Examen Final de Procesos 2001

7/28/2019 Examen Final de Procesos 2001

1/10

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA-ENERGIA PROCESOS DE MANUFACTURA I

PROCESOS DE MANUFACTURA I

EXAMEN FINAL 2007-A

PROBLEMA 1.-

En el mecanizado de 1500 piezas, constituida cada uno en una espiga de 150mm de longitud; se propone en la mquina un avance de 0.2 mm/rev y lavelocidad de corte propuesto es 24 m/min sobre un dimetro de 1in. Y, seconstruye un componente especial para el conjunto, cuyo costo horario sinincluir mano de obra directa y gastos generales de taller se estima en S/ 450 eltiempo de preparacin para la mquina es de 6 horas, y adems deberconsiderarse:

- Tiempo de manipulacin = 22.5 min- Tiempo de fatiga = 0.5 min

- Tiempo de servicio = 1.5 min

Para el proceso de manufactura del componente requerido se fabrica undispositivo especial (machina) cuyo costo asciende en S/ 500, el costo porunidad del material es S/ 18 y de la herramienta es US$2.El taller general como gastos generales la suma de S/ 1600, y los gastos demano de obra directa que involucra en la manufactura del componente es S/12/hora. Para estas condiciones se pide:

1. Tiempo de maquinado por unidad2. Tiempo de ciclo por unidad3. Tiempo calculado por unidad4. Costo de Manufactura5. Costo por unidad de manufactura

SOLUCIN

DATOS

Costos Generales

CM = Costo de maquina = US$450

L = Gastos de mano de obra = US$12/hora

BLTaller = Gastos generados del taller = US$1600C MAT = Costo del material = US$18

CHta = Costo de la Herramienta = US$2

CDISPOSITIVO = Costo de dispositivo = US$500

1. Tiempo de maquinado

.a

LTm =

Autor: Ings. Snchez Valverde, Victoriano 8 julio 2013 Pgina 1


2/10


a) Velocidad rotacional del husillo principal

piezax

Tm

rpmx

x

D

VC

min/5.23002.0

150

76.3004.25

241000

.

.1000

==

===

2. Tiempo de Ciclo

cinManipuladeTiempoT

TTmTC=

=+=+=

min255.225.2

3. Tiempo calculado

PCal

TTeT +=

a. Tiempo Estndar

min275.05.125 =++=++=

Te

TfTTTe SC

b. Tiempo de preparacin

piezahorasT

piezaT

horasT

Cal

Cal

P

/454.0

min/24.271500

360min27

min3606

=

=+=

==

4. Costo de Manufactura unidades1500=

unidad/15.231./SC

21500

50018

1500

1600)454.0(12)454.0(450C

CC

CT.BL

LTT.CC

MANUF

MANUF

HTaDISP

MATCal

CalCalMMANUF

=

+++++=

+

++

++=

5. Costo por unidad de manufactura

142.0./Spiezas1500x

pieza/15.213./SCu ==

PROBLEMA 2.- Se va acepillar en una limadora de codo, en dos pasadas de

igual caudal, con un avance de 0.21 mm/ciclo, y rebajar en 5 mm el espesor de

su superficie plana de 420 x 250 mm, cuya capacidad de carrera mxima del

camero es de 400 mm y 0.25 kw de potencia corte media. Para el mecanizado

se deber tener en cuenta lo siguiente:

- Considerar espacios vacos anteriores y ulteriores longitudinales y

transversales iguales de 8.5 mm respectivamente.



3/10


En estas consideraciones de operacin, el coeficiente especfico del material

herramienta es 0.56 mm3/s/watt. Y la limadora de codo tiene una distancia

entre centros de rotacin del plano- manivela es 440 mm y la longitud de la

biela es 700 mm. Se pide determinar:

1) Los ngulos de carrera, corte y retorno respectivamente.

2) Velocidad de corte media

3) Velocidad de giro o rotacin del plato-manivela

4) Tiempo de corte media requerida

5) Potencia y fuerza de corte media

SOLUCIN

DATOS

mmb

8.5mmua

420mmB

PasadasN

440

2

=

==

=

=

mmRWatt

smmK

mmL

ciclomma

C

700

/56.0

250

/21.0

3

=

=

==

mmL

mm

C 400

5.2

=

=

1. Angulo de Carrera

a) ==

+=

+= 1119.0

7002

17250

.2

2111

xSen

R

uSen

b) Angulo de corte =+=+= 202)11(21802180

c) Angulo de retorno === 158221802180

2. Velocidad de Corte media

min/mx..

