UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMASGENIVALDO CIPRIANO PROPOSTA DE ANÁLISE DOS CUSTOS NA OTIMIZAÇÃO DE FERRAMENTAS DE USINAGEM Joinville - SC 2012 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS GENIVALDO CIPRIANO PROPOSTA DE ANÁLISE DOS CUSTOS NA OTIMIZAÇÃO DE FERRAMENTAS DE USINAGEM Trabalho de Graduação apresentado à Universidade do Estado de Santa Catarina, como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro de Produção e Sistemas. Orientador: Dr. José Oliveira da Silva Joinville - SC 2012 GENIVALDO CIPRIANO PROPOSTA DE ANÁLISE DOS CUSTOS NA OTIMIZAÇÃO DE FERRAMENTAS DE USINAGEM Trabalho de Graduação aprovado como requisito parcial para a obtenção do título de Engenheiro do curso de Engenharia de Produção e Sistemas da Universidade do Estado de Santa Catarina. Banca Examinadora: Orientador: ______________________________________ Dr. José Oliveira da Silva Membro: ______________________________________ Msc. Nilson Campos Membro: ______________________________________ Dr. Danielle Bond Joinville, data (15/06/2012) "DEUS, isso sim é uma palavra de grande impacto e de significados profundos." Leandro José AGRADECIMENTOS Primeiramente agradeço a Deus pelo dom da vida e por ter me dado força, coragem e sabedoria para vencer mais este desafio. Aos meus pais pelos ensinamentos de vida mais importantes que já tive, dentre muitos o de perseguir os meus sonhos sem desanimar por maior que seja este desafio. A minha Esposa por sempre me apoiar, e a quem divido e compartilho os momentos mais importantes da minha vida durante os mais de 10 anos que estamos casados e a minha filha que é o maior presente que Deus me deu e a quem dedico todo o meu esforço adicional. Aos parentes e amigos por compreender minha ausência nos quais eu me abstive de estar com eles para concluir este trabalho. Aos meus colegas de curso por motivação, companheirismo e apoio durantes todos estes anos de convivência. Aos professores que me ensinaram a aprender, que contribuíram, não somente para o meu desenvolvimento profissional mais também para meu crescimento como pessoa. À UDESC,os colaboradores e todos que de alguma forma participaram de forma direta ou indireta na minha formação. A todos, os meus sinceros agradecimentos! que se destaca como condição de grande importância para compreender como as variáveis ligadas a ferramentas de usinagem afeta o custo de produção. objeto de estudo. PALAVRAS-CHAVE: Usinagem.GENIVALDO CIPRIANO PROPOSTA DE ANÁLISE DOS CUSTOS NA OTIMIZAÇÃO DE FERRAMENTAS DE USINAGEM RESUMO O cenário mundial competitivo tem exigido das empresas a melhoria da produtividade. . deve ser otimizada através de intervenções nas velocidades de corte e nos tempos de ciclo visando reduzir os custos de produção e obter ganhos significativos para a empresa. foi elaborada uma proposta de análise de custo de produção prática para otimização de ferramentas de usinagem. Como resultado. Na análise de ganhos ou também no cálculo do custo benefício da usinagem. O estudo de caso. usualmente os cálculos de custos de ferramentas desconsideram os impactos destas no custo de processo. Custo. obrigando-as a explorar todas as possibilidades que resultem no aumento da eficiência e eficácia de seus processos. foi desenvolvido em uma empresa multinacional alemã fabricante de ferramentas de usinagem. e que tem seus importantes clientes no ramo automobilístico. Produção. Neste contexto. Nesta abordagem e também se baseando no pressuposto de que a usinagem. com enfoque na operação de usinagem de furação. tem-se um procedimento prático para análise de custo benefício de ferramentas de usinagem. A metodologia utilizada para este estudo de caso é baseada em uma pesquisa exploratória que foi fundamentada através de uma pesquisa bibliográfica. .................Adaptado de potenciais de economia na distribuição de custos usual ............... 28 Figura 4-Variação do custo de fabricação em função da velocidade de corte ................................................. 47 ............................LISTA DE FIGURAS Figura 1...................................Sensibilidade do custo de produção com o ajuste das condições de corte . 43 Figura 9.......................... 24 Figura 3-Custo de usinagem para um componente em função da velocidade de corte e restrições........... 40 Figura 8-Análise com aumento de vida da ferramenta em 20% .....Análise com ajuste dos dados de corte ............................Movimentos na furação ............ 30 Figura 6....................Analise com redução de 20% no preço de compra da ferramenta ......................................................................................................................... 45 Figura 11................. 36 Figura 7-Análise de custo benefício da ferramenta ....................................................................................................................................................................................................... 16 Figura 2.......... 44 Figura 10....................... 29 Figura 5-Intervalo de máxima eficiência (IME) ..Comportamento das variáveis do tempo ............ ...................... processamento e saída ...... 42 ............................................................................................................................... 18 Tabela 3-Variáveis de entrada...LISTA DE TABELAS Tabela 1................................Qualidade de trabalho ................................Dados do processo de furação do suporte .................... 38 Tabela 4. 14 Tabela 2...........................................Diferença entre custo e despesas ............... LISTA DE ABREVIATURAS ABC APC f GG-25 IME VC Vcmxp Vco Custo baseado em Atividades Aresta postiça de corte Velocidade de avanço da ferramenta Ferro fundido cinzento Intervalo de máxima eficiência Velocidade de corte Velocidade de máxima produção Velocidade de mínimo Custo . .......................................1....................1 APRESENTAÇÃO DAS EMPRESAS ................................................................................ 19 2......3 Direção dos movimentos .... 15 2.................................................4 Percurso da ferramenta na peça ........7 Tempo de corte ......... 14 2...........................1 Custos de produção na usinagem .................. 20 2...2...1 Cálculo do custo benefício de ferramentas de usinagem .................4 ANÁLISE DAS CONDIÇÕES ECONÔMICAS DE USINAGEM .............................. 15 2........................................ 24 2... 16 2......................................................................................................................2 Movimentos ...................4........................................................................................................... 13 2...................2............ 19 2......................2......................................2......................................... 13 2.......4 Sistema de custeio por absorção: ...3 Sistema de custeio direto.............................................................1...............4...................................................1.............................3 GESTÃO DO CUSTO DE PRODUÇÃO NA USINAGEM ...... 33 4.......................................................................................................................................................... 31 3.2 Custos de produção na Usinagem ....2 Redução de custos de produção ......1 Processo de usinagem (furação) ................................................ 35 4... 31 3......................................6 Método de custeio – ABC ............2.. 19 2............................................................................................................................... 16 2.........SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ............................1 MÉTODO DE PESQUISA . 33 4............................................................2 Sistemas de Custeio ...............1.................................1 PROCESSOS DE USINAGEM .2 DESCRIÇÃO DA SITUAÇÃO ATUAL ...............................2........................................3............................somente os variáveis .................2 COLETA E PROCEDIMENTOS PARA ANÁLISE DOS DADOS................................. 