como primeira escolha para usinagem com brocas estacionárias ou rotativas.

Com suas crescentes capacidades de produzir tolerâncias mais fechadas e melhor acabamento

superficial, broca com pastilha intercambiável é uma ferramenta muito versátil em relação a

materiais, maquinaria e operação. A broca com pastilha intercambiável combina a resistência

do corpo da broca em aço com a resistência ao desgaste das pastilhas de metal duro, estas

intercambiáveis, em vez de reafiáveis. A vida útil da broca é longa e pode ser utilizada em

diferentes exigências de usinagem. A confiabilidade e a precisão são sempre altas, além da

habilidade de proporcionar boas economias em usinagem.

As seguintes dicas de aplicação (Fig. 4.3) garantirão performance suave e resultados

ideais.

Figura 4.3 - Possibilidades operacionais com brocas com pastilhas intercambiáveis

4.2.4.1 Desgaste de pastiIha

O lascamento de arestas de corte pode ter diversas causas:

- Broca descentralizada

- Deflexão da broca causada por balanço excessivo da ferramenta, da faixa de avanço ou do

comprimento da broca

- Estabilidade de pastilha ruim devido à posição incorreta do assento da pastilha ou assentos e

parafusos danificados.

- Estabilidade da broca ruim devido ao suporte de ferramenta errado, condição e alinhamento

ruim do fuso ou da torre.

- Má estabilidade da máquina e da peça.

- Fornecimento insuficiente de fluido de corte.

- Pastilhas incorretas, classe ou geometria não apropriada para as exigências nas arestas de

corte centrais e periférica.

34

Se ocorrer lascamento nas arestas de corte de uma broca helicoidal reafiável de metal

duro, deve se considerar uma troca para broca com pastilha intercambiável, especialmente se a

instabilidade continuar. A opção de arestas mais tenazes em uma broca com pastilha

intercambiável, em alguns casos, soluciona o problema. Nunca se deve permitir o lascamento

das arestas de corte; isso deve ser tomado como indicativo de que algo precisa ser corrigido no

processo de usinagem.

4.2.4.2 Benefícios do uso de uma moderna broca com pastilha intercambiável

As principais vantagens das modernas brocas de pastilha intercambiáveis em relação

aos demais tipos de broca são as seguintes:

- Tempos de ciclo mais curtos

- Menores custos de usinagem

- Menor tempo de máquina parada

- Melhor utilização dos recursos de produção

- Maior segurança de produção

- Maior vida útil da ferramenta e performance mais consistente

- Área de qualidade do furo ampliada com brocas de pastilhas intercambiáveis

- Simples de usar e manter menores custos de estoque

- Menor consumo de energia

- Mais apropriada para setups/peças com estabilidade ruim

- Versátil quanto aos materiais da peca e à maquinaria

4.2.4.3 Características da broca que contribuem para os benefícios

- Taxa de penetração mais rápida (velocidade de avanço e de corte)

- Menor força de avanço axial

- Não é necessária furação intermitente

- Auto-centrante

- Aplicável para condições de peça/exigências de furo variáveis

- Diversas possibilidades de variação de diâmetro com uma única broca

- Acabamento possível na direção do diâmetro, na retirada da broca

- Uma classe/geometria cobre muitas aplicações

- Possibilidades de otimização com classes/geometrias dedicadas de pastilhas

35

- Furos duplos de refrigeração levam o refrigerante às arestas de corte

- Canais helicoidais especialmente desenvolvidos, que proporcionam escoamento de cavacos

sem restrição e alta estabilidade

- Grande área de quebra de cavacos, tamanho e formato de cavacos menos limitados

- Boa para materiais de cavacos longos, aço inoxidável etc.

- Pastilhas com arestas de corte robustas, vida útil longa e previsível

- Sem reafiação

- Desenho e identificação individual de pastilhas centrais e periféricas

- Opção de haste de broca e brocas integradas

4.2.4.4 Resolução de problemas

Quando as arestas de corte desgastam-se prematuramente, com baixa vida útil da

ferramenta, normalmente a causa está relacionada com dados de corte incorretos, classes de

pastilha incorretas ou até mesmo o tipo de broca ou fornecimento de fluido de corte baixo.

