Ejercicio 1 La fabricación de un piñón del diferencial de un automóvil se realiza en dos fases, primero se obtiene una pieza mediante forja, la cual tiene las dimensiones muy próximas a las requeridas (mostrada en la figura) y finalmente se mecanizan hasta ajustar las dimensiones requeridas. Una de las operaciones de mecanizado se realiza para ajustar las dimensiones del vástago del piñón, para el cual se requiere un diámetro final de 18 mm. Con la finalidad de obtener las condiciones de rugosidad superficial se debe usar un avance de 0,05 mm/rev y una profundidad de corte máxima de 1 mm.
Se conoce que:
El costo inicial de la máquina herramienta es de 100.000 BsF. Y se debe amortizar en 3 años. La máquina herramienta sólo puede proporcionar las siguientes velocidades de giro: N (rpm): 150, 300, 450, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800 y 2000 Suponga que el torno puede proporcionar el avance necesario para la operación. El salario de un operario es de 30 BsF./hora. Los costos generales de operario son de 150% y los de máquina son de 100%. La herramienta a utilizar durante el torneado tiene las siguientes constantes en la ecuación de Taylor: n = 0,5 y V r = 4,5 m/s cuando t r = 60 s La herramienta es posicionada, al inicio de la operación, de manera que tiene una longitud anterior de 5 mm. El tiempo de cambio de herramienta es de 320 s, el costo de proporcionar un nuevo filo es de 50 BsF. El tiempo improductivo por pieza es de 4 minutos. La jornada laboral es de 6 días por semana 5 horas por día y 48 semanas por año
Si se quiere realizar la operación al menor costo posible, determine: a. b. c. d. e.
Costo por máquina y operario. (2 punto) Vida de la herramienta. ( 3 puntos) Velocidad de corte. (2 punto) Tiempo de producción por pieza. (2 puntos) Costo de producción por pieza. (2 puntos)
Ø20
70
Unidades en milímetros
SOLUCIÓN:
a. COSTO POR MÁQUINA Y OPERARIO
) ( ) ( Donde
Y donde
( () )
Al sustituir se obtiene
b. VIDA DE LA HERRAMIENTA
c. VELOCIDAD DE CORTE Por tener una longitud anterior, entonces el corte es intermitente
()
Como el torno posee un número limitado de rpm, hay que ajustar la velocidad.
Se toma 800 rpm como velocidad de giro por ser la más cercana.
Velocidad de corte para costo mínimo
ajustada
( ) ( ()
d. TIEMPO DE PRODUCCIÓN POR PIEZA Cálculo del tiempo de mecanizado: Se trata de un cilindrado en una longitud de 70 mm para reducirla desde un diámetro de 20 mm a 18 mm con un avance de 0,05 mm/rev y una profundidad máxima permitida de 1 mm, de manera que se requerirá sólo un pase. El tiempo de mecanizado viene dado por la ecuación siguiente
Ahora se necesita saber cuántas piezas se pueden fabricar con una herramienta (NP)
En total se pueden fabricar 18 piezas por herramienta, y el tiempo de producción por pieza será.
e. COSTO DE PRODUCCIÓN POR PIEZA
/pieza
Ejercicio 2 Se requiere disminuir la altura en 2 mm de la pieza mostrada en el plano anexo. Para tal fin se debe realizar un fresado frontal utilizando una fresa de vástago de 25 mm de diámetro. Con la finalidad de obtener las condiciones de rugosidad superficial se debe usar un avance de 0,05 mm/rev y una profundidad de corte máxima de 2 mm.
Se conoce que:
El costo inicial de la máquina herramienta es de 120.000 BsF. Y se debe amortizar en 5 años. Suponga que la fresadora puede proporcionar cualquier velocidad de giro o avance. El salario de un operario es de 25 BsF./hora. Los costos generales de operario son de 100% y los de máquina son de 100%. La herramienta a utilizar durante el torneado tiene las siguientes constantes en la ecuación de Taylor: n = 0,3 y V r = 5 m/s cuando t r = 60 s El tiempo de cambio de herramienta es de 320 s, el costo de proporcionar proporcionar una nueva herramienta es de 100 BsF. El tiempo improductivo por pieza es de 4 minutos. La jornada laboral es de 5 días por semana 7 horas por día y 40 semanas por año
Si se desea mecanizar en el menor tiempo posible, determine:: f. g. h. i. j.
Costo por máquina y operario. (2 punto) Vida de la herramienta. ( 1 puntos) Velocidad de corte. (3 punto) Tiempo de producción por pieza. (2 puntos) Costo de producción por pieza. pieza. (2 puntos)
Unidades en milímetros
SOLUCIÓN:
f. COSTO POR MÁQUINA Y OPERARIO
) ( ) ( Donde
Y donde
( () )
Al sustituir se obtiene
g. VIDA DE LA HERRAMIENTA
h. VELOCIDAD DE CORTE Se trata de una operación de corte intermitente
() = 0,295
ϴ
i. TIEMPO DE PRODUCCIÓN POR PIEZA Cálculo del tiempo de mecanizado:
Se trata de una operación de fresado frontal en toda la longitud de una pieza ( l ). ). Dado que se requiere disminuir la altura en 2 mm y la máxima profundidad permitida es de 2 mm, entonces se requiere sólo un pase. El tiempo de mecanizado se puede obtener mediante la expresión:
√ √ Donde
l
AP
D/2 w
L
Ahora se necesita saber cuántas piezas se pueden fabricar con una herramienta (NP)
En total se pueden fabricar 15 piezas por herramienta, y el tiempo de producción por pieza será.
j. COSTO DE PRODUCCIÓN POR PIEZA
/pieza
