fuerza y potencia en el corte de metal
TRANSCRIPT
FUERZAS Y POTENCIA EN EL FUERZAS Y POTENCIA EN EL CORTE DE METALCORTE DE METAL;
COSTOS DE PROCESOS
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DE LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICADE LA FUERZA ARMARA NACIONAL
U.N.E.F.A.NUCLEO PUERTO CABELLO
Bernis MarchenaBernis MarchenaGeiris Gonzales Geiris Gonzales Merlin RodriguezMerlin Rodriguez
Pedro NavasPedro NavasRichard QuirozRichard Quiroz
FUERZAS DE CORTEFUERZAS DE CORTE
Las fuerzas de corte están compuestas principalmente
por el esfuerzo del arranque de viruta y el esfuerzo para romper la viruta. La
intensa presión y fricción en el proceso da lugar a fuerzas que actúan en
varias direcciones. El esfuerzo aplicado sobre el filo es principalmente de
compresión, pero también existen esfuerzos de cizalladura. El área de
contacto entre la viruta y la cara de desprendimiento está relacionada con
las fuerzas de corte, razón por la que habrá que optimizar su geometría. El
material de la herramienta también afecta a las fuerzas de corte.
Desde un punto de
vista tridimensional, la fuerza de corte
puede dividirse en tres componentes:
fuerza tangencial (Fc), fuerza radial (Fp),
y fuerza axial (Ff).
La fuerza tangencial
depende en gran parte no sólo del
contacto pieza-herramienta, sino
también del tipo de contacto entre la
viruta y la cara de desprendimiento.
Fuerza de corte: componentes
Fuerzas en Torneado
Fuerza de corte/espesor viruta
La fuerza Fco es la fuerza necesaria para
deformar el material antes de que se forme
ninguna viruta. La magnitud de esta fuerza
varía con el tipo y condición del material de la
pieza.
Por otro lado, para la mayoría de los
materiales, el aumento de la velocidad de
corte conduce a unas fuerzas de corte más
bajas, debido a un aumento de temperatura
en la zona de influencia en un área más
reducida de contacto.
Fuerza/velocidad de corte
El tamaño de la fuerza tangencial contribuye al par
de torsión que tiene lugar, y por ello influye en los requerimientos de
potencia para el corte en cuestión. En principio, el producto de la
fuerza tangencial por la velocidad de corte representa la potencia
necesaria.
El diagrama comparativo
para fuerza específica de corte Kc muestra
que ésta disminuye conforme aumenta el
espesor de viruta sin deformar, dependiendo
del tipo de material, como puede verse para
(A) acero inoxidable, (B) acero aleado y (C)
fundición gris.
Fuerza/potencia específica de corte
Las aleaciones y el tratamiento térmico incrementan la
tensión de fluencia del material. Por lo tanto, esto tiene una influencia
importante en lo que respecta al cálculo de potencia (Pc) para cualquier
proceso de mecanizado. El efecto de esta fuerza se expresa por medio de
la fuerza específica de corte (Kc). Ésta se define como la fuerza de corte
tangencial necesaria por sección de viruta, y se expresa en N/mm2
POTENCIA DE CORTEPOTENCIA DE CORTE
La fuerza específica de corte, Kc (N/mm2), es importante
cuando se calcula la fuerza de avance, el par de torsión y la potencia
requerida. Esta fuerza es una medida de la maquinabilidad para un
material en particular con un determinado ángulo de incidencia y espesor
de viruta.
La fuerza específica de corte es definida como la fuerza
tangencial de corte necesaria para cortar viruta con una sección de 1 mm2
o la fuerza efectiva de corte dividida por el área teórico de viruta. Para
aceros al carbono (0.8%) es 2700 N/mm2 y para una aleación normal de
aluminio 750 N/mm2.
La fuerza específica de corte es definida como la fuerza
tangencial de corte necesaria para cortar viruta con una sección de 1 mm2 o
la fuerza efectiva de corte dividida por el área teórico de viruta. Para aceros
al carbono (0.8%) es 2700 N/mm2 y para una aleación normal de aluminio
750 N/mm2.
La fuerza específica de corte se obtiene de las tablas en las
que los valores están relacionados principalmente con el material de la
pieza, el ángulo de desprendimiento y el espesor medio de viruta. Las
fuerzas específicas de corte disminuyen cuando se hace más positivo el
ángulo de desprendimiento y cuando se aumenta el espesor medio de
viruta. Con el aumento de cada grado en el ángulo de desprendimiento
disminuirá Kc en 1-1.5%.
Así por ejemplo, la potencia de taladrado (Pc en kW) es el
producto del momento de la broca por su velocidad angular (w) en
movimiento uniforme, siendo la velocidad angular 2.π por la velocidad del
husillo. Las fórmulas son aproximadas puesto que el hecho de que la
velocidad y ángulo de desprendimiento varíen a lo largo de los filos no se ha
tenido en cuenta. Y lo que es más, no se ha considerado el hecho de que las
fuerzas de fricción que surgen en los filos, y las originadas por las virutas
influyen en el momento y la potencia.