20 2...1...................................................................2 CONTABILIDADE DE CUSTO ........................................................................................................1 Ciclos e tempos de usinagem .1 Processo de venda atual....3 Otimização de usinagem ................................2....................................1....................5 Por Departamentalização....................................................................... 12 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................................ 32 4 ESTUDO DE CASO ....... 22 2................................................................ 37 .......... 17 2................................................................................................................. 18 2..................................5 Velocidade de corte .....................4.......6 Velocidade de avanço...............2......................... 18 2............................................................................................................................................................................................................................................................. 21 2..... 36 4............................. 17 2...................................................... 34 4......................... 19 2...........................1............3 SITUAÇÃO PROPOSTA ................................ 27 3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS . 33 4....... ........................................................ 46 CONSIDERAÇÕES FINAIS .4..............................5 ANÁLISE DOS RESULTADOS .............................................................. 51 ............................................................ 49 LISTA DE APÊNDICES ......4 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS ........................................................................................... 40 4................................................................................................. 48 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............. pois a globalização de mercado exige maior atenção no que diz respeito ao controle dos custos.12 1 INTRODUÇÃO Toda pesquisa se inicia com algum tipo de problema ou indagação conforme menciona GIL(2010). Neste trabalho a iniciativa se deu a partir da dificuldade de apresentar uma estimativa dos ganhos ou o custo benefício. . também conhecido como ganho. obrigando-as a explorarem todas as possibilidades que resultem no aumento da competitividade. Uma boa maneira de prever ou apresentar estes ganhos propicia argumentos na negociação nos casos de venda ou na justificativa de compra de ferramentas de usinagem. Neste contexto o estudo tem como objetivo específico apresentar uma solução para a dificuldade de mensurar os ganhos ou o custo benefício da intervenção em uma ferramenta de usinagem. Este trabalho tem como objetivo a elaboração de uma proposta que visa à análise de custo-benefício. pois a redução dos custos de produção através da melhoria nos processos de usinagem é objetivo permanente das indústrias manufatureiras. Em alguns dos casos a decisão de compra fica baseada unicamente no preço das ferramentas sem avaliar os impactos no custo de produção. efeito da aplicação de uma ferramenta de usinagem. Onde em diversos casos o enfoque se fundamenta no comparativo entre os custos de ferramentas ou no cálculo do custo de ferramenta por peça sem levar em conta na análise os efeitos gerados pela ferramenta dentro do processo produtivo. ao aperfeiçoar um processo de usinagem. . através do desenvolvimento de uma ferramenta de análise que possibilite de forma fácil e rápida obter os custos de produção de uma operação de usinagem de furos. o acabamento. 334). pois estes na grande maioria dos casos somente conseguem chegar a dimensões próximas às especificadas para o produto. a porção de material da peça retirada pela ferramenta caracterizada por apresentar forma geométrica irregular. sob processamento com ferramentas de geometria definidaDe acordo com Jesus (2004). salienta que os processos de fabricação por remoção de material são usualmente conhecidos como processos de usinagem e são normalmente considerados secundários que tem como matéria-prima previamente obtidos por processos primários (fundição. . Neste contexto Stemmer (1992). 1962. Conforme menciona Diniz et al. o processo de usinagem é um processo de fabricação que constitui na separação de material da peça. Em todas as operações de usinagem dos metais uma ferramenta em forma de cunha é forçada através do material para remover cavaco da peça e deixar sobre esta. Considerado um processo secundário. superfícies geometricamente perfeitas. que produzem cavaco. a usinagem normalmente atua como processo complementar em relação aos demais processos.1 PROCESSOS DE USINAGEM De acordo com Ferraresi (1970). onde dificilmente ocorre a presença isolada de um ou outro destes processos na fabricação de peças ou componentes. ou ainda uma combinação destes três itens.13 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2. material este com forma geométrica irregular (também chamado de cavaco). permitem correções posteriores a tratamentos térmicos. conformação ou soldagem. p. define que os processos de usinagem têm vantagens e desvantagens: a)Vantagens: maior precisão em relação aos processos de fundição ou conformação. devem passar pelo processo de usinagem. Segundo a definição do autor entende-se como cavaco. conformação). como processos de usinagem pode-se definir as operações que ao conferir à peça a forma. De acordo com König e Klocke apud Deschamps (2004). as dimensões. O tipo de superfície produzida pela operação depende do formato da ferramenta e da trajetória descrita por esta através do material da peça (DOYLE. e que necessitam alcançar dimensionais mais precisos. (2003) peças produzidas por processos de fundição. químico. é uma operação de usinagem executada com ferramenta de geometria definida. Em geral a peças têm de serem furadas em cheio ou terem seus furos aumentados pelo processo de furação. b)Desvantagens: maior gasto de matéria-prima. 1992). Normalmente. descreve DINIS (2010). não altera a estrutura mecânica da peça e também suas propriedades.1 Processo de usinagem (furação) O processo de furação é um dos processos de usinagem mais utilizados na indústria manufatureira. A furação conforme menciona MACHADO Et al. sendo os mais usuais torneamento e fresamento.1. como por exemplo processo elétrico. (2009). não convencionais.14 permitem a geração de superfícies com geometrias especiais. hidrodinâmico e laser. térmico. energia e tempo de fabricação. a qualidade de furo produzida pela operação de furação é inferior à IT11. 2. conforme mostra Tabela 1. no qual utiliza-se de materiais abrasivos para a retirada de materiais. Diante disso os processos de usinagem são divididos em três categorias (STEMMER. por corte. para pequenos lotes é mais fácil a produção do lote por usinagem. corte por abrasão. Tabela 1.Qualidade de trabalho IT01 IT0 IT1 IT2 IT3 IT4 mecânica extra-precisa mecânica extra-precisa IT5 Qualidade de trabalho IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16 mecânica corrente mecânica grosseira mecânica corrente mecânica grosseira EIXO FUROS Fonte: Mecânica Telecurso (2000) . os movimentos entre ferramenta e peça são aqueles que permitem a ocorrência do processo de usinagem.15 2. São eles: Movimento de corte: é aquele movimento entre a ferramenta e a peça sem a concomitância do movimento de avanço. Movimento de avanço: Ocorre entre a ferramenta e a peça e que simultaneamente com o movimento de corte possibilita a remoção contínua ou repetida do cavaco durante várias rotações ou cursos da ferramenta.3 Direção dos movimentos Para MACHADO et al. não promovem a remoção de materiais. São eles. 2. e que somados resultam no tempo total de fabricação.2 Movimentos Segundo Diniz (2010). O autor separa em movimentos passivos e ativos e afirma sua importância. devem