examen solucionario subsanacion 16-03-05
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7/28/2019 EXAMEN SOLUCIONARIO SUBSANACION 16-03-05
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERA MECNICA-ENERGA
PROCESOS DE MANUFACTURA I
EXAMEN DE SUBSANACION. Mircoles, 16 de marzo del 2005
PROBLEMA N 1Se disea el trabajo en una fresadora para ejecutar un canal chavetero de 10mm deprofundidad, 20mm de ancho, y en una longitud de 200mm; disponindose de una
fresa de acero rpido de 100mm de dimetro, cuyo ancho es de 20mm y de 21dientes. Para esta consideracin se recomienda no exceder la velocidad de corte de20m/min, y deber tener un avance por diente de 0.08mm/Z, y el husillo principalgira a velocidades alternativas de: n = 30, 56, 90, 120, 180, 320, 440 rpm.La energa especfica de corte del material puede considerarse constante e igual a0.02Kw-min/cm3. Y, sabindose que el costo del fluido elctrico industrial esS/.3.25/Kw-h.Se pide determinar:1.- Potencia requerida en la pasada.2.- Longitud del corte tangencial o descendiente.3.- Momento torsor angular.4.- Potencia media requerida.5.- Costo de la energa neta consumida del sistema en una pasada requerida.
SOLUCIONARIO.Datos: Pm = 3Kw aZ = 0.08mm/z Kc = 0.02Kw-min/cm3= 122.4Kgf/mm
Vc = 20m/min D = 100mm b = 20mm Z = 21L = 200mm Cf = S/.3.25/Kw-h
1.- Potencia requerida en la pasada.Potencia de corte:a) Seleccin de la velocidad rotacional del husillo.
rpm.*
*
D*
Vc*n 663
100
2010001000===
Seleccionamos:n.= 56rpm.b) Avance de la mesa longitudinal.a. = aZ *Z = 0.08*21 = 1.68mm/rev.
c) Velocidad Automtica.VA = a * n = 1.68 * 56 = 94mm/min
d) Caudal de remocin de viruta.Espesor medio
em = aZ*D
p= 0.08*
100
10=0.025mm
ZW = p * VA* b = 10*94*20 =18.8cm3
/min.Pc = Kc * ZW =0.02*18.8 = 0.376Kw.
3.- Longitud del corte normal o ascendente.LAB = R* + r* sena) ngulo de contacto;
rad
R
pRCos
643.0
87.36
8.050
1050
=
=
=
=
=
b) Longitud del cortador:
Elaborado: Ing. Snchez Valverde. Pgina 1 8 julio 2013
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PROCESOS DE MANUFACTURA I
mm.*
.
*
ar 2670
2
681
2===
LBA = 50 * 0.643 - 0.267 * sen 36.87 =31.989 32mm4.- Momento torsor angular.
Wc = R**em*Kc*b
Energa especifica media.Kc = 0.02*102*60= 122.4Kgf/mm.Wc = 50* 0.643* 0.025 * 122.4 * 20 = 1967.58 kgf-mm
5.- El tiempo de maquinado en una pasada, empleando recorridos anterior yulterior.
a) longitud de desplazamiento:
X = 1010*100. =ppD =30
Tm = min5.375
30*2200.2=
+=
+
AV
XL
Tiempo de maquinado en toda la operacin es:Tm = 3.5minTm = 0.058horas.
6.- Potencia media requerida.
Kwx
Pc 38.010.10260
56*21*58.1967
3==
7.- Costo de la energa neta consumida del sistema en la pasada requerida.Ce = Pc* Tm* Cf = 0.38Kw*0.058h*3.25/Kw-hCe = S/. 0.072/proceso.
PROBLEMA N 2En un taller mecnico de produccin, se sugiere el uso de la limadora de codo, pararebajar un material de acero negro por acepillado un espesor de 2.25mm,emplendose para el mismo, dos (2) pasadas de igual profundidad, y el tiempomedio de mecanizado total es 43min, la presin especfica del material es 0.085Kw-min/cm3 y por razones de deflexin la maquina a emplearse ha sido regulada: lalongitud de carrera de carnero en 265mm, el ancho del material es de 310mm, elavance de la mesa transversal es 0.2mm/rev, la velocidad media de corte es24m/min y la velocidad mxima de corte es 40m/min. Y, del mismo modo, se sabeque la longitud de la biela es 480mm, y para un segundo proceso de manufacturase amplia la carrera del carnero en 300mm, mantenindose constante la velocidadde giro del plato manivela indicado. Para las consideraciones expuestas se pidedeterminar:
1.- Los ngulos de: trabajo, corte y retorno.2.- La velocidad media de retorno.3.- La velocidad de rotacin de la colisa.4.- La velocidad mxima de corte en la ampliacin de carrera.5.-
La potencia media de corte.