Instabilidade e baixo fornecimento de fluido de corte também provocam vida útil baixa.

Quando a aresta de corte lasca, o alinhamento da broca deve ser verificado, para se manter

dentro dos limites recomendados. A concentricidade deve estar ao redor de +/-0.05mm.

A falta de rigidez no setup, ferramenta ou máquina, freqüentemente levam ao lascamento,

necessitando uma aresta de corte mais tenaz. Se a pastilha não estiver assentada ou fixa de

maneira segura, pode ocorrer lascamento. Os assentos e parafusos de pastilhas precisam ser

bem conservados em brocas de alta performance; recomendamos troca freqüente de parafusos

de pastilhas. Outro fator importante é quão firme a broca é fixada à máquina, para dar

estabilidade durante a usinagem, a qualidade da fixação da ferramenta é muito importante. Se

forem produzidos furos com diâmetro maior ou menor freqüentemente a razão é que a broca

está descentralizada. Outras razões podem ser o fuso da máquina fora de alinhamento, faixa de

avanço muito alta ou falta de rigidez do setup. Se o furo não for simétrico, freqüentemente a

origem do problema pode ser rastreada até uma falta de estabilidade devido a rigidez ruim no

set-up ou na máquina. Também é possível que os dados de corte estejam errados para o

material em questão. Normalmente, o acabamento superficial insatisfatório é resultado de

vibrações que surgem de rigidez ruim no setup de usinagem. A broca pode ser muito longa,

fixada a um suporte ou fuso de baixa qualidade, os dados de corte podem estar incorretos para

a aplicação a penetração inicial pode estar relacionada com superfícies ruins. O fornecimento

de fluido de corte pode ser insuficiente ou o controle de cavacos pode não ser suficientemente

36

bom, onde o escoamento de cavacos é irregular. Geralmente, os parâmetros de limitação de

desgaste da ferramenta na furação são a segurança e a qualidade do furo. O desgaste e as

arestas postiças que distorcem excessivamente a geometria de corte são riscos que afetam a

confiabilidade da maneira como uma broca fará o número de furos exigidos.

Tabela 4.8 - Dicas práticas para furação - caso ocorram problemas

4.2.4.5 Recomendações para uma furação bem sucedida (brocas intercambiáveis)

- Confira o alinhamento da máquina, a estabilidade, a qualidade do suporte e da fixação da

ferramenta.

- Confira a potência, a força de avanço e o torque disponível no fuso da máquina.

- Confira as taxas de pressão e fluxo disponíveis do refrigerante.

Problemas

Realinhe a broca

Aumente o fluxo de refrigeração, limpe o filtro, limpe os canais de refrigeração da broca

Sele-cione uma rotação mais tenaz

Reduza o avanço

Melhore a estabili-dade, refixe a peça, diminua o balanço da broca.

Verifique o fundo do furo ou a dimensão do "pip". Se estiver maior que o normal, alinhe a broca (só brocas Coromant-U)

Verifique as recomen-dações de veloci-dade e avanço

Verifique a classe de metal duro

Aumente a velocidade

Face frontal da broca quebrada

X X X X

Desgaste no diâmetro externo da broca

X X X X

Furo acima/abaixo do tamanho

X X X X X

Entupimento de cavacos nos canais da broca

X X X X X

Vibrações X X X

Pequenas fraturas na aresta de corte(micro-lascas)

X X X X X

Furo não simétrico

X X X

Vida útil insatisfatória

X X X X

Soluções

37

- Selecione a ferramenta correta para a operação e use de maneira recomendada pelo fabricante

- Otimize conforme combinação de alta velocidade de corte e taxa de avanço para boa

evacuação de cavacos.

- Faça manutenção regular de ferramentas.

- Troque o parafuso de fixação da pastilha na broca freqüentemente.

- Estabeleça uma vida útil confiável e predeterminada.

- Defina faixas de avanço corretas para a furação de superfícies irregulares, arredondadas e

furos passantes.

