usinagem

1 INTRODUÇÃO

A título de esclarecimento, considera-se que o estudante de tópicos em economia de

usinagem tenha domínio anterior em fundamentos da usinagem e lembre-se, por exemplo, das

diversas grandezas envolvidas no processo de usinagem, tais como velocidade de corte, avanço,

profundidade de corte, geometria da parte ativa da ferramenta de corte, compreensão da função e

influência dos diversos ângulos da ferramenta e conhecimentos gerais sobre os diversos materiais

usados hoje na fabricação das ferramentas de corte.

Se analisarmos os diversos fenômenos causadores do desgaste da ferramenta, poderemos

perceber nitidamente que condições de corte extremas apresentam resultados muito particulares.

Como exemplo, levemos em consideração dois tipos distintos de avarias nas ferramentas, a aresta

postiça de corte e o desgaste de flanco. O primeiro está freqüentemente relacionado a velocidades

de corte (Vc) muito baixas e sugere-se sempre uma velocidade mínima de corte a partir da qual se

pode evitá-lo. Já, o desgaste de flanco, aumenta abruptamente com a elevação da velocidade de

corte. Observe-se ainda que a baixa Vc está relacionada a tempos de produção por peça muito altos

e vice-versa. Partindo deste ponto, poderemos provar que há certo valor intermediário de

velocidade de corte que nos permita obter o menor custo de produção.

Esta análise pode ser de difícil aplicabilidade em situações de produção unitária, como é o

caso das ferramentarias em geral, ou ainda na produção de pequeníssimas séries de peças. Seu uso,

porém, torna-se indispensável em condições de produção em massa (grandes séries), pois os

ganhos obtidos no processo podem chegar a representar grandes somas em dinheiro e/ou tempo.

Ademais, apesar de difíceis de aplicar, os elementos analisados podem auxiliar no levantamento

dos custos e também melhoria de processos para produção unitária.

INSTITUTO FEDERAL DE SANTA CATARINA Curso Técnico em Mecânica

ECONOMIA DA USINAGEM Disciplina: Sistemas Industriais

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2 DETERMINAÇÃO DO FIM DE VIDA DA FERRAMENTA: CRITÉRIOS

Após passar em revista as diversas causas do desgaste da ferramenta, que trarão alterações

mais ou menos profundas no processo de usinagem, pretendem-se explorar a relação entre o fim de

vida da ferramenta e as variáveis do processo de usinagem, destacando-se a velocidade de corte

como a variável determinante na vida da ferramenta. Um estudo cuidadoso destas relações

permitirá chegarmos ao máximo rendimento de usinagem para certo par ferramenta-material a

usinar.

Com o aumento do desgaste da ferramenta, observam-se variações mais ou menos

profundas no processo de usinagem. A temperatura se eleva progressivamente, a força de corte e a

potência consumida aumentam, as dimensões da superfície usinada se alteram e o acabamento

piora. Podem ainda ocorrer faíscamento intenso, lascamento e destruição total do gume. Usar a

ferramenta até este ponto é desaconselhável. A fixação do ponto representativo do fim de vida da

ferramenta é fundamental no estudo da usinabilidade. Utilizam-se em ensaios e na prática diversos

critérios para determinar este ponto. Pode-se citar:

Falha completa da ferramenta;

Falha preliminar da ferramenta;

Largura da marca de desgaste no flanco;

Vibrações intensas da peça ou da ferramenta, ruídos fortes associados;

Profundidade Kt da cratera;

Deficiência de acabamento superficial;

Formação de rebarbas;

Forma dos cavacos;

Alteração de dimensões da peça;

Força de corte, torque ou potência;

Aumento da força de avanço;

Aumento da temperatura do gume.

2.1 Métodos usuais de especificação da vida de uma ferramenta

Tempo de máquina;

Tempo efetivo de corte;

Volume do metal removido;

Número de peças usinadas;



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Velocidade de corte equivalente;

Velocidade de corte relativa.

2.2 Relação da vida da ferramenta com a velocidade de corte

A velocidade de corte é a variável de influência predominante sobre a vida da ferramenta.

