fabricación asistida por computador. 2º ingeniería técnica industrial

fabricación asistida por computador. 2º ingeniería técnica industrial

FABRICACIÓN ASISTIDA POR COMPUTADOR.
2º INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL, ESPECIALIDAD MECÁNICA.
PROBLEMAS TEMA 4
ECONOMÍA DEL MECANIZADO.
1. Se debe cilindrar, en una sola pasada, una longitud de 240 mm. en un lote de 600 piezas de acero de
120 mm. de diámetro, con un torno en el que se ha seleccionado una velocidad de avance de 0.18
mm/rev. Calcular:
a)
b)
Vida de la herramienta y velocidad de corte para un coste mínimo de producción.
Tiempo total necesario para mecanizar el lote y su coste.
Datos:
Coste de la plaquita (triangular reversible) = 14.85 €
Coste del portaherramientas = 150 €
Vida del portaherramientas = 1000 plaquitas.
Tasa horaria (máquina + operario) = 9 €/hora
La fórmula de Taylor toma la siguiente forma: VT0.25=28 con V (m/s) y T (s).
Tiempo de cambio de herramienta = 30s.
Tiempo de reglaje de la máquina = 15 min.
Tiempo de maniobra por pieza = 3 min
2. Calcula el tiempo mínimo de corte y el número de plaquitas para cilindrar, en una sola pasada, una
longitud de 100 mm en un lote de 1000 varillas de acero de 30 mm de diámetro. Los datos
disponibles son:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Avance
Tiempo de cambio de plaquita
Tiempo de cambio de filo
Tiempo no productivo por pieza
Tiempo de reglaje de la máquina
Tasa horaria máquina + operario
Plaquita rómbica reversible
Exponente de la fórmula de Taylor
Constante de la fórmula de Taylor
0.2 mm/rev
6 min
2 min
2 min
30 min
54 €/hora
24 €
0.25
225
(las unidades en la fórmula de Taylor son minutos y metros por minuto)
3. Se pretende mecanizar un lote de 100 tochos de φ 50 mm y l=75 mm. En cada tocho se realiza
un refrentado y, posteriormente, un cilindrado, con la misma herramienta, hasta obtener una
pieza de φ 44 mm y l =73 mm.
75 mm
φ 50
15 mm
Cilindrado:
p= 1.5 mm
a=0.15 mm/rev
k=90º
Longitud sin mecanizar hasta
el plato: 15 mm
Refrentado:
p= 2 mm
va = 120 mm/min
k =95º
Otros:
vT0.2 = 350 (T en min.; v en m/min)
Tasa horaria torno: 80 €/h
precio filo: 4 €.
Tiempo de maniobra: 15 seg.
Tiempo cambio herramienta: 20 seg.
Tiempo reglaje: 3 min.
a. Suponiendo régimen de máxima economía, calcular:
i. Tiempo más económico
ii. Piezas a realizar con un filo
b. Tiempo de mecanizado del lote
4. En una operación de cilindrado se trabaja con los siguientes datos:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Avance
Diámetro de la pieza
Longitud de la pieza
Tasa horaria de la máquina
Costo herramienta
Tiempo reposición del filo
Tiempo no productivo
0.5 mm/rev
90 mm
160 mm
5 €/hora
1.3 €/filo
3 min/filo
4 min/pieza (tiempo de maniobra)
Teniendo en cuenta el material de la pieza y herramienta debe utilizarse en la fórmula de Taylor el
exponente n=0.150
Se realizó un ensayo modificando exclusivamente la velocidad de corte y se apreció que con una
velocidad de 140 m/min la vida de la herramienta fue de 1 min.
Determinar:
a) La velocidad de operación del torno en r.p.m. para que las piezas consideradas se obtengan con
el mínimo coste.
b) Tiempo total por pieza.
(las unidades en la fórmula de Taylor son minutos y metros por minuto respectivamente)
5. A una empresa de mecanizados le encargan mecanizar los extremos de una serie de 2000
árboles tal como indica la figura. La preforma la suministra el cliente.
Coste del torno: 120.000 €
Trabaja un promedio de 15 horas al día, durante 6 días a la semana y 40 semanas al año.
Amortización a 5 años. Costes generales de la máquina 80%.
Salario del operario: 12.5 €/hora, con costes generales del 100%.
