Aumento da eficiência nos Processos de Fabricação Mecânica com uso de máquinas CNC: Estudo ambientado no setor de ferramentaria baseado na fabricação de Matrizes de Forjar a Quente

Trabalho de Conclusão de Curso
Engenharia de Produção
2013
Aumento da eficiência nos Processos de Fabricação Mecânica com uso
de máquinas CNC: Estudo ambientado no setor de ferramentaria
baseado na fabricação de Matrizes de Forjar a Quente
Cláudio Marcelino de Toledo (FEPI) - claudio_marc1@yahoo.com.br
ORIENTADOR: Prof. Me. Luís Felipe dos Santos Carollo (FEPI) - felipecarollo@yahoo.com.br
Resumo: Em um ambiente de trabalho com intensa demanda e mudanças constantes dos
produtos a serem processados, há necessidade de melhorias no processo de fabricação.
Dentro deste contexto, busca-se melhorar a qualidade dos produtos, a rapidez na execução
dos serviços, redução de setup, tempo de processamento e baixo custo, a fim de satisfazer as
necessidades dos clientes. Este artigo tem por objetivo realizar uma comparação da forma de
trabalho utilizando máquina CNC e convencional para fabricação de matrizes de forjar a
quente. Descrevem-se também o tipo de CNC, as vantagens que as máquinas CNC oferecem
em relação às convencionais, a necessidade de treinamentos da mão-de-obra para obter
melhores resultados e os softwares utilizados para modelar e gerar os programas CNC.
Palavras-chave: Gestão por processos; Treinamento de Mão-de-obra; Máquinas CNC;
Matriz de Forjar a Quente; Softwares CAD/CAM.
1. Introdução
As constantes mudanças no mercado, o avanço tecnológico e o aumento da
concorrência entre as empresas nos últimos anos faz com que estas procurem melhorar cada
vez mais os processos de fabricação. Devem-se rever os conceitos, as formas de trabalho e a
maneira de atender os clientes para obter maior eficiência. De uma maneira geral, a gestão por
processos proporciona a definição da melhor maneira para organizar a sequência e realizar as
atividades do processo em si (mapeamento dos processos) e definir os indicadores gerenciais
que possibilitarão a medição, análise e melhoria de cada processo (MELLO et al., 2002).
Segundo Sima (1995), para obter melhores resultados na busca de aperfeiçoar os
processos para produzir uma peça ou lote, deve-se estudar inicialmente os tempos e
movimentos para implementar novos equipamentos tecnológicos com o objetivo de melhorar
o processo.
Com a chegada da globalização, as empresas tiveram uma redução na margem de
lucro devido à concorrência, onde estas tiveram que buscar novas formas e tecnologia para
competir em preço nesse mercado cada vez mais competitivo, tanto interno como externo.
Através da implantação de novas técnicas administrativas e com o uso de novos equipamentos
consegue-se reduzir os custos e aumentar a eficiência nas entregas atendendo melhor os
clientes (LUNDVALL, 1978 apud GASPAR, 2009).
Perante a nova realidade, as empresas começaram a se preocupar mais com o processo
produtivo, otimizando e inovando-os com a aquisição de máquinas e equipamentos mais
avançados como forma de competir, como por exemplo: máquinas CNC (Comando Numérico
Computadorizado) e softwares (CAD – Desenho Assistido por Computador/CAM –
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Manufatura Assistida por Computador) (LUNDVALL, 1978 apud GASPAR, 2009). O
conhecimento do processo é vital para obter melhores resultados, sendo assim, a mão de obra
que será utilizada deverá ser corretamente treinada e deverá realizar os trabalhos em equipe.
Diante desses fatos, este trabalho apresenta uma análise da literatura sobre o aumento
da eficiência nos processos de fabricação mecânica com o uso de máquina CNC. O objetivo
deste artigo é realizar uma comparação da forma de trabalho utilizando máquina CNC e
convencional para fabricação de matrizes de forjar a quente.