4.2.4.6 Estudo de melhoria usando brocas de pastilhas intercambiáveis

Veremos agora um estudo com dados reais e/ou aproximados de uma melhoria

executada em que houve uma economia significativa usando uma broca de pastilhas

intercambiáveis ao invés de uma broca de aço rápido.

Denominação das peças Braços relê (4 tipos de peças similares)


Situação anterior

Para usinar um furo Ø19,5 0/+0,15, usava-se um broca de aço rápido Ø19 e uma barra

de mandrilar Ø19,5.

Obs: A operação de mandrilamento era necessária porque a broca de aço rápido não garante a

tolerância exigida no furo.

Tempo para abrir furo Ø19 = 45 segundos

Tempo para mandrilar furo com Ø19,5 0/+0,15 = 21 segundos

Tempo de troca da ferramenta = 10 segundos

Tempo total = 76 segundos

Considerando custo hora de usinagem de R$50,00 teremos:

Custo de usinagem = R$50,00 / 3.600seg x 76seg x 120.000pç/ano =

= R$127.200,00/ano

Preço da broca = R$110,00

Rendimento da broca = 42 afiações x 150 peças/afiação = 6.300 peças/broca

Custo de afiação = R$6,80/hora x 5min x 42 afiações = R$24,00/broca

Custo da broca = (R$110,00 + R$24,00) / 6.300 x 120.000peças/ano =

= R$2.552,00/ano

38

Preço da barra de madrilar = R$400,00

Rendimento da barra = 20.000 peças

Custo da barra de mandrilar = R$2.400,00/ano

Preço da pastilha = R$30,00

Rendimento da pastilha = 120pçs/pastilha

Custo de pastilhas = R$30,000 / (120pçs/pastilha) x 120.000pçs/ano =

= R$30.000,00/ano

Custo total = R$162.152,00/ano

Situação atual (melhorada)

Com o uso de uma broca de pastilhas intercambiáveis não é necessário o uso da barra

de mandrilar já que a broca de pastilhas intercambiáveis assegura a medida de Ø19,5 0/+0,15

apenas com o auxílio de uma bucha excêntrica.

Tempo para usinar furo Ø19,50/+0,15 = 14,7 segundos

Custo de usinagem = R$50,00 / 3.600seg x 14,7seg x 120.000pç/ano =

= R$24.500,00/ano

Preço da broca (Com pastilhas intercambiáveis) = R$1.200,00

Rendimento = 30.000 peças/broca

Custo da broca = R$4.800,00/ano

Preço da bucha excêntrica = R$800,00

Rendimento = 30.000 peças/bucha

Custo da bucha = R$3.200,00/ano

Preço das pastilhas = R$30,00

Rendimento (Pastilha periférica) = 240pçs/pastilha

Rendimento (Pastilha central) = 360pçs/pastilha

Rendimento médio = 300pçs/pastilha

Custo de pastilhas = R$30,000 x 2 pastilhas / (300pçs/pastilha) x 120.000pçs/ano =

= R$24.000,00/ano

39

Custo total = R$56.500,00/ano

Resultado final

Situação anterior = Custo total = R$162.152,00/ano

Situação atual (Melhorada) = Custo total = R$56.500,00/ano

R$162.152,00 - R$56.500,00 = 105.652,00

Economia anual de 105.652,00

Na tabela 4.8 temos o resumo do investimento e o ganho da proposta apresentada

utilizando brocas de pastilhas intercambiáveis ao invés de uma broca de aço rápido. O

investimento e o ganho são anuais devido a vida útil da ferramenta.

Tabela 4.9 – Ganho anual utilizando brocas de pastilhas intercambiáveis.

40

5. DISPOSITIVOS DE FIXAÇÃO

Problemas estudados

Dispositivos de fixação não robustos

Os problemas enfrentados com dispositivos de fixação não robustos são vários, desde

constantes quebras do próprio dispositivo ocasionando paradas de produção para manutenção

do mesmo, até quebras das ferramentas devido a instabilidade da fixação, principalmente se

tratarmos de ferramentas de metal duro que são extremamente frágeis à instabilidade devido

sua alta dureza. Para se evitar ou diminuir estes danos aos dispositivos e ferramentas é

necessário trabalhar com baixos parâmetros de corte para diminuir o esforço, o que acarreta

um maior custo por peça devido ao aumento do tempo de usinagem.

