UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA-ENERGÍA
PROCESOS DE MANUFACTURA I
EXAMEN FINAL miércoles, 12 de octubre del
2004.
SOLUCIONARIO
PROBLEMA Nº 1 (5 puntos)
Para el mecanizado de 950 piezas, se va a maquinar sobre una espiga cilíndrica de acero de 300 mm de longitud y un diámetro de 25mm; se propone una velocidad de corte de 26 m/min, y a la máquina se gradúa un avance de 0.3 mm/rev. Para el proceso de manufactura en serie se construye un componente especial que el costo asciende en S/. 1 500 (machina), cuyo tiempo de preparación fue de 8 horas, y además se propone el tiempo de manipulación de la maquina en 22 minutos. En las consideraciones del diseño el costo hora maquina es S/. 450/hora, el costo por unidad del material es S/ 18 y de la herramienta es S/. 23, los gastos generales del taller asciende a la suma de S/ 1600/hora, y los gastos de la mano de obra directa que involucra en la manufactura del componente es S/ 12/hora. Para estas consideraciones se pide determinar:
1. El tiempo calculado por unidad.2. El costo de manufactura por unidad.3. El costo fijo y costo variable.4. El isocoste del costo total.5. El costo unitario
SOLUCIÓN
DATOS
Costos Generales
CH = costo hora maquina = S/. 450/hora
L = Gastos de mano de obra = S/. 12/hora
BLTaller = Gastos generados del taller = S/. 1600/hora
C MATERIAL = Costo del material = S/. 18
CHta = Costo de la Herramienta = S/. 2
CDISPOSITIVO = Costo de dispositivo = S/. 1500
1.- El tiempo calculado por unidad.
a) Velocidad rotacional del husillo principal
b) tiempo de maquinado.
c) tiempo de ciclo
Elaborado: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano. 1 Miércoles, 08 de marzo del 2006
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d) tiempo estándar.
Te = 1.08. Tc = 1.08*25 = 27min
Tiempo calculado:
2. El costo de Manufactura por unidad.
3. El Costo fijo.
a) Costo variable.
4. El costo total.
CT = CF + CV = 945 + 42.56.n = 945 + 42.56*950 = 41 377
5. El costo unitario.
PROBLEMA Nº 2 (5 puntos)
Elaborado: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano. 2 Miércoles, 08 de marzo del 2006
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PROCESOS DE MANUFACTURA I
El proceso de manufactura por fresado concurrente, efectúa el corte de un
material de acero cuya superficie es de y una profundidad de
respectivamente, los desahogos al ingreso y salida de la herramienta
es . La fresa cilíndrica es de diámetro por de ancho, y tiene
20 dientes, la fresadora esta constituido de un motor principal de de
potencia y cuyo rendimiento del conjunto es , y para las condiciones
requeridas se propone una velocidad rotacional de y el recorrido de
la mesa requiere una velocidad avance automática de y la
potencia específica media tiene una relación de:
, donde emax es el espesor máximo de viruta no
deformado, y se pide determinar:
1.- La presión media especifica requerida.
2.- La potencia de corte y potencia efectiva.
3.- El momento torsor del árbol portafresas.
4.- La longitud de la trayectoria trocoidal normal de la fresa.
5.- El tiempo de mecanizado por la fresa.
Solución: n = 50rpm Pm =p = 6mm =Z = 20 n = VA = 60mm/min
1.- Presión media especificaAvance por diente
a) espesor máximoemax = 2. aZ . (p/D)1/2
emax = 2 . 0.06 . (6/100)1/2= 0.0294mmemax = 0.03mm
2.- Potencia de corte y efectivaCaudal de virutaZw = p.a.n.b = 6.60.60 = 21600mm/min = 21.6cm3/min
Potencia efectiva
3.- Momento torsor
4.- Longitud de la trayectoria concurrente o tangencial.Ángulo de presiónB = arc.cos-1(R-p/R) = arc.cos-1(50-6/50) = 28.36°
Elaborado: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano. 3 Miércoles, 08 de marzo del 2006
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B = 28.36°/57.3 =0.4949Avance de la mesaa. = aZ* Z = 0.06 * 20 =1.2mm/rev Longitud del cortador.r. = a/2.π = 1.2/2.π = 0.19mm
5.- Tiempo de mecanizado
PROBLEMA Nº 3 (5 puntos)
Se va a realizar un agujero pasante en el taladro radial y sobre una plancha
de acero de de espesor, con una broca de de diámetro, cuyo
ángulo labial o de filo es de la alma y su ángulo de hélice es , y tiene
una velocidad rotacional del husillo de . La potencia media específica
de corte tiene una relación: Kc = 175. (eC)-0.12 Kgf/mm², donde eC es el
espesor de corte no deformado, y la relación avance- diámetro = .
Se pide determinar:
1.- Presión especifica en el mecanizado.
2.- Remoción o caudal de viruta.
3.- Potencia de corte media.
4.- Momento torsor de la broca con el material.
5.- Tiempo de mecanizado.
Solución:
1.- Presión especifica del material. 1.1.- Espesor de la viruta no deformada
1.2.- Avance del sistema
2.- Caudal de viruta
2.1.- Área no deformada
2.2.- Velocidad automática
Elaborado: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano. 4 Miércoles, 08 de marzo del 2006
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3.- Potencia de corte
4.- Momento torsor.
5.- Tiempo de mecanizado
PROBLEMA Nº 4 (5 puntos)En una limadora de codo, se debe rebajar por acepillado un espesor de
en una plancha de acero negro cuyas medidas externas son 350*290mm, empleándose pasadas longitudinales e iguales, donde la
presión especifica de corte del material a cepillar es , y por
razones de flexión, la fuerza de corte media no debe exceder en . La maquina a emplearse ha sido previamente regulada, la longitud de carrera en , con un avance transversal de , siendo la velocidad media de corte 12m/min y la velocidad de retorno es 20m/min respectivamente. Para las consideraciones propuestas se pide:
1. La velocidad rotacional de la corona dentada.2. Los ángulos de corte, retorno y trabajo requeridos.3. La potencia media de corte requerida.4. La fuerza de corte media.5. El tiempo de mecanizado y tiempo de mecanizado medio.
SOLUCIONARIO.Datos:Velocidad media de corte =12m/min
Velocidad media de retorno =20m/min
Presión especifica del material
La fuerza de corte media FcLongitud de carrera en L = Avance de la transversal en a =1. Los tiempos de corte y retorno del sistema.
a) Tiempo de corte medio o ciclo
b) Tiempo de retorno medio
Elaborado: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano. 5 Miércoles, 08 de marzo del 2006
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2. La velocidad rotacional de la corona dentada.
3. Los ángulos de corte, retorno y trabajo requeridos.a) ángulo de corte:
b) ángulo de retorno:β=360-225 = 135°
b) ángulo de carrera.
4. La longitud de la biela o manivela.
5. La potencia media de corte requerida.Pc = Kc * Zw
a) caudal de remoción de la viruta. Zw = p. a. =3.5*0.3*12=12.6cm3/min
Pc = 0.08*12.6 = 1.008Kw6. La fuerza de corte media.
7. a) El tiempo de mecanizado.
b) Tiempo de mecanizado medio
Elaborado: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano. 6 Miércoles, 08 de marzo del 2006
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