ser distinguir as direções dos movimentos que causam diretamente a retirada de cavaco. Os passivos são aqueles que apesar de fundamentais para a realização do processo de usinagem. Ocorre numa única rotação ou um curso de ferramenta. Os movimentos ativos são aqueles que promovem a remoção de material. o movimento de ajuste.1. Como mostra a figura 1.1. (2009). o movimento de aproximação e movimento de recuo da ferramenta. pois eles estão associados ao tempo. Direção de corte: instantânea do movimento de corte Direção de avanço: instantânea do movimento de avanço Direção efetiva: instantânea do movimento efetivo de corte . Movimento efetivo de corte: movimento entre a peça e a ferramenta resultante do movimento de corte e de avanço no qual ocorre o processo de usinagem. movimento de correção. (2009). . divide o percurso da ferramenta na peça em três percursos diferentes. que é o espaço percorrido segundo a direção de corte. o percurso de avanço na direção do avanço da ferramenta e o percurso efetivo que é o espaço percorrido por um ponto de referência da aresta de corte e segundo a direção efetiva de corte.5 Velocidade de corte A velocidade de corte é a velocidade instantânea do ponto de referência da aresta cortante da ferramenta na direção e sentido do corte conforme descreve MACHADO et al. O percurso de corte.4 Percurso da ferramenta na peça MACHADO et al.16 Figura 1.1. 2.Movimentos na furação Fonte: MACHADO (2009) 2.1. A velocidade de avanço e obtida pela equação: (eq. Também é possível cronometrar este tempo.2) Onde: f = Avanço (mm/volta) Vf=Velocidade de avanço (mm/min) 2. Para processos onde ocorre movimento de rotação a velocidade de corte é calculada por: Onde: VC= Velocidade de corte(m/min) d=diâmetro da ferramenta (mm) n=rotação da ferramenta (rpm) 2. (2009).7 Tempo de corte O tempo de corte (ativo). .6 Velocidade de avanço A velocidade de avanço é a velocidade instantânea do ponto de referência da aresta cortante da ferramenta na direção e sentido de avanço.1.1. resume a totalidade dos tempos ativos. conforme descreve DINIS (2010). conforme descreve MACHADO et al.17 (2009). pois ele representa o tempo em que os movimentos de corte e de avanço estão efetivamente ocorrendo. Outras classificações podem ser abordadas como: Custo de fabricação: MP+MOD+CIF (eq. Também conforme mostra Tabela 2. Os custo são determinados a fim de atingir os seguintes objetivos: determinação do lucro.2. e correspondem aos gastos relativos à obtenção de produtos.1 Custos de produção na usinagem Diante do exposto.2 CONTABILIDADE DE CUSTO Segundo menciona Megliorini (2001).18 (eq.Diferença entre custo e despesas Fábrica Nesta divisão ocorrem os CUSTOS Administração Vendas Nestas divisões ocorrem as DESPESAS Fonte: Megliorini (2001) 2. controle das operações e tomada de decisões.3) Onde: l= trajetória da ferramenta 2. o autor destaca que os custos ocorrem na fábrica.4) Custo de processo: MOD +CIF (Usinagem) (eq. considera-se custo de usinagem como sendo o custo de processo. Tabela 2. O que difere das despesas que correspondem aos gastos relacionados com a administração e com a geração de receitas.5) . decisões que visam maximizar o lucro no curto prazo e conhecimento perfeito.2 Sistemas de Custeio Hansen (2003) menciona que a única preocupação dos sistemas de custeio é especificamente. No caso da grande empresa o conceito de satisfatório pode ser assumido como máxima rentabilidade sobre o capital investido em dado horizonte de tempo.4 Sistema de custeio por absorção Para Bacic & Costa (1995).2. O objetivo das empresas.somente os variáveis O custeio variável conforme Bacic & Costa (1995). No caso das pequenas e médias empresas muitas vezes o satisfatório significa garantir a própria sobrevivência num horizonte de tempo bem mais curto.2.5 Por Departamentalização .2. deriva do modelo microeconômico tradicional. 2. que supõe ajustes instantâneos. é a obtenção de um nível satisfatório de lucro sobre o capital investido no longo prazo.19 2.3 Sistema de custeio direto. como os custos da manufatura são atribuídos aos produtos.2. o método de custeio por absorção responde adequadamente as necessidades da empresa focalizada no caso: empresa multiprodutora com produção setorizada em centros de custos e que atende encomendas específicas de empresas clientes no regime de subcontratação. ausência de tempo. é um ótimo ferramental analítico para decisões de curto prazo. 2. 2. para Bacic & Costa (1995). a idéia básica do ABC é tomar os custos das varias atividades da empresa e entender seu comportamento.6 Método de custeio – ABC Segundo Bornia (2009). os investimentos em novos equipamentos e aspectos financeiros. Departamento é a unidade mínima administrativa para a contabilidade de custos. tem surgido devido a mudanças na manufatura. centro de custo.3 GESTÃO DO CUSTO DE PRODUÇÃO NA USINAGEM Para Miguel e Coppini (1995). Portanto. Desde o início dos anos 1980 a crítica dos sistemas de custo tradicionais tem sido bastante freqüente. ou seja. o ambiente de manufatura moderna. pela sua complexidade e os sistemas tradicionais de custeio não são capazes de refletir o ambiente de produção atual que com a introdução de novas tecnologias tais como CIM (Manufatura . deve oferecer com precisão os custos envolvidos no sistema máquina. O sistema de custeio segundo menciona Coppine e Batista (1998). sofreu mudanças drásticas ao longo das últimas décadas.2. é a unidade mínima de acumulação de custos indiretos de fabricação. encontrando bases que representem as relações entre os produtos e estas atividades.20 De acordo com Martins (1993). ferramenta e peça. 2. ABC. representada por homens e máquinas (na maioria dos casos) desenvolvendo atividades homogêneas. Esta precisão será atingida com a utilização do sistema de custeio baseado em atividades. desenvolvido originalmente há muitas décadas. Estas mudanças afetam o trabalho das organizações. Os problemas associados com o método tradicional da contabilidade de custos. O eficaz sistema de custeio é uma das mais importantes fontes afetadas no ambiente de produção recente. permitindo assim a determinação exata da Velocidade de mínimo custo e da velocidade de máxima produção e conseqüentemente do IME. Na maioria das vezes um departamento é um centro de custos. que permite obter os custos envolvidos em tal sistema. nele são acumulados os custos indiretos para posterior alocação aos produtos (departamento de produção) ou a outros departamentos (departamentos de serviços). 2. . Abaixo detalharemos os ciclos e tempos de usinagem conforme DINIS et al. permitindo assim a determinação exata da Vco e da Vcmxp e conseqüentemente do IME. baseado no planejamento produto-processo e máquina-ferramenta utilizada em um processo de usinagem. podendo distorcer a determinação do IME. Uma dessas novidades é o ABC (sistema de custo baseado em atividade). Portanto. os sistemas de custeio definem alguns valores essenciais aos cálculos da Velocidade de mínimo custo e da velocidade de máxima produção. ferramenta e peça. ABC. recomenda-se a utilização da Vco ou Vcmxp. que permite obter os custos envolvidos em tal sistema.21 Integrada por Computador). as empresas tem que reestruturar os sistemas de organização que resulta em alto investimento. Custeio baseado em atividades refere-se ao exame de atividades em toda a cadeia de valor (incluindo materiais e componentes) para determinar o processo subjacente as causas (direcionadores) de custo e lucro. JIT (just in time). desvantagens. por exemplo. Isto ilustra uma abordagem para melhorar o custo por determinação peça usando sistemas de custo tradicional. Além disso. mas também como uma solução barata em comparação com a introdução de um novo sistema de gerenciamento de custo. No entanto para Coppini e Baptista (1998). implicações e muitos outros aspectos de tais sistemas. as implantações de tais métodos como ABC. (2010). TQM (qualidade total). Ele apresenta dois tipos de "fatores de contribuição". em concomitância com o sistema de custeio ABC. ou que se baseiam em rateio. e outros. o sistema de custeio deve oferecer com precisão os custos envolvidos no sistema máquina. pois outros custos que não pertencem ao sistema estudado serão também considerados.4 ANÁLISE DAS CONDIÇÕES ECONÔMICAS DE USINAGEM Para análise das condições econômicas de usinagem é necessário entender como estão distribuídos os tempos na operação de usinagem. Parece não ser abordagem somente mais precisa. 