Dispositivos de difícil fixação manual

Ao se trabalhar com uma fixação manual em um dispositivo de fixação o tempo desta

atividade passa a depender do operador ficando sujeito a grandes variações dependendo da

habilidade, motivação, fadiga, etc. do mesmo. Sendo assim os muitos dispositivos de difícil

fixação manual são grandes oportunidades de melhoria. Trata-se de sistemas com fixação por

parafusos com até cinco parafusos para fixar uma única peça, e muitas vezes em difícil

posição de acesso pelo operador, por exemplo, parafusos muito perto um do outro ou

localizado na parte traseira do dispositivo forçando o operador a trabalhar em uma posição

desconfortável e prejudicial à sua saúde física.

Inadequados pontos de apoio

Esta questão está mais relacionada com a qualidade do produto do que com a

produtividade em si, já que inadequados pontos de apoio podem causar deformações no

produto e não proporcionar repetitividade de medidas ao processo, porém cada vez que ocorre

um destes problemas de qualidade por causa de inadequados pontos de apoio do dispositivo

durante o processo, a produção é parada até que se resolva o problema, ou pior, se as peças

são reprovadas após o término do lote, é necessário repor o lote sobrecarregando a produção e

arcando ainda com o prejuízo das peças reprovadas, sendo assim este é um sério problema de

produtividade.

Este capítulo foi baseado na apostila do Domene (sem data) denominado “Tecnologia

de Dispositivos”, seus estudos indicaram que os meios de fabricação e os tempos de

realização de cada etapa é função do tipo e da quantidade do produto a ser fabricado.

41

Conforme os objetivos da empresa, essas etapas poderão ser executadas por apenas um

elemento, em serviços de ferramentaria, manutenção ou baixa produção seriada; fixando as

peças em dispositivos padrões das máquinas (placas, morsas, grampos, etc.). Em se tratando

de média e alta produção seriada o serviço é desenvolvido por uma equipe de profissionais

como Engenharia de Produto, Engenharia de Manufatura e Departamento de Produção. Neste

último caso torna-se necessário o uso de dispositivos de fixação especiais de modo a obter um

processo competitivo no que se refere à velocidade de fabricação e qualidade.

As qualidades físicas e geométricas dependem evidentemente das ferramentas e das

máquinas, bem como, de outros parâmetros, tais como: locação, rigidez da peça, ferramenta,

máquina, etc.

5.1 Tecnologia de dispositivos

A Tecnologia de dispositivos tem por objetivo estudar os meios empregados em um

processo produtivo de tal modo a facilitar ou tornar possível, técnica e economicamente a

produção de peças, atingindo a níveis de qualidade e produtividade com o mínimo custo.

A meta final da tecnologia de dispositivos é dar os fundamentos para se produzir a peça

segundo as especificações do desenho do produto. Por outro lado, o desenho do produto deve

satisfazer às condições de montagem e funcionalidade da peça no conjunto mecânico, de tal

modo a atender à intercambiabilidade.

Pode-se afirmar que os maiores custos de fabricação são aplicados nos processos

finais de obtenção da peça, que como se sabe, são geralmente os processos de usinagem. Mas

o dispositivo representa um dos meios mais importantes na elaboração de um processo de

usinagem.

5.2 Meios de Fabricação

Para atender às suas finalidades, no projeto dos dispositivos, devem-se observar os

seguintes pontos fundamentais:

- Utilizar de modo racional as máquinas-ferramenta, procurando sempre que possível, utilizar

máquinas convencionais não máquinas especiais de alto custo.

- Reduzir ao mínimo os tempos secundários ou passivos, tais como: transporte, locação,

fixação, controle, etc., o que pode ser conseguido através da racionalização ou combinação de

operações.

42

Exemplo: agrupar várias operações semelhantes de furar, em uma única operação,

utilizando cabeçote múltiplo e dispositivo com máscaras de buchas de guia para as

ferramentas.

- Aumentar a produtividade em decorrência da facilidade de posicionamento e fixação de

peças no dispositivo.

