Otimização das velocidades de corte para o atingimento do tempo objetivo ao mínimo custo total de usinagem

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pires, José Roberto, 1957-
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/17750
Resumo: Orientador: Anselmo Eduardo Diniz
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spelling Otimização das velocidades de corte para o atingimento do tempo objetivo ao mínimo custo total de usinagemOptimization of cutting speeds to achieve the objective time at the minimum total machining costUsinagemOtimizaçãoCompetitividadeMachiningOptimizationCompetitivenessOrientador: Anselmo Eduardo DinizTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: A necessidade crescente de se produzir componentes usinados com alto índice de qualidade a custos cada vez mais competitivos tem incentivado o desenvolvimento de novas tecnologias para máquinas-ferramentas e de novos materiais para ferramentas de corte. Neste contexto, a otimização dos parâmetros de usinagem, tais sejam, velocidade de corte, profundidade de usinagem e avanço, tem sido objeto de pesquisas em todo o mundo. A revisão de literatura realizada para a execução deste trabalho mostrou que a otimização desses parâmetros tem como principais objetivos a determinação do mínimo custo ou do mínimo tempo de produção. Com esses objetivos definidos, tais métodos de otimização são desenvolvidos de forma a definir parâmetros de usinagem otimizados, que devem considerar também as restrições do sistema, podendo estas estar relacionadas à qualidade da peça sendo produzida ou às restrições impostas pelos meios de produção. Uma conclusão comum nestas pesquisas, é que, para uma dada etapa de usinagem considerada "gargalo", as velocidades de corte devem estar próximas às velocidades de máxima produção, enquanto, para uma etapa de usinagem não "gargalo", as velocidades de corte devem estar próximas às velocidades de mínimo custo. Um aspecto constatado na revisão de literatura é que tais métodos não consideram de forma objetiva a demanda do cliente como um dado de entrada. Diante deste contexto, a relevância, originalidade e contribuição do presente trabalho à comunidade científica e industrial, é fundamentada no desenvolvimento de um método que ao ser aplicado a uma etapa de fabricação por usinagem que, utiliza várias ferramentas de corte, determina a velocidade de corte otimizada para cada uma das ferramentas utilizadas no processo, de tal forma que o tempo objetivo para a produção do item, definido pela demanda do cliente em função do tempo disponível para a produção, seja atingido ao mínimo custo de produção. Para a aplicação do método, foi desenvolvido um software que utiliza as informações do processo como dados de entrada. A funcionalidade do método foi avaliada e comprovada por sua aplicação em um ambiente real de produção de itens usinados sob encomenda, quando foi aplicado na usinagem de um componente de gerador eólico pesando vinte e seis toneladas. A principal conclusão deste trabalho, é que a aplicação do método, determina as velocidades de corte ótimas para cada uma das ferramentas avaliadas em uma dada etapa do processo, de tal modo que o tempo total de usinagem objetivo por peça, seja atingido ao menor custo de produção possívelAbstract: The growing need to produce machined components with a high-quality index at increasingly competitive costs has encouraged the development of new technologies for machine tools and new materials for cutting tools. In this context, the optimization of machining parameters, such as cutting speed, machining depth of cut and feed, has been the subject of research around the world. The literature review conducted during the development of this work showed that the main objectives of optimizing these parameters are to determine the minimum production cost or the minimum production time. With these objectives, optimization methods have been developed in order to define optimized machining parameters, which must also consider the system restrictions, which may be related to the quality of the part being produced or restrictions imposed by the means of production. A common conclusion in these researches is that, for a given machining stage considered a "bottleneck", the cutting speeds must be close to the maximum production speeds, while, for a machining stage that is not a "bottleneck", the cutting speeds must be close to the minimum cost speeds. One aspect noted in the literature review is that such methods do not objectively consider the customer demand as an input data. Given this context, the relevance, originality and contribution of the present work to the scientific and industrial community is based on the development of a method that, when applied to a machining manufacturing stage that uses several cutting tools, calculates the optimized cutting speed of each tool used in the process, in such a way that the objective time for producing the item, which is defined by the customer demand and the available time for production, is reached at the minimum production cost. To apply the method, a software was developed that uses the machining process information as input data. The functionality of the method was evaluated and proven by application in a real production environment of custom-machined items, when it was applied to the machining of a wind generator component weighing twenty-six metric tons. The main conclusion of this work is that the application of the method determines the optimal cutting speeds for each of the tools evaluated at a given stage of the process, in such a way that the total objective machining time per part is reached at the lowest production costAbertoDoutoradoMateriais e Processos de FabricaçãoDoutor em Engenharia Mecânica[s.n.]Diniz, Anselmo Eduardo, 1959-Hassui, AmauriGomes, Milla CarolineFerreira, João RobertoLima, Paulo CorreaUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASPires, José Roberto, 1957-20242024-02-06T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (162 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/17750PIRES, José Roberto. Otimização das velocidades de corte para o atingimento do tempo objetivo ao mínimo custo total de usinagem. 2024. 1 recurso online (162 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/17750. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1386037Cover: https://repositorio.unicamp.br/capa/capa?codigo=1386037porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-05-27T18:26:27Zoai::1386037Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2024-05-27T18:26:27Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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