2. Esta precisão será atingida com a utilização do sistema de custeio baseado em atividades. A pesquisa é. oferecem valores obtidos com incertezas. O ABC pode resultar em concepções de relações causais entre atividades e custos em organizações que dão origem a custos de produtos diferentes e supostamente mais preciso. custos. A utilização de sistemas de custeio tradicionais. FMS (Sistemas de manufatura flexível) e novas tecnologias de gestão. no entanto. ainda necessários para esclarecer as vantagens. 22 2. tomam parte indiretamente no ciclo de usinagem de um lote de Z peças 6.4.Recolocação e ajustagem da Nova ferramenta.1 Ciclos e tempos de usinagem O ciclo de usinagem de uma peça. pode ser obtido pela equação (eq.Corte 4. Cada uma das fases acima vai se r denominada como segue: tt= tempo total de usinagem da peça tc= tempo de corte (fase3) ts= tempo secundário (fase 1 e 5) ta= tempo de aproximação e afastamento (fase 2 e 4) tp= tempo de preparo de máquina (fase 6) tft= tempo de trocas de ferramentas (fase 7 e 8) O tempo total de usinagem de uma peça dentro de um lote de Z peças.Colocação e fixação da peça 2.Inspeção (se necessário) e retirada da peça Além dessas fases. é constituído diretamente pelas seguintes fases: 1.Preparo da máquina 7.Remoção da peça para substituição 8. pertencente a um lote de Z peças.Afastamento da Ferramenta 5.Aproximação e posicionamento da ferramenta 3.6): . 6) onde: Nt= número de troca de ferramentas para usinagem do lote (eq. referente a colocação.7) (eq.8) Onde: Zt = Número de peças usinadas durante a vida T de uma ferramenta.23 (eq. substituição da ferramenta e preparo da máquina para usinagem do lote.10) Onde: tc = tempo de corte diminui com aumento da velocidade de corte t1 = tempo improdutivo.8) em (eq. Substituindo e equação (eq. tem-se: (eq. aproximação e afastamento da ferramenta.9) Pode-se então dividir os tempos de usinagem em três parcelas: tt = tc + t1 + t2 (eq. inspeção e retirada da peça. Este tempo independe da velocidade de corte .7). é necessário entender também como é o comportamento do custo de produção na usinagem. Quanto maior a velocidade de corte. (2004). Neste contexto. Portanto maior é esta parcela. o comportamento das variáveis do tempo de fabricação por peça se corresponde à velocidade de corte. menor a vida da ferramenta e maior é o número de paradas da máquina para substituição da mesma. 2. mostra Machado et al. O ponto de mínimo na curva tt corresponde à velocidade de máxima produção (VCm) Figura 2.Comportamento das variáveis do tempo FONTE: Apostila Usinagem dos metais HSC Além do estudo de tempos.4.24 t2 = tempo relacionado com a troca de ferramenta. A figura 2 representa o comportamento destas variáveis em função da velocidade de corte.2 Custos de produção na Usinagem . como o custo de controle da qualidade.11) O custo de produção por peça também deveria envolver outros custos. manutenção. onde podemos dividir em duas categorias: Aqueles decorrentes do processo de usinagem propriamente dito que são os custo de ferramentas. espaço ocupado.12) Onde: tt = tempo total de confecção de peças em minutos sh = Salários e encargos do operador em R$/hora (R$/peça) (eq.13) Onde: . os objetivos desta análise. afiação) Kum = da máquina (depreciação. energia consumida) Onde: Kp=Kus+Kuf+Kum (eq. Essas parcelas podem ser obtidas por: (R$/peça) (eq. (2010).25 Diversos são os custos envolvidos na produção de uma peça segundo menciona Diniz et al. da matéria-prima. E aqueles não diretamente envolvidos com o processo. mão de obra indireta. troca. Assim os custos diretamente envolvidos no processo de usinagem são: Kp = de produção por peça Kus = da mão de obra de usinagem Kuf = das ferramentas (depreciação. (2010). mas para Diniz et al. somente a somatória destas três parcelas é suficiente. da ocupação das máquinas e dos operadores. em quantidade de arestas de corte até sua possível inutilização Vsi= custo de aquisição do porta-ferramenta. Ns= Numero de arestas de corte da pastilha intercambiável.16) .26 Vmi=valor inicial de aquisição da máquina (R$) m=Idade da máquina (em anos) M=Vida prevista para máquina (em anos) J=Taxa de juros (ano) Kmc=Custo anual de manutenção da máquina (R$/ano) Em=Espaço ocupado pela máquina (m2) Ke= Custo do m2 ocupado pela máquina (R$/m2.ano) Sm= Custo total da máquina(R$/hora) H=horas trabalhadas por ano Assim: (R$/peça) (eq.15) Onde: Nfp= vida média do porta-ferramenta. o custo da ferramenta é dado por: (R$/vida da ferramenta) (eq. Kpi= Custo de aquisição da pastilha intercambiável.14) No caso de utilizar pastilha intercambiáveis como ferramenta. O custo de ferramenta por peça é dado por: (R$/peça) (eq. como manter tolerâncias dimensionais. a redução dos tempos produtivos. Na Figura 3 em (a) o autor mostra o efeito do avanço e da velocidade no custo de produção. Também define Grzesik (2008). . potência disponível na máquina. Para Batista e Coppini (2001) em processos de usinagem. onde se analisa o processo de usinagem. de acordo com o processo fabricação deve ser escolher qual o objetivo da otimização. acuracidade dimensional.3 Otimização de usinagem Para König (1981). que os parâmetros de corte podem ser otimizados de dois diferentes pontos de vistas: O de mínimo custo de operação e o de mínimo tempo de operação. verifica-se que este pode ser otimizado em relação a dois diferentes parâmetros: a redução dos tempos não-produtivos. No desbaste pode-se trabalhar em duas grandezas de otimização: minimização dos custos de fabricação e minimização do tempo de fabricação. velocidades e avanços máximos que a máquina permite trabalhar. A redução dos tempos passivos pode ser obtida com a implantação de ferramentas gerenciais e/ou técnicas. Com relação aos tempos produtivos existe uma série de trabalhos relacionados. sendo que alguns tratam da otimização da estratégia de corte utilizada.4.27 Onde: Zt= Número de peças por vida T da ferramenta 2. No acabamento. como tempo de fila e outros tempos passivos que envolvam tarefas humanas. certas características de qualidade superficial entre outras condições para garantir a funcionalidade. geralmente são requeridos outros tipos de otimização. ou. no entanto em (b) ele apresenta a seleção de mínimo custo por peça com as várias restrições aplicadas. O mínimo custo por peça encontra várias restrições como acabamento superficial. ferramenta. (2004). pois a produção é baixa e o tempo total é alto. e da ferramenta correta. sendo que este por sua vez devem respeitar as condições de contornos de processo ou as restrições impostas por ele como requisitos de qualidade. potência de máquina. Aumentando a velocidade de corte o custo de produção começa a cair até atingir um mínimo. dispositivo de fixação. Para Machado (1999) e Diniz et al. (2010) quando se fala em otimização de dados de corte de usinagem ele concordam na utilização do Intervalo de máxima eficiência (IME). peça. Ele descreve que este gráfico pode ser obtido de maneira experimental. a velocidade que conduz à máxima produção é em geral mais alta do que conduz ao mínimo custo. Isto demonstra que nem sempre aumentar a velocidade de corte ocorre aumento da produção horária de peças e nem sempre diminuir a velocidade de corte significa diminuir os custos de produção.28 Figura 3. rigidez do sistema máquina. também descreve que para velocidade de corte baixa o custo é alto. A partir disto o custo começa aumentar novamente devido o aumento do desgaste da ferramenta. como menciona a seguir Stemmer (2007). Machado et al.Custo de usinagem para uma peça em função da velocidade de corte e restrições Fonte: Grzesik (2008) O custo de produção na usinagem é diretamente influenciado pela Velocidade de corte. avaliando o custo total por peça para várias velocidades de corte como mostra a Figura 4: . Há que se ressalte que toda análise feita na escolha prévia do avanço. Neste caso também pode ocorrer que a vida da ferramenta fique tão pequena que