Fc = Fuerza tangencial (N).
Fcμ =Fuerza tangencial debida al torsor originado por los patines guía (N).
ap= profundidad de corte (mm).
vc = velocidad de corte (m/mm).
f = avance por revolución (mm/rev).
D = diámetro de la broca (mm).
Siendo:
wMPc
nw ..2 D
vn c
.
1000.
rpcpp kfakFF sin....65.0
Con el fin de obtener la potencia requerida por la
máquina (P en kW), se debe tener en cuenta la potencia perdida en la
máquina. La potencia bruta necesaria puede ser calculada dividiendo la
potencia de taladrado (Pc + Pμ), entre la eficiencia de la máquina (η).
)17.1(60000
...
D
avafkPP pcpc
c
PP
P c
COSTOS POR PROCESOSCOSTOS POR PROCESOS
Una definición muy acertada de costo es la de Pedersen:
"Coste es el consumo valorado en dinero de bienes y servicios para la
producción que constituye el objetivo de la empresa”.
Para Schneider costo es "... el equivalente monetario de los
bienes aplicados o consumidos en el proceso de producción”.
Según Carlos Mallo Rodríguez: ¨ El costo no surge hasta que el
consumo se efectúe, por lo cual no cabe identificarlo con el concepto de
gasto que precede al costo. En tanto que el concepto de costo atiende
al ¨ momento del consumo, el gasto hace referencia al ¨ momento de
adquisición ¨.
"El costo está constituido por el consumo parcial o total de los
inputs que en todo proceso productivo contribuyen a la obtención de los
outputs. El costo representa la valoración, en términos monetarios, de
esta contribución con los inputs a la obtención de los outputs¨.
Los inputs y outputs son las entradas y salidas del proceso
productivo; las entradas se refieren a materiales directos, mano de obra
directa y otros gastos indirectos de fabricación; las salidas se asocian
con los productos terminados o servicios prestados.
CRITERIOS PARA LA CLASIFICACIÓN CLASIFICACIÓN DE LOS COSTOSDE LOS COSTOS
Con relación a los períodos de contabilidad.
Con relación a los elementos que lo forman.
Con relación al volumen de producción.
Con relación a la producción.
Con relación a su posible asignación.
Con relación a las funciones.
Con relación a la planeación, el control y la toma de decisiones.
Con relación a los períodos de contabilidad:
• Costos corrientes: aquellos en que se incurre durante el ciclo de
producción al cual se asignan.
• Costos previstos: incorporan los cargos a los costos con
anticipación al momento en que efectivamente se realiza el pago.
• Costos diferidos: erogaciones que se efectúan en forma diferida.
Con relación a los elementos que lo forman:
• Costo de producción o industrial: Incluye el costo de los
materiales, mano de obra y otros costos de fabricación; es utilizado
normalmente como criterio de valoración de las existencias. Cuando el
producto se vende el costo de producción se descarga en el costo de los
artículos vendidos.
• Costo de distribución: Es el costo relativo a la comercialización y
entrega de los productos a los clientes.
• Costo de empresa: Es el costo total del período que se obtiene por
agregación de los costos de producción y distribución.
Con relación al volumen de producción:
• Costo fijo: Es aquel en el cual el costo fijo total permanece constante,
independientemente de que varíe el nivel de actividad de la empresa,
mientras que el costo fijo por unidad varía con la producción, es decir, el
costo fijo por unidad se reduce a medida que se incrementa la actividad, al
repartir los costes fijos entre un mayor número de unidades.
• Costo variable: Es aquel en el cual el costo variable total cambia en
proporción directa a las variaciones en el volumen de producción,
mientras el costo variable unitario permanece constante.
• Costo mixto: Es aquel que contiene características tanto de costo
fijo como variable.
Con relación a la producción:
• Costo primo: Es aquel directamente relacionado con la fabricación de un
producto; equivale a la suma de materiales directos y mano de obra directa, es
decir, las partidas directas del costo.
• Costo de conversión: Es aquel incurrido en la transformación de los
materiales directos en artículos terminados; está conformado por la mano de
obra directa y los costos indirectos de fabricación, se observa que contempla la
mano de obra directa como partida directa e incorpora las partidas indirectas
del costo.
Con relación a su posible asignación:
• Costo directo: Es el costo de materiales y mano de obra que la
gerencia es capaz de identificar con artículos o áreas específicas. Este al
igual que los costos primos, incluye las partidas directas.
• Costo indirecto: Es el que por afectar al proceso en su conjunto no
es directamente identificable con ningún artículo o área, por lo que es
necesario utilizar técnicas de asignación para su distribución. Este refleja
las partidas indirectas del costo al igual que los costos de conversión.
Con relación a las funciones:
• Costo de manufactura: Se relaciona con la producción de un artículo;
es la suma de los materiales directos, la mano de obra directa y los costos
indirectos de fabricación.
• Costo de mercadeo: Se incurre en la venta de un producto o servicio.
