solucionario examen sustitutotio procesos i 16-10-2005

7/28/2019 Solucionario Examen Sustitutotio Procesos i 16-10-2005

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERA MECNICA-ENERGA

PROCESOS DE MANUFACTURA I

EXAMEN SUSTITUTORIO. Mircoles, 15 demarzo del 2006

PROBLEMA N 1 (5 puntos)Del anlisis y examen realizado a un corte ortogonal a un materialmaquinado en un torno mecnico, se toma en consideracin; el ngulo deposicin de la herramienta a 40, el ngulo de ataque es 20, y el espesorde viruta deformado es 0.8mm. la maquina se grada con un avance de lamesa longitudinal 0.25mm/rev, la velocidad de flujo de la viruta se toma en8m/min, cuyo ancho de la herramienta es 3.8mm y las consideraciones delmaterial, el esfuerzo de cizalladura media es 30Kgf/mm2 y el coeficiente defriccin media es 0.81.De las consideraciones propuestas, se pide determinar:

1. La fuerza resultante o equivalente.2. La fuerza de empuje3. La fuerza de cizalladura4. La fuerza de friccin.

5. La potencia de corte.SOLUCIN:1.- Fuerza resultante o equivalente:Hallando la relacin de corte.

a) Espesor de corte.eC = a. sen k = 0.25*sen 40 = 0.16b) Razn de corte.

2.08.0

16.0===

S

c

ce

er

Hallando el ngulo de cizalladura.

( )

=

==

=

4.11

2,020*2.01

20cos*2.0

1

cos1

sensenr

r

arcTgc

c

a) ngulo de friccin media: 3981.0. 1 == TgarcLa fuerza total es:

( ) ( )

( ) ( )Kgf

FsF

F

Fs

34.10420394.11cos

90

cos

20394.11coscos

=+

=+

=

=+=+

2.- La fuerza de empuje es

( )

KgfsenF

F

Fsen

L

L

34)2039(34.104 ==

=

3.- La fuerza de cizalladura:

As

Fss =

26.016.08.3

).

mmAc

ebAc

cortedeAreaa

c

==

=

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


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234.11

6.0

).

mmsen

As

As

Acsen

deformadavirutaladeSeccinb

==

=

KgfF

As

Fs

ntocizallamiedeFuerza

S

s

903*30 ==

=

4.- La fuerza de friccin es.

( )

KgfsenFf

F

Ffsen

66.653934.104 ==

=

5.- La potencia de corte media.Pc = Fc * Vc

Tambin tenemos la relacin de corte.

min

0

402.0

8m

C

c

c

V

V

Vr

==

=

La fuerza de corte:

( )

( )

KgfFc

FFc

F

Fc

6.98)2039(cos*34.104

cos

cos

==

=

=

Kw

VcFc

Pc 64.060*102

40*6.98

60*102

*

===

PROBLEMA N 2 (5 puntos)En un torno universal, la transmisin de movimiento al husillo principal serealiza mediante su transmisin por las poleas trapeciales y conosescalonados iguales opuestos (100, 150 y 200 mm), como se muestra en lafigura adjunta, donde la velocidad rotacional del motor es 2500 rpm, y sumnima velocidad con reductor para el husillo principal es 80 rpm. Se pidedeterminar:

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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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 ==

3.- 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



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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.

PROBLEMA 3 (5 puntos)En un taladro de bandera, se agujerea con una broca de 12mm de dimetroy la gua tiene el 34% del dimetro, cuyo ngulo de alma es 140, la presinespecfica de corte del material es una relacin de: Kc = 205.(ec)-0.18

Kgf/mm, donde eC es el espesor de corte no deformado o terico. El agujeroes ciego con una profundidad de 20mm sobre una plancha de 25mm y quetiene una velocidad rotacional del husillo de 550rpm, y la relacin deavance-dimetro es: 0.02. Se pide determinar:

1. La presin especifica de corte del material.2. El caudal de remocin de viruta.3. La potencia media de corte.

4. El momento torsor de la broca con el material.5. El tiempo del mecanizado.

Solucin:Datos.Dimetro =12mm.Gua = 34%.d = 4mmK = 140Kc = 205.(ec)-0.18 Kgf/mm,

)2

(.2

ksen

aeC = .