A seguinte equação, proposta por Taylor, expressa aproximadamente a relação entre a vida da

ferramenta e a velocidade de corte:

Vc . Tv n = Ct

Onde: Vc = velocidade de corte (m/min) Tv = Tempo efetivo de corte ou Tempo de vida da ferramenta (min)

Ct = Constante cujo valor depende das outras variáveis-máquina, ferramenta e peça. Seu valor é numericamente igual à velocidade de corte que dá à ferramenta a vida de 1 minuto.

n = espoente cujo valor depende até certo ponto de outras variáveis-máquina, ferramenta e peça.

Podem-se tomar como valores médios para o expoente n os indicados na tabela I:

Tabela I – Valores dos expoentes n e x.

Ferramenta Peça n x = 1/n Aço rápido Aço

Ferro Fundido Latão Cobre Alumínio

0,125 a 0,167 0,14 a 0,25

0,25 0,13 0,41

6 a 8 4 a 7

4 7,7

2,44 Metal duro Aço

Ferro Fundido Alumínio

0,2 0,25 0,41

5 4

2,44 Cerâmica Aço 0,5 2

O valor da constante Ct depende principalmente do material da peça, do material da

ferramenta, das dimensões do corte e do fluído de corte. A tabela II dá alguns valores orientativos

baseados em ângulos ideais para a ferramenta, seção de usinagem de 0,36 mm2 e largura da marca

de desgaste de 1,5 mm para ferramenta de aço rápido e 0,75 mm para ferramenta de metal duro.



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Tabela II – Valores de Ct para condições médias de corte.

Metal a usinar Aço rápido c/ fluido Metal duro a seco Aço de corte fácil ABNT B 1112 Aço carbono ABNT B 1020 Aço níquel-cromo ABNT B 3140 Aço Cr-Mo ABNT B 4140 Aço Ni-Cr-Mo ABNT B 4340 Aço Ni-Cr-Mo baixa liga ABNT B 8640 Aço inoxidável Ferro fundido c/ 170 Brinell Ferro fundido c/ 183 Brinell Ferro fundido c/ 207 Brinell Ferro fundido c/ 215 Brinell

125 116 46 47 -

80 85 - - - -

785 680 310 300 407 331 890 585 419 306 265

Para se ter a velocidade de corte, basta dividir os valores de Ct da tabela pelos valores de

Tv n correspondentes à vida desejada da ferramenta.

2.3 Vida da Ferramenta e as Dimensões de Usinagem

A vida da ferramenta, para uma dada velocidade de corte, é evidentemente influenciada

pelas dimensões do corte. Em síntese, pode-se afirmar que, quando se aumenta o avanço ou a

profundidade de corte a velocidade deve ser reduzida para manter a vida da ferramenta constante.

Mesmo assim, a velocidade de corte diminui numa proporção bem menor do que o aumento do

avanço ou da profundidade, resultando um volume de material removido maior para um mesmo

tempo de vida da ferramenta.

Conclui-se que a combinação de uma profundidade de corte máxima possível e de um

grande avanço com uma baixa velocidade de corte determina uma alta taxa de remoção de material

durante dada vida da ferramenta. Esta regra pode ser aplicada no desbaste de peças bastante

estáveis, e em máquinas que permitam pesadas operações de corte, tendo como limites a qualidade

do acabamento, dificuldades de sujeição da peça, aumento das forças de corte, etc.

É importante salientar que o avanço (f) e a profundidade de corte (ap) influem pouco na

vida da ferramenta, digamos que influem significativamente bem menos que a velocidade de corte

(Vc), e sua escolha terá como limites a potência de acionamento da máquina e a estabilidade da

peça e da ferramenta, ou ainda aspectos ligados ao acabamento superficial, dentre outros.



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3 CUSTOS DE PRODUÇÃO E USINABILIDADE

O custo de produção de um lote de peças depende essencialmente do tempo necessário à

fabricação deste lote. Na usinagem o tempo de execução depende da usinabilidade do material e de

todos os fatores que a afetam. Para estudar-se esta correlação decompõe-se o processo de

fabricação em suas diversas fases, considerando-se o tempo global, tempo de preparação básico,

tempo de preparação distribuído, número de peças, tempo efetivo e básico de corte, tempo

principal, tempo secundário, tempo distribuído devido a pessoal, ferramenta, ou equipamento.