SOLUCIONARIO.Datos:
Velocidad media de corte CV = 24m/min
Presin especifica del material 30850cm
minKw.Kc =
Longitud de carrera en L1 =265mm
Avance de la mesa transversal en a =0.2mm/revLa velocidad mxima de corte Vmax = 40m/min
1. Los ngulos de: trabajo, corte y retorno.
Elaborado: Ing. Snchez Valverde. Pgina 2 8 julio 2013
a = 0.2 mm/revR = 480mmL2 = 300 mmB = 310 mmTmed = 43min
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PROCESOS DE MANUFACTURA Ia) ngulo de carrera.
=
===
16
0104802
265
2
1 .*R*
LSen
b) ngulo de corte:
=+=+= 2121621802180 **c) angulo de retorno:
=360-2*= 360-212 = 148
2. La velocidad media de retorno.
min/m..
.
V
*V
..
.
*V
L
Vc
L
a
BT
R
R
R
med
590002829300
2560
22650
24
2650
20
31043
2
==
+=
+=
3.- La velocidad de rotacin de la colisa.
Tiempo de ciclo de corte:
min.**V
LT
C
C01066660
1024
256
1033===
Tiempo de retorno:
min.*.*V
LT
R
R002828730
10590
256
1033===
rpmn
...
n
TT RC
74
0130002828730010666601
=
=+==+
4.- La velocidad mxima de corte en la ampliacin de carrera.a) relacin de longitudes:
r*.r**
L
r*R*b
r*.r**
L
r*R*b
b
r*R*L
23300
48022
623265
48022
2
2
2
1
1
1
1
===
===
=
a) velocidad mxima de corte.
min/m.
*.V
.
.
rb
rb
V
V
max
max
max
4424
40624
24
624
2
2
1
1
2
==
=
+
+=
5. La potencia media de corte.a) caudal de viruta:
Zw = p * a* CV = 2.25* 0.2 * 24=10.8cm3/min
Pc = Kc * Zw = 0.085*10.8 = 0.918 Kw
Elaborado: Ing. Snchez Valverde. Pgina 3 8 julio 2013
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PROCESOS DE MANUFACTURA IPROBLEMA N 3En la produccin de elementos mecnicos en serie, puede emplearse en unamquina A, o en una mquina B, los cuales son abastecidos por una mquinamatriz C, que produce de acuerdo a la alternativa propuesta:
El tiempo de preparacin de la mquina C para la alternativa CA es: tiempode ciclo 2.0 horas, tiempo de preparacin de 2.8 horas y produce 8
pieza/hora. El tiempo de preparacin de la mquina C para la alternativa CB es: tiempo
de ciclo 3.3 horas, tiempo de preparacin de 4.5 horas y produce 9pieza/hora.
Para la mquina A, el tiempo de preparacin es 4 horas y produce 15 piezas/hora;y, para la mquina B el tiempo de preparacin es 3 horas y produce 10 piezas/hora.Y, del mismo modo, el Costo Hora Mquina de las alternativas es:
Para la maquina C es S/. 840. Para la maquina A es S/. 1400. Para la maquina B es S/. 1260.
Asimismo, el costo de materiales, herramientas y dispositivos es S/. 6.0/pieza parala alternativa CA, y S/. 8.10/pieza para la alternativa CB.
De las condiciones dadas se pide:1. La ecuacin del Isocoste de cada alternativa.2. El numero de piezas en el punto de equilibrio de las alternativas propuestas.3. El costo total de cada alternativa.4. La alternativa ms econmica para la fabricacin de 210 piezas.5. El costo marginal o unitario de cada alternativa.
SOLUCIONARIO.1.- La ecuacin del Isocoste de cada alternativa.
Costo de Manufactura o Costo Total.CManufac = (CM + CL).Tcal + CHta.n
A) Tiempo Calculado:Tcal = Te + Tp/n = 1.08*2.0 + 2.8/8 =2.51 horas.b) Costo Total de la alternativa CA.CCA = ( CM + CL).Tcal + CHta.n = CHc*Tcal+ CHA*Tcal+ CHta.n
CCA = 840*2.51 + 1470*4 + 18*6.0*nCCA = 7708 + 108*n.
C) Costo Total de la alternativa CB.D) Tiempo Calculado:Tcal = Te + Tp/n = 1.08*3.3 + 4.5/9 = 4 horas.
Elaborado: Ing. Snchez Valverde. Pgina 4 8 julio 2013
A: CH
=
S/.1400
C: CH
= S/.840
B: CH
=
S/.1260
Tc = 2.0 horasTp = 2.8 horasn. = 8Pieza/hora
Tc = 3.3 horasTp = 4.5 horas
n = 9Pieza/hora
Tp = 4 horasn. =10Pieza/horaC
Hta= S/. 6.0
Tp = 3 horasn. =10Pieza/horaC
Hta= S/. 8.10
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PROCESOS DE MANUFACTURA ICCB = (CM + CL).Tcal + CHta.n = 840*4 + 1260*3 + 19*8.10*nCCB = 7140 + 153.90.n.