o número de vezes necessárias para substituição da mesma será tão alto que comprometerá o tempo total de produção. os desgastes serão grandes. Porém o tempo de corte por peça será muito alto (devido à baixa velocidade) e com conseqüência disto à baixa produção horária e o aumento dos custos com utilização de máquina e do operador. que pode acarretar em menor utilização da máquina e do operador. Porém os tempos de corte serão menores. com custos menores.29 Figura 4-Variação do custo de fabricação em função da velocidade de corte Fonte: MACHADO (2004) Conforme define Diniz et al. como a vida de ferramenta fica muito pequena se tem conseqüentemente alto dispêndio de ferramental. os desgastes serão pequenos com conseqüência vida longa de ferramentas e pequenos custos com ferramenta. (2010) a velocidade de corte a ser utilizada em um processo de usinagem deve ser sempre superior à velocidade crítica (velocidade abaixo da qual ocorre a formação da APC). Há que considerar que os tempos passivos decorrentes de trocas de ferramentas serão menores em virtude da menor freqüência de troca e substituição de ferramenta. Neste ponto o autor chama de velocidade de mínimo custo Por outro lado se a velocidade for muito superior à velocidade crítica. Neste . no entanto quando a velocidade for imediatamente superior a velocidade crítica. Todas estas definições podem ser visualizadas com mais facilidade na Figura 5. condições do sistema máquina. Figura 5-Intervalo de máxima eficiência (IME) Fonte: Vilella ET AL. ferramenta. (1989) Toda esta análise ainda leva em consideração as condições de contorno de processo. peça e dispositivo de fixação.30 ponto define-se velocidade de máxima produção. como qualidade da peça. . A partir desta base teórica procurou-se entender a situação atual e a situação futura através de visitas e entrevistas com operadores. Neste trabalho a iniciativa se deu a partir da dificuldade de apresentar uma estimativa dos ganhos ou o custo benefício. na condição de máxima produção e de mínimo custo tem pouca diferença. porém deve-se ainda analisar quais são as circunstâncias em que a velocidade deve se aproximar da Vcmxp ou se aproximar da Vco. a velocidade deve se aproximar de Vcmxp e nunca ultrapassá-la. (2010) que o estabelecimento da condição de máxima produção é condição suficiente para determinar que é a condição otimizada do processo. . a velocidade de corte deve se aproximar de Vco e nunca menor que ela. que podem variar de acordo com o material e operação. Também foram utilizados para este trabalho dados de corte específicos. técnicos e engenheiros. Em todos os casos os autores demonstram que o custo por peça. Uma boa maneira de prever ou apresentar estes ganhos propicia argumentos na negociação nos casos de venda ou na justificativa de compra de ferramentas de usinagem.31 Também Diniz et al.1 MÉTODO DE PESQUISA Para realização deste trabalho inicialmente foi realizada a pesquisa bibliográfica de caráter exploratório. Em um período de alta produção. em um período de baixa produção. Algumas situações são óbvias. Estes parâmetros são usualmente recomendados pelos fabricantes de ferramentas de usinagem e disponibilizados em seus catálogos. Pode-se então afirmar segundo Diniz et al. efeito da aplicação de uma ferramenta de usinagem. 3. menciona que a velocidade de corte a ser escolhida deve estar dentro do IME. na qual o prazo de entrega do produto é crítico. com o propósito de elucidar as informações teóricas para tornar problemas explícitos e apresentar soluções segundo menciona GIL(2010). 3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS Toda pesquisa se inicia com algum tipo de problema ou indagação conforme menciona GIL(2010). (2010). da análise de dados e informação dos históricos de testes e aplicações executadas nas empresas. enquanto que. os cálculos e análises. Este estudo aborda o caso onde existe produção de peças em série. Baseado na similaridade dos movimentos de avanço e rotação da furação com o torneamento interno.32 3.2 COLETA E PROCEDIMENTOS PARA ANÁLISE DOS DADOS A empresa fornecedora de ferramentas de usinagem na qual se efetuou a pesquisa tem como foco de fornecimento o setor metal-mecânico. técnicos e engenheiros envolvidos nos processos e acompanhamentos realizados nas visitas e execução de testes nas empresas. que se divide na prática em dois grupos: usinagem seriada e usinagem sob encomenda. não encontramos nenhuma objeção em utilizar os conceitos do intervalo de máxima eficiência que os autores estudados neste trabalho demonstram na operação de torneamento. . A coleta dos dados para a elaboração do projeto foi realizada através de entrevistas com operadores. A ferramenta Microsoft Excel® foi utilizada na realização deste projeto de pesquisa sendo de suma importância para que a compilação dos dados. fossem realizados de uma maneira simples e de fácil visualização. com estoque. Os principais clientes são empresas do ramo metal-mecânico e geralmente fornecedores da indústria automotiva. Para execução deste trabalho também foram utilizados dados de aplicações já executadas nos clientes. No estado de Santa Catarina a empresa atua como fornecedora nas principais empresas do norte catarinense através de vendedor técnico que é apoiado por uma fábrica. 4. tem grande diferencial na excelência e desempenho das aplicações de seus produtos. as empresas e seus clientes estão enfrentando aumento expressivo da concorrência internacional.2 DESCRIÇÃO DA SITUAÇÃO ATUAL Como na maioria dos ramos de atividade. Estando presente no Brasil há 12 anos.1 APRESENTAÇÃO DAS EMPRESAS O trabalho foi realizado em uma empresa multinacional Alemã fabricante de ferramentas de usinagem que tem como foco principal. Para esta abordagem descreveremos a situação atual e a situação futura em que pretende se atingir com a utilização de conceitos descritos na revisão bibliográfica. Todos os dados relativos a custos e alguns detalhes técnicos particulares foram alterados proporcionalmente para preservar as informações confidenciais da empresa e de seus clientes.33 4 ESTUDO DE CASO O estudo de caso tem como objetivo conforme GIL (2010) o estudo de caso consiste em pesquisa extensiva e exaustiva de um ou poucos objetos com a finalidade de se conhecer com detalhes o tema em estudo. engenharia de aplicação e importação que se aloca no estado de São Paulo. isto exige que as empresas fornecedoras apresentem produtos com preços cada vez menores e que entreguem ao cliente . soluções para processos de usinagem de furos. 4. Conforme DINIZ et al. Geralmente. conforme descrito no Apêndice A. cada vendedor. sendo que o cálculo do custo da . gerados pelo uso das suas ferramentas ao invés de entrar na competição pela oferta da ferramenta de usinagem com menor preço. A empresa objeto do estudo já se posiciona no mercado como fornecedor de soluções de usinagem. em ambos os casos. Nos poucos casos em que esta análise é realizada. Dentro deste contexto.1 Processo de venda atual O fluxograma do processo de venda de ferramenta de usinagem. 4. este simples e fácil cálculo esconde outros efeitos sobre o custo. no caso de itens normalizados e standard de baixa complexidade. mostra que a viabilidade é calcula somente nos caso onde haja necessidade de realização de teste. a dificuldade de apresentar ao cliente os benefícios ou os ganhos proporcionados pela aplicação da ferramenta sugerida. ou seja. geralmente se divide o valor do preço da ferramenta pela quantidade de peças que ela produz. as negociações têm seu foco direcionado para o âmbito técnico. verificou-se a dificuldade de apresentar ao cliente estes ganhos proporcionados pelo uso das ferramentas. Em contrapartida apresentar ao cliente uma análise clara e transparente tem como objetivo facilitar a decisão do cliente na hora da escolha de qual ferramenta ele deve utilizar no seu processo para realizar uma operação de usinagem.