2. Referencial Teórico
2.1 Gestão por Processos
Todo produto ou serviço realizado com a finalidade de atender um cliente necessita de
um processo para sua concretização. O conceito mais frequente de processo engloba um
grupo de atividades interligadas e realizadas em uma sequência lógica com o uso de diversos
recursos de organização para obter resultados definidos, cujo objetivo é criar um
produto/serviço que tenha valor para os clientes (HARRINGTON, 1993; CHAMPY, 1994;
JOHANSSON et al., 1995 apud GASPAR, 2009). De acordo com Villela (2000), um
processo deve conter entradas (insumos), saídas (resultados), levando em consideração o
tempo, espaço, organização com objetivos e valores interligados seguindo uma sequência
lógica para fornecer produtos/serviços que atendam o cliente e que sejam de fácil
compreensão e que contribua para o sucesso dos negócios.
Portanto, o entendimento do processo é um conceito fundamental na definição dos
meios e métodos utilizados para obter um produto final que satisfaça os clientes,
(GONÇALVES, 2000). Desta maneira as organizações da área metal/mecânica adotaram
meios adequados para gerenciar as ligações entre os processos existentes.
Pode-se então definir a gestão por processos como um método utilizado para avaliar
uma sequência de atividades realizadas continuamente buscando aperfeiçoar e analisar o
desempenho dos processos-chave das organizações ou os que mais influenciam na satisfação
dos clientes (MELLO et al., 2002). Inclusive possibilita a medição, análise e melhoria de cada
processo utilizando indicadores gerenciais. Johansson et al. (1995) defendem que para uma
organização ser efetiva, os seus processos devem ser efetivos e responsáveis para ofertar
produtos aos clientes.
2.2 Treinamento de Mão de obra
O treinamento de mão de obra é um dos fatores de suma importância para o
desenvolvimento da empresa e o crescimento técnico dos profissionais. As empresas que
proporcionam educação contínua dos seus colaboradores estão bem mais preparadas para
enfrentar os desafios do mercado.
Segundo Chiavenato (1999), o ato de treinar engloba todas as ações necessárias para
educar e treinar devido às mudanças decorrentes. Desta maneira as pessoas podem adquirir
novas habilidades que contribuam para o crescimento pessoal e profissional. O treinamento
deve ser realizado de forma espontânea, os colaboradores devem sentir incentivados e buscar
o autodesenvolvimento de seus conhecimentos.
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As empresas que visam manterem-se competitivas no mercado atual devem
constantemente melhorar a qualidade de seus produtos, reduzir o preço, cumprir as datas de
entrega, entre outros. Isto só é possível com treinamentos e reciclagem dos colaboradores para
que estes possam desempenhar melhor suas atividades. Não deve apenas motivar o
empregado. Qualificá-lo também faz parte do processo de desenvolvimento da organização
(CHIAVENATO, 2000).
Para ser realizado o treinamento, deve-se ter o conhecimento de quem vai ser treinado
e os recursos (entrada); posteriormente deve-se avaliar e planejar o processo (programa de
treinamento) e aplicar de acordo com a necessidade (saída). Consequentemente deverá ser
realizada uma avaliação (retroação) (CHIAVENATO, 2000).
“O ato de treinar assemelha-se a um modelo de sistema aberto, cujos componentes
são: entrada-processo-saída-retroação” (CHIAVENATO, 2000). Conforme Figura 1:
Entrada
Processo
Saída
Treinados
Recursos
Organizacionais
Programa de
Treinamentos
Processos de
aprendizagem
individual
Retroação
Avaliação
dos
Resultados
Conhecimento
Atitudes
Habilidades
Eficácia
Organizacional
Figura 1: Modelo de Sistema Aberto. Fonte: CHIAVENATO (2000)
O objetivo do treinamento é capacitar à mão de obra de maneira que esta possa
desempenhar suas atividades com eficiência e precisão na realização de suas tarefas.
2.3 Máquinas CNC
A busca para melhorar o desempenho e necessidade aliada à competitividade fez com
que as empresas buscassem novas formas de trabalho (métodos) para aumentarem a sua
produtividade e obter menores custos. Em face desta realidade, as empresas passaram a
investir em máquinas e equipamentos tecnologicamente mais avançados como forma de
competir, por exemplo: o CNC (Comando Numérico Computadorizado).
O sucesso do emprego de CNC nos processos de fabricação está relacionado ao
treinamento dos colaboradores e aos equipamentos utilizados na preparação para fabricar os
produtos.
Segundo Silva (2003), o funcionamento de uma máquina CNC está relacionado ao
diálogo entre o programador e o equipamento feito através de um comando acoplado na
máquina CNC. Esta programação é feita por símbolos e códigos padronizados e recebe o
nome de linguagem de programação.
