Examen Sutitutorio de Procesos 2007a

7/28/2019 Examen Sutitutorio de Procesos 2007a

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERA MECNICA-ENERGA

PROCESOS DE MANUFACTURA I

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERA MECNICA ENERGA

EXAMENSUSTITUTORIO

2007-A

Mircoles 29 de agosto del 2007

Ing: VICTORIANO SNCHEZ VALVERDE

CALLAO

Autores: Ing. Snchez V, Victoriano e Ing. Emiliano Loayza H. 8 julio 2013 Pgina 1


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PROBLEMA N 1

El costo de produccin de un lote de 600 unidades de un dispositivomecnico para un trabajo en serie, y se realizan los gastos siguientes:

- Se propone el pago por la materia prima en US$ 1200, y porgastos de herramientas es US$ 60.- Se requiere el tiempo de preparacin de 10 horas, para laconstruccin de la machina para la mquina.- El ciclo de manufactura es de 50minutos por pieza y, el tiempode fatiga mas el tiempo de servicio es de 9 min.- El costo inicial de la maquina a utilizar es de US$ 18000, y unavida til de 10 aos en condiciones normales. El mantenimientogasta US$ 1500 mensuales 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.- La operacin de la maquina en un turno anual es de 2000horas.Para las condiciones propuestas, se pide determinar:1.- El tiempo a emplear en la fabricacin de todo el lote.2.- El costo de maquina a producir.3.- El costo horario maquina de operacin.4.- El costo de manufactura por unidad producida.5.- El costo unitario a producir.Solucin.Datos:Numero de unidades de produccin: n = 600 unidades

La materia prima: US$ 1200.

Costo del material 2$US600

1200CMat ==

Costo de herramientas CHta = US$ 68.Tiempo de preparacin de mquina TP = 10 horas.Tiempo de ciclo de manufactura: TC = 50min/piezaEl tiempo de fatiga ms de servicio: Tf +Ts = 9 minEl costo inicial del conjunto es C0 = US$ 18000La vida til del conjunto N = 10 aos.Gasto por mantenimiento M = US$ 1500 mensuales

El gasta del operador US$ 400 al mes.Los gastos generales de taller ascienden B = US$ 300/mes.La tasa de inversin es del i = 6% mensual.1.- El tiempo a emplear en fabricar todo el lote en horas.El tiempo estndar:

Te = Tc + Tf + Ts = (50+9) = 59 min.El tiempo calculado:

piezmin/60600

60*1059

n

TpTeTcal =+=+=

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

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

600

= 600horas.Autores: Ing. Snchez V, Victoriano e Ing. Emiliano Loayza H. 8 julio 2013 Pgina 2


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PROCESOS DE MANUFACTURA I2.- El costo de maquina a producir.Donde:

Co = US$ 18000H = 2000 horas.

N = 10 aos.Gasto por mantenimiento:

ao/soles9US$2000

18000

H

CoM ===

Inters promedio de inversin:

396.06.39)10

110(

2

72)

N

1N(

2

iip ==

+=

+=

El costo de maquina a producir.

hora/356.9$USC

hora/356.9$US9)396.010

1(

2000

18000M)ip

N

1(

H

CC

M

0M

=

=++=++=

3.-El costo hora maquina

B.LLM)ipN

1(

H

CC 0H ++++=

Costo del 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.

hora/556.16$USC

hora/556.16$US8.44.29)396.010

1(

2000

18000)B1(L)Mip

N

1(

H

CC

H

0H

=

=++++=++++=

4.- El costo de manufactura por unidad producida.DispMatHtacalcalcalHManuf CCCT*LBT*LT*CC +++++=

Costo de materiales:

piez/2$US600

1200

n

MaterialCMat ===

Costo de herramienta por pieza:

piez/1.0$US600

60CHta ==

pieza/856.25$USC

piez/856.25$US21.060*8.460*4.260*556.16C

Manuf

Manuf

=

=++++=

5.- El costo unitario por pieza.