Plaquitas de metal duro intercambiables, de doble cara, cuadradas para desbasta y triangulares para
acabado. La plaquita de desbasta cuesta 20 €, y la de acabado 18 €. Cada plaquita ocupa una
posición en la torreta, en su correspondiente portaherramientas. Ambos cuestan 150 € y su vida
aproximada es de 800 plaquitas.
Tiempo empleado en sustituir una plaquita agotada por otra nueva: 48 s. Tiempo empleado en girar
la plaquita para cambiar de filo: 20 s.
Formula de Taylor para desbaste, con las condiciones de avance de 0.4 mm/vuelta y 4 mm de
pasada: VT0.25 = 340 (T en min.; V en m/min)
Formula de Taylor para acabado, con las condiciones de avance de 0.1 mm/vuelta y 1 mm de
pasada: VT0.25 = 540 (T en min.; V en m/min)
Tiempo de maniobra: 2.8 min/pieza.
Determinar, si se trabaja a velocidad de corte constante:
a) Vida de las herramientas para condiciones de mínimo coste.
b) Tiempo de fabricación del lote (Volumen de viruta a eliminar en el desbaste es de 549440
mm3, volumen de la pieza final es 972617 mm3).
c) Coste de mecanización por pieza.
d) Acabado superficial obtenido.
6. A una empresa de mecanizado le encargan cilindrar una longitud de 200 mm. en una serie de 2000
piezas cuyo diámetro inicial es de 100 mm, de forma que su diámetro final sea de 90 mm. El
desbaste se debe realizar en pasadas de profundidad de corte 2 mm y ángulo de posición de 45º,
dejando al final una profundidad de corte de 1 mm para la pasada de acabado, que se realizará con
un ángulo de posición de 60º. El encargo se debe realizar a la mayor brevedad posible, aunque esto
repercuta en su coste.
El coste del torno es de 120.000 €, trabajando un promedio de 15 horas al día, durante 6 días a la
semana y 40 semanas al año. Amortización a 5 años. Costes generales de la máquina 80%.
El salario del operario es de 12.5 €/hora, con costes generales del 100%.
Se utilizarán para la operación, plaquitas de metal duro intercambiables, de doble cara, cuadradas
para desbaste y triangulares para acabado. Cada plaquita de desbaste cuesta 20 €, y la de acabado
18€. Cada plaquita ocupa una posición en la torreta, en su correspondiente portaherramientas.
Ambos cuestan 150 € y su vida aproximada es de 800 plaquitas.
Se tardan 48 segundos en cambiar una plaquita agotada por otra nueva y 20 segundos en girar la
plaquita para cambiar de filo.
Fórmula de Taylor para desbaste con las condiciones de avance 0.4 mm/vuelta y pasada de 2 mm:
VT0.25=340 con V (m/min) y T (min).
Fórmula de Taylor para acabado con las condiciones de avance 0.1 mm/vuelta y pasada de 1 mm:
VT0.25=540 con V (m/min) y T (min).
Tiempo no productivo = 2.8 min/pieza.
Tiempo de reglaje = 20 min.
Determinar, si se trabaja a velocidad de corte constante:
a) Vida de las herramientas para las condiciones descritas.
b) Tiempo de fabricación del lote.
c) Coste de mecanización por pieza.
7. Dentro del mecanizado de una pieza de acero inoxidable en un torno CNC se incluye una operación
de copiado hacia fuera de un cono de longitud axial de 35 mm y diámetros de 30 y 60 mm. Las
creces de mecanizado son de 1 mm. Se mecanizará con un avance constante de 0.15 mm/rev.
Se mecanizará con una plaquita rómbica de 55º, de doble cara, longitud de arista 11mm y coeficiente de
longitud de arista efectiva ¼.
Está montada en un portaherramientas con ángulo de situación de 93º.
El fabricante recomienda para el material de pieza y la calidad y avance elegidos una velocidad de corte
de 230 m/min, aunque mecanizaremos a velocidad de corte constante bajo el criterio de máxima
economía.
Para la aplicación de economía de mecanizado se usa la fórmula de Kronemberg con los siguientes
coeficientes: n=0.25, g=0.14, f=0.28, k=100, con V en m/min y T en min.
Otros datos:
- Precio de la máquina: 150.000 €. Amortización a 5 años. Gastos generales 50%.
- Utilización: 200 dias/año, 15h/dia.
- Personal: 30 €/hora. Gastos generales 50%.
- Precio plaquita (incluyendo parte proporcional portaplaquitas): 9 €.
- Tiempo medio de cambio de filo: 45s.
Calcular el coste de la operación para un lote de 8000 piezas.