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Basicamente as funções são divididas em quatro grupos distintos: Funções sequenciais
(N), Funções preparatórias (G), Funções de posicionamento (X, Y, Z) e Funções
complementares (M, S, T). A Tabela 1 demonstra o significado de cada código.
Tabela 1- Significado dos códigos de programação.
FUNÇÕES
APLICAÇÃO NA PROGRAMAÇÃO
N
Numeração dos Blocos
G00 Posicionamento Rápido dos Eixos X, Y e Z.
G01 Posicionamento Controlado dos Eixos X, Y e Z.
G02
Interpolação Circular no Sentido Horário
G03
Interpolação Circular no Sentido Anti-Horário
G17
Seleciona o Plano de Trabalho “XY”
G18
Seleciona o Plano de Trabalho “XZ”
G19
Seleciona o Plano de Trabalho “YZ”
G21
Entrada de Dados em Milímetros
G40
Cancela a Compensação de Raio de Ferramenta
G41
Ativa a Compensação de Raio de Ferramenta à Direita do Perfil
G42
Ativa a Compensação de Raio de Ferramenta à Esquerda do Perfil
G43
Ativa a Compensação do Comprimento de Ferramenta
G53
Sistema de Coordenadas de Máquina
G54
Sistema de Coordenada de Trabalho
G90
Sistema de Coordenadas Absolutas
G91
Sistema de Coordenadas Incrementais
M98
Chamada de Subprograma
M30
Fim de Programa
M03
Sentido de Rotação Horário
M04
Sentido de Rotação Anti-Horário
T
Troca de Ferramentas
F
Programação do Avanço
S
RPM (Rotação por Minuto)
Fonte: Manual de Programação e Operação – ROMI
A ISO (Organização Internacional para Normalização) em 1982 estabeleceu os
princípios básicos da programação CNC (norma ISO 6983). Esta indica o formato básico do
programa, de modo que um conjunto de comandos, composto de palavra-chave, possa dar
instruções para o funcionamento do sistema.
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Os inconvenientes gerados pelo fator humano (cansaço, lentidão e imprecisão) foram
eliminados com a utilização da máquina CNC, o que reduziu o tempo de usinagem que era
uma grande preocupação dos projetistas no setor produtivo (DINIZ, 1990 apud GASPAR,
2009).
A máquina CNC tem como objetivo corrigir a falta de flexibilidade da máquina
convencional, a repetibilidade de movimentos, precisão e rapidez.
2.3.1 Tipos de CNC
Atualmente existem vários tipos de máquinas CNC em acordo com a complexidade da
geometria da peça a ser produzida:
Comando Numérico de dois Eixos (Tornos CNC);
Comando Numérico de três Eixos (Centro de Usinagem, Centro de Furação,
Centro de Torneamento, com movimentos simultâneos de eixos);
Comando Numérico de quatro e cinco Eixos (Afiadoras CNC, Máquina de
Eletro-erosão).
A seguir alguns tipos de máquinas CNC, conforme a figura 2:
Figura 2: Centro de Furação KV25 e Centro de Usinagem de Alta Performance. Fonte: Catálogo HYUNDAI
KIA e ROMI.
2.3.2 Modos de Programação para Máquinas CNC
A programação de uma máquina CNC para usinagem de uma peça pode ser elaborada
de duas maneiras: manual e automática, segundo Silva (2003).
Na programação manual o programa pode ser elaborado pelo pessoal de engenharia e
anexado a ficha de processo que o operador deve seguir, ou até mesmo pode ser feito pelo
operador que vai executar a operação.
A programação manual é mais lenta e passível de erros, visto que cada coordenada é
realizada por cálculos. Essa dificuldade fica mais evidente quando precisa usinar peças de
maior complexidade de geometria.
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Segundo Silva (2003), o programador precisa calcular o valor de cada cota que está
faltando para terminar a programação da peça. Este deve utilizar conhecimentos de
trigonometria e geometria adquiridos no ensino médio.
O operador deve lembrar o formato de cada função a ser programada ou consultar
freqüentemente o manual. Este tipo de programação pode gerar danos como colisão da
ferramenta contra a peça, afetando a estrutura da máquina, comprometendo assim sua
precisão e repetibilidade devido à desatenção do operador (SILVA, 2003).
