Critérios de otimização
Vida da ferramenta de corte
1940 – 4 até 8 horas
1960 – 60 min (aumento do custo da máquina)
Atualmente – 15 min (Sandvik 1995)
Critérios no desbaste:
- Máxima produção
- Mínimo custo
Critérios no acabamento:
- Tolerância
- Qualidade superficial
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Velocidade de corte alta
Vida da ferramenata curta
Intensidade de trabalho grande
Salário
alto
Ferramenta
cara
Máquina
cara
Velocidade de corte baixa
Vida da ferramenata longa
Baixa intensidade de trabalho
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Determinação dos parâmetros de usinagem no desbaste
no torneamento
Parâmetros:
- Profundidade de corte ap,
- Avanço f e
- Velocidade de corte vc.
Esses fatores têm influencia na taxa de remoção e no desgaste
da ferramenta ...
ap - tem pouca no desgaste. Deve-se empregar ap max.
f - deve-se empregar f max
vc - deve-se empregar de acordo com o critério a seguir:
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Custo de produção
 O custo de produção de um lote de peças depende essencialmente do tempo necessário
para a execução do lote
T
Tpr
Tprb
Te=m·te
Tprd
tb
tp
td
ts
tdp
tdem
tdf
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T  tempo global em [min] para a execução da encomenda
Tpr  tempo de preparação da tarefa
Tprb  Tempo de preparação básico da tarefa
 necessário para a execução de todos os trabalhos indispensáveis para
o início da tarefa:
 obtenção de material, ferramentas, dispositivos, acessórios, gabaritos;
 obtenção de desenhos e especificações;
 montagem de ferramentas, dispositivos, acessórios;
 ajustes das velocidades de corte e de avanço;
 execução da peça de prova;
 preenchimento de formulários e fichas de produção;
 desmontagem das ferramentas, acessórios e dispositivos;
 limpeza da máquina.
Tprd  Tempo de preparação distribuido
 dispendido em razão de fatores ocasionais:
 esclarecimentos de dúvidas;
 troca de material defeituoso;
 remoção de falhas na máquina, nos dispositivos e acessórios;
 acerto da qualidade do gume ou ângulos da ferramenta;
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Te  tempo efetivo de execução do lote. Te = m · te; m - número de peças no lote e
te – tempo efetivo de execução de uma peça
tb  tempo básico de execução de uma peça
 necessário para executar uma peça
tp  tempo principal
 tempo em que ocorre a efetiva remoção de material, é calculado em função:
 da velocidade de corte e de avanço;
 da profundidade de corte;
 do volume de material a remover.
ts  tempo secundário de execução (tempo improdutivo)
 necessário para a realização de todos os tempos acessórios que se repetem
regularmente:
 pegar a peça e leva-lá até a máquina e prende-lá;
 ligar a máquina;
 aproximar e afastar a ferramenta;
 ligar o avanço;
 mudar de rotação;
 parar a máquina;
 inspecionar, medir e retirar a peça da máquina, etc
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td  tempo distribuído de execução de uma peça
 é a média por peça dos tempos acidentais que ocorrem na fase de execução
do lote encomendado
tdp  tempo distribuído devido ao pessoal:
 recebimento de salário;
 descanso;
 necessidades fisiológicas;
 atrasos;
 tratamento médico;
 fadiga metal ou física.
tdf  tempo distribuído devido à ferrramenta:
 remoção, reafiação e remontagem da ferramenta;
tdem  tempo distribuído devido ao equipamento e ao material:
 reusinagem de peças fora de medida;
 rearrumação das peças;
 eliminação de falhas e defeitos no equipamento e acessórios;
 remoção de cavacos.
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Segundo Stemmer:
 A redução do custo de produção depende quase que linearmente do tempo global
de execução;
 Para reduzir o tempo de preparação Tpr
 planejamento criterioso da produção
 Para reduzir os tempos secundários:
 logística;
 movimentações rápidas das peças e das ferramentas;
 tecnologia de usinagem agregando vários processo em uma máq. Ferramenta.
 Para redução do tempo principal de usinagem:
 utilização de várias ferramentas ao mesmo tempo
 aumento da velocidade de corte, do avanço e da profundidade de corte
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Então:
T=Tpr+Te
= Tpr+m·te
= Tpr+m(tb+td)
 te=tb+td
 tb = tp+ts; td=tdp+tdf+tdem
rearanjando
= Tpr+m(tdp+tdem+ts)+m·tp+m·tdf [min]
 tempo de troca da ferramenta
= nr ·ttf
 n° de reafiações da ferr., necessário
para a execução de um lote de peças
e
nr 
Finalmente:
T  Tpr  mtdp  tdem  t s   m  t p 
tempo “improdutivo”
mtp
TV
mtp
TV
 ttf
 vida da ferramenta
 depende do tempo de troca da
ferramenta
 depende do tempo de corte
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Para o torneamento cilíndrico:
tp 
l
  d l
min