A correlação entre o tempo de execução e a usinabilidade pode ser estudada decompondo-

se o processo de fabricação nas suas diversas fases. De forma resumida, temos:

T = Tempo global (min) para a execução da encomenda. Divide-se em dois elementos:

Tpr = tempo de preparação para a tarefa (divide-se em tpr básico + tpr distribuído)

Te = tempo de execução (em lotes, multiplica-se pelo número de peças). Subdivide-se em

Tb (tempo básico de execução) e Td (tempo distribuído de execução).

Tb = tp + ts (tempo principal + tempo secundário de execução)

Td = tdp + tdf + tdem (soma dos tempos distribuídos devido ao pessoal, à ferramenta, e ao

equipamento e ao material).

A redução do custo de produção depende quase que linearmente da redução do tempo

global de fabricação do lote. Normalmente procura-se reduzir o tempo de preparação e os tempos

secundários de execução. Pode-se ainda reduzir o tempo principal de fabricação utilizando-se um

sem número de recursos, dentre eles, aumento do avanço, da profundidade e da velocidade de

corte.

Para redução do tempo principal de execução Tp pode-se utilizar os seguintes recursos:

usinagem simultânea por várias ferramentas (tornos multiferramentas, furadeiras múltiplas, etc.),

aumento da velocidade de corte pelo emprego de ferramentas mais resistentes, materiais de melhor

usinabilidade, refrigerantes mais eficientes, aumento do avanço e da profundidade de corte.

Como a vida da ferramenta depende fundamentalmente da velocidade de corte, e esta, se

aumentada, diminui o tempo principal de usinagem, aumenta-se esta com o intuito de reduzir os

custos de produção. Isto, por outro lado, diminui a vida da ferramenta e nos leva a concluir que “a

velocidade que conduz à máxima produção é em geral mais alta do que a que conduz ao mínimo

custo” (STEMMER, 1993).



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O gráfico que segue, correlaciona a velocidade de corte com o tempo de execução do lote.

Chama-se Tv ao tempo de vida da ferramenta e ttf ao tempo necessário para efetuar a troca da

mesma.

Vc (m/min)

Tempo(minutos)

T

tdf

Vc max

T(mínimo)

Tpr + (tdp+ tdem+ ts)

tp

Máx. produção

Tempo mín imo

Fig. 01 – Correlação entre o tempo de execução e a velocidade de corte.

Se fixássemos todas as demais variáveis de corte tais como avanço e profundidade de corte,

variando unicamente a velocidade de corte, verifica-se pelo gráfico da fig. 01 que o tempo global

de execução tem um mínimo. Este mínimo ocorre para uma certa velocidade Vcmax, que

corresponde à máxima produção. Logo:

K(x-1).ttf

xVcmax =

K = Ct1/n ou K = Ctx ; Ct, x e n = expoentes das tabelas I e II; Ttf = tempo de troca da ferramenta, pode ser obtido cronometrando-se esta operação.

Verifica-se que os tempos de preparação da tarefa (Tpr) e os distribuídos devidos ao pessoal

(tdp), ao equipamento e ao material (tdem), bem como os tempos secundários (ts) independem da

velocidade de corte. Determina-se então um Tf , chamado “tempo fixo” a partir destes. Então:

Tpr mTf = + (tdp + tdem + ts)

Tf = tempo fixo por peça; m = número de peças produzidas num lote.

Os tempos principais de execução Tp diminuem com a velocidade de corte. Para o

torneamento cilíndrico de uma peça pode ser calculado divindo-se o valor da distância percorrida

pela ferramenta (L) pelo produto da rotação (s) e do avanço (f) para cada passe {Tp = (L / s.f)}.

O tempo distribuído devido à ferramenta tdf aumenta com a velocidade de corte, pois esta

diminui acentuadamente o tempo Tv de vida da ferramenta. Exemplo: Num processo cujo tempo

de troca da ferramenta seja de 50s, e com certo aumento na velocidade de corte reduza-se o



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tempo de vida da ferramenta de 40 para 20 minutos, têm-se, efetivamente o dobro do número de

trocas de ferramenta num dia, consumindo assim o dobro do tempo nesta operação (Obs: não

chega-se a dobrar a Vc, que implica em não dobrar o volume de produção).