A programação automática é aquela executada com o auxílio de computador
(CAD/CAM), também conhecida por programação assistida por computador. Esta tem como
objetivo ajudar o programador a eliminar as dificuldades que ocorrem na programação
manual. Este tipo de programação divide-se em três módulos: o Processador, o Pós-
Processador e o Módulo de Transmissão (SILVA, 2003).
2.3.3 Processador
Neste módulo o programador deve analisar o desenho e definir os pontos de
coordenadas, as linhas, círculos de acordo com o perfil da peça a ser fabricada. Em seguida
definir os parâmetros: ponto de troca das ferramentas e suas características, sobremetal e
usinagem (DINIZ, 1990 apud GASPAR, 2009). O processador interpreta os parâmetros
inscritos pelo programador, controla a sintaxe (erros de formato) e executa os cálculos
necessários, gerando assim, um arquivo para a etapa seguinte.
Para melhor entendimento apresenta-se a seguir um programa automático para
fresamento da cavidade de uma matriz, representando parte de uma programação com o uso
de um software de CAM (Computer Aided Manufacturing) :
O0001(FRESAMENTO DA CAVIDADE)
N1 G17 G21 G90 G94
N2 G53 G0 Z0 G49
N3 T2
N4 M6
N4 S700 M3 D2
N5 G90
N6 G54 G0 X-91. Y-40.711
N7 G43 H2 Z25
N7 Z10.
N8 Z5.
N9 G1 Z-0.5 F700.
N10 Y-41.
N11 X-89.989
N12 X-91. Y-40.711
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N13 X-95.
N14 Y-45.
N15 X34.482
N16 G2 X31.133 Y-41.536 I26.202 J28.684
N17 G2 X24.285 Y-38.466 I12.395 J36.822
N18 G1 X-79.004
N19 X-79.013
N20 G1 Z10.
N21 M5
N22 G53 G0 Z0 G49
N23 M30
Ainda existe neste módulo, logo após a programação, há a possibilidade de verificar
erros de deslocamento através da simulação gráfica, que mostra todo o percurso realizado pela
ferramenta (Figura 3). O módulo gráfico pode detectar cerca de 90% de erros da
programação. As linhas contínuas mostram os deslocamentos da ferramenta e as tracejadas
mostram os deslocamentos rápidos da ferramenta.
Figura 3: Simulação Gráfica. Fonte: Elaborado pelo Autor.
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2.3.4 Pós-Processador
Este é um módulo específico para adaptar as informações fornecidas pelo processador
aos diversos tipos de máquinas-ferramentas CNC de acordo com Diniz (1990). De uma
maneira geral, este módulo converte a linguagem escrita do software utilizado para linguagem
ISO reconhecida pela unidade de programação.
2.3.5 Módulo de Transmissão (DNC)
Este módulo serve para enviar o programa pós-processado através de uma porta serial
RS232C para as máquinas CNC. Segundo Silva (2003), o envio de informações até 10 metros
por ser feito por um cabo paralelo; para as distâncias maiores deverá utilizar modem para não
perder dados de transmissão, como por exemplo, cartão. A comunicação pode ser feita do
computador para a máquina CNC e vice-versa. É muito útil para memorizar as correções
feitas no programa durante a usinagem das peças. Veja a figura 4:
Figura 4: Controle Numérico Direto (DNC). Fonte: http://www.directaautomacao.com.br/sist_dnc.aspx
2.4 Matriz de Forjar a Quente
É uma ferramenta fabricada em aço-liga para trabalho a quente que apresenta alta
dureza, elevada tenacidade, resistência à fadiga, ao desgaste e alta resistência mecânica
(SCHAEFFER, 2001).
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Existem dois tipos de Matriz de Forjar:
Matriz de Forjar Aberta: O material é conformado entre matrizes planas ou de formato
simples, que normalmente não se tocam, conforme figura 5:
Figura 5: Matriz de Forjar Aberta. Fonte: CHIAVERINI (1986).
Matriz de Forjar Fechada: O material é conformado entre duas metades de matriz que
possuem impressões gravadas em baixo-relevo com o formato da peça que se deseja
obter. A deformação ocorre sob alta pressão em uma cavidade fechada ou semi-fechada,
permitindo assim obter peças com melhor controle dimensional (Figura 6).
Figura 6- Matriz de Forjar Fechada. Fonte: CHIAVERINI (1986).
A Matriz de Forjar a Quente é bastante utilizada na fabricação de peças por apresentar
baixo custo, pois se tem a mínima perda de material.
