O pesquisador do CEPID-CeMEAI, José Mario Martínez, teve um trabalho apresentado no 8° Congresso Brasileiro de Engenharia de Fabricação (COBEF 2015), realizado entre os dias 18 e 22 de maio em Salvador, na Bahia. O título é “Desenvolvimento das Equações para Cálculo do tempo de corte em torneamento de peça com geometrias não cilíndricas”.
Segue texto do pesquisador do CeMEAI sobre o projeto:
“Este projeto resulta de cooperação no contexto do CEPID-CeMEAI entre o Prof. J. M. Martinez e professores de Engenharia Mecânica da Unicamp, da Universidade de Taubaté e da Universidade Nove de Julho, coordenados pelo Prof. Nivaldo Coppini. Parte-se da observação de que em operações de torneamento e usinagem de peças a estimativa correta do tempo de corte é fundamental. Para entender esta afirmação, pensemos em uma atividade produtiva que envolve, sequencialmente ou em paralelo, a atuação das ferramentas A, B, C…
O planejamento dessa atividade e a avaliação de custos dependem da previsão de desgaste das ferramentas, a qual, por sua vez, depende do tempo previsto de operação de cada ferramenta no processo ou processos globais. Na engenharia usual o tempo de operação de cada ferramenta é estimado globalmente, considerando o tempo total do processo de fabricação, o que envolve tanto intervalos temporais onde a ferramenta opera quanto intervalos onde se encontra inativa. Entretanto, erros nessa estimativa implicam maiores custos de produção, subutilização de ferramentas e materiais, etc.
Neste projeto foram desenvolvidas as equações especiais para cálculo do tempo de corte em operações de torneamento. Em primeiro lugar foram consideradas peças de forma arbitrária e, na sequência, se consideraram peças cilíndricas, cônicas, esféricas e faces.
A medida empírica do tempo de corte, mencionada acima, não é uma tarefa simples. Com efeito, as máquinas ferramentas têm cronômetros internos para informar o tempo de ciclo para ‘produção’ de uma peça, mas não medem especificamente o tempo de corte. Portanto, os cronômetros das máquinas somam, ao tempo de corte, todos os tempos passivos que ocorrem internamente à máquina, tais como tempos de aproximação e afastamento da ferramenta; tempo de carga e descarga da peça, tempo de controle de qualidade, etc. Em troca, a estimativa independente dos tempos de corte é útil para planejadores de processo no momento de preparação das folhas de processos, já que faz possível o dimensionamento do processo de forma mais precisa assim como o cálculo de número de arestas de corte necessárias para realizar o torneamento.
Neste projeto, o desenvolvimento teórico das ‘verdadeiras’ equações de tempo de corte foi acompanhado de sua implementação computacional e os resultados foram confrontados com os de medidas experimentais, com resultados contundentemente positivos. Em contexto mais geral, observamos que máquinas ferramentas estão em constante evolução e são cada vez mais flexíveis em todos os sentidos. Melhorar o desempenho de máquinas significa indiretamente introduzir melhorias ao processo de usinagem.
Um dos fatores mais relevantes em usinagem está relacionado com a vida de arestas de corte de ferramentas. Em geral este é assunto tratado de maneira pouco profunda. Assim, é comum que o tempo de produção em que uma ferramenta se encontra ativa seja considerado como ‘a vida’ da mesma, o que leva a equívocos que podem ser evitados. Com efeito, uma aresta de corte poderá ser trocada com base no tempo de produção, quando o correto é que a vida da aresta de corte deve ser baseada no tempo em que essa aresta esteve em contato efetivo com a peça. Em alguns casos tal equívoco não é relevante, pois para construir, por exemplo, um avião, seriam necessárias apenas três ou quatro arestas de corte.
Entretanto, na maioria dos casos que se apresentam em Engenharia Mecânica, a fraca estimativa da efetiva operação de uma máquina ferramenta tem custos econômicos consideráveis.” (José Mario Martínez)
O projeto também está disponível na íntegra.
Sobre o CeMEAI
O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP. O CeMEAI é especialmente adaptado e estruturado para promover o uso de ciências matemáticas (em particular matemática aplicada, estatística e ciência da computação) como um recurso industrial.
As atividades do Centro são realizadas dentro de um ambiente interdisciplinar, enfatizando-se a transferência de tecnologia e a educação e difusão do conhecimento para as aplicações industriais e governamentais. As atividades são desenvolvidas nas áreas de Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.
Além do ICMC, o CEPID-CeMEAI conta com outras cinco instituições associadas: o Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de São Carlos (CCET-UFSCar); o Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica da Universidade Estadual de Campinas (IMECC-UNICAMP); o Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (IBILCE-UNESP); a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (FCT-UNESP); o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE); e o Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo (IME-USP).
Texto: Carla Monte Rey – Assessoria CEPID-CeMEAI
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