(2010) este cálculo é apenas uma das parcelas do custo da ferramenta por peça.34 algum tipo de diferencial.2. mas. Este trabalho propõe que esta análise de viabilidade seja feita como parte da atividade de identificar necessidades de aplicação técnica e comercial do cliente para produtos standard e identificar oportunidade de negócio para produtos especiais. com base na sua própria experiência calcula os potenciais de ganhos. Atualmente. também conhecidos como custo do benefício. é apresentada ao cliente apenas a proposta com o preço da ferramenta sendo que. Durante as pesquisas. os fabricantes de ferramentas de usinagem precisam apresentar aos seus clientes os ganhos. Se sente. uma melhor forma de abordagem da apresentação dos ganhos é um diferencial estratégico. verifica-se que a negociação tem sido na maioria dos casos muito comercial. Já nos casos de produtos especiais. nos caso onde a operação de usinagem é o gargalo do processo. ou seja. como mostra a Figura 6. Nos princípios convencionais. Nos casos em que a alteração no processo de usinagem afeta os parâmetros de velocidade de corte. constitui-se no valor cujo qual sofre maior impacto pela definição da ferramenta. o cálculo completo deve ser utilizado. sendo que este é o tempo em que realmente o processo agrega valor ao produto. Esta abordagem pode alcançar reduções de até 30% nos custos totais de fabricação conforme demonstra a Figura abaixo: . No entanto. como fornecedora de insumos para a indústria metal mecânica. o menor custo de produção por peça ou menor tempo de usinagem conforme descrito no IME por DINIS et al. se busca o menor tempo de usinagem e nos demais se busca então menor custo de produção por peça.2 Redução de custos de produção A empresa fabricante de ferramenta. Neste contexto. a busca por maior eficiência. uma operação de usinagem otimizada pode traduzir-se em ganhos significativos em termos de custo. Assumindo a disponibilidade média de um equipamento em torno de 60%. tem como demanda de mercado a apresentação de ferramentas de usinagem que levem a algum ganho. portanto é imprescindível melhorar a produtividade. uma redução do custo de ferramenta tem efeito muito pequeno nos custos totais de fabricação de uma peça.2. Geralmente.35 ferramenta por peça só pode ser utilizado quando parâmetros de vida útil e do preço são alterados. (2010). 4. uma parcela muito pequena desta se traduz no tempo de corte da usinagem. Desenvolvimento de uma solução geral abrangente ao processo para o aumento da produtividade mantendo os mesmos recursos 3. Neste contexto. se mostra uma grande vantagem na decisão de aquisição de uma nova ferramenta. surge a necessidade de uma metodologia que auxilie o vendedor a analisar o processo de usinagem do cliente e estudar maneiras de sugerir alterações através da implantação ou substituição de ferramentas de usinagem que propiciem menor custo de produção.Análise dos blocos de custos decisivos para identificar os causadores de custo 2.3 SITUAÇÃO PROPOSTA O processo de venda atual exige que o vendedor tenha argumentos contundentes durante o processo de negociação.Introdução dos processos de fabricação otimizados ECONOMIA: 15 até 30% 20% Custos de materias Figura 6.Adaptado de potenciais de economia na distribuição de custos usual Fonte: Catálogo Geral Walter (2007) 4. A análise de custo benefício com poucas informações coletadas no cliente.36 Potenciais de economia na distribuição de custos usual 30%Custos de máquina 20% Custos com mão-deobra Princípio convencional: Uma redução dos custos de ferramentas em 5% reduz os custos totais de fabricação de uma peça em exatamente0. .2% ECONOMIA: MÍNIMA 26% Demais custos 4% Custos com ferramentas 1. Um argumento expressivo é apresentar o cálculo do custo benefício de ferramentas de usinagem. (2010). alterando parâmetros ligados à ferramenta de usinagem. 4. portanto considera-se que as alterações destes parâmetros estejam dentro do IME e das condições de contorno do processo. é necessário que se faça o diagnóstico da situação atual. pela equação 11.3. Com base na revisão teórica e.1 Cálculo do custo benefício de ferramentas de usinagem Para minimização dos custos de produção. Também vale destacar que este estudo não tem como objetivo calcular o IME de uma operação de furação mais sim encontrar os custos de produção de uma operação de furação. (2010) foi desenvolvida uma planilha para o cálculo do custo de produção de usinagem por meio da ferramenta Microsoft Excel®. se obtenham parâmetros para o sucesso da aplicação dentro dos limites técnicos do processo propriamente dito. de velocidade ou de custo de uma ferramenta de usinagem e. para caso onde se realiza algum tipo de intervenção nas variáveis de tempo. tornou-se possível simular alterações prévias de parâmetros de usinagem e verificar quais os possíveis efeitos no processo antes mesmo de executar os testes. Os cálculos executados nesta planilha utiliza como base a equação dos custos envolvidos na produção de uma peça segundo menciona Diniz et al. principalmente.2. baseado no cálculo de custo de produção de usinagem. planejamento da situação futura e que se executem as ações para eliminação dos fatores que venham a elevar o custo. mencionada no capítulo 2. bem como. melhora assertividade e elimina o desperdício de dinheiro utilizado na realização de testes práticos de usinagem. .4. nos tempos de usinagem proposto por Diniz et al. Desta forma. A tabela 3 demonstra às variáveis de entrada e saída e os principais processamentos executados pelo sistema de análise. Este estudo inicial elimina chance de erros. antes da realização de algum teste.37 Esta análise permite que. A planilha permite que se façam alterações nos parâmetros contidos na coluna nomeada como “depois” de modo que se possibilite simular qual o impacto desta alteração no custo de produção. No item 1 e 2 da planilha. processamento e saída Processamento 1-Percurso de avanço (mm) Cálculo de tempo de corte 2-Diâmetro do furo (mm) Calculo do tempo total de usinagem 3-Avanço (mm/rotação) Cálculo do custo de ferramenta por peça 4-Velocidade de corte (m/min) cálculo da mão de obra de usinagem por peça 5-Tempo de corte (min) cálculo do custo de máquina por peça 6-Tempo improdutivo (min) Cálculo do custo total de produção por peça 7-Tempo de troca de ferramentas (min) cálculo do custo da ferramenta no ano 10-Numero de aresta da pastilha cálculo do custo da mão de obra no ano 11-vida útil do corpo(em quantidade de aresta de cortes) cálculo do custo da máquina no ano 12-custo da pastilha (R$) 13-vida útil da pastilha (número de operação) 14-Custo da aquisição do corpo (R$) 16-Salário e encargos do operador em ( R$/hora) 18-Custo total da máquina (R$/Hora) 20-Produção por ano (peças/ano) Entrada Saída 5-Tempo de corte ( min) 8-Tempo total (min) 9-CUSTO DA FERRAMENTA POR PEÇA (R$/peça) 15-CUSTO DA MÃO DE OBRA DE USINAGEM (R$/peça) 17-CUSTO DA MÁQUINA (R$/peça) 19-CUSTO DE PRODUÇÃO DE USINAGEM POR PEÇA (R$/peça) 21-CUSTO DA FERRAMENTA POR PEÇA (R$/peça)/ANO) 22-CUSTO DA MÃO DE OBRA DE USINAGEM (R$/peça/ANO) 23-CUSTO DA MÁQUINA (R$/peça/ANO) Fonte: Primária Na análise de custo benefício.38 Tabela 3-Variáveis de entrada. . 6 e 7. se obtém o resultado da soma dos itens 5. conseqüentemente. a coluna designada como “antes” contém os dados atuais coletados no cliente. conforme demonstrado na Figura 7. o custo de produção. de mão de obra. enquanto na coluna “depois” se pode simular a situação proposta. que descreve o tempo de usinagem na furação. da situação atual na primeira coluna e da proposta na segunda coluna. No item 7. é possível verificar quanto uma alteração de 20% na velocidade de corte poderá influenciar no custo de máquina. é onde se insere o tempo relacionado com a troca da ferramenta de usinagem e que depende da velocidade de corte. No item 5. é alimentado com a medida de profundidade e diâmetro respectivamente do furo a ser executado. que são os tempos que independem das velocidades de corte da ferramenta. no custo de ferramenta por peça e. No item 6. é preenchido com o tempo improdutivo descrito na eq. obtém o resultado do cálculo do tempo de corte baseado na equação 3. No item 8.10. Como exemplo. No item 3 e 4. alimenta-se com os dados de corte da ferramenta. No item 17.39 No item 9.11. vida útil e custo do porta-ferramenta. mão de obra e máquina. inserimos os números de arestas cortantes da broca utilizada se for com pastilha. cedidos pela empresa onde o processo é analisado. Incluiu-se na análise o cálculo para um período de um ano com o objetivo de facilitar a indexação.11. No entanto nos itens. Para o item 20. se apresentam as parcelas principais do custo de produção que são: os gastos com ferramentas.16 com os dados inseridos nos itens 10.12.22 e 23 se ontem o custo de ferramenta.13 e 14. No item 19. nos casos onde exista a necessidade de apresentação de análise de retorno de investimentos. é onde alimentamos a quantidade que será feita a operação de usinagem durante 1 ano. No item 16. com base na eq. é lançado o valor de gastos com salários e encargos.12. é a vida média do porta-ferramenta. é disponibilizado o resultado do cálculo do custo da ferramenta por peça. No gráfico apresentado na Figura 7. 