Examen Final 06 Agosto 04

7/28/2019 Examen Final 06 Agosto 04

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERA MECNICA-ENERGA

PROCESOS DE MANUFACTURA I

SOLUCIONARIOEXAMEN FINAL: 06 DE AGOSTO DE 2004.

PROBLEMA N 1(7 puntos)

En una fresadora universal se deber ejecutar el tallado de una rueda dentada enfierro fundido y de dientes rectos, cuyo espesor o vano es mm15 , la profundidadde corte es la altura de cabeza y pie del diente, cuyo modulo normalizado ISO es 7,y la altura de pie es propuesto por ISO (A) (hf = 1.25.m). Para ejecutar el talladorequerido se dispone de una herramienta-fresa tipo roseta de mm100 dimetro yde 20 dientes, donde el ancho es el vano, para el cual se recomienda en el trabajo

no exceder en dientemm /08.0 el avance por diente y la velocidad de corte demin/m15 .

Del mismo modo; la maquina tiene un motor elctrico de KW.51 de potencia,

cuya eficiencia mecnica en sistema de transmisin es %85 , y para su manejo estadotado de las siguientes funciones:

1. Velocidad rotacional rpmn 160110856850383525=

2. Velocidad de avance automticomin/mmVa 11590707065504025159 =

3. La presin especifica del corte3

20cm

minkw.Kc

=

Por lo expuesto se pide determinar:1.- Seleccin de la velocidad rotacional del husillo.2.- Caudal de remocin de la viruta requerida.3.- Numero de pasadas de igual profundidad y valor.4.- Potencia de corte en cada pasada.5.- Fuerza media tangencial de la roseta.6.- Momento torsor angular.

7.- Potencia media de corte.Solucin:

mm.p 7515= mmb 15= 320 cmminKw.Kc =

mmD 100= 20=Z dientemmaZ /08.0= min/25mVc 1.- Seleccin de la velocidad rotacional husillo.

1000

nDVc

=

rpm.D

Vcn 7547

100

1510001000=

=

=

Seleccin:rpmn 38=

1.1.- Velocidad de corte requerido:

min/m.Vc 1293111000

38100==

=

1.4. Potencia de corte.

Zw

PcKc =

ZwKcPc =

2.- Caudal de remocin de la virutaVabpZw =

Caudal de remocin de la viruta.

Respuesta: (1) min/cm..b*V*pZw A3

937531550255 ===

Autor: Ing. Snchez Valverde. 8 julio 20131


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2.1.- Velocidad de avance automticonaVA =

Avance del sistema en revolucin

rev/mm..Zaa Z 6120080 ===

Velocidad de avance automticomin/mm.Va 553861 ==

Seleccin de la velocidad de avance:min/mmVA 50=

Numero de pasadas requeridas para el corte:p = 15.75/2 =7.875mmNumero de pasadas para dos (2).Caudal de remocin de la viruta.

min/cm..b*V*pZw A3

906515508757 ===Potencia requerida.

KW...Pc 181906520 ==Potencia efectiva

KW...nPmPe 275185051 ===

VerificacinKW..PcPe 1812751 >>

Por cada pasada e igual profundidad es:p. = 7.875mm. Dos pasadas de igual profundidad.Pc = 1.18Kw.

3.- Numero de pasadas de igual profundidad y valor.Numero de pasadas requeridas para el corte:p = 15.75/3 =5.25mmNumero de pasadas para tres (3).

4.- Potencia de corte en cada pasada.Potencia requerida.Respuesta: (2) KW...Pc 7909375320 ==

Potencia efectivaKW...nPmPe 275185051 ===

VerificacinKW..PcPe 7902751 >>

Por cada pasada e igual profundidad es:p. = 5.25mm. Tres pasadas de igual profundidad.Pc = 0.79Kw.

5.- La fuerza tangencial media.T = Kc . A.Espesor medio.

emedio = 0.08 mm..

0180100

255=

Seccin media.Ac = emedio. b = 0.018*15=0.275mmPresion especifica del material.Kc = 0.2*102*60 = 1224 Kgf/mm.Fuerza tangencial mediaT = 1224*0.275 = 336.6 Kgf-mm

6.- Momento torsor de la media angular.

WC = R. .b. a2 CK.D

P= R. .b. CmedioK.e

a) Angulo de Presin:

Cos B = 895050

25550.

.

R

PR=

=

B = 26.5 gradosAutor: Ing. Snchez Valverde. 8 julio 20132


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B = 0.462 radianes

WC = 50 * 0.495 * 50 * 0.0225 mmKgf..

= 76341224100

255

WC = 7634Kgf-mm

7.- Potencia de corte media AngularKw.

**

**

**

n*Z*WP CC 950

1060102

38207632

106010233

===

Pe> PC = 1.275>0.95 KW

PROBLEMA N 2 (7 puntos)En una limadora de codo, se debe rebajar por acepillado un espesor de 3.5m enuna plancha de acero negro cuyas medidas externas son 350*290mm,emplendose pasadas longitudinales e iguales, donde la presin especifica de corte

del material a cepillar es 3080 cmminKw.Kc = ,y por razones de flexin, la fuerza de

corte media no debe exceder en 514Kg . La maquina a emplearse ha sido

previamente regulada, la longitud de carrera en 300mm , con un avancetransversal de 0.3mm/re , siendo la velocidad media de corte 12m/min y lavelocidad de retorno es 20m/min respectivamente.Para las consideraciones propuestas se pide:

1. Los tiempos de corte y retorno del sistema.2. La velocidad rotacional de la corona dentada.3. Los ngulos de corte, retorno y trabajo requeridos.4. La longitud de la biela o manivela.5. La potencia media de corte requerida.6. La fuerza de corte media.7. El tiempo de mecanizado y tiempo de mecanizado medio.

