Examen Final Solucionario 08-03-2006

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



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.





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°




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


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




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




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


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