3.1 Custos de Produção

Para determinação da velocidade econômica do corte, precisa-se calcular primeiro o custo

de produção. Para tal fim, definem-se os valores do custo por peça, separando-os em custos que

independem da velocidade de corte e custos dependentes da velocidade de corte.

O custo de usinagem por peça será dado por:

Ce = Kc + Kfe + Kt

Ce = custo de “execução” (total); Kc = custos por peça independentes da Vc; Kfe = custos devidos à ferramenta por peça; Kt = custos proporcionais ao tempo de execução.

3.1.1 Cálculo dos Custos Independentes da Vc, por Peça (Kc)

Os custos independentes da Vc (Kc) são aqueles relacionados ao preço da matéria-prima,

despesas de almoxarifado, controles, juros, corte do material, entre outros. Exemplo: Digamos que

o aço P20 custe R$ 6,20 por Kg e calculando pelas dimensões brutas certa peça pese 2,3 Kg, temos

um preço por tarugo de material equivalente à R$ 14,26. Adiciono, por exemplo, uma taxa fixa de

despesas de almoxarifado, controle, etc. de 18% e tenho o valor de Kc = R$ 16,83.

3.1.2 Cálculo dos Custos Devidos à Ferramenta, por Peça (Kfe)

Tomemos como exemplo em torneamento, a determinação dos custos devidos à ferramenta

(Kfe), utilizando insertos intercambiáveis de metal duro, qualidade extra, retangulares, com 8

gumes cada, fixados mecanicamente em suporte. Começo por determinar o custo da ferramenta

por gume para certo Tv (CfTv).

Dados: Custo do suporte R$ 136,00 (ex: dure p/ consumir 20 caixas) Custo das pastilhas R$ 92,00 (caixa com 10 pastilhas) Valor inicial da ferramenta R$ 136,00

20 = R$ 6,80

(custo do suporte rateado por caixa de pastilha)

Custo da caixa + rateio sup. 92,00+6,80 = R$ 98,80 Custo por pastilha R$ 98,80 / 10 = R$ 9,88 Venda das pastilhas (ex:) R$ 47,00 p/ Kg (130 pastilhas) R$ 0,36



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Custo da ferramenta por aresta (CfTv):

9,88 – 0,368 gumes = R$ 1,19

(representa o custo do gume para o tempo de vida determinado)

O custo devido à ferramenta, por peça (Kfe), será dado por:

CfTv . TpTv

Kfe =

Exemplo: Tp = 7,5 min Tv = 28 min

1,19 . 7,528

Kfe = = R$ 0,32

3.1.3 Custos Proporcionais ao Tempo Global de Execução (Kt)

Para determinação dos custos proporcionais ao tempo global de usinagem (T) de uma peça,

além da determinação do referido tempo, necessita-se da determinação do custo da hora-máquina.

Este custo, para ser determinado, deve incluir:

Depreciação anual da máquina, dispositivos e acessórios;

Juros do capital empatado;

Custo da área ocupada (aluguel, iluminação, limpeza, manutenção, seguro, etc.);

Manutenção da máquina, dispositivos e acessórios;

Custos dos salários, incluindo os custos correlatos de seguro, garantia de tempo de serviço, previdência, férias, 13o salário, gratificações, faltas e atrasos eventuais, administração de pessoal, etc.;

Energia elétrica e outros insumos;

Lubrificantes, fluídos de corte, etc. EXEMPLO: Calcular o custo da hora-máquina de um torno paralelo, com 250 mm de

altura de pontas, 1000 mm de distância entre pontas, motor principal de 10 KW, gama de rotações

de 25 a 2000 rpm, com comando numérico (tabela III).