- Esforço físico do operador não mais necessário para fixar peças, bastando para isso prever o

emprego de sistemas de alavancas, excêntricos, cunhas, etc., aliado a recursos pneumáticos,

elétricos, hidráulicos, etc., que fornecem a força necessária e suficiente para uma determinada

fixação.

- Eliminar a interferência do operador para alinhamento ou posicionamento de peças, agora de

responsabilidade do dispositivo, atingindo portanto, altos níveis de qualidade.

- Com o emprego no dispositivo de sistema adequado de manuseio, garante-se também maior

segurança para o operador.

5.3 Funções e objetivos fundamentais

Podem-se resumir as funções e objetivos fundamentais dos dispositivos dentro dos

seguintes itens:

- Reduzir custos de fabricação com a introdução de melhor recurso técnico ao processo

produtivo.

- Manter a qualidade do produto, permitindo deste modo a intercambiabilidade.

- Equipar máquinas convencionais, tornando possível ou mais fácil a execução da operação.

5.4 Pontos básicos no projeto de dispositivos

Se o objetivo de uma empresa é a produção seriada de peças, tem-se um desenho do

produto bem definido, quer na sua funcionalidade, querem nas demais especificações, como:

tolerâncias de forma e posição, acabamento superficial, etc. Uma vez definido o produto, para

obtê-lo, basta estudar as variáveis que interferem no processo produtivo, tais como:

5.4.1 Parâmetros tecnológicos

Dimensionar o dispositivo de tal modo que o sistema “Máquina-Ferramenta-

Dispositivo-Peça” seja o mais rígido possível. Quando o sistema não atender à rigidez

43

desejada, por mais que se altere o projeto do dispositivo, a viabilidade de produção da peça só

será alcançada mediante alteração do desenho do produto. A influência do dispositivo na

rigidez “Máquina-Ferramenta-Dispositivo-Peça” é fundamental. É por esta razão que se

superdimensiona o corpo do dispositivo para absorver as vibrações durante a usinagem.

5.4.2 Parâmetros econômicos

A quantidade de peças a produzir é um fator importante na concepção do dispositivo.

Assim, se optar por dispositivos de alto padrão técnico aplicado à pequena produção seriada

de peças, o custo se elevaria de tal ordem que o investimento não se justificaria. Mas em se

tratando de alta produção, quanto mais recurso se adicionar aos dispositivos, mais econômico

será o processo produtivo.

Por exemplo, supondo-se que em uma produção, as únicas variáveis de custo sejam

tempo por peça e custo dos dispositivos, temos o gráfico conforme figura 5.1:

Através da análise do “Ponto de Equilíbrio A”, pode-se optar em uma produção

seriada pelo emprego, ou não, de dispositivos mais sofisticados.

Figura 5.1 - Gráfico de custo de dispositivo

5.4.3 Parâmetros humanos

O elemento humano também influência na concepção do projeto do dispositivo. De

fato, pode-se afirmar que a aplicação de recursos técnicos a um ferramental é inversamente

disp

.1disp

ositi

vo 2

A

NA

N° de peças

(n)

CUSTO

1

2

NA

(n) < opção 1

NA

(n) > opção 2

44

proporcional à habilidade do profissional disponível. Atualmente a mão de obra apresenta alto

índice de rotatividade, o que nos orienta a projetar dispositivos com grande recurso técnico

que independa do erro do operador.

5.5 Índice de utilização dos dispositivos

É importante que se tenha uma previsão, ou que se possa medir o desempenho do

dispositivo. Utiliza-se para este fim, o Índice de Utilização (Iu), definido por : Iu = Ie x Ip

Sendo: Ie: Índice de Eficiência do dispositivo.

Ip: Índice de Preparação do dispositivo.

Onde: Ie = TM

To

Ip = To To + Tp n

TM: Tempo Máquina

To: Tempo de Operação

Tp: Tempo de Preparação do dispositivo na máquina (incluindo tempo de troca das ferram.)

Ts: Tempo Secundários

n: Número de peças a produzir

tem-se: To = TM + Ts

Observação: O índice de utilização nos dá uma visão estática do processo de

fabricação, isto é, não considera as variações dimensionais durante o processo (refugos não

considerados).