2.5 Softwares CAD/CAM
Atualmente diversas empresas utilizam os softwares CAD/CAM para desenvolver e
fabricar seus produtos. Os softwares CAD Tridimensional (3D) simulam a peça em três
dimensões permitindo girar o objeto e visualizá-lo em diferentes formas.
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Segundo Gomes (2009), uma vez concretizado o design da peça, os softwares CAD
também colaboram com o desenvolvimento da ferramenta. Este ajuda o projetista desenhar e
calcular a forma das gravuras de modo bem mais rápido do que no passado.
Entre as funções úteis presente no CAD, cita-se:
Permite determinar com precisão as distâncias entre as superfícies, pontos e linhas
identificadas pelo usuário;
Permite checar se não há interferência entre dois objetos;
Animação: permite visualizar um mecanismo em movimento;
Pode ser integrado com outro sistema como o CAM (Computer Aided Manufacturing)
para gerar os programas CNC.
A modelagem (3D) é o ingrediente básico utilizado para criar os programas CNC
através do CAM (Computer Aided Manufacturing) e permite realizar simulação da fabricação
da peça a ser usinada. Avanços em quaisquer destes campos dependem de quão bem definidos
estão os modelos geométricos criados (CASACURTA, 1999).
Partindo do modelo CAD da peça a ser usinada, o CAM é utilizado para calcular os
parâmetros ótimos de usinagem da peça. Este delimita a trajetória da ferramenta durante a
usinagem, indica se haverá colisão da ferramenta com as partes da máquina e gera o programa
CNC que fabricará a peça.
Assim o CAD e o CAM representam as ferramentas de engenharia moderna que
permitem reduzir o custo e tempo para a fabricação de um produto.
3. Método de Pesquisa
3.1 Caracterização do Ambiente em Estudo
O desenvolvimento do estudo foi ambientado no setor de produção não seriada
(Ferramentaria), baseado na fabricação de matrizes de forjar a quente. Para elaborar o
presente trabalho, faz-se necessário rever a literatura e comparar os processos de fabricação
de matrizes com o uso de máquinas convencionais e máquinas CNC. Este trabalho
demonstrará o sequenciamento das atividades para a fabricação de matriz desde a preparação
da matéria prima.
A partir das informações adquiridas no ambiente de estudo, identificou-se os
benefícios que a utilização de máquinas CNC traz para o processo de fabricação de matrizes.
3.2 Objetivo do Estudo
O objetivo geral do trabalho é analisar os processos de fabricação de matrizes
utilizando máquinas convencionais e máquinas CNC. Além disso, foram estabelecidos os
seguintes objetivos específicos: (a) descrever as etapas de fabricação de matrizes; (b) as
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ferramentas que serão utilizadas; (c) a mão de obra para realizar as atividades, e (d) softwares
utilizados para criar os desenhos e gerar os programas CNC.
4. Desenvolvimento da Pesquisa
4.1 Descrição das etapas de fabricação de matrizes
Para melhor entender os processos de fabricação com o uso de máquinas
convencionais e máquinas CNC para a confecção de matrizes de forjar foi realizado um
estudo das etapas de fabricação de acordo com o desenho das mesmas. Esta atividade serve
para melhor entendimento, possibilita a execução da fabricação e melhora a qualidade em
todo o processo.
Por se tratar de produção não seriada, não existe uma ficha de processo para a
confecção de matrizes. Sendo assim, este processo está baseado essencialmente na
experiência do supervisor/projetista e depende dos recursos de cada empresa (máquinas,
ferramentas, pessoas). As matrizes de forjar a quente são ferramentas fabricadas em aço
especial para trabalho a quente (VILLARES METALS, 2006) como exemplo: Aço VMO.
O processo de fabricação das matrizes inicia-se com a preparação dos blocos (Matéria
Prima) que geralmente são temperados com dureza entre 32 a 48 HRC (VILLARES
METALS, 2006). O responsável pelo processo de fabricação faz o sequenciamento das etapas
de confecção das matrizes.
As etapas a seguir relatam os dois processos de fabricação utilizados para a confecção
das matrizes (ZLUHAN et al.,2012; GASPAR, 2009):
Processo de fabricação com o uso de máquinas convencionais:
Primeiramente deve-se esquadrejar o bloco e fazer a cauda de andorinha que será
utilizada para a fixação nos martelos de queda;
Fresar as cavidades utilizando gabaritos (Fresadora Universal);
Bancada - polir as cavidades para obter um melhor acabamento e facilitar a remoção
das peças forjadas;
Tirar o modelo de gesso e conferir as dimensões da peça conforme desenho (Máquina
de medir Tridimensional). Se a peça estiver conforme, a matriz será enviada para o
setor de forjamento.