pieza/043.0$USCu

piez/043.0$US600

856.25

n

CCu T

=

===



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PROBLEMA N 2

Se desea fresar una serie de piezas de acero de 88mm de ancho y 150mm delongitud y una profundidad de pasada de 5mm, se dispone de una fresadora

provista de un motor de 2 Kw, la eficiencia de las transmisiones de la maquinapueden considerarse en 75% y se tiene las siguientes velocidades y avances.n = 34, 53, 87, 137, 210, 340, 860, 955 rpmVa = 14, 23, 42, 80, 120, 195, 300, 490 mm/minPara el indicado trabajo se utilizara una herramienta frontal de 95mm dedimetro y 10 dientes, cuyo ngulo de posicin del filo es 60, serecomienda no exceder de 24 m/min la velocidad de corte, ni 0.09mm/diente en el avance por diente, considerar que el rango de trabajo lapresin media especifica de corte es 0.1 Kw. min/cm3. Considerando lascondiciones ms ventajosas, se pide determinar:

1. La velocidad rotacional del husillo principal.2. La potencia requerida en una pasada de corte.3. El numero de pasadas de igual profundidad.4. Tiempo de ejecucin en una pasada.5. El espesor mximo de viruta no deformada.

Solucin:Datos:aZ =0.09 mm/dienteAncho = 88mm

Longitud = 150mmProfundidad = 5mm

Pm = 2 Kw =75%n = 34, 53, 87, 137, 210, 340, 860, 955VA = 14, 23, 42, 80, 120, 195, 300, 490 mm/min.D = 95mm dimetro de la fresa.Z = 10 dientesKr = 60 ngulo de filo.Vc = 24 m/min velocidad de corte.Avance por diente aZ = 0.09 mm/diente

1.- Velocidad de rotacin del husillo principal.

D.

Vc.n

.n.D

Vc

=

=

1000

1000

rpmn 41.80)95)((

)24)(1000(==

Seleccionamos de tabla n = 53 rpm.

Sabemos que el avance:

.Zaa Z=

Donde:

dienteporAvanceaZ =



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Z = numero de dientesAvance de la mesa rev/mma =

.

10.

.min09.0

rev

dientes

dientesa =

.9.0rev

mma =

Coeficiente especifico del material:

3c cm

minKw1.0K =

W

C

CZ

PK =

Hallando la velocidad de avance:

min/mm7.4753*9.0VA ==

Seleccionamosmin/mmV

A

42=

rea de corte:2440885 mmmmmmxb*pAC ===

Hallando el caudal de remocin:

ACW V*AZ =

mi/cm48.18mm440.min

mm42Z 33W ==

2.- La potencia requerida en una pasada de corte.

Kw848.1P

Kw848.1min

cm48.18

cm

minKw1.0P

C

3

3C

=

=

=

Verificando la potencia efectiva= .PP me

Kw5.175.0*Kw2Pe ==

Pe < PcCw5.1Kw848.1 3.- El numero de pasadas de igual profundidad.

Se darn dos pasadas con una profundidad de 2.5mm, y con unapotencia de corte de 0.924 Kw.

4.- El tiempo de maquinado en una pasada.



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min3.4295.4T

min3.4295.442

)5.295(5.22150

V

)pD(p2LT

m

a

o

m

=

=+

=+

=

5.- El espesor mximo de viruta deformado.Espesor de no deformado:

)(Sen.eC = 6090

mm.eC 7790=

mm..

.D

pae Zmax 030

95

5209022 ===

PROBLEMA N 3

Se esta realizando una experiencia de corte ortogonal, tornendoseun tubo de 140mm y de 8mm de espesor, indicado tubo gira a 100

rpm. Se utiliza un ngulo de ataque de 15 y se propone el avance dela herramienta en 0.3 mm/rev siendo la fuerza de corte de 300Kgf,fuerza de empuje es 100Kgf y que actan sobre la herramienta,donde el espesor de corte no cizallado es 0.3, adems se sabe que,en un metro de longitud de viruta obtenida pesa 30grf, y que el pesoespecifico del material es de 7.8 grf/cm3.Se pide determinar.

1) El ngulo de cizallamiento2) El coeficiente aparente de friccin entre la viruta y el material.3) La fuerza de cizallamiento4) El esfuerzo medio de corte que acta sobre el plano de

cizalladura5) La energa especifica de corte (Kw-min/cm3)

SOLUCIN.Datosdimetro = 140mmespesor = 8mmngulo de ataque =15avance = 0.3mm/revn =100 rpmFuerza de corte = 300 kgf

Fuerza de empuje =100 Kgf1.- ngulo de cizalladura.