O índice de preparação, dependendo do lote (a) de peças, dá uma idéia de como administrar a

produção, isto é, alcança-se um ótimo índice de preparação, quando Tp/n tender a zero.

Ou seja:

Para um determinado lote (n) de peças, prever a construção de um dispositivo com

grande facilidade de locação e fixação do mesmo sobre a mesa da máquina (Tp pequeno).

Se (n) for grande, não se adiciona muito recurso para facilitar a colocação do

dispositivo na máquina, mas sim, para facilitar a substituição das ferramentas.

O índice de eficiência mede a rapidez na colocação e retirada da peça do dispositivo

(Ts pequeno). É também um indicador na opção da automatização.

45

Exemplo: Em uma operação em que o tempo máquina é pequeno (TM), para se obter

um bom índice de eficiência, deve-se exigir alto ritmo de trabalho do operador para

acompanhar a máquina. Isto é impossível devido à limitação humana. A solução é a

automatização do dispositivo. O índice de utilização do dispositivo pode ser um meio muito

eficiente para gerenciar uma produção seriada de peças.

5.6 Estudos de melhoria dos dispositivos

5.6.1 1º Estudo de melhoria para dispositivo de fixação

Apresentaremos a seguir um estudo mostrando o resultado de alteração de um

dispositivo em que se usina 01 peça por fixação, passando a usinar 04 peças por fixação,

alterando também o sistema de fixação manual para acionamento hidráulico.

Denominação da peça = Articulação do pedal


Na figura 5.2 podemos visualizar uma foto do dispositivo na sua condição atual.

Figura 5.2 - Foto atual do dispositivo e sistema de fixação manual.


Preço do dispositivo = R$1.600,00

Vida útil do dispositivo = 50.000 peças

Tempo de carga/descarga de 01 peça = 30seg

Tempo de troca de ferramenta (TTF) = 20seg

46

Tempo de usinagem = 30seg

Tempo total = 80seg


Custo do dispositivo por peça = R$1.600,00 / 50.000 pçs = R$0,03/pç

Custo de usinagem por peça = R$50,00 / 3.600seg x 80seg = R$1,11/pç

Custo anual total = (R$0,03 + R$1,11) x 33.600pçs = R$38.304,00/ano

Na figura 5.3 podemos visualizar o croqui do dispositivo de fixação para 04 peças e

sistema de acionamento hidráulico para a fixação das peças.

Figura 5.3 - Dispositivo de fixação hidráulico para 04 peças


Preço do dispositivo hidráulico = R$12.500,00


Tempo de carga/descarga de 04 peças = 30seg.

Tempo de troca de ferramenta (TTF) = 28seg.

Tempo de usinagem = 120seg.

Tempo total = 178seg.



Custo de usinagem por peça = R$50,00 / 3.600seg x 178seg / 4pçs = R$0,62/pç


47



Aqui apresentaremos uma melhoria na característica de robustez do dispositivo, que

permitirá um aumento de 20% no avanço de corte refletindo diretamente na redução do tempo

de usinagem. Será também alterado o conceito do dispositivo. Na situação atual a peça é

colocada no dispositivo, usina-se o 1° lado, vira-se a peça e usina-se o 2° lado. No dispositivo

proposto é possível fixar 2 peças ao mesmo tempo, sendo 1 fixação para usinagem do 1° lado

e 1 fixação para usinagem do 2° lado sem carga e descarga intermediária.

Denominação da peça = Garfo de ré


Na figura 5.4 é possível visualizarmos uma foto do dispositivo na sua situação atual.

Figura 5.4 - Foto atual do dispositivo e sistema de fixação.




Tempo de carga/descarga de 01 peça (1° e 2° lado) = 55seg.

Tempo de troca de ferramenta (TTF) = 40seg


Tempo total = 187seg


48




A figura 5.5 mostra um croqui do dispositivo de fixação mais robusto, com 02 peças

executando a primeira e a segunda operação de usinagem.

Figura 5.5 - Dispositivo de fixação mais robusto para 02 peças.




Tempo de carga/descarga de 01 peça (1° e 2° lado) = 45seg.