Processo de fabricação com o uso de máquinas CNC:
Primeiramente deve-se esquadrejar o bloco e fazer a cauda de andorinha que será
utilizada para a fixação nos martelos de queda;
Gerar o programa CNC utilizando a modelagem em 3D (CAD/CAM);
Fazer a transferência do programa CNC através do módulo DNC (Controle Numérico
Direto) para a máquina CNC (Centro de Usinagem de Alta Performance);
Fazer o preset, utilizar o renishaw (sistema de apalpadores para máquinas ferramentas)
e iniciar o fresamento da cavidade da matriz;
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Bancada - polir as cavidades para obter um melhor acabamento e facilitar a remoção
das peças forjadas;
Tirar o modelo de gesso e conferir as dimensões da peça conforme desenho (Máquina
de medir Tridimensional). Se a peça estiver conforme, a matriz será enviada para o
setor de forjamento.
4.2 Ferramentas utilizadas no processo de fabricação
As ferramentas utilizadas no processo de fabricação com o uso de máquinas
convencionais são as seguintes:
Fresa T-MAX, utilizada para esquadrejar os blocos.
Fresa angular, fabricada em Aço Rápido M2, utilizadas para o fresamento da cauda de
andorinha da matriz;
Fresa angular com topo esférico (Aço M2), utilizadas para o fresamento das cavidades.
As ferramentas utilizadas no processo de fabricação com o uso de máquinas CNC são
as seguintes:
Fresa T-MAX, utilizada para esquadrejar os blocos.
Fresas angular, fabricadas em Metal Duro, utilizadas para o fresamento da cauda de
andorinha da matriz;
Fresa de Topo e de Topo esférico (Metal Duro), utilizadas para o fresamento das
cavidades.
A seguir alguns modelos de ferramentas utilizadas no processo de fabricação de matriz
de forjar, conforme figura 7:
Figura 7: Fresas T-MAX e Fresas de Metal Duro. Fonte: www.arsystem.com.br
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4.3 Mão de Obra
A mão de obra utilizada em ambos os processos são as mesmas, porém receberam
treinamento para trabalhar com os dois tipos de máquinas. A única diferença é que o
colaborador quando está operando a máquina CNC pode desempenhar outras atividades e
quando está operando a máquina convencional não tem tempo disponível por se tratar de
operação basicamente manual, a qual requer maior habilidade do operador.
4.4 Softwares utilizados no processo de fabricação
Para dar início à fabricação das matrizes utiliza-se softwares CAD 3D para criar os
modelos sólidos e gerar os desenhos que ajudarão na confecção. Os modelos sólidos também
servem para gerar os programas CNC pelo CAM, que serão utilizados no processamento das
matrizes. Para obter um bom resultado na fabricação de uma matriz deve-se fazer um
programa para desbaste, pré-acabamento e acabamento.
A transmissão de dados é realizada via DNC, e o colaborador deverá receber os
programas, fazer o preset e iniciar a fabricação.
5. Comparação entre os processos de fabricação com o uso de máquinas convencionais
e máquinas CNC
Os processos de fabricação de matrizes geralmente não obedecem a um esquema
prático (roteiro), este é característico de cada empresa por se tratar de um processo de
produção não seriado. Basicamente estes processos são dispostos conforme os fluxogramas,
figura 6.
De acordo com os estudos realizados, as diferenças entre o processo de fabricação com
o uso de máquinas convencionais e com o uso de máquinas CNC estão dispostas na tabela 2:
Tabela 2: Comparativo entre os processos convencionais e processos com CNC.
PROCESSOS CONVENCIONAIS
PROCESSOS COM CNC
Tempo de processo elevado
Alta velocidade de produção
Tempo de setup elevado
Tempo de setup baixo
Não tem repetibilidade de movimentos Garantia de repetibilidade de movimentos
Qualidade duvidosa
Alta qualidade
Baixa produtividade
Alta produtividade
Elevado custo de ferramentas
Baixo custo de ferramentas
Maior desgaste de consumíveis
Baixo desgaste de consumíveis
Mão de obra desempenha uma atividade Mão de obra desempenha mais atividades
Fonte: Elaborado pelo Autor.