Tabela III – Exemplo de determinação do custo da Hora-Máquina

no Item Cálculo Valor R$ 1 Preço da máquina 80.000,00 2 Custos adicionais, por exemplo, instalação 10.000,00 3 Jogo inicial de ferramentas 8.000,00 4 Custo da máquina pronta para operar 1 + 2 + 3 98.000,00 5 Tempo de depreciação 10 anos 6 Depreciação anual 4 / 5 9.800,00 7 Taxa anual de juros 12 % 8 Custos devidos a juros 0,5 x 4 x 7 / 100 5.880,00 9 Custos anuais fixos de manutenção ex: 5% x 4 4.900,00



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10 Custos anuais do espaço construído ex: R$4,00 x 12 x 20 960,00 11 Custo anual de salário R$400 / mês x 2 x 13 10.400,00 12 Custo de energia 10KWh x R$0,03 x 16 480,00 13 Custos variáveis de manutenção ex: 5% x 4 4.900,00 14 Consumo de lubrificantes e refrigerantes (exemplo – anual) 500,00 15 Custo anual de uso da máquina 6 + ( 8 a 14) 37.820,00 16 Tempo de utilização por ano (estimado p/ 2 turnos) 1.600 horas 17 CUSTO DA HORA-MÁQUINA 15 / 16 R$ 23,64

Pode-se ainda incluir na linha que sobrou em branco na tabela uma informação que

utilizaremos a seguir: o “Minuto-Máquina”, que nada mais é do que a divisão do valor hora-

máquina por 60, ou seja, o custo de operação da máquina por minuto (Cp).

3.2 Velocidade Econômica de Corte

Há então necessidade de se determinar a velocidade econômica de corte após cálculo

prévio dos custos de produção, justificada especialmente para produção de lotes médios a grandes.

Para isto dividem-se os custos dependentes da velocidade de corte em: custos devidos à ferramenta

e custos proporcionais ao tempo por peça.

A intenção clara e óbvia é esta: obter o máximo rendimento econômico da usinagem,

conseguido quando toda a potência disponível na máquina ferramenta é utilizada assegurando-se

ao mesmo tempo uma vida suficientemente longa da ferramenta.

Já vimos a relação entre o tempo de produção por peça e a velocidade de corte. De maneira

similar, pode-se estabelecer a correlação entre o custo por peça e a velocidade de corte, conforme

o gráfico da figura 02.

Derivando-se a função “Custo Total” (Ce), pode-se determinar a Vcmín do gráfico,

conforme a figura 02, à qual corresponde ao mínimo custo alcançado e que pode ser determinada

pela equação abaixo:

Cp . Ct X

(x-1).(Cftv+Cp.ttf)x

Vc min =

Esta Vc mín corresponde ao menor custo de usinagem para a peça em estudo, podendo-se,

após determinação dos tempos para esta Vc chegarmos ao apuramento dos referidos custos. A



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equação abaixo aprecia todos os custos relacionados à usinagem, dependentes ou não da Vc. Não

são considerados custos com tratamentos térmicos, controle dimensional, etc.

Ce = Kc + Cp.Tp + Cp.Tf + Cp.Ttf. Tp + CfT v. TpTv Tv

Vc (m/min)

Custopor

peçaCusto Total

Custo deferramenta

Vc mín

Customínimo

Custos fixos

Custo localde trabalho

Fig. 02 – Correlação entre o custo por peça e a velocidade de corte.

3.2.1 Intervalo de máxima eficiência

Sobrepondo-se os gráficos das figuras 01 e 02 que demonstram a variação do tempo de

fabricação e dos custos em função da velocidade de corte, pode-se perceber que a Vc necessária

para gerar o mínimo custo será sempre inferior à velocidade de corte de máxima produção (Vcmáx).

“Define-se intervalo de máxima eficiência o intervalo compreendido entre as velocidades de

mínimo custo e de máxima produção.” (COPPINI et all, 1999).

Intervalo demáxima

eficiência

Vc (m/min)

Tem

po d

e Fa

bric

ação

Tempo

Vc max

Máxima produçãoMínimo Custo

Mínimo tempo

Vc mín

Custo

Cus

to p

or p

eça

Fig. 03 – Intervalo de máxima eficiência.



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4 EXEMPLO 01

Um eixo de comprimento 180mm e diâmetro inicial de 75mm sofre torneamento cilíndrico

em uma das suas extremidades formando um rebaixo de diâmetro 65mm por comprimento igual a

100mm. Material: Aço ABNT 1020 com r = 550 N/mm2.

O torno mecânico disponível para usiná-la possui potência de acionamento de 5CV,

rendimento de 80% e a seguinte gama de rotações: 50 – 75 – 130 – 200 – 300 – 350 – 400 – 540 –

800 – 1500 e 2000 rpm . O avanço varia de 0,05 a 0,8 mm/rot.

