Programação de Produção em Centro de Usinagem

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Desafio
Você é responsável pela programação de produção de uma planta. Para o mês seguinte, a previsão é de queda em 20% nos serviço. Pra que não seja demitido nenhum funcionário, será necessário colocar alguns de férias.
No centro de usinagem, trabalham dois funcionários com carga horária diária de 8 horas. O centro possui duas fresas, três tornos e duas furadeiras.
Analise as ordens de serviço e verifique quantas horas o centro de usinagem está programado para trabalhar no próximo mês. Com base nesses dados, passe a escala de trabalho para o setor de RH.
Padrão de resposta esperado
Fresa:
Ao analisar a tabela de velocidade de corte x material, verifica-se que a velocidade mais adequada é de 10 m/minutos. Porém, esse material aceita velocidade de 10 a 14 m/minutos. Logo, a velocidade de corte pode apresentar como valor máximo 178 rpm.
v_c=(π.d.n)/1000= n=(1000.v_c)/(π.d.)= (1000 .10)/(π.25)=127,3 rpm
Para definir qual fórmula utilizar no cálculo da distância percorrida pela ferramenta, é necessário avaliar o diâmetro do canal (25mm). A utilização de outra fórmula é um equívoco e resultará em um resultado errado.
f=(0,008.∅+0,19).M =(0,008.25+0,19).1=0,39 mm/dente .
Após o cálculo da distância percorrida, calcula-se a velocidade de avanço, utilizando o valor da distância percorrida na equação anterior.
v_f=f.n.z=0,39.127,3.4=198,6 mm/min
O tempo gasto para fresar uma peça é dado pela equação:
t_c=L/v_f =100/198,6=0,5 minutos
O tempo total para fresar 1000 peças obtido:
tempo total=t_c .número de peças = (0,5.1000)/60=8,33 horas.
Furadeira:
Os dados para o cálculo de velocidade de corte estão todos no enunciado, não necessitando buscá-los em tabela.
v_c=(π.d.n)/1000= n=(1000.v_c)/(π.d.)= (1000 .30)/(π.8)=1.193,67 rpm
Para definir qual fórmula utilizar no cálculo da distância percorrida pela ferramenta, é necessário avaliar o diâmetro do furo (8mm). A utilização de outra fórmula é um equívoco e resultará em um resultado errado. O valor de M é dado no enunciado (M = 8).
f=(0,025.∅).M =(0,025.8).0,8=0,16 mm/rotação
Após o cálculo da distância percorrida, calcula-se a velocidade de avanço, utilizando o valor da distância percorrida na equação anterior.
v_f=f.n.z=0,16.1193,67.1=191 mm/min
O tempo gasto para realizar um furo é dado pela equação:
t_c=L/v_f =12/191=0,063 minutos
O tempo gasto para realizar a operação em uma chapa com 10 furos é:
t_chapa=t_c.10=0,063,10=0,63 minutos
O tempo total para furar 1500 chapas obtido é:
tempo total=t_chapa .número de peças=(0,63.1500)/60=15,75 horas.
Torno:
Como o enunciado oferece os dados de rotação (1000 rpm) e a distância percorrida pela ferramenta (0,125 mm/rotação), o primeiro item a calcular é a velocidade de avanço.
v_f=f.n.z=0,125.1000.1=125 mm/min
Como não se sabe qual o comprimento a ser usinado em cada ponta, e sim o total das duas pontas (40 mm), calcula-se o tempo gasto para usinar um eixo.
t_c=L/v_f =40/125=0,32 minutos
O tempo total para usinar 2800 eixos obtido é:
tempo total=t_c .número de peças=(0,32.2800)/60 = 14,9 horas,
O tempo gasto é obtido pela soma dos tempos.​​​​​​​​​​​​​​
14,9 horas = 14 horas + 0,9.60 = 14 horas e 54 minutos
15,75 horas = 15 horas + 0,75.60 = 15 horas e 45 minutos
8,33 horas = 8 horas + 0,33.60 = 8 horas e 20 minutos 
Tempo total de produção: 39 horas.
Trabalhador 1 – 5 dias de serviço e os outros 25 dias de férias.
Trabalhador 2 – 30 dias de férias.
Desafio
Você é responsável por um centro de usinagem no qual uma nova ordem de serviço começará a ser produzida: o torneamento de peças de latão. No entanto, nas especificações técnicas de operação, está faltando determinar o ângulo de saída da ferramenta de corte, para que os torneiros possam seguir com o trabalho.
Como responsável pelo local, cabe a você responder: qual o ângulo de saída mais adequado para a operação?
Padrão de resposta esperado
O ângulo de saída da ferramenta empregado deve ser de 0°. O emprego de pequenos ângulos no ângulo de saída da ferramenta em usinagem tem como objetivo conferir maior resistência à cunha cortante, caso esse verificado na usinagem de metais duros.
Contudo, na usinagem do latão, a ferramenta de corte não necessita de elevada resistência, pois o latão é macio e não oferece grande dificuldade ao corte. E é exatamente pelo fato de o latão ser macio e flexível, oferecendo baixa resistência à penetração, que se utiliza ângulo de saída da ferramenta de corte nulo, pois este evita que a ferramenta entrave na peça devido à sua agudeza excessiva.
Desafio