.V

Vx.x.x..

V.p.xa.Z.KP

C

C

CWCC

16602667093750

2500

52210785712500

78571

===

=

==

3. Velocidad de rotacin plato- manivela

rpmxxLx

V

xLxxV

C

C

6.33267.0360

16.202

2

.

2

===

=

4. Tiempo de corte media

a. Ancho del avance



4/10


pasadasN

B

2

min437815.2420

=

=+=

b. Velocidad media de retorno

min125

20

267.0

16

267.0

21.0

43722

min/44.20158

267.06.33360

103

...23

=

+=

+=

===

Tm

V

L

V

L

a

BTm

mxx

x

LV

RC

R

5. Fuerza de Corte media

KgfF

KgfxxxAKF

FVP

C

CC

CCC

6.95

625.955.221.01027857.1.

.

=

===

=

KgfsxKws

mKgfx

m

KwFC 625.9560

.102

min/16

250.0=

=

Potencia de corte media

KwP

KgfmP

FVP

C

C

CCC

25.0

605

625.95.min/16

.

=

=

=

PROBLEMA 3.- Se realiza la licitacin en una fabrica de un producto nuevo, se

considera el presupuesto para una sola mquina-herramienta: semiautomtica

o automtica y, cuya tasa de rendimiento es del 15% del mercado en su

produccin correspondiente.

La mquina semiautomtica tiene un costo de US$ 9000 y tendr una vida

promedio de 15 aos, cuyo costo anual de operacin es US$ 3000, ms US$ 8

por la unidad producida, y la maquina automtica tiene un costo US$ 20000 y

tendr una vida promedio de 10 aos, cuyo costo anual de operacin es US$



5/10


2000, ms US$ 8 por la unidad producida. Siendo su mayor aproximacin

productiva entre 300 y 500 unidades anuales de cada conjunto. Se pide:

1. Costo fijo de la mquina semiautomtica

2. Costo fijo de la mquina automtica

3. Punto de equilibrio

4. Costo unitario

5. Grafico del costo fijo- variable y el punto de equilibrio requerido

SOLUCIN

DATOS

1. Costo fijo Mquina semiautomtica:

a. Costo Total .0 aaA +=

b. Costo Fijo MCoCoipN

Coa .0 ++=

3320$

2000$

15

115

2

15.09000$

15

9000$

0

0

0

=

+

+

+=

++=

a

a

CCCaOPERACININVERSINNDEPRECIACI

Costo Total : 203320$.0 +=+ aa

2. Costo Fijo Mquina Automtica

a. Costo Total bbCB += 0

b. Costo fijo

6650$

300010

110

2

15.020000

10

200000

0

=

+

+

+=

++=

bo

b

CoMCoipN

Cob



6/10


Costo Total : 86650$. +=+= bboCB

3. Punto de equilibrio : BA CC =

unidades

ba

aobo

5.277

820

33206650

.

86650203320

=

=

=

+=+

Costo total : 8870$5277.203320 =+== xBA

4. Costo Unitario

unidadCC

CCC

BA

ABA

/96.31$

5.277

8870

==

===

5. Grafico de costos


Co $ miles

6.65

3.32

0277.5

A

B

Ne


7/10


PROBLEMA 4.- En una fresadora universal, y a lo largo de una superficie

plana de 500 mm de longitud se debe fresar un canal de seccin transversal en

U de 10 mm de ancho x 24 mm de altura total. Para esta ejecucin, se ha

proyectado tres pasadas de igual caudal, utilizando una fresa de disco a la

forma adecuada al canal de 100 mm de dimetro, 12 dientes y un avance de1.2 mm/rev.

La mquina-herramienta empleada tiene una potencia de corte media de 2 Kw

y la potencia es especifica de corte media para las condiciones propuestas es

igual a 0.15 Kw-min/cm3. Asimismo, la velocidad del husillo es : 63, 85, 90,

100, 150, 180 y 250 rpm; el avance de la mes a es : 17, 24, 34, 48, 65, 96, 134,

192 y 265 mm/min.

