Como melhorar a produtividade da maquinagem de precisão e aumentar a eficiência para o dobro

Neste artigo, analisamos os factores que afectam a produtividade da maquinagem de acordo com os problemas encontrados na produção real da fábrica. Os factores mais importantes são:

• A qualidade da conceção do produto.
• O método de formação da peça bruta.
• A tecnologia de maquinagem utilizada.
• O método e o nível de gestão da produção nas oficinas de máquinas e ferramentas.

Assim, o caminho para melhorar a produtividade da maquinagem deve começar nas seguintes áreas.

Medidas de processo para melhorar a produtividade da maquinagem

1. Reduzir o horário de trabalho de uma peça

   Em primeiro lugar, é necessário reduzir o tempo de base. Na produção em massa, ou produção em grande escala, o tempo de base representa uma grande proporção do tempo unitário, pelo que a produtividade pode ser melhorada através da redução do tempo de base. As principais formas de reduzir o tempo de base são as seguintes:

   • • Aumentar a quantidade de corte, aumentar a velocidade de corte e a taxa de avanço pode encurtar o tempo básico, que é um método eficaz para melhorar a produtividade amplamente utilizado na maquinagem. No entanto, o aumento da quantidade de corte é limitado pela durabilidade da ferramenta e pela potência da máquina-ferramenta e pela rigidez do sistema de processo. Com o advento de novos materiais para máquinas-ferramentas, a velocidade de corte foi rapidamente melhorada. Atualmente, a velocidade de corte quando se utilizam ferramentas de torneamento de carboneto cimentado pode atingir os 200 m/min, e a velocidade de corte com ferramentas de corte de cerâmica atinge os 500 m/min. Nos últimos anos, a velocidade de corte das fresas de diamante sintético policristalino e de nitreto de boro cúbico policristalino para cortar aço comum atingiu 900 m/min. Em termos de retificação, a tendência nos últimos anos tem sido a retificação de alta velocidade e a retificação dura.
     • Corte simultâneo com várias lâminas.
     • Maquinação de múltiplas peças Este método melhora a produtividade ao reduzir o tempo de entrada, o tempo de corte ou o tempo de ferramenta de base, encurtando assim o tempo de base para cada peça. Existem três formas de processar múltiplas peças: maquinação sequencial de múltiplas peças, maquinação paralela de múltiplas peças e maquinação paralela sequencial de múltiplas peças.
     • Redução da margem de maquinagem. São utilizados processos avançados como a fundição de precisão, a fundição sob pressão, o forjamento de precisão, etc. Em segundo lugar, reduzir o tempo auxiliar. O tempo auxiliar também é responsável por uma grande proporção do tempo de uma única peça, especialmente depois de aumentar muito a quantidade de corte, o tempo básico é significativamente reduzido e o tempo auxiliar é uma proporção maior. Neste momento, tomar medidas para reduzir o tempo auxiliar torna-se uma direção importante para melhorar a produtividade. Existem duas formas diferentes de reduzir o tempo auxiliar. Uma é mecanizar e automatizar a ação auxiliar, de modo a que o tempo auxiliar seja diretamente reduzido; a outra é fazer com que o tempo auxiliar coincida com o tempo básico e encurtar indiretamente o tempo auxiliar.
     • Reduz diretamente o tempo auxiliar. A peça de trabalho é fixada por um dispositivo especial e não é necessário alinhar a peça de trabalho durante a fixação, o que pode reduzir o tempo de carga e descarga da peça de trabalho. Quando a produção em massa é efectuada em grandes quantidades, a mandris de aperto para tornos de alto rendimento são amplamente utilizados para encurtar o tempo de carga e descarga da peça de trabalho. Na produção de pequenos lotes de uma única peça de trabalho, devido ao custo limitado de fabrico da fixação especial, para encurtar o tempo de carga e descarga da peça de trabalho, pode ser utilizada uma fixação combinada e uma fixação ajustável. Além disso, para reduzir o tempo auxiliar de paragem de medição durante o processamento, pode ser utilizado um dispositivo de deteção ativa ou um dispositivo de visualização digital para medição em tempo real durante o processo de maquinagem, reduzindo assim o tempo de medição necessário no processo. O dispositivo de deteção ativa mede o tamanho real da superfície maquinada durante a maquinação e ajusta e gere automaticamente a máquina de acordo com os resultados da medição, tais como os dispositivos de medição automática da retificação. O dispositivo de visualização digital pode apresentar de forma contínua e precisa a quantidade de movimento ou o deslocamento angular da máquina-ferramenta durante o processo de maquinagem ou o processo de ajuste da máquina-ferramenta, o que poupa muito o tempo auxiliar de medição de paragem.
     • Reduzir indiretamente o tempo auxiliar. Para fazer coincidir total ou parcialmente o tempo auxiliar com o tempo de base, pode ser utilizado um gabarito de estações múltiplas e um método de maquinagem contínua.
     • Reduzir o tempo de trabalho de preparação é uma das melhores coisas que se pode fazer para melhorar a produtividade da maquinagem de precisão. A maior parte do tempo de trabalho é gasto na troca da ferramenta, por isso é necessário reduzir o número de trocas de ferramentas e reduzir o tempo necessário para cada troca de ferramenta. Aumentar a durabilidade da ferramenta pode reduzir o número de trocas de ferramentas. A redução do tempo de troca da ferramenta é conseguida principalmente através da melhoria do método de montagem da ferramenta e da utilização do suporte da ferramenta. Por exemplo, vários porta-ferramentas de troca rápida, mecanismos de afinação de ferramentas, ajuste especial de ferramentas ou ajuste de ferramentas e trocador automático de ferramentas são usados para reduzir o tempo necessário para carga e descarga de ferramentas e ajuste de ferramentas. Por exemplo, a utilização de pastilhas de metal duro intercambiáveis em tornos e fresadoras reduz o número de trocas de ferramentas e reduz o tempo de carga, descarga e retificação das mesmas.
     • Tomar medidas para reduzir o tempo de preparação e de conclusão. Há duas formas de encurtar o tempo de preparação e de conclusão: em primeiro lugar, expandir o lote de produção para reduzir o tempo de preparação e de conclusão atribuído a cada peça; em segundo lugar, reduzir diretamente o tempo de preparação e de conclusão. A expansão dos lotes de produção pode ser conseguida através da normalização e generalização das peças, e pode ser organizada por tecnologia de grupo.