n  n 1000 vc  f
A vida da ferramenta é:
1
n
 Ct 
K
TV     x
vc
 vc 
Substituindo na equação do tempo global:
T  Tpr  mtdp  tdem  ts   m 
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  d l
1000 vc  f
 m
  d  l  vcx1
1000 f  K
 ttf
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Velocidade de corte de máxima produção
Deve-se empregar a velocidade de corte em que o tempo total de
confecção de uma peça é mínimo.
dT
0
dv c
v cmxp  x
K
(x  1)  t ft
Tcmxp  (x  1)  t ft
tc - tempo de corte
t1 - tempo improdutivo
t2 - tempo de troca de ferramenta
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Custo de usinagem
Ke
Kc
Kv
Kt
custos dependentes da vc
Kfe
custos devido à ferramenta, por peça
custos proporcionais ao tempo de
execução de cada peça
Custos por peça produzida, independente da vc:
 custo de materia prima, acrescido das despesas de
almoxarifado, controle, corte, juros, etc;
 despesas devido a peças e material refugado;
 controle de qualidade
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Custos devido á ferramenta por peça
custo da ferramenta por vida
valor inicial da ferramenta
valor final da ferramenta
C fTv 
Vi  V f  na  Crf
na  1
custo global de reafiação
número de vezes que é possível reafiar
a ferramenta
número de peças usinadas durante
a vida Tv de um gume da ferramenta
Tv
ZTv 
tp
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K fe 
C fTv
ZTv
 C fTv 
tp
Tv
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Exemplo: Calcular o custo da ferramenta, por gume, utilizando pastilhas de metal
duro, com 8 gumes cada.
tempo de uso equivalente a 100
pastilhas
 custo do suporte – US$ 70,00
 Vi = US$ 5,7
US$ 50,00 é o custo da caixa c/ 10
 Vf = US$ 0,23
pastilhas
US$ 30,00 por quilo de pastilhas,
1 kg - 130
C fTv
5,7  0,23

 US $ 0,684
8
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Cálculo do custo da hora-máquina
Para o cálculo do custo da hora-máquina deve-se incluir:
 Depreciação anual da máquina, dispositivos e acessórios;
 Juros do capital empatado;
 Custo da área ocupada ( aluguel, limpeza, manutenção, seguro, etc);
 Manutenção da máquina, dispositivos e acessórios;
 Custos com salários, incluindo os custos correlatos de seguro, garantia de
tempo de serviço, previdência, férias, 13° salário, gratificações, faltas e atrasos,
administração, etc.
 Energia elétrica e outros insumos;
 Lubrificantes, fluidos de corte, etc !
Então:
soma dos custos acima definidos, por min
Kt  C p  t g

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T
m
tempo global em min, para execução de uma peça
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Exemplo: Calcular o custo da hora-máquina de um torno paralelo, com CNC
1. Preço da máquina
2. Custos adicionais, por exemplo, instalação
3. Jogo inicial de ferramentas
Custo da máquina pronta para operar (Ct)
US$ 80.000,00
US$ 10.000,00
US$ 8.000,00
US$ 98.000,00
4.
10 anos
US$ 9.800,00
12%
US$ 5880,00
US$ 4900,00
US$ 960,00
US$ 10.400,00
US$
480,00
US$ 4900,00
US$
500,00
US$ 37.820,00
1.600 horas
US$ 23,64
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Tempo de depreciação
Depreciação anual
Taxa anual de juros
Custos devido a juros – 0,5*Ct*12%
Custos anuais fixos com manutenção 5% * Ct
Custos anuais do espaço construído US$ 4,00*12*20 m2
Custo anual de salário US$ 400,00/mês*2*13
Custo de energia 10 kWh*0,03*16
Custos variáveis de manutenção 5%*Ct
Consumo de lubrificante e refrigerantes
Custo anual do uso da máq. 4+6+...+11
Tempo de utilização por ano
Custo da hora-máquina
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Custo de execução por peça
independente da vc
Ke  Kc  K fe  Kt
custo devido ao tempo de execução
devido à ferramenta
K e  K c  C fTv 
tp
Tv
 Cp 
T
m
tp
T Tpr
tg  
 t p  tdp  tdem   ttf
m m
TV
No caso particular de um torno:
K e  K c  C fTv 
  d  l  vc x 1
1000 f  k
x 1
 Tpr


 d  l  vc

 d l

 Cp 
 t dp  t dem  t s 

 ttf 
1000 vc  f 1000 f  K
 m

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Mínimo custo
v co  x
Tco 
K
60  (x  1)  C3
60  (x  1)  C 3
C2
C3
C2
Onde:
C 2  Sh  Sm
C3  K ft 
t ft
Sh  Sm 
60
C1 - constante independente
da velocidade de corte em R$/peça;
C2 - soma das despesas com mão de obra e máquina em R$/hora;
C3 - constante de custo relativo à ferramenta
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Observação:
Segundo Stemmer, nem sempre a velocidade de corte econômica é a mais
recomendada !!!
prazo de entrega
maio quantidade de peças
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