2.- El numero de piezas en el punto de equilibrio de las alternativas.Punto de equilibrio:CCA = CCB
7708.4 + 108*n. = 7140 + 153.90.n.
13412945
4568
10890153
714047708==
= ..
.
.
.n
3. El costo total de la alternativa CCA.CCA = 7708.4 + 108*n. = 7708.4 + 108*13 = 9112.4
El costo total de la alternativa CCB.CCB = 7140 + 153.90.n.= 7140 + 153.90*13 = 9140.7
4. La alternativa ms econmica para la fabricacin de n = 210 piezas.CCA = 7708.4 + 108*n. = 7708.4 + 108*210 = 30388.4, es la alternativa maseconmica.CCB = 7140 + 153.90.n.= 7140 + 153.90*210 = 39559
5. El costo marginal o unitario de cada alternativa.
1457144210
430388 === ..n
CC TOTALUCA
188210
39559===
n
CC
TOTAL
UCB
PROBLEMA N 4Se va ha disear una caja Norton, cuyo cabezal del torno mecnico deber tener
ocho (8) velocidades para el giro del husillo principal invertidos, de modo tal que,
las velocidades por mando directo estn en progresin geomtrica de una velocidad
rotacional mnima de 526rpm y una mxima de 1885rpm; teniendo el contraeje la
velocidad al ingreso de 800 rpm. Y, por cierta limitacin de espacio, la mayor polea
conductora del contraeje deber tener un dimetro de 231 mm. Para el tren del
sistema reductor se dispone de dientes rectos cuyo modulo es 5. Y, por razones de
espacio la distancia entre centros de los engranajes debe ser 165 mm. Ubicndose
a la altura del husillo una rueda dentada de 22 dientes como elemento conductor y
otro de 40 dientes como conducido a la salida. Se pide determinar:
1. Las velocidades del sistema por mando directo.
2. Los dimetros de las poleas montadas sobre el husillo principal.
3. Nmero de dientes requeridos de las ruedas del tren reductor
4. Disear el esquema de la transmisin del sistema (esquema).
5. Los dimetro de las ruedas dentadas de los engranajes
SOLUCINDATOS
rpmn
mmaZZmmmd
rpmnrpmn
800
16540225222
1885526
1
411
28
=
=====
==
1. Las velocidades del sistema por mando directo1.1. Razn geomtrica.
21526
1885718 .
n
nK
min
max ===
1.2. Velocidades por mando directo
Elaborado: Ing. Snchez Valverde. Pgina 5 8 julio 2013
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PROCESOS DE MANUFACTURA In1 = 526rpmn2 = K*n1 = 1.2*526 = 631rpmn3 = K*n2 = 1.2*631 = 757rpmn4 = K*n3 = 1.2*757 = 908rpmn5 = K*n4 = 1.2*908 = 1090rpmn6 = K*n5 = 1.2*1090 = 1308rpm
n7 = K*n6 = 1.2*1308 = 1570rpmn8 = K*n7 = 1.2*1570 = 1885rpm
2. Los dimetros de las poleas montadas sobre el husillo principal.
87654321ddddddddC
V+=+=+=+=
a) Relacin de la rueda velocidad
mm*
d
n*dd*n
981885
8002312
1122
==
=
b) Distancia virtual
mmddCV
3299823121
=+=+=
c) dimetro de poleas nones y pares:
218
11570
800
3293
=+
=d
d4 = 329 218 = 111
204
11308
800
3295
=+
=d
d6 = 329 204 =125
7189
11090
800
3297
.d =+
=
d8 = 329 189.7 = 139.3
3. Nmero de dientes requeridos de las ruedas del tren reductor
1655402241
==== amZZ
)ZZ(
m
a 212 +=
( )
( )
26
402
5165
44
222
5165
3
3
2
2
=
+=
=
+=
Z
Z
Z
Z
4321ZZZZ +=+ =22+44=26+40=66
Elaborado: Ing. Snchez Valverde. Pgina 6 8 julio 2013
mm.d
mm.d
mmd
mmd
mmd
mmd
mmd
mmd
3139
7189
125
204
111
218
98
231
8
7
6
5
4
3
2
1
==
======
40
26
44
22
4
3
2
1
====
Z
Z
Z
Z
-
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PROCESOS DE MANUFACTURA I4. Disear el esquema de la transmisin del sistema (esquema).
Relacin de transmisin.
07732622
4044
538126
40
222
44
32504044
2622
43
21
42
31
.x
xi
.i
i
.x
x
Z.Z
Z.Zi
T
,
.
T
==
==
==
===
El esquema de la transmisin del sistema
5. Los dimetro de las ruedas dentadas de los engranajes
mm*Z*md
mm*Z*md
mm*Z*md
mm*Z*md
200405
130265
220445
110225
44
33
22
11
===
===
===
===
Elaborado: Ing. Snchez Valverde. Pgina 7 8 julio 2013
d3
d1 d4 d5
Z4=40
Z3=26
Z1=22
Z2=44
n1=800rpm