13 e 14 alimenta-se respectivamente com o custo da pastilha. conforme descreve a eq.14. No item 11. Neste caso encontramos aqui o custo de produção por peça. 21. No item 15. é o resultados do cálculo do custo da mão de obra de usinagem utilizada para esta operação. o resultado do custo da máquina por peça descrita pela eq. E conclusivamente no item 24. em quantidades de arestas até a sua possível inutilização. utilizados para usinar a quantidade mencionada no item 20. No item12. que é baseado na eq. é o custo total de produção de usinagem por peça. Este valor serve para o cálculo do item 15. No item 10. é o ganho ou o custo benefício obtido pela diferença do custo de produção de um lote de peças atual e da proposta a ser analisada. Caso não utilizar pastilha se utiliza neste campo o valor =1. Para este cálculo se utiliza o custo total da máquina disponibilizado pela empresa e alimentado no item 18. mão de obra e máquina absorvidos para execução desta operação em um lote anual de peças descritas como principais parcelas . 0 80.0 15.0 4.0 2-Diâmetro do furo (mm) 25.0 2.0 19-CUSTO DE PRODUÇÃO DE USINAGEM POR PEÇA (R$/peça) 6.0 3-Avanço (mm/rotação) 0.0 550.00 5-Tempo de corte (min) 0.0 100000.40 do custo descritas por DINIS et al.0 35.3 0.7 0.0 13-vida útil da pastilha (número de operação) 35.0 14-Custo da aquisição do corpo (R$) 550.5 0.0 7-Tempo de troca de ferramentas (min) 0.4 6. Também para facilitar a visualização.5 6-Tempo improdutivo (min) 2.4 18-Custo total da máquina (R$/Hora) 120.25 0.3 8-Tempo total (min) 2.0 11-vida útil do corpo (em quantidade de aresta de cortes) 100000.7 16-Salário e encargos do operador em R$/hora 15.0 32. e os resultados com as fórmulas estão na cor amarela.25 4-Velocidade de corte (m/min) 80.0 120.7 2.0 21-CUSTO DA FERRAMENTA POR PEÇA (R$/peça)/ANO) 9149 9149 22-CUSTO DA MÃO DE OBRA DE USINAGEM (R$/peça/ANO) 27210 27210 23-CUSTO DA MÁQUINA (R$/peça/ANO) 217680 217680 24-Ganhos R$ 0% Análise de custo benefício de ferramenta 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 atual 21-CUSTO DA FERRAMENTA POR PEÇA 22-CUSTO DA MÃO DE OBRA DE USINAGEM 23-CUSTO DA MÁQUINA proposta (R$/peça)/ANO) (R$/peça/ANO) (R$/peça/ANO) Figura 7-Análise de custo benefício da ferramenta Fonte: Primária 4.4 5.23 0. as entradas de dados estão na cor branca.0 15-CUSTO DA MÃO DE OBRA DE USINAGEM (R$/peça) 0.23 10-Numero de aresta da pastilha 4.0 25. Análise de custo benefício da ferramenta Antes Depois DADOS DA FERRAMENTA atual proposta 1-Percurso de avanço (mm) 120.0 12-custo da pastilha (R$) 32.0 120.0 17-CUSTO DA MÁQUINA (R$/peça) 5.7 9-CUSTO DA FERRAMENTA POR PEÇA (R$/peça) 0.4 20-Produção por ano (peças/anos) 40000.4APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS . (2010) na equação 11. planilha na coluna nomeada como “antes” são demonstrados os dados do processo atual do cliente. Figura 8: Suporte Fonte: Primária Conforme a tabela 4. foi utilizada como exemplo a operação de furação de uma peça em ferro fundido GG-25 como mostra a Figura 8.41 Para compreender a aplicação prática da planilha proposta. . que é somente as entradas de dados destacada da Figura 7. enquanto na coluna denominada “depois” são destacadas às variáveis passiveis de alterações da proposta. 00 70.30 (*) 120 até 160 (*) será calculado 0.44 0.0 0.30 4.00 15.00 120.0 25.42 Tabela 4.Dados do processo de furação do suporte Entrada 1-Percurso de avanço (mm) 2-Diâmetro do furo (mm) 3-Avanço (mm/rotação) 4-Velocidade de corte (m/min) 5-Tempo de corte (min) 6-Tempo improdutivo (min) 7-Tempo de troca de ferramentas (min) 10-Numero de aresta da pastilha 11-vida útil do corpo(em quantidade de aresta de cortes) 12-custo da pastilha (R$) 13-vida útil da pastilha (número de operação) 14-Custo da aquisição do corpo (R$) 16-Salário e encargos do operador em ( R$/hora) 18-Custo total da máquina (R$/Hora) 20-Produção por ano (peças/ano) (* )disponível nos catálogos de ferramenta de usinagem Antes 98.00 Com base nos dados da tabela 4 conclui-se que o processo pode ser otimizado. 4.0 0. são efetuadas as simulações de cada caso com os ajustes e levando em conta as condições possíveis. que são: O aumento do avanço. 12 e 13 da Tabela 4.00 120.16 110. o aumento da velocidade de corte.00 550. A fim de exemplificar as possíveis alterações são detalhados abaixo exemplos de simulação para cada um destes aspectos: .0 25.50 0.50 0.0 0.00 100000 32. aumento da vida útil e redução do preço da ferramenta. alterando 4 variáveis do processo.00 40000. em 3 aspectos principais. respectivamente os itens 3.30 4.00 15. Em seguida.00 100000 32 até 36 70 (estimada) 550.00 40000.20 até 0.00 proposta 98. 0 4.10 4.43 a.2 0.0 84.11 0.2 1.0 15. Como exemplo a melhoria da refrigeração da ferramenta.0 0.0 4575 3812 11871 11871 94968 94968 24-Ganhos R$ 762.0 2.4 0.0 32.0 2. que pode ser obtida por diversas intervenções no processo.16 110.3 1. Análise de custo benefício da ferramenta DADOS DA FERRAMENTA 1-Percurso de avanço (mm) 2-Diâmetro do furo (mm) 3-Avanço (mm/rotação) 4-Velocidade de corte (m/min) 5-Tempo de corte (min) 6-Tempo improdutivo (min) 7-Tempo de troca de ferramentas (min) 8-Tempo total (min) 9-CUSTO DA FERRAMENTA POR PEÇA (R$/peça) 10-Numero de aresta da pastilha 11-vida útil do corpo (em quantidade de aresta de cortes) 12-custo da pastilha (R$) 13-vida útil da pastilha (número de operação) 14-Custo da aquisição do corpo (R$) 15-CUSTO DA MÃO DE OBRA DE USINAGEM (R$/peça) 16-Salário e encargos do operador em R$/hora 17-CUSTO DA MÁQUINA (R$/peça) 18-Custo total da máquina (R$/Hora) 19-CUSTO DE PRODUÇÃO DE USINAGEM POR PEÇA (R$/peça) 20-Produção por ano (peças/anos) 21-CUSTO DA FERRAMENTA POR PEÇA (R$/peça)/ANO) 22-CUSTO DA MÃO DE OBRA DE USINAGEM (R$/peça/ANO) 23-CUSTO DA MÁQUINA (R$/peça/ANO) Antes atual Depois proposta 98.5 0.4 0.0 70.0 100000.8 2.0 100000. melhoria da rigidez do sistema maquina-peça-ferramenta-dispositivo ou até a substituição da ferramenta por outra sem que ocorram alterações de outros parâmetros da planilha exceto no aumento da vida da ferramenta.0 32.0 25.0 550.0 0.0 98. Análise com o aumento de vida da ferramenta em 20%.16 0.3 0.4 2.8 40000.0 120.0 25.5 0.43 1% Análise de custo benefício de ferramenta 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 atual proposta 21-CUSTO DA FERRAMENTA POR PEÇA 22-CUSTO DA MÃO DE OBRA DE USINAGEM 23-CUSTO DA MÁQUINA (R$/peça)/ANO) (R$/peça/ANO) (R$/peça/ANO) Figura 8-Análise com aumento de vida da ferramenta em 20% Fonte: Autor .4 120.00 0.0 110.3 0.3 15.0 550. 2 1.0 0. Como exemplo a compra de outro fornecedor de ferramentas.16 110.0 70.4 0.0 100000.0 4575 3660 11871 11871 94968 94968 24-Ganhos R$ 914. que neste caso pode ser obtido pela negociação de compra.0 2.4 120.0 32. Analise com redução de 20% no custo da ferramenta.3 0.0 4.00 0.44 b.3 15.3 1.3 0.0 98.5 0. Análise de custo benefício da ferramenta DADOS DA FERRAMENTA 1-Percurso de avanço (mm) 2-Diâmetro do furo (mm) 3-Avanço (mm/rotação) 4-Velocidade de corte (m/min) 5-Tempo de corte (min) 6-Tempo improdutivo (min) 7-Tempo de troca de ferramentas (min) 8-Tempo total (min) 9-CUSTO DA FERRAMENTA POR PEÇA (R$/peça) 10-Numero de aresta da pastilha 11-vida útil do corpo (em quantidade de aresta de cortes) 12-custo da pastilha (R$) 13-vida útil da pastilha (número de operação) 14-Custo da aquisição do corpo (R$) 15-CUSTO DA MÃO DE OBRA DE USINAGEM (R$/peça) 16-Salário e encargos do operador em R$/hora 17-CUSTO DA MÁQUINA (R$/peça) 18-Custo total da máquina (R$/Hora) 19-CUSTO DE PRODUÇÃO DE USINAGEM POR PEÇA (R$/peça) 20-Produção por ano (peças/anos) 21-CUSTO DA FERRAMENTA POR PEÇA (R$/peça)/ANO) 22-CUSTO DA MÃO DE OBRA DE USINAGEM (R$/peça/ANO) 23-CUSTO DA MÁQUINA (R$/peça/ANO) Antes atual Depois proposta 98.0 120.0 15.0 110.11 0.5 0.0 25.6 70.0 25.8 2.Analise com redução de 20% no preço de compra da ferramenta Fonte: Autor .0 550.4 2.0 25.0 550.0 100000.16 0.0 0.0 2.2 0.8 40000.09 4.29 1% Análise de custo benefício de ferramenta 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 atual proposta 21-CUSTO DA FERRAMENTA POR PEÇA 22-CUSTO DA MÃO DE OBRA DE USINAGEM 23-CUSTO DA MÁQUINA (R$/peça)/ANO) (R$/peça/ANO) (R$/peça/ANO) Figura 9.4 0. 