EXAMEN SOLUCIONARIO SUBSANACION 16-03-05

7/28/2019 EXAMEN SOLUCIONARIO SUBSANACION 16-03-05

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERA MECNICA-ENERGA

PROCESOS DE MANUFACTURA I

EXAMEN DE SUBSANACION. Mircoles, 16 de marzo del 2005

PROBLEMA N 1Se disea el trabajo en una fresadora para ejecutar un canal chavetero de 10mm deprofundidad, 20mm de ancho, y en una longitud de 200mm; disponindose de una

fresa de acero rpido de 100mm de dimetro, cuyo ancho es de 20mm y de 21dientes. Para esta consideracin se recomienda no exceder la velocidad de corte de20m/min, y deber tener un avance por diente de 0.08mm/Z, y el husillo principalgira a velocidades alternativas de: n = 30, 56, 90, 120, 180, 320, 440 rpm.La energa especfica de corte del material puede considerarse constante e igual a0.02Kw-min/cm3. Y, sabindose que el costo del fluido elctrico industrial esS/.3.25/Kw-h.Se pide determinar:1.- Potencia requerida en la pasada.2.- Longitud del corte tangencial o descendiente.3.- Momento torsor angular.4.- Potencia media requerida.5.- Costo de la energa neta consumida del sistema en una pasada requerida.

SOLUCIONARIO.Datos: Pm = 3Kw aZ = 0.08mm/z Kc = 0.02Kw-min/cm3= 122.4Kgf/mm

Vc = 20m/min D = 100mm b = 20mm Z = 21L = 200mm Cf = S/.3.25/Kw-h

1.- Potencia requerida en la pasada.Potencia de corte:a) Seleccin de la velocidad rotacional del husillo.

rpm.*

*

D*

Vc*n 663

100

2010001000===

Seleccionamos:n.= 56rpm.b) Avance de la mesa longitudinal.a. = aZ *Z = 0.08*21 = 1.68mm/rev.

c) Velocidad Automtica.VA = a * n = 1.68 * 56 = 94mm/min

d) Caudal de remocin de viruta.Espesor medio

em = aZ*D

p= 0.08*

100

10=0.025mm

ZW = p * VA* b = 10*94*20 =18.8cm3

/min.Pc = Kc * ZW =0.02*18.8 = 0.376Kw.

3.- Longitud del corte normal o ascendente.LAB = R* + r* sena) ngulo de contacto;

rad

R

pRCos

643.0

87.36

8.050

1050

=

=

=

=

=

b) Longitud del cortador:

Elaborado: Ing. Snchez Valverde. Pgina 1 8 julio 2013


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PROCESOS DE MANUFACTURA I

mm.*

.

*

ar 2670

2

681

2===

LBA = 50 * 0.643 - 0.267 * sen 36.87 =31.989 32mm4.- Momento torsor angular.

Wc = R**em*Kc*b

Energa especifica media.Kc = 0.02*102*60= 122.4Kgf/mm.Wc = 50* 0.643* 0.025 * 122.4 * 20 = 1967.58 kgf-mm

5.- El tiempo de maquinado en una pasada, empleando recorridos anterior yulterior.

a) longitud de desplazamiento:

X = 1010*100. =ppD =30

Tm = min5.375

30*2200.2=

+=

+

AV

XL

Tiempo de maquinado en toda la operacin es:Tm = 3.5minTm = 0.058horas.

6.- Potencia media requerida.

Kwx

Pc 38.010.10260

56*21*58.1967

3==

7.- Costo de la energa neta consumida del sistema en la pasada requerida.Ce = Pc* Tm* Cf = 0.38Kw*0.058h*3.25/Kw-hCe = S/. 0.072/proceso.

PROBLEMA N 2En un taller mecnico de produccin, se sugiere el uso de la limadora de codo, pararebajar un material de acero negro por acepillado un espesor de 2.25mm,emplendose para el mismo, dos (2) pasadas de igual profundidad, y el tiempomedio de mecanizado total es 43min, la presin especfica del material es 0.085Kw-min/cm3 y por razones de deflexin la maquina a emplearse ha sido regulada: lalongitud de carrera de carnero en 265mm, el ancho del material es de 310mm, elavance de la mesa transversal es 0.2mm/rev, la velocidad media de corte es24m/min y la velocidad mxima de corte es 40m/min. Y, del mismo modo, se sabeque la longitud de la biela es 480mm, y para un segundo proceso de manufacturase amplia la carrera del carnero en 300mm, mantenindose constante la velocidadde giro del plato manivela indicado. Para las consideraciones expuestas se pidedeterminar:

1.- Los ngulos de: trabajo, corte y retorno.2.- La velocidad media de retorno.3.- La velocidad de rotacin de la colisa.4.- La velocidad mxima de corte en la ampliacin de carrera.5.-

La potencia media de corte.

