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OPTIMIZACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE CORTE
Sergio Alberto RuedaDiego Armando Gómez
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OBJETIVOS DE LA OPTIMIZACIÓN
Máxima velocidad
de producción
Costo mínimo por unidad
El maximizar la producción con el mínimo de recursos invertidos.
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PARÁMETROS PARA LA OPTIMIZACIÓN
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FACTORES DE INTERACCIÓN EN EL MECANIZADO
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EFICIENCIA Y COSTOS
La optimización del mecanizado debe estar realizada en términos de minimización de costos y tiempo de mecanizado. Esto significa que para cada proceso existe un rango de máxima eficiencia de trabajo.
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MÍNIMO COSTO DEL TRABAJO
Debe existir una velocidad de mecanizado tal que el costo se minimice.
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MÁXIMA PRODUCCIÓN
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RELACIÓN DE PARÁMETROS
Es necesario establecer una relación entre los parámetros de maquinado y la vida o desgaste de la herramienta de corte.
ty
c CTV Curvas de vida de la herramienta o Ecuación de Taylor
: Velocidad de corte [m/min]
: Vida de la herramienta [min]
:Constantes que dependen de las condiciones de corte
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TIEMPOS DE EJECUCIÓN
t: tiempo global para la elaboración
de un lote de m piezas
tpr: tiempo de preparación de la tarea
tprb: tiempo de preparación básico,
para realizar trabajos indispensables
para iniciar la tarea
tprd: tiempo de preparación
distribuido de la tarea, requerido por
factores ocasionales
te: tiempo de ejecución de la tarea
tb: tiempo básico de ejecución de una
pieza
m: número de piezas constantes del
lote
T prb T prd
T pr
tp ts
tb
tdp tdf tde
td
T e=mte
T
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TIEMPOS DE EJECUCIÓN
tp: tiempo principal, remoción efectiva de material
ts: tiempo secundario de ejecución, trabajos que se repiten para cada pieza
td: tiempo distribuido de una pieza
tdp: tiempo distribuido debido al personal
tdf: tiempo distribuido debido a la herramienta
tde: tiempo distribuido debido al equipamiento y al material
T prb T prd
T pr
tp ts
tb
tdp tdf tde
td
T e=mte
T
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v
pr t
mtN
v
tfpdf t
tmtmt
dfpsdedppr mtmttttmtt )(
fv
dl
nf
lt
cp 1000
vt
tft
Tiempo de vida de la herramienta
Tiempo de cambio de la herramienta
# de reafilaciones de la herramienta
Tiempo total de cambio de la herramienta
Tiempo global para la ejecución de la tarea
Tiempo efectivo de remoción de material
TIEMPOS Y VELOCIDAD DE CORTE
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TIEMPO Y VELOCIDAD DE CORTE
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CILINDRADO
fV
dl
fnt
cp
1000
N en rpmf en mm/rev
1000
22 dnrVc
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DESGASTE DE LA HERRAMIENTA
Curva genérica de desgaste de flanco en función del tiempo de corte.
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VIDA DE LA HERRAMIENTA
Grafica a escala log-log Vc Vs vida
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DISTRIBUCION DE LA ENERGIA
Distribución típica de la energía de entrada entre la viruta, la pieza y la herramienta
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VELOCIDAD DE CORTE PARA MÁXIMA PRODUCCIÓN
xc
n
c
tv V
K
V
Ct
1
xnKC nt 1;1
tf
Xc
csdedppr t
fK
dlVm
fV
dlmtttmtT
10001000
1
Al derivar esta ecuación e igualarla a cero encontramos la velocidad de corte óptima para máxima producción. T es la vida de la herramienta [min/Her]
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0
10001
1
10002
2 tf
Xc
cc
tVfK
dlmX
Vf
dlm
dV
dT
011 2
2
K
tVX
VtfX
cc
n tf
tX
tf
n
tn
C
tX
KV
1max
11
tftfv tn
ntXT
pr
11
max
MÁXIMA PRODUCCIÓN
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MÁXIMA PRODUCCIÓN
n tf
tX
tf
n
tn
C
tX
KV
1max
11
tftfv tn
ntXT
pr
11
max
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vK
cK
iV
fV
an
1an
Costos independientes de la velocidad de corteCostos dependientes de la velocidad de corte
Valor inicial de la herramienta
Valor final de la herramienta
# de filos de la herramienta
# de veces posibles de reafilar la herramienta
COSTO DE PRODUCCIÓN
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COSTO DE PRODUCCIÓN
p
vtv t
tZ
pt
1
a
rfafifT n
cnVVC
v
rfC
Costo de la herramienta por vida (filo)
Costo global de reafilación de la herramienta
# de piezas maquinadas durante la vida de un filo de la herramienta
Tiempo principal de corte efectivo por pieza
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CÁLCULO DE LA HORA MÁQUINA
Para realizar este cálculo se debe incluir:
Depreciación anual de la máquina. Intereses del capital prestado. Costo del área ocupada (alquiler,
iluminación, limpieza, etc.) Mantenimiento de la máquina. Costo de los salarios, Energía eléctrica y otros insumos. Lubricantes, fluidos de corte, etc.