Os cavacos podem ser contínuos, descontínuos e segmentados. Em geral, cavacos contínuos aparecem durante a usinagem de materiais dúcteis, enquanto os descontínuos surgem em consequência da formação de um fluxo de elementos de cavacos quebrados em pedaços durante a usinagem de materiais frágeis.
Sendo assim, imagine este cenário:
​​​​​​​Como você, na condição de líder, agiria para mudar essa situação de processo?
Padrão de resposta esperado
Ao usinar um material dúctil, é normal a formação de cavacos contínuos, o que pode justificar o motivo pelo qual o cavaco se enrola na ferramenta de corte, provocando os solavancos. Nesse caso, para quebrar o cavaco, é necessário induzi-lo a uma curvatura, pois esta provocará a sua quebra.
Existem diversos meios de se obter cavacos descontínuos: pode-se reduzir o ângulo de saída de ferramenta de corte, diminuir a velocidade de corte ou aumentar a profundidade do corte. Contudo, alterações nos parâmetros podem provocar a queda de produtividade e de qualidade.
A utilização de ferramentas cortantes com quebra-cavacos moldados é a melhor opção para realizar a quebra dos cavacos. A utilização de fluido de corte com alta pressão também auxilia na remoção do cavaco da interface ferramenta-peça.
Lembrando que as ferramentas para operações de desbaste não são eficientes em operações de acabamento, e as ferramentas para operações de acabamento não são eficientes para operações de desbaste.
Resumindo: modificação da ferramenta de corte, passando a utilizar ferramentas com quebra-cavacos moldados.
Uma montadora de veículos está realizando um orçamento para terceirizar a produção de um eixo para seus carros. A empresa na qual você trabalha vai participar desta negociação e você é o responsável por calcular o custo operacional, considerando o consumo de energia elétrica para fabricar esses eixos.
Como ainda não se tem a quantidade determinada para a produção, realize o cálculo com base na produção de um eixo, sabendo que o custo da energia é de R$0,50 KW.
RESPOSTA PADRAO 
Operação de desbaste: ocorre com velocidades de corte mais baixas e avanços maiores. Desse modo, temos:
As ligas que contêm como base o titânio, muito utilizadas na fabricação de ferramentas, também são empregadas na indústria naval, aeronáutica, espacial e outras, necessitando, muitas vezes, ser usinado.  
Fundamentados na pesquisa, vocês iniciaram o procedimento, ao aplicar, em seus tornos, todos os parâmetros otimizados para o processo de usinagem de liga Ti-6Al-4V com ferramentas de PCD.
Infelizmente, os resultados não foram os mesmos, pois houve quebras constantes da ferramenta de corte. Qual é a explicação para esse fato?
Padrão de resposta esperado
Existem duas características mecânicas requeridas para ferramenta de corte: dureza e tenacidade. As ferramentas de PCD apresentam elevada dureza, são os materiais mais duros encontrados para ferramentas de corte. No entanto, materiais que apresentam elevada dureza costumam ter baixa tenacidade, sendo este o caso das ferramentas de PCD, pois são frágeis. As máquinas-ferramentas, onde são realizados os ensaios, normalmente são robustas, não apresentam folgas e vibrações. Já as máquinas de uma linha de produção, com o passar dos anos, desgastam-se devido ao trabalho contínuo e repetitivo, apresentando vibrações mais elevadas. Essas vibrações durante o processo de usinagem justificam a quebra das ferramentas de PCD, uma vez que as vibrações excessivas geram pequenos impactos entre a peça e a ferramenta de corte. Como as ferramentas de PCD são frágeis,esses impactos provocam a sua quebra.
Desafio
Os fenômenos de desgaste por abrasão, oxidação, difusão, deformação plástica e trincas são excitados/ativados devido às altas temperaturas na usinagem.
Você, como engenheiro mecânico consultor, especialista em processos de fabricação, foi questionado por um de seus clientes:
Existe alguma forma de reduzir o desgaste das ferramentas de corte com o aumento da temperatura de usinagem? 
Qual seria a sua resposta para o cliente?
Padrão de resposta esperado
Não, independentemente da peça a usinar e do material da ferramenta de corte, o aumento da temperatura acelera o desgaste excessivo. Existem algumas providências a serem tomadas, como a utilização de fluido de corte (com efeito refrigerante e lubrificante), velocidade de corte e avanço adequado, que contribuem para diminuir o aquecimento da interface ferramenta/peça durante o processo de usinagem, assim como a utilização de ferramentas adequadas evitando, sobretudo, o desgaste por oxidação e difusão.
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Desafio
 
Você é responsável pela programação de produção de uma planta.
 