2.  Implementação do tratamento de múltiplas máquinas-ferramentas

   A supervisão de várias máquinas-ferramentas é uma medida avançada de organização do trabalho nas oficinas mecânicas. É óbvio que um trabalhador pode operar várias máquinas ao mesmo tempo para melhorar a produtividade, mas duas condições necessárias devem ser cumpridas: primeiro, se uma pessoa opera ( M ) máquinas, a soma das horas de trabalho dos trabalhadores em qualquer máquina ( M-1 ) deve ser menor do que a outra. O tempo de manobra da máquina-ferramenta; a segunda é que cada máquina deve ter um dispositivo de paragem automática.

    

3. Adoção de tecnologia avançada para melhorar a produtividade da maquinagem de precisão

• • Preparação. Novos processos, como a extrusão a frio, a extrusão a quente, a metalurgia do pó, o forjamento de precisão e a moldagem por jato de areia, podem melhorar consideravelmente a precisão dos espaços em branco, reduzir a quantidade de trabalho de maquinagem, poupar em matérias-primas e aumentar significativamente a produtividade.
  • Processamento especial. Para materiais difíceis de maquinar ou perfis complexos, como os extremamente duros, resistentes e extremamente quebradiços, os métodos de processamento especiais podem aumentar consideravelmente a produtividade. Se a matriz de forjamento geral for processada electroliticamente, o tempo de processamento pode ser reduzido de 40 a 50 horas para 1 a 2 horas.
  • Utilizar menos cortes não maquinados. Por exemplo, engrenagens de extrusão a frio, parafusos de laminagem, etc.
  • A melhoria dos métodos de processamento e a redução dos métodos de processamento manuais e ineficazes contribuem em grande medida para melhorar a produtividade da maquinagem de precisão. Por exemplo, na produção em grande escala, a brocagem e a laminagem são utilizadas em vez da fresagem, alargamento e retificação, e a retificação fina, o polimento fino e as placas de diamante são utilizados em vez da raspagem.

4. Adoção de um sistema de fabrico automatizado para melhorar a produtividade da maquinagem

   O sistema de produção automatizado é um todo orgânico constituído por uma gama de objectos transformados, uma variedade de equipamento com um certo nível de flexibilidade e automatização e pessoal altamente qualificado. A utilização de sistemas de fabrico automatizados pode melhorar eficazmente as condições de trabalho, aumentar significativamente a produtividade do trabalho, melhorar significativamente a qualidade dos produtos, encurtar eficazmente os ciclos de produção e reduzir significativamente os custos de fabrico.