I.............senr1

cosrtg

c

c

=

Calculo del espesor de viruta deformada

=

=

bew

belW

s

ss

mm48.0cm/gr8.7mm8

gr30e

3s=

=

Razn de corte:


resultantefuerzaF

empujedefuerzasFt

cortedefuerzasFc

=

=

=


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625.048.0

30.0r

1e

er

c

s

cc

==

=

76.35

768.0tg

15sen*625.01

15cos*625.0tg

=

=

=

2.- El coeficiente de friccin media entre la viruta y el material

=Fn

F ( ) ( ) 47.34300

10015sen

F

Fsen

C

L ==>==>=

kgf22.316300100FcFtF 2222 =+=+=

( )

kgf97.178F

47.34sen22.316FfFsen.FF

Ffsen

=

==>==>=

2

c mm4.2Acmm3.0mm8AcbeAcAs

Acsen ==>==>==>=

( )2

2

mm52.447.34sen

mm56.2As ==

3.- La fuerza de cizallamiento.

( ) ( )

( ) kgf13.18647.1947.34cos22.316Fs

Fs.cos.FF

Fscos

=+=

=+=>=+

4.- Esfuerzo medio de corte que acta sobre el plano de cizalladura

As

Fss =

2

2smm/kgf41

mm52.4

kgf13.186

As

Fs===

5.- Energa especifica de corte

3

C

2

2C

cmmin//Kw02.060*102

125K

mm/kgf125mm4.2

kgf300

Ac

FcK

==

===

PROBLEMA N 4En un torno universal, la transmisin de movimiento al husillo principal se

realiza mediante su transmisin por las poleas trapeciales y conos

escalonados iguales opuestos (100, 150 y 200 mm), como se muestra en la

figura adjunta, donde la velocidad rotacional del motor es 2500 rpm, y su

mnima velocidad con reductor para el husillo principal es 80 rpm. Se pide

determinar:

1. El dimetro de la polea trapecial A.

2. Las velocidades directas del husillo principal.Autores: Ing. Snchez V, Victoriano e Ing. Emiliano Loayza H. 8 julio 2013 Pgina 7


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3. Las velocidades reducidas del husillo principal.4. El mdulo normalizado del sistema.5. Los dimetros primitivos de las ruedas dentadas.

SOLUCIN:1.- El dimetro de la polea trapecial A.

Relacin de transmisin total:

14.048*48

18*18

*

*

42

31===

zz

zzit

Velocidad rotacional mnimo:nmin = 80 rpmnm.80 = A*n1n1.100 = 200* ns

Dimetro de la polea:n6 = n3.it80 = n3*0, 14

rpmn 4.57114.0

803 ==

nm.80.100 = A.200.n3

mmA 1754,571*200

100*80*2500==

175=A (Dimetro de la polea A)

2.- Las velocidades directas del husillo principal:

2500*80 = 175*n1

rpmn 1143175

80*25001

==

200. n1= 100.n2

rpmn 2286100

1143*2002

==

rpmn 1143150

1143*1504

==

rpmn 5.571200

1143*1006

==



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PROCESOS DE MANUFACTURA I3.- Las velocidades reducidas del husillo principal.

rpmnin tS 3202286.14,0. 21 ===

rpmnin tS 1601143*14,0. 43 ===

rpmnin tS 805.1714.16,0. 35 ===

4.- El mdulo normalizado del sistema.

5

5)4818(

165*2

=

=+

==

m

ISOModulo

mmmmdulo

5.- Los dimetros primitivos de las ruedas dentadas:d1 = m. Z1 = 5. 18 = 90mm.d2 = m. Z2 = 5. 48 = 240mm.d3 = m. Z3 = 5 .18 = 90mm.d4 = m. Z4 = 5. 48 = 240mm.

EXAMEN SUSTITUTORIO.2007-A mircoles, 28 de agosto del2007Nota: en el cuadernillo, anotar nombre del curso, cdigo, apellidos y nombres; eldesarrollo de cada problema es LITERAL y sin abreviaciones de ningn tipo, de norealizarse como lo sugerido NO SE CALIFICARA, y el documento se deber realizarsolo con lapicero negro o azul, prohibido el uso del lpiz o lapicero rojo.