Lp = 20mmn. = 550rpm

02.0=d

a.

1.- Potencia especifica de corte del material.a) avance del sistema.

revmmda /24.012*02.0.02.0 ===b) espesor de viruta no deformado.

)2

(.2

ksen

aeC = mmsen 11.0)70(.2

24.0==

Kc = 205.(ec)-0.18 Kgf/mm = 205.(0.11)-0.18 = 305Kgf/mm2.- Remocin de viruta.

a) rea no deformada.

5.1004

)412.(

4

).( 22202

mmdd

AC =

=

=

b) velocidad automtica.VA = a. n = 0.24. 550 = 132mm/minZw = Ac. VA = 100.5 * 132 = 13266mm3/min = 13.266 cm3/min

3.- Potencia de corte.

PC = KC*ZW = CvKw 89.066.0102*60

26.13*305==

4.- Momento torsor de la broca con el material.



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a) Velocidad de corte.

min/7.201000

550*12*

1000

**m

ndVc ===

b) Fuerza de corte.

KgfVPFC

CC 195

7.2060*102*66.0 ===

mmKgfd

FMCt

=== 11702

12*195

2*

KgfmmcmKgfn

PcM

t==== 116089.115

550

89.0.71620.71620

5.- Tiempo de mecanizado.

min18.0132

6.320*3.0=

+=

+=

+=

AA V

dpl

V

mplTm

PROBLEMA N 4 (5 puntos)Para el mecanizado de 950 piezas, se va a maquinar sobre una espigacilndrica de acero de 300 mm de longitud y un dimetro de 25mm; sepropone una velocidad de corte de 26 m/min, y a la mquina se grada unavance de 0.3 mm/rev. Para el proceso de manufactura en serie seconstruye un componente especial que el costo asciende en S/. 1 500(machina), cuyo tiempo de preparacin fue de 8 horas, y adems sepropone el tiempo de manipulacin de la maquina en 22 minutos. En lasconsideraciones del diseo el costo hora maquina es S/. 450/hora, el costopor unidad del material es S/ 18 y de la herramienta es S/. 23, los gastosgenerales del taller asciende a la suma de S/ 1600/hora, y los gastos de lamano 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, costo variable y en funcin del isocoste.4. El isocoste del costo total y costo total.5. El costo unitario

SOLUCINDATOSCostos GeneralesCH = costo hora maquina = S/. 450/horaL = Gastos de mano de obra = S/. 12/horaBLTaller = Gastos generados del taller = S/. 1600/horaC Material = Costo del material = S/. 18CHta = Costo de la Herramienta = S/. 2CDispositivo = Costo de dispositivo = S/. 1500

1.- El tiempo calculado por unidad.a) Velocidad rotacional del husillo principal

rpmd

Vcn 331

25*

26*1000

*

*1000===

b) tiempo de maquinado.

min3331*03

300

.===

na

LTm

c) tiempo de ciclo



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nManipulacideTiempo

:

min25223

=

=+=+=

Th

Donde

ThTmTC

d) tiempo estndar.Te = 1.08. Tc = 1.08*25 = 27min

Tiempo calculado:min5.27

950

60*827 =+=+=

n

TTeT PCal

2. El costo de manufactura por unidad. unidadesn 950=

unidadSC

C

Cn

CC

n

TBLLTTCC

MANUF

MANUF

HTaDISP

MATCal

CalCalHMANUF

/63.987./950

15002318

60

)5.27(

950

1600

60

)5.27(12

60

)5.27(450

..

=

+++++=

+++++=

3. El Costo fijo.

unidadSC

C

nTBLLTTCC

F

F

CalCalCalHF

/945./

60

)5.27(

950

1600

60

)5.27(12

60

)5.27(450

..

=

++=

++=

a) Costo variable.

unidadSC

C

Cn

CCC

V

V

HTaDISP

MATV

/56,42./

950

15002318

=

++=

++=

4. El costo total.CT = CF + CV = 945 + 42.56.n = 945 + 42.56*950 = 41 3775. El costo unitario.

55.43950

41377===

n

CC TU


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