8 2.0 100000.0 25.0 4575 7204 11871 9904 94968 79233 24-Ganhos R$ 15.2 0.0 4.5 0.45 c.0 120.0 160.0 2.0 120.11 0.81 14% Análise de custo benefício de ferramenta 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 atual proposta 21-CUSTO DA FERRAMENTA POR PEÇA 22-CUSTO DA MÃO DE OBRA DE USINAGEM 23-CUSTO DA MÁQUINA (R$/peça)/ANO) (R$/peça/ANO) (R$/peça/ANO) Figura 10.0 32. Análise de custo benefício da ferramenta DADOS DA FERRAMENTA 1-Percurso de avanço (mm) 2-Diâmetro do furo (mm) 3-Avanço (mm/rotação) 4-Velocidade de corte (m/min) 5-Tempo de corte (min) 6-Tempo improdutivo (min) 7-Tempo de troca de ferramentas (min) 8-Tempo total (min) 9-CUSTO DA FERRAMENTA POR PEÇA (R$/peça) 10-Numero de aresta da pastilha 11-vida útil do corpo (em quantidade de aresta de cortes) 12-custo da pastilha (R$) 13-vida útil da pastilha (número de operação) 14-Custo da aquisição do corpo (R$) 15-CUSTO DA MÃO DE OBRA DE USINAGEM (R$/peça) 16-Salário e encargos do operador em R$/hora 17-CUSTO DA MÁQUINA (R$/peça) 18-Custo total da máquina (R$/Hora) 19-CUSTO DE PRODUÇÃO DE USINAGEM POR PEÇA (R$/peça) 20-Produção por ano (peças/anos) 21-CUSTO DA FERRAMENTA POR PEÇA (R$/peça)/ANO) 22-CUSTO DA MÃO DE OBRA DE USINAGEM (R$/peça/ANO) 23-CUSTO DA MÁQUINA (R$/peça/ANO) Antes atual Depois proposta 98.0 0.4 40000. que neste caso pode ser obtido pela substituição da ferramenta por uma de melhor desempenho.5 0.4 2.0 50.3 0.0 36.4 0.0 0. Análise com ajustes dos dados de corte.0 15.20 110.072.0 100000.16 0.0 98.00 0.0 2.0 550.0 0.0 550.2 1.3 1.0 70.0 25.2 15.3 0. No mercado existe uma gama bastante ampla de tipos de ferramentas de usinagem e que possibilitam este tipo de avaliação por parte do usuário.18 4.Análise com ajuste dos dados de corte . da Figura 8. porém. com o aumento da velocidade também aumenta o desgaste da ferramenta contudo neste caso estima-se uma queda na vida da ferramenta de 29%. no caso em que foram ajustados os dados de corte. No entanto. Porém. Através destas simulações de ajustes nos parâmetros de corte da ferramenta de usinagem e com ajuda dos cálculos de custo. e alterada apenas uma variável de interesse por vez. Assim como a análise “b”. pode-se comprovar que qualquer redução no custo de ferramenta tem baixo impacto no custo de produção e qualquer alteração nas condiçoes de corte tem forte influência no custo de produção. o custo de produção foi reduzido em até 14%. e a consequencia disto é uma menor utilização da máquina e do operador. na qual se aumentou a vida útil da ferramenta de usinagem em 20%. De acordo com Grzesik (2008). que propunha uma redução de 10% no custo de ferramenta verificou-se ganho de 1% no custo de produção. para isto então se utiliza a velocidade de corte de máxima produção conforme descreve o IME. Por sua vez. a proposta ainda continua apresentando um ganho em termos de custo de produção na ordem de 14%. Verificou-se nas duas primeiras análises. Também para a validação desta sistemática. 30 e 50% e mensurado em cada ajuste qual foi o efeito no custo. demonstrada na Figura 9.46 4. Neste contexto. Quando se aumenta as velocidades de corte ocorre a redução no tempo de corte. geralmente 4% do custo de produção. o efeito de redução no custo de produção por peça mostrouse inferior a 1%. Portanto se comprova que toda a otimização deve ser feita baseada na redução do tempo de usinagem e no aumento da produção. na análise “c". e com os exemplos acima. As variáveis que foram ajustadas estão abaixo descritas: . conforme menciona DINIS et al. a velocidade de corte em 45% e a elevação de em 11% no preço de compra de uma ferramenta com dados de corte mais elevados. apresentada na Figura10. o custo de ferramentas está dentro de um dígito. com ajuste de 10. utilizou-se a mesma condição inicial dos exemplos anteriores que utiliza os dados iniciais da tabela 4. foram incrementados o avanço em 25%. pode-se comprovar que o aumento de vida útil ou redução no custo de ferramentas. 20. (2010). que as reduções ficaram abaixo de 1% perante o custo total de produção. tem efeito quase que imperceptível no custo total de produção.5 ANÁLISE DOS RESULTADOS Ao verificar-se a análise “a”. Sensibilidade do custo de produção com o ajuste das condições de corte Fonte: Autor . o custo de produção é muito mais sensível à este ajuste. o gráfico demonstra que quando altera-se o processo com intervenções nos dados de corte.0% 2. Sensibilidade do custo de produção com o ajuste das condições de corte Ajuste 10% 12. Redução de custo b.0% 4.0% 10.0% redução do custo da ferramenta Ajuste 20% Aumento da Vida útil Alteração de dados de corte Ajuste50% 0. Aumento nos dados de corte Na Figura 7.0% 6.0% 8.47 a. Aumento de vida útil c.0% Ajuste 30% Figura 11. Conclui-se então que quando se busca redução de custo de produção na usinagem. quando se altera os dados de corte. os ganhos no custo de produção são sempre maiores. mas também pode contribuir para suporte de decisão nas intervenções feitas em processos de usinagem. aumentando as velocidades e reduzindo o tempo de usinagem. Dentro desta abordagem percebe-se que este método de análise possibilita realizar estimativas e ensaios teóricos eliminando desperdícios de tempo e recursos despendidos em teste práticos. e tem se apresentado como condição para compreender como as variáveis ligadas a ferramentas de usinagem podem afetar o custo de produção. O cálculo do custo benefício da ferramenta de usinagem se distingue como importante ferramenta de apresentação dos ganhos que complementa os argumentos de venda e ou justificativa de compra numa negociação de ferramenta de usinagem. qualquer redução no custo de ferramenta por peça tem baixo impacto. . bem como.48 CONSIDERAÇÕES FINAIS Tradicionalmente os cálculos de custo benefício de ferramenta de usinagem têm sido fundamentados unicamente no cálculo de custo de ferramenta por peça sem levar em conta os impactos deste no custo de produção. porém conforme mostra a figura 11. Esta metodologia tem seu destaque para análise do custo de produção na usinagem. interferência de demais parâmetros do processo Este trabalho propôs um procedimento prático para análise de custo benefício de ferramentas de usinagem. 49 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BACIC. págs. HANSEN. FERRARESI. Análise gerencial de custos: aplicação em empresas modernas. F. 2009. 158 p. MACHADO. Processos de Fabricação e Materiais para Engenheiros. 2001. 2004.org. 3. São Paulo: Atlas. 2009. 16 a 20 de outubro. Anais: Vol. E. Gestão de custos: contabilidade e controle. São Paulo. B de. A. Contribuições para o Desenvolvimento de um Sistema de Visão Aplicado ao Monitoramento do Desgaste de Ferramentas de Corte. ed. Wit. Dino. A. E. Tradução de Walter Lindolfo Weingaertner. 1981. 2004. L. et al. 207 p.ed. Alternativas de otimização dos parâmetros de corte para cenários de fabricação de usinagem. Pesquisa feita em 18/06/2011 site:http://www. M. GRZESIK. Alemanha: Universidade Técnica de Achen. W. São Paulo: Atlas. FERRARESI.. Fresar e Furar. Florianópolis. MOWEN. ENEGEP. São Paulo. São Paulo: Pioneira Thomson Learning. BORNIA. 1970. Tecnologia da Fabricação: Tornear.J.pdf DESCHAMPS. BAPTISTA E. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica). 2004. Ferramentas de Usinagem em Aço Rápido AISI M2 Obtido por Conformação por “SPRAY”. ed. Antonio Carlos. Antônio Cézar. 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Report "PROPOSTA DE ANÁLISE DOS CUSTOS NA OTIMIZAÇÃO DE FERRAMENTAS DE USINAGEM"