Para o mês seguinte, a 
previsão é de queda em 20% nos serviço. Pra que
 
não seja demitido nenhum funcionário, será 
n
ecessário colocar alguns
 
de férias.
 
No centro de usinagem, trabalham dois funcionários com carga horária diária de 8 horas. O 
centro
 
possui duas fresas, três tornos e duas furadeiras.
 
Analise as ordens de serviço
 
e verifique quantas horas
 
o centro de usina
gem está programado 
para trabalhar no próximo mês. Com base nesses dados, passe a escala de trabalho para o 
setor de
 
RH.
 
 
Padrão de resposta esperado
 
Fresa:
 
Ao analisar a tabela de velocidade de corte x material, verifica
-
se que a velocidade mais 
adequada é de 10 m/minutos. Porém, esse material aceita velocidade de 10 a 14 m/minutos. 
Logo, a velocidade de corte pode apresentar como valor máximo
 
178 rpm.
 
v_c=(π
.d.n)/1000= n=(1000.v_c)/(π.d.)= (1000 .10)/(π.25)=127,3 rpm
 
Para definir qual fσrmula utilizar no cαlculo da distβncia percorrida pela ferramenta, ι 
necessαrio avaliar o diβmetro do canal (25mm). A utilizaηγo de outra fσrmula ι um equνvoco e 
resultarα em
 
um resultado errado.
 
f=(0,008.
Ø
+0,19).M =(0,008.25+0,19).1=0,39 mm/dente
 
.
 
Após o cálculo da distância percorrida, calcula
-
se a velocidade de avanço, utilizando o valor da 
distância percorrida na equação anterior.
 
v_f=f.n.z=0,39.127,3.4=198,6 mm/min
 
O tempo gasto para fresar uma peça é dado pela equação:
 
t_c=L/v_f =100/198,6=0,5
 
minutos
 
O tempo total para fresar 1000 peças obtido:
 
tempo total=t_c .número de peças = (0,5.1000)/60=8,33
 
horas.
 
Furadeira:
 
Os dados para o cálculo de velocidade de corte estão todos no enunciado, não necessitando 
buscá
-
los em tabela.
 
v_c=(π.d.n)/1000= 
n=(1000.v_c)/(π.d.)= (1000 .30)/(π.8)=1.193,67 rpm
 
Desafio 
Você é responsável pela programação de produção de uma planta. Para o mês seguinte, a 
previsão é de queda em 20% nos serviço. Pra que não seja demitido nenhum funcionário, será 
necessário colocar alguns de férias. 
No centro de usinagem, trabalham dois funcionários com carga horária diária de 8 horas. O 
centro possui duas fresas, três tornos e duas furadeiras. 
Analise as ordens de serviço e verifique quantas horas o centro de usinagem está programado 
para trabalhar no próximo mês. Com base nesses dados, passe a escala de trabalho para o 
setor de RH. 
 
Padrão de resposta esperado 
Fresa: 
Ao analisar a tabela de velocidade de corte x material, verifica-se que a velocidade mais 
adequada é de 10 m/minutos. Porém, esse material aceita velocidade de 10 a 14 m/minutos. 
Logo, a velocidade de corte pode apresentar como valor máximo 178 rpm. 
v_c=(π.d.n)/1000= n=(1000.v_c)/(π.d.)= (1000 .10)/(π.25)=127,3 rpm 
Para definir qual fórmula utilizar no cálculo da distância percorrida pela ferramenta, é 
necessário avaliar o diâmetro do canal (25mm). A utilização de outra fórmula é um equívoco e 
resultará em um resultado errado. 
f=(0,008.Ø+0,19).M =(0,008.25+0,19).1=0,39 mm/dente . 
Após o cálculo da distância percorrida, calcula-se a velocidade de avanço, utilizando o valor da 
distância percorrida na equação anterior. 
v_f=f.n.z=0,39.127,3.4=198,6 mm/min 
O tempo gasto para fresar uma peça é dado pela equação: 
t_c=L/v_f =100/198,6=0,5 minutos 
O tempo total para fresar 1000 peças obtido: 
tempo total=t_c .número de peças = (0,5.1000)/60=8,33 horas. 
Furadeira: 
Os dados para o cálculo de velocidade de corte estão todos no enunciado, não necessitando 
buscá-los em tabela. 
v_c=(π.d.n)/1000= n=(1000.v_c)/(π.d.)= (1000 .30)/(π.8)=1.193,67 rpm