O custo da hora máquina (salário já incluído) é de R$ 30,00 por hora. Tempo de troca da

ferramenta é de 01 minuto, o tempo de preparação da máquina é de 10 minutos e os tempos

secundários em média de 02 minutos por peça. Deseja-se usinar lote de 60 peças.

Pergunta-se: qual a ferramenta mais indicada economicamente para realizar a usinagem,

aço rápido ou metal duro?

Tabela IV – Dados tecnológicos do problema

Material da ferramenta Número de gumes Custo por gume Aço rápido 01 R$ 4,00

Metal duro (P20) 01 R$ 10,00 Parte-se para o estudo de uma das situações, por exemplo utilizando-se primeiramente a

ferramenta de aço rápido. Determina-se a velocidade para a máxima produção Vcmáx. Calcula-se

então a rpm necessária para atingir tal Vc. Como a máquina em questão têm rotações escalonadas,

deve-se escolher a rotação disponível mais próxima e então recalcular a Vc que efetivamente

estará sendo usada. Assumir tdem e tdp iguais à zero. Para simplificar a comparação, despreze-se o

custo Kc (independe da Vc).

K(x-1).tt f

xVcmax =

116 7

(7-1).17

Vcmax =

4,71 x 10 137Vcmax =

Vcmax = 89,80 m/min



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Utilizando-se o diâmetro médio a ser usinado, esta velocidade daria uma rotação de 408

rpm. Como a rotação mais próxima na máquina é de 400 rpm, recalcula-se a Vcmáx efetiva que será

de 88,05 m/min. Calcula-se, então a Vc mín.

Cp . Ct X

(x-1).(Cftv+Cp.tt f)x

Vcmin =

0,5 . 116 7

(7-1).(4+0,5.1)7

Vcmin =

5,234 x 10 127Vcmin =

Vcmin = 65,61 m/min

De forma semelhante, utilizando-se o diâmetro médio a ser usinado, esta velocidade daria

uma rotação de 298 rpm. Como a rotação mais próxima na máquina é de 300 rpm, recalcula-se a

Vcmín efetiva que será de 66,0 m/min.

Para usinagem com aço rápido, a rotação intermediária disponível na máquina seria 350

rpm, o que resultaria numa Vc igual a 77,0 m/min. Isto nos dá um tempo de vida da ferramenta de:

CtVc

nTv =

11677

0,1428Tv =

Tv = 17,63 min

O tempo de usinagem (Tp) para dois passes será igual a 3,97 min (f = 0,144 mm/rot e ap =

2,5 mm; mantendo seção de usinagem igual a 0,36 mm2).

O custo de usinagem (deixando de lado custos independentes da Vc) para este caso ficará

em:

Ce = Cp.Tp + Cp.Tf + Cp.Ttf. Tp + CfTv. TpTv Tv

Ce = 0,5.3,97 + 0,5.2,17 + 0,5.1. 3,97 + 4. 3,97

17,6317,63 Ce = R$ 4,08 por peça. Utilizando-se então a ferramenta de metal duro, repetem-se os mesmos procedimentos:

Inicia-se por determinar a velocidade para a máxima produção Vcmáx.



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K(x-1).tt f

xVcmax =

680 5

(5-1).15

Vcmax =

3,635 x 10 135

Vcmax =

Vcmax = 515,3 m/min

Utilizando-se o diâmetro médio a ser usinado, esta velocidade daria uma rotação de 2341

rpm. Como a rotação mais próxima na máquina é de 2000 rpm, recalcula-se a Vcmáx efetiva que

será de 440,25 m/min.

Cp . Ct X

(x-1).(Cftv+Cp.tt f)x

Vcmin =

0,5 . 680 5

(5-1).(10+0,5.1)5

Vcmin =

1,731 x 10 125Vcmin =

Vcmin = 280,3 m/min

De forma semelhante, utilizando-se o diâmetro médio a ser usinado, esta velocidade daria

uma rotação de 1273 rpm. Como a rotação mais próxima na máquina é de 1500 rpm, recalcula-se a

Vcmín efetiva que será de 330,2 m/min.