SOLUCIONARIO.Datos:

Velocidad media de corte CV = 24m/min

Presin especifica del material 30850cm

minKw.Kc =

Longitud de carrera en L1 =265mm

Avance de la mesa transversal en a =0.2mm/revLa velocidad mxima de corte Vmax = 40m/min

1. Los ngulos de: trabajo, corte y retorno.


a = 0.2 mm/revR = 480mmL2 = 300 mmB = 310 mmTmed = 43min


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PROCESOS DE MANUFACTURA Ia) ngulo de carrera.

=

===

16

0104802

265

2

1 .*R*

LSen

b) ngulo de corte:

=+=+= 2121621802180 **c) angulo de retorno:

=360-2*= 360-212 = 148

2. La velocidad media de retorno.

min/m..

.

V

*V

..

.

*V

L

Vc

L

a

BT

R

R

R

med

590002829300

2560

22650

24

2650

20

31043

2

==

+=

+=

3.- La velocidad de rotacin de la colisa.

Tiempo de ciclo de corte:

min.**V

LT

C

C01066660

1024

256

1033===

Tiempo de retorno:

min.*.*V

LT

R

R002828730

10590

256

1033===

rpmn

...

n

TT RC

74

0130002828730010666601

=

=+==+

4.- La velocidad mxima de corte en la ampliacin de carrera.a) relacin de longitudes:

r*.r**

L

r*R*b

r*.r**

L

r*R*b

b

r*R*L

23300

48022

623265

48022

2

2

2

1

1

1

1

===

===

=

a) velocidad mxima de corte.

min/m.

*.V

.

.

rb

rb

V

V

max

max

max

4424

40624

24

624

2

2

1

1

2

==

=

+

+=

5. La potencia media de corte.a) caudal de viruta:

Zw = p * a* CV = 2.25* 0.2 * 24=10.8cm3/min

Pc = Kc * Zw = 0.085*10.8 = 0.918 Kw



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PROCESOS DE MANUFACTURA IPROBLEMA N 3En la produccin de elementos mecnicos en serie, puede emplearse en unamquina A, o en una mquina B, los cuales son abastecidos por una mquinamatriz C, que produce de acuerdo a la alternativa propuesta:

El tiempo de preparacin de la mquina C para la alternativa CA es: tiempode ciclo 2.0 horas, tiempo de preparacin de 2.8 horas y produce 8

pieza/hora. El tiempo de preparacin de la mquina C para la alternativa CB es: tiempo

de ciclo 3.3 horas, tiempo de preparacin de 4.5 horas y produce 9pieza/hora.

Para la mquina A, el tiempo de preparacin es 4 horas y produce 15 piezas/hora;y, para la mquina B 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 C es S/. 840. Para la maquina A es S/. 1400. Para la maquina B es S/. 1260.

Asimismo, el costo de materiales, herramientas y dispositivos es S/. 6.0/pieza parala alternativa CA, y S/. 8.10/pieza para la alternativa CB.

De las condiciones dadas se pide: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 = Te + Tp/n = 1.08*2.0 + 2.8/8 =2.51 horas.b) Costo Total de la alternativa CA.CCA = ( CM + CL).Tcal + CHta.n = CHc*Tcal+ CHA*Tcal+ CHta.n

CCA = 840*2.51 + 1470*4 + 18*6.0*nCCA = 7708 + 108*n.

C) Costo Total de la alternativa CB.D) Tiempo Calculado:Tcal = Te + Tp/n = 1.08*3.3 + 4.5/9 = 4 horas.


A: CH

=

S/.1400

C: CH

= S/.840

B: CH

=

S/.1260

Tc = 2.0 horasTp = 2.8 horasn. = 8Pieza/hora

Tc = 3.3 horasTp = 4.5 horas

n = 9Pieza/hora

Tp = 4 horasn. =10Pieza/horaC

Hta= S/. 6.0

Tp = 3 horasn. =10Pieza/horaC

Hta= S/. 8.10


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PROCESOS DE MANUFACTURA ICCB = (CM + CL).Tcal + CHta.n = 840*4 + 1260*3 + 19*8.10*nCCB = 7140 + 153.90.n.

2.- El numero de piezas en el punto de equilibrio de las alternativas.Punto de equilibrio:CCA = CCB

7708.4 + 108*n. = 7140 + 153.90.n.