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FLUXOGRAMA PARA FABRICAÇÃO DE MATRIZ DE FORJAR
Início da Fabricação
com uso de máquinas
convencionais
Início da Fabricação com
uso de máquinas CNC
Receber desenho e a
Ordem de serviço
Receber desenho e a
Ordem de serviço
Fazer a preparação do
processo de fabricação
Fazer a preparação do
processo de fabricação
Preparar os blocos
(Matéria Prima)
Gerar o programa
CNC (CAD/CAM)
Usinar as cavidades
Preparar os blocos
(Matéria Prima)
Polir as cavidades e tirar
o modelo de gesso
Fazer o Preset e usinar as
cavidades
Enviar para a Metrologia
conferir as dimensões
Polir as cavidades e tirar
o modelo de gesso
Aprovado?
Sim
Não
Retrabalhar
Enviar para a Metrologia
conferir as dimensões
Segue para o setor de
forjamento
Aprovado?
Não
Retrabalhar
Sim
Final
Segue para o setor de
forjamento
Final
Figura 6: Fluxograma dos Processos de Fabricação de Matriz de Forjar. Fonte: Elaborado pelo Autor.
Com a aquisição de máquina CNC (Alta Performance) para fabricação de matrizes
pode-se reduzir os custos, garantir uma maior competitividade e aumentar a qualidade dos
produtos processados.
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Elas oferecem uma gama de acessórios que ajudam a:
Reduzir o tempo de setup;
Garantir a qualidade do produto através de dispositivos utilizados para alinhamento e
zeramento dos blocos;
Aumentam a vida das ferramentas pelo fato de possuírem passagem para refrigeração
no centro do eixo árvore;
Também possibilita a remoção de cavacos devido à pressão da refrigeração.
Porém a aquisição dessa máquina envolve um investimento alto e requer um estudo de
viabilidade para que a empresa possa adquirir.
6. Considerações Finais
Após a realização dos estudos envolvendo o emprego de máquinas CNC para a
fabricação de matrizes, pode-se concluir que a utilização adequada das máquinas-ferramentas,
o conhecimento do produto a ser fabricado e do processo de fabricação ajudam reduzir os
custos, a melhorar a qualidade, reduz o tempo de processamento e também diminui o esforço
físico dos colaboradores.
A falta de conhecimento do processo de fabricação aliada a tomadas de decisões
precipitadas pode acarretar sérios prejuízos (Financeiros) para a empresa. Antes de investir
em novos equipamentos deve-se fazer um estudo de viabilidade para ver se será viável o
investimento.
Um dos pontos mais relevantes observados neste artigo foi a grande falta de controle
sobre as informações técnicas/procedimentos para a fabricação de matrizes por se tratar de
produção não seriada cujas informações são características de cada empresa.
Baseando-se neste artigo, uma proposta para trabalho futuro seria a implantação do
maquinário CNC num setor de produção não seriada com o intuito de obter melhores
resultados operacionais e comparar os resultados com os aqui apresentados.
Referências
CASACURTA, A. Modelagem geométrica. São Leopoldo, [1999]. Disponível em: .
Ultimo acesso em 30 de Maio.
CHIAVENATO, I. Gestão de Pessoas: O novo papel dos recursos humanos nas organizações. 6ª tiragem. Rio
de Janeiro: Campus, 1999.
CHIAVENATO, I. Recursos Humanos. 6ª Ed. São Paulo: Atlas, 2000.
CHIAVERINI, V. Tecnologia Mecânica: Processos de Fabricação e Tratamento. São Paulo: Makron Books,
1986, 2ª Ed. Vol.II.
DINIZ, A. Z. Máquinas CNC, aspectos construtivos, operação e aplicação. Boletim SOBRACON (Sociedade
Brasileira de Controle Numérico), nº 48, São Paulo, 1990.
DIRECTA AUTOMAÇÃO - < www.directaautomacao.com.br > Ultimo acesso em 23 de Maio.
GASPAR, M. P. Melhoria contínua em processos produtivos, com a utilização da tecnologia a cnc, na indústria
metal-mecânica. Monografia (Tecnólogo em Produção), Faculdade de Tecnologia da Zona Leste, São Paulo,
2009.
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Engenharia de Produção
2013
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