No caso de opção pela velocidade intermediária de 1500 rpm, a velocidade efetiva de corte

para a ferramenta de metal duro seria de 330,2 m/min.Isto nos dá um tempo de vida da ferramenta

de:

CtVc

nTv =

680330,2

0,2Tv =

Tv = 37,04 min

O tempo de usinagem (Tp) para dois passes será igual a 0,926 min (f = 0,144 mm/rot e ap =

2,5 mm; mantendo seção de usinagem igual a 0,36 mm2).

O custo de usinagem para este caso ficará em:



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Ce = Cp.Tp + Cp.Tf + Cp.Ttf. Tp + CfTv. TpTv Tv

Ce = 0,5.0,926 + 0,5.2,17 + 0,5.1. 0,926 + 10. 0,926

37,0437,04 Ce = R$ 1,81 por peça. Fica evidente que a opção mais econômica seria a usinagem efetuada com ferramenta de

metal duro, cujo custo por peça é inferior à metade do custo de usinagem utilizando-se ferramenta

de aço rápido. Entretanto, se considerarmos que a potência de corte disponível na máquina seja um

dos limites do processo, o que não levamos em conta neste estudo, é bom lembrar que na usinagem

com ferramenta de metal duro as condições de corte impõem um consumo muito maior da

potência disponível na máquina.

Não sendo a potência o limite para as condições de corte, convêm portanto buscar-se

sempre que possível as condições mais econômicas para o processo, sejam associadas à máxima

produção ou ao mínimo custo conseguidos.

5 EXERCÍCIO

Determine o intervalo de máxima eficiência para duas escolhas diferentes de ferramenta e

ainda faça a adequação dos dados de corte à máquina disponível para a operação de torneamento

longitudinal de um eixo de diâmetro inicial 82,0mm e final igual a 64,0mm por 146mm de

comprimento em duas passadas, feito em ferro fundido com dureza 183 HB. Têm-se à disposição

um torno mecânico CNC com potência de acionamento na árvore de 4,5 CV e rotação variando de

50 a 4000 rpm. Determine, inicialmente, o custo da hora máquina, sabendo:

Tabela V – Dados para determinação do custo da hora-máquina

Item Valor R$ Preço da máquina 94.500,00 Custos adicionais como instalação e transporte 8.760,00 Jogo inicial de ferramentas 5.400,00 Tempo de depreciação 05 anos Taxa anual de juros 10,5 % Custos anuais fixos de manutenção 4 % Custo mensal do espaço construído 65,00 Salário de cada operador (02 turnos) 895,00



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Custo de energia (por KWh) (estima-se consumo de 68,7 KW/mês) R$ 0,65 Custos variáveis de manutenção 4,5 % Consumo de lubrif. e refrigerantes (anual) 470,00 Tempo de utilização por ano (2 turnos) 4120 horas

O tempo de troca da ferramenta é de 45 segundos, o tempo de preparação da máquina é de

30 minutos e os tempos secundários em média de 12 segundos por peça. Deseja-se usinar lote de

180 peças. Qual a ferramenta mais indicada economicamente para realizar a usinagem? Feita a

escolha, quantos insertos serão consumidos para concluir o lote?

Tabela VI – Dados tecnológicos do problema relativos à ferramenta

Dados \ Ferramenta Escolha 01 (P20) Escolha 02 (P20) Código do inserto WNMG 090508 NR CCMM 160508 NR Custo por caixa de pastilha R$ 134,00 R$ 118,50 Custo do suporte R$ 280,00 R$ 230,00 Vida estimada do suporte 28 caixas 75 caixas Número de gumes por pastilha 06 02 Ângulo de posição do gume () 90o 90o Valores de avanço 0,42 mm/rot. 0,42 mm/rot.

Na determinação dos tempos fixos pode-se desprezar valores de tdem e tdp. Desconsidere

ainda o custo independe da Vc (Kc), já que o objetivo é comparar os custos relacionados aos

tempos de usinagem.



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6 BIBLIOGRAFIA

DINIZ, Anselmo E.; MARCONDES, Francisco C.; COPPINI, Nivaldo L. Tecnologia da

Usinagem dos Materiais. São Paulo: MM Editora, 1999.

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