Se pide:1) La velocidad rotacional del husillo principal

2) Velocidad de corte

3) Longitud de la viruta no deformada normal

4) Momento torsor o trabajo de corte

5) Tiempo del maquinado total

SOLUCIN

DATOS

pasadasN

Z

KwPC

3

12

2

==

=

smm

watt

cm

KwK

mmb

mmL

C

T

/9

min15.0

10

500

33=

=

=

=

mmh

revmma

24

/2.1

==

mmh

mmD

83

100

==

=



8/10


1. La velocidad rotacional del husillo principal

baKP

ZKP

CC

WCC

....

.

=

=

rpmwatt

watt

xxxxsmm

wattwatt

8.13860.8645

2000

10128/

920003

==

=

Seleccin de la velocidad de rotacin: rpm100=

2. Velocidad de corte

min/42.311000

100.100.

1000

..m

DVC ===

3. Longitud de la viruta no deformadaBB SenrRAB .. +=

a) Angulo de Contacto

rad

R

PRCos

BB

B

5734.086.32

84.050

850

==

=

=

=

b) Radio del cortador

mmAB

xSenxAB

mma

r

ra

75.28

86.3219.0573.050

19.0.2

2.1

2

2

=

+=

===

=



9/10


4. Momento de torsor o Trabajo de corte

CZBTK

D

PabRM ....=

mmKgfM

ZmmZ

aa

Zaa

mmKgfM

mmKgfxsmm

wattxxxM

T

Z

Z

T

T

=

===

=

=

==

7440

/1.012

2.1

.

.86.7438

.10293.72/

9.100

81.010573.050

3

5. Tiempo de mecanizado

( )

min86.13

31002.1

)8100(82500

1002.1

2500

.

=

+=

+==

Tm

xx

PDP

a

LTm

PROBLEMA N 1

El costo de produccin de un lote de 600 unidades de un determinadoproducto, se realizan los siguientes gastos:

- Se propone el pago de US$ 1200 por la materia prima, y por gastos delas herramientas es US$ 68.- Se requiere de 10 horas de preparacin de la mquina.- El ciclo de manufactura es de 50minutos por pieza y el tiempo de fatiga,mas el de servicio es 9 min.- La maquina a utilizar tiene un costo de US$ 18000 y una vida til de 10

aos en condiciones normales. El mantenimiento gasta US$ 1500mensuales y el operador gasta US$ 400 al mes.- Los gastos generales de taller ascienden a US$ 300 al mes.- La tasa de inversin es del 6% mensual.- Operacin de la maquina un turno anual.

Para las condiciones propuestas, se pide determinar:1.- El tiempo a emplear en fabricar todo el lote.2.- El costo horario de operacin de maquina, incluyendo la mano de obra y losgastos generales de taller.3.- El costo de manufactura de cada unidad producida.Solucin.

Datos:



10/10


Numero de unidades de produccin: n = 600 unidadesLa materia prima: US$ 1200.Gastos de herramientas US$ 68.Tiempo de preparacin de mquina 10 horas.

Tiempo de ciclo de manufactura: 50min/piezaEl tiempo de fatiga ms de servicio: 9 minEl costo inicial del conjunto es US$ 18000La vida til de 10 aos.Gasto po mantenimiento US$ 1500 mensualesEl operador gasta US$ 400 al mes.Los gastos generales de taller ascienden a US$ 300 al mes.La tasa de inversin es del 6% mensual.1.- El tiempo a emplear en fabricar todo el lote.El tiempo estndar:

Te = Tc + Tf + Ts = (50+9) = 59 min.

El tiempo calculado:piezmin/60

600

60*1059

n

TpTeTcal =+=+=

El tiempo total de fabricacin de todo el lote por horas ser:

TT = Tcal *n = 60min/pieza*60

600= 600horas.

2.- El costo hora maquina

)B1(L)MipN

1(

H

CC 0H ++++=

Donde:

Co = US$ 18000H = 2000 horas.N = 10 aos.

Gasto por mantenimiento:

ao/soles9US$2000

18000

H

CoM ===

Inters promedio de inversin:

39.06.39)10

110(

2

72)

N

1N(

2

iip ==

+=

+=

Costo sueldo del tcnico operario.US$ 400 *12= US$ 4800/ao

Costo laboral del operario por hora ser:2.4/horUS$

2000

4800US$L ==

Gastos generales de taller por hora.B = US$800/mes

US$800 * 12 = US$ 9600/ao

4.8/horUS$2000

9600US$L*B ==

Costo hora maquina.

66.208.44.29)396.0

10

1(

2000

18000)B1(L)Mip

N

1(

H

CC 0H =++++=++++=


Documents

Examen Final de Procesos 2001