SOLUCIONARIO.Datos:

Velocidad media de corte CV =12m/min

Velocidad media de retorno RV =20m/min

Presin especifica del material 3080 cmminKw.Kc =

La fuerza de corte media Fc514Kg

Longitud de carrera en L =300m

Avance de la transversal en a =0.3mm/re

1. Los tiempos de corte y retorno del sistema.a) Tiempo de corte medio o ciclo

min.**V

LT

L*TL*n*

V

CC

CC

02501012

300

10

360

33===

=

=

b) Tiempo de retorno medio

min.**V

LT

L*TL*n*

V

RR

RR

01501020

300

10

360

33===

=

=

2. La velocidad rotacional de la corona dentada.

rpmn

..n

TT RC

25

015002501

=

+==+



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3. Los ngulos de corte, retorno y trabajo requeridos.a) ngulo de corte:

=

=

= 2251012

25300360360

3.

**

V

n*L*

C

b) ngulo de retorno:=360-225 = 135b) ngulo de carrera.

=

=

= 5222

180225

2

180.

4. La longitud de la biela o manivela.

mm.sen*sen*

LR

R*

Lsen

3925222

300

2

2

=

==

=

5. La potencia media de corte requerida.Pc = Kc * Zw

a) caudal de remocin de la viruta.

Zw = p. a. CV =3.5*0.3*12=12.6cm3/min

Pc = 0.08*12.6 = 1.008Kw

6. La fuerza de corte media.

Kgf**.

V

PF

C

CC 514

12

601020081===

7. a) El tiempo de mecanizado.

min*.n*a

LTm

40

2530

300===

b) Tiempo de mecanizado medio

( ) ( ) min....

TTca

BT

min...

.V

L

Vc

L

a

BT

Rmed

Rmed

67460150025030

350

674620

30

12

30

30

350

=+=+=

=

+=

+=

PROBLEMA N 3 (6 puntos)Se realiza la produccin en serie de elementos mecnicos en una maestranza, y esabastecida por una maquina A, como matriz a las maquinas B, o la maquina C, y seconstituyen ha producir de acuerdo a la alternativa propuesta siguiente:

El tiempo de preparacin de la mquina A para la alternativa AB es 3 horas yproduce 6 pieza/hora.

El tiempo de preparacin de la mquina A para la alternativa AC es 4 horas yproduce 9 piezas/hora.

Para la mquina B, el tiempo de preparacin es 4 horas y produce 15 piezas/hora; y,para la mquina C el tiempo de preparacin es 3 horas y produce 10 piezas/hora.Y, del mismo modo, el Costo Hora Mquina de las alternativas es:

Para la maquina A es S/. 840.

Para la maquina B es S/. 1470.

Para la maquina C es S/. 1260.Asimismo, el costo de materiales, herramientas y dispositivos es S/. 6.25/pieza parala alternativa AB, y S/. 8.10/pieza para la alternativa AC.

De las condiciones dadas se pide:Autor: Ing. Snchez Valverde. 8 julio 20134


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1. La ecuacin del Isocoste de cada alternativa.2. El numero de piezas en el punto de equilibrio de las alternativas propuestas.3. El costo total de cada alternativa.4. La alternativa ms econmica para la fabricacin de 210 piezas.5. El costo marginal o unitario de cada alternativa.

SOLUCIONARIO.1.- La ecuacin del Isocoste de cada alternativa.

Costo de Manufactura o Costo Total.CManufac = ( CM + CL).Tcal + CHta.n

A) Tiempo Calculado: Tcal = Tp.b) Costo Total de la alternativa AB.CAB= ( CM + CL).Tcal + CHta.n = 840*3 + 1470*4 + 21*6.25*nCAB= 8400 + 131.25.n.C) Costo Total de la alternativa AC.CAC= ( CM + CL).Tcal + CHta.n = 840*4 + 1260*3 + 19*8.10*n

CAC = 7140 + 153.90.n.

2.- El numero de piezas en el punto de equilibrio de las alternativas.Punto de equilibrio:CAB = CAC8400 + 131.25.n. = 7140 + 153.90.n.

5663556522

1260

2513190153

71408400==

= .

...n

3. El costo total de la alternativa CAB.CAB = 8400 + 131.25.n = 8400 + 131.25*56 = 15750

El costo total de la alternativa CAC.CAC = 7140 + 153.90.n.= 7140 + 153.90*56 = 15758

4. La alternativa ms econmica para la fabricacin de n = 210 piezas.CAB = 8400 + 131.25.n = 8400 + 131.25*210 = 35962.5, es la alternativamas econmica.CAC = 7140 + 153.90.n.= 7140 + 153.90*210 = 39559, mayor costo.

5. El costo marginal o unitario de cada alternativa.

171210

535962===

.

n

CC TOTALUAB

188210

39559===

n

CC TOTALUAC


B:CH

=

S/.1470

A:CH

= S/.840

C:CH

=

S/.1260

Tp = 3horasn. =6Pieza/hora

Tp = 4horasn. =6Pieza/hora

Tp = 4horasn.=15Pieza/horaC

Hta= S/. 6.25

Tp = 3horasn.=10Pieza/horaC

Hta= S/. 8.10

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