Tempo de troca de ferramenta (TTF) = 22seg.

Tempo de usinagem = 74seg.

Tempo total = 141seg.





49

Economia anual = R$21.120,00 -R$15.920,00 = R$5.200,00


Agora apresentaremos uma melhoria em um item de difícil fixação manual, o

dispositivo atual é fixado através de 4 parafusos com hastes soldadas que além de um elevado

tempo de carga e descarga, ainda fadiga o operador. A proposta visa um dispositivo com o

sistema de fixação por grampo facilitando a fixação da peça.

Denominação da peça = Engate do varão


Na figura 5.6 podemos visualiza uma foto do dispositivo na sua situação atual.

Figura 5.6 - Foto atual do dispositivo e sistema de fixação.




Tempo de carga/descarga de 52seg


Tempo total = 84seg





50

A figura 5.7 mostra um croqui do dispositivo proposto com o sistema de fixação por

grampo, facilitando e agilizando o trabalho do operador na usinagem da peça.

Figura 5.7 - Dispositivo com sistema de fixação por grampo.




Tempo de carga/descarga = 15seg


Tempo total = 47seg




51



Na tabela 5.1 podemos verificar de uma forma bem resumida os custos e a vida útil

dos dispositivos mencionados nas propostas acima e o ganho anual delas. Vale relembrar que

através dos cálculos mostrados acima, em virtude da vida útil e da redução dos TTF’s o custo

maior dos dispositivos propostos são compensados.

Tabela 5.1 – Resumo das propostas sobre melhorias nos dispositivos – ganho anual

52

6. CONCLUSÕES Através dos estudos realizados pudemos verificar as vantagens bem como ganhos

econômicos advindos das recomendações feitas no decorrer do trabalho. Verificou-se também

que muitas vezes o fato de a empresa adquirir novas tecnologias como máquinas modernas,

ferramentas de ponta e dispositivos de fixação sofisticados, sem o devido aprimoramento nas

técnicas de operações pode não representar ganho significativo em relação ao resultado final.

É importante que haja uma compatibilidade entre os recursos utilizados, máquinas,

ferramentas e dispositivos de fixação de modo a utilizar o máximo possível de cada um desses

recursos evitando a subutilização de um recurso em contra partida da super-utilização de

outro. Por exemplo, não adianta investir em uma ferramenta moderna e utilizar uma máquina

ultrapassada que não comporte utilizar a máxima capacidade da ferramenta.

Foi muito enfatizado a importância de utilizar as ferramentas corretamente evitando

assim o desgaste prematuro das mesmas, aumentando assim a sua vida útil. Vimos também a

importância de utilizar dispositivos de fixação viáveis econômica e tecnicamente, ficou muito

claro nos resultados dos estudos realizados os benefícios de se investir em dispositivos

relativamente sofisticados valem a pena, já que o custo deste quando diluído pela quantidade

de peças que ele produz no decorrer de sua vida útil é desprezível se comparado com o

retorno oferecido que vai desde possibilitar o trabalho a altos parâmetros de corte até

prolongar a vida útil das ferramentas.

Entendemos que o objetivo do trabalho foi atingido já que produtividade é a relação

entre recurso utilizado e resultado obtido e nossos resultados foram da ordem de centenas de

milhares de reais de economia, esperamos que estes levantamentos sejam de grande proveito

para o ramo da usinagem de forjados especialmente para a empresa em estudo.

53

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

COROMANT, SANDVIK. www.coromant.sandvik.com.br. Disponível em:

<http://www.coromant.sandvik.com.br >. Acesso em: 18 de outubro de 2007.

MUSCAT, A.R.; NAMUR. Fundamentos da Produtividade. São Paulo: Apostila Sem ano

de publicação e Editora disponível (Ano de estudo 2007), Disciplina “Administração da

Produtividade” da Fundação Vanzolini.

COROMANT, SANDVIK. Manual técnico de usinagem. 2005

DOMENE, IRI. Tecnologia de dispositivos. São Paulo: Apostila Sem ano de publicação e

Editora disponível (Ano de estudo 2003), Disciplina “Tecnologia de Dispositivos” da

Faculdade de Tecnologia de São Paulo.

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