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COSTO DE EJECUCIÓN
gpt tCK
pC
m
ttg
tfv
pdedpsp
prg t
t
ttttt
m
tt
Se tiene:
costos definidos por minuto:
Tiempo global en minutos, para la ejecución de una pieza:
El costo de ejecución por pieza es:
m
tC
t
tCKKKKC p
v
pftvctfece
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VELOCIDAD ECONÓMICA DE CORTE
tf
Xc
csdedp
prp
Xc
fTvce tfK
dlV
fV
dlttt
m
TC
fK
dlVCKC
100010001000
11
0
1
10001000
1
1000
12
22
cptf
Xc
p
Xc
fTvc
e
Vf
dlCt
fK
dlVXC
fK
dlVXC
dV
dC
pXctfpfTv CVtCC
K
X
1
Torneado:
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VELOCIDAD ECONÓMICA DE CORTE
X
p
fTvtf
X
tfpfTv
pc
CC
tX
K
tCCX
KCV
)1(1min
p
tfpfTvve C
tCCXT
1MÍNIMO COSTO
costo de mano de obra, de maquina, de local de trabajo por
minuto:
costo de herramienta por filo:
pC
ftvC
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VELOCIDAD ECONÓMICA DE CORTE
X
tfpfTv
pc tCCX
KCV
1min
X
p
fTvtf
c
CC
tX
KV
)1(
min
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VELOCIDAD ECONÓMICA DE CORTE
p
tfpfTvve C
tCCXT
1
MÍNIMO COSTO
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EJEMPLO
Tomando como referencia un torno y una herramienta como los descritos anteriormente, ¿Cuál es el tiempo de vida de la herramienta y la velocidad de corte requerida, para obtener un mínimo costo en el mecanizado de piezas de acero ABNT 1020?
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![Page 31: Sergio Alberto Rueda Diego Armando Gómez. Máxima velocidad de producción Costo mínimo por unidad El maximizar la producción con el mínimo de recursos](https://reader033.vdocumento.com/reader033/viewer/2022061301/54d8ff58497959ad3a8b45be/html5/thumbnails/31.jpg)
X = metal duro maquinando acero = 5 (Tabla anexa)
ttf = tiempo de trabajo de la herramienta = 1 min
CfTv = US$ 0,684 = costo de la herramienta por filo
Cp = US$ 0,40/min = costo del minuto-máquina
K = CtX = 6805 = metal duro maquinando acero
ABNT 1020 (Tabla anexa)
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X
pfTvtfc CCtX
KV
/1min
min/42240,0/684,0115
6805
5
min mVc
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min8,1040,0
140,0684,015
veT
p
tfpfTvve C
tCCXT
1
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GRACIAS
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EJEMPLO
Calcular el costo de una herramienta, por filo, utilizando pastillas de metal duro, calidad extra, rectangulares, con 8 filos, fijadas mecánicamente en el soporte.
Costo del soporte: US$ 70.00 con tiempo de uso equivalente a 10 cajas de pastillas
Costo de las pastillas: US$ 50.00 (caja de 10 pastillas)
Vi = 57/10 = US$ 5.7 por pastilla
Valor final: US$ 30.00 por kilo de pastillas (130 pastillas aprox.)
Vf = 30/130 = US$ 0.23
0.684 US$
8
23,07,5
vfTC