PROBLEMA N 1El costo de produccin de un lote de 600 unidades de un dispositivomecnico para un trabajo en serie, y se realizan los gastos siguientes:

- Se propone el pago por la materia prima en US$ 1200, y porgastos de herramientas es US$ 60.- Se requiere el tiempo de preparacin de 10 horas, para laconstruccin de la machina para la mquina.- El ciclo de manufactura es de 50minutos por pieza y, el tiempode fatiga mas el tiempo de servicio es de 9 min.- El costo inicial de la maquina a utilizar es de US$ 18000, y unavida til de 10 aos en condiciones normales. El mantenimiento

gasta US$ 1500 mensuales y el operador gasta US$ 400 al mes.Autores: Ing. Snchez V, Victoriano e Ing. Emiliano Loayza H. 8 julio 2013 Pgina 9


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- Los gastos generales de taller ascienden a US$ 300 al mes.- La tasa de inversin es del 6% mensual.- La operacin de la maquina en un turno anual es de 2000horas.

Para las condiciones propuestas, se pide determinar:

1.- El tiempo a emplear en la fabricacin de todo el lote.2.- El costo de maquina a producir.3.- El costo horario maquina de operacin.4.- El costo de manufactura por unidad producida.5.- El costo unitario a producir.

PROBLEMA N 2Se desea fresar una serie de piezas de acero de 88mm de ancho y150mm de longitud y una profundidad de pasada de 5mm, se disponede una fresadora provista de un motor de 2 Kw, la eficiencia de lastransmisiones de la maquina pueden considerarse en 75% y se tienelas siguientes velocidades y avances.

n = 34, 53, 87, 137, 210, 340, 860, 955 rpmVa = 14, 23, 42, 80, 120, 195, 300, 490 mm/min

Para el indicado trabajo se utilizara una herramienta frontal de 95mmde dimetro y 10 dientes, cuyo ngulo de posicin del filo es 60, serecomienda no exceder de 24 m/min la velocidad de corte, ni 0.09mm/diente en el avance por diente, considerar que el rango detrabajo la presin media especifica de corte es 0.1 Kw. min/cm3.Considerando las condiciones ms ventajosas, se pide determinar:

1. La velocidad rotacional del husillo principal.

2. La potencia requerida en una pasada de corte.3. El numero de pasadas de igual profundidad.4. Tiempo de ejecucin en una pasada.5. El espesor mximo de viruta no deformada.

PROBLEMA N 3

Se esta realizando una experiencia de corte ortogonal, tornendoseun tubo de 140mm y de 8mm de espesor, indicado tubo gira a 100rpm. Se utiliza un ngulo de ataque de 15 y se propone el avance dela herramienta en 0.3 mm/rev siendo la fuerza de corte de 300Kgf,fuerza de empuje es 100Kgf y que actan sobre la herramienta,

donde el espesor de corte no cizallado es 0.3, adems se sabe que,en un metro de longitud de viruta obtenida pesa 30grf, y que el pesoespecifico del material es de 7.8 grf/cm3.Se pide determinar.

1) El ngulo de cizallamiento2) El coeficiente aparente de friccin entre la viruta y el material.3) La fuerza de cizallamiento4) El esfuerzo medio de corte que acta sobre el plano de

cizalladura5) La energa especifica de corte (Kw-min/cm3)

PROBLEMA N 4



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PROCESOS DE MANUFACTURA IEn un torno universal, la transmisin de movimiento al husilloprincipal se realiza mediante su transmisin por las poleas trapecialesy conos escalonados iguales opuestos (100, 150 y 200mm), como semuestra en la figura adjunta, donde la velocidad rotacional del motor

es 2500rpm, y su mnima velocidad con reductor para el husilloprincipal es 80 rpm. Se pide determinar:1. El dimetro de la polea trapecial A.2. Las velocidades directas del husillo principal.3. Las velocidades reducidas del husillo principal.4. El mdulo normalizado del sistema.5. Los dimetros primitivos de las ruedas dentadas.


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