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Uma abordagem equilibrada com relação à economia na produção

18 de Novembro, 2014

As operações de usinagem se concentram na produção de peças de precisão, com o menor custo possível, maximizando, assim, a rentabilidade. A forma tradicional de reduzir os custos de usinagem é aumentar a taxa de produção com parâmetros de usinagem mais agressivos, geralmente concentrando-se em maior velocidade de corte. Essa abordagem, no entanto, não reconhece fatores de custo significativos, que incluem despesas com peças sucateadas e tempos de parada na produção. Uma estratégia que tenha uma visão global da economia de produção durante o processo proporciona melhor equilíbrio entre produtividade e os custos de produção, com todos os fatores de custo incluídos.

 

Controle dos custos

 

Em essência, alguns elementos que compõem os custos de produção fogem ao controle do fabricante. Por exemplo, o tipo e o custo do material da peça são ditados pela utilização final do componente usinado. Da mesma forma, o investimento de uma fábrica em ferramentas de usinagem, na respectiva manutenção e na capacidade de operá-las é, basicamente, um custo fixo, que geralmente envolve pagamentos contínuos sobre empréstimos para equipamentos. Os custos de mão de obra são um pouco mais flexíveis, mas são efetivamente fixos, pelo menos no curto prazo. Todos esses custos, além do custo das ferramentas, devem ser compensados com a receita proveniente da venda de componentes usinados. O aumento da taxa de produção - a velocidade na qual as peças são convertidas em produtos acabados - pode compensar os custos fixos.

 

Mais rápido não é necessariamente melhor

 

Entre os elementos do processo de usinagem que os fabricantes podem controlar estão os parâmetros de uso das ferramentas de corte. Diferentes ferramentas, técnicas e estratégias afetam as taxas de produção. Além disso, muitas oficinas acreditam que o simples aumento da velocidade de corte produzirá mais peças por período de tempo e, assim, reduzirá os custos de produção. 

A situação é mais complexa. Velocidades de corte maiores têm um preço. Em geral, quanto mais rápida for executada uma operação, menos estável ela se torna. As tensões entre elas, maiores forças de corte e geração de calor, afetam a ferramenta e a peça. O desgaste da ferramenta é mais rápido e menos consistente. A ferramenta pode romper-se e danificar a peça. O desgaste ou vibração da ferramenta pode causar variação nas dimensões da peça e/ou prejudicar o acabamento de superfície. O resultado são peças imperfeitas, cujo custo deve ser subtraído do lucro.

 

O aumento da velocidade de corte também tem efeito direto sobre a vida da ferramenta. Velocidades muito altas aceleram o desgaste da ferramenta ao ponto de se tornar necessária a troca frequente de ferramentas.

 

Custo do tempo de parada das máquinas

 

Velocidades mais altas aumentam o custo das ferramentas de corte, mas também, inicialmente, reduzem o custo das ferramentas de usinagem. Como a ferramenta de usinagem produz mais peças por período de tempo, podem-se aplicar mais recursos nos custos fixos da máquina. No entanto, quando a velocidade aumenta além de certo ponto, o custo das ferramentas de usinagem começa a aumentar novamente. A vida da ferramenta se torna tão curta que a redução do custo com a ferramenta de usinagem tem um efeito menor do que o custo rapidamente crescente das ferramentas e o tempo de parada para trocas de ferramentas. Além disso, em alguns casos, velocidades de corte extremamente altas e parâmetros de usinagem muito agressivos podem se somar ao custo de manutenção das ferramentas de usinagem e até mesmo resultar em tempo de parada causado por falhas não previstas na máquina.

 

Parâmetros ideais

 

A aplicação de maiores velocidades de corte pode aumentar a taxa de produção, mas também pode haver aumento relativo dos custos das ferramentas de usinagem e outras ferramentas. Por outro lado, velocidades de corte mais baixas reduzem o custo das ferramentas de usinagem e outras em geral, mas geralmente há uma queda de produtividade. 

 

Uma abordagem equilibrada envolve redução na velocidade de corte aliada a aumentos proporcionais na taxa de avanço e na profundidade de corte. Uma maior profundidade de corte reduz o número de passadas de corte necessárias e, assim, reduz o tempo de usinagem. A taxa de avanço também deve ser maximizada, embora e qualidade da peça e os requisitos de acabamento da superfície possam ser afetados por taxas de avanço excessivas. Em alguns casos, o aumento da taxa de avanço e da profundidade de corte com velocidades de corte iguais ou mais baixas pode elevar a taxa de remoção de metal de uma operação até o valor obtido com simplesmente maiores velocidades de corte.

 

Quando se obtém uma combinação estável e confiável da taxa de avanço e profundidade de corte, a velocidade de corte pode ser utilizada para a calibração final da operação. O objetivo é uma maior velocidade de corte que reduza o custo das ferramentas de usinagem (por peça produzida), mas que não eleve excessivamente o custo das ferramentas de corte (por peça produzida) devido ao desgaste acelerado da ferramenta.

 

Fonte: CIMM