Costo administrativo: Se incurre en la dirección, control y operación de una
empresa; incluye el pago de salario a la gerencia y al personal de oficina.
• Costo financiero: Se relaciona con la obtención de fondo para la
operación de la empresa; incluye el costo de los intereses de los préstamos
así como el costo de otorgar créditos a los clientes.
Con relación a la planeación, el control y la toma de decisiones:
• Costo estándar: Es el costo por unidad de materiales directos, mano
de obra directa y costos indirectos de fabricación, que deberían incurrirse
en un proceso de producción bajo condiciones normales; satisfacen el
mismo propósito del presupuesto.
• Costo presupuestado: Es el total de costos que se espera incurran
en un determinado período.
ELEMENTOS BÁSICOS DEL COSTO DE UN PRODUCTO
El costo de producción es el valor del conjunto de bienes y
esfuerzos en que se ha incurrido o se va a incurrir, que deben consumir los
centros fabriles para obtener un producto terminado, en condiciones de ser
entregado al sector comercial. Forman parte del costo de un producto los
materiales directos, la mano de obra directa y los costos indirectos de
fabricación expresados en valor.
Los materiales son los principales bienes que se usan en la
producción y que se transforman en artículos terminados con la adición de
mano de obra directa y costos indirectos de fabricación. Los materiales se
pueden dividir en materiales directos e indirectos.
Materiales indirectos son aquellos que "... los costos de determinar
la cantidad exacta que de estos materiales tiene el producto terminado, para
así calcular más exactamente el costo del producto, no se justifican en
términos de los beneficios a obtenerse”.
La mano de obra es el esfuerzo físico o mental gastado en la
fabricación de un producto. Su costo se puede dividir en mano de obra
directa e indirecta.
La mano de obra indirecta es la que no participa directamente en el
proceso productivo "... no es fácilmente rastreada en el producto y se
considera que no se justifica determinar el costo de la mano de obra en
relación con el producto”.
Los costos indirectos de producción o cargas fabriles son todos
los costos de producción, excepto los de materia prima y mano de obra
directa. Son todos los costos en que necesita incurrir un centro para el
logro de sus fines; costos que, salvo casos de excepción, son de
asignación indirecta, por lo tanto precisa de bases de distribución.
Los costos indirectos de fabricación pueden subdividirse según el
objeto de gasto en tres categorías:
Materiales indirectos
Mano de obra indirecta
Costos indirectos generales de fabricación.
Las características del sistema de costo por proceso pueden
resumirse:
• Los costos se acumulan sobre la base del tiempo, por lo general,
mensual o trimestral.
• Los gastos se acumulan por departamento o centros de costos o
procesos.
• La producción es objeto de registro e informe periódicos por
departamentos , centro de costos o procesos.
• Los costos se transfieren de un departamento, centro de costo o
procesos a otros a medidas que se traspasa el producto.
• El costo por unidad producida se calcula dividiendo el costo de cada
departamento, centro de costo o proceso, entre la producción obtenida.
• Los costos unitarios de los distintos periodos tienden a ser similares,
ya que todas las unidades reciben el mismo tratamiento y requieren de
los mismos recursos.
Características de los costos por procesos:
LOS MÓDULOS DE APLICACIÓN DISPONIBLES SON:
• Unidades producidas: Las cargas fabriles unitarias se obtienen
dividiendo el importe mensual por la cantidad de unidades procesadas. Se
aplica cuando se produce sólo un artículo, sin variantes de ningún tipo
(tamaño, color, calidad, etc.) o donde si bien se fabrican varios productos,
éstos requieren igual tiempo de procesamiento.
• Costos de materia prima: Vincula el costo mensual de las cargas
fabriles de un centro con el valor de la materia prima consumida en ese
lapso.:
El porcentaje resultante se aplica a los costos unitarios de materia
prima de cada producto.
• Horas hombre: Relaciona el monto de las cargas fabriles mensuales
con las horas necesarias de mano de obra directa para cumplimentar la
producción realizada en ese lapso. Este valor se aplica a los costos unitarios
en función de las horas de trabajo directo que requiere cada artículo.
• Horas máquina: La alícuota surge vinculando las cargas fabriles
mensuales con la cantidad de horas que deben funcionar las máquinas para
realizar la producción del período. Esa alícuota se aplica a las unidades de
producto en función del tiempo de elaboración de cada artículo. Se la
considera la base más precisa.
• Jornales directos: La tasa de asignación surge de la relación entre
el monto de las cargas fabriles mensuales y de los jornales directos
mensuales, que se obtienen multiplicando las unidades producidas por
sus respectivos costos de mano de obra directa. La cuota de aplicación
se aplica a los jornales directos unitarios.
Cuando se emplea una medida monetaria de la actividad de
producción (Jornal Directo) la tasa se expresa como un porcentaje del costo
en BsF de la mano de obra directa.
Cuando se emplea una medida no monetaria de la actividad de la
producción (horas-Hombre) la tasa se expresa en BsF por hora (BsF/h).