13412945

4568

10890153

714047708==

= ..

.

.

.n

3. El costo total de la alternativa CCA.CCA = 7708.4 + 108*n. = 7708.4 + 108*13 = 9112.4

El costo total de la alternativa CCB.CCB = 7140 + 153.90.n.= 7140 + 153.90*13 = 9140.7

4. La alternativa ms econmica para la fabricacin de n = 210 piezas.CCA = 7708.4 + 108*n. = 7708.4 + 108*210 = 30388.4, es la alternativa maseconmica.CCB = 7140 + 153.90.n.= 7140 + 153.90*210 = 39559

5. El costo marginal o unitario de cada alternativa.

1457144210

430388 === ..n

CC TOTALUCA

188210

39559===

n

CC

TOTAL

UCB

PROBLEMA N 4Se va ha disear una caja Norton, cuyo cabezal del torno mecnico deber tener

ocho (8) velocidades para el giro del husillo principal invertidos, de modo tal que,

las velocidades por mando directo estn en progresin geomtrica de una velocidad

rotacional mnima de 526rpm y una mxima de 1885rpm; teniendo el contraeje la

velocidad al ingreso de 800 rpm. Y, por cierta limitacin de espacio, la mayor polea

conductora del contraeje deber tener un dimetro de 231 mm. Para el tren del

sistema reductor se dispone de dientes rectos cuyo modulo es 5. Y, por razones de

espacio la distancia entre centros de los engranajes debe ser 165 mm. Ubicndose

a la altura del husillo una rueda dentada de 22 dientes como elemento conductor y

otro de 40 dientes como conducido a la salida. Se pide determinar:

1. Las velocidades del sistema por mando directo.

2. Los dimetros de las poleas montadas sobre el husillo principal.

3. Nmero de dientes requeridos de las ruedas del tren reductor

4. Disear el esquema de la transmisin del sistema (esquema).

5. Los dimetro de las ruedas dentadas de los engranajes

SOLUCINDATOS

rpmn

mmaZZmmmd

rpmnrpmn

800

16540225222

1885526

1

411

28

=

=====

==

1. Las velocidades del sistema por mando directo1.1. Razn geomtrica.

21526

1885718 .

n

nK

min

max ===

1.2. Velocidades por mando directo



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PROCESOS DE MANUFACTURA In1 = 526rpmn2 = K*n1 = 1.2*526 = 631rpmn3 = K*n2 = 1.2*631 = 757rpmn4 = K*n3 = 1.2*757 = 908rpmn5 = K*n4 = 1.2*908 = 1090rpmn6 = K*n5 = 1.2*1090 = 1308rpm

n7 = K*n6 = 1.2*1308 = 1570rpmn8 = K*n7 = 1.2*1570 = 1885rpm

2. Los dimetros de las poleas montadas sobre el husillo principal.

87654321ddddddddC

V+=+=+=+=

a) Relacin de la rueda velocidad

mm*

d

n*dd*n

981885

8002312

1122

==

=

b) Distancia virtual

mmddCV

3299823121

=+=+=

c) dimetro de poleas nones y pares:

218

11570

800

3293

=+

=d

d4 = 329 218 = 111

204

11308

800

3295

=+

=d

d6 = 329 204 =125

7189

11090

800

3297

.d =+

=

d8 = 329 189.7 = 139.3

3. Nmero de dientes requeridos de las ruedas del tren reductor

1655402241

==== amZZ

)ZZ(

m

a 212 +=

( )

( )

26

402

5165

44

222

5165

3

3

2

2

=

+=

=

+=

Z

Z

Z

Z

4321ZZZZ +=+ =22+44=26+40=66


mm.d

mm.d

mmd

mmd

mmd

mmd

mmd

mmd

3139

7189

125

204

111

218

98

231

8

7

6

5

4

3

2

1

==

======

40

26

44

22

4

3

2

1

====

Z

Z

Z

Z


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PROCESOS DE MANUFACTURA I4. Disear el esquema de la transmisin del sistema (esquema).

Relacin de transmisin.

07732622

4044

538126

40

222

44

32504044

2622

43

21

42

31

.x

xi

.i

i

.x

x

Z.Z

Z.Zi

T

,

.

T

==

==

==

===

El esquema de la transmisin del sistema

5. Los dimetro de las ruedas dentadas de los engranajes

mm*Z*md

mm*Z*md

mm*Z*md

mm*Z*md

200405

130265

220445

110225

44

33

22

11

===

===

===

===


d3

d1 d4 d5

Z4=40

Z3=26

Z1=22

Z2=44

n1=800rpm

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