Proceso de Produccin

ANALISIS DE MANUFACTURA

ANALISIS DE MANUFACTURA

TP 224 V

ING. ALFREDO ROLANDO

AGERO MAURICIO

raguero2005@uni.edu.peraguero2005@gmail.com2015-2Proceso de ProduccinConcepto de proceso en la Ingeniera Industrial "Proceso es el conjunto de actividades relacionadas y ordenadas con las que se consigue un objetivo determinado" En la ingeniera industrial el concepto de proceso adquiere gran importancia, debido la prctica en esta carrera, requiere: Planear, integrar, organizar, dirigir y controlar Estas actividades permiten a los Ingenieros Industriales lograr sus objetivos en el ejercicio de su profesinEl ingeniero industrial debe considerar a los procesos de produccin como una herramienta para: El diseo y definicin de planes, programas y proyectos

El diseo, integracin, organizacin, direccin y control de sistemas La optimizacin del trabajo

La evaluacin de resultados Establecimiento de normas de calidad El aumento y control de la eficiencia Etc. El ingeniero industrial observa a la manufactura como un mecanismo para la transformacin de materiales en artculos tiles para la sociedad. Tambin es considerada como la estructuracin y organizacin de acciones que permiten a un sistema lograr una tarea determinada. Clasificacin de los procesos de manufactura

De manera general los procesos de manufactura se clasifican en cinco grupos:Procesos que cambian la forma del material Metalurgia extractiva

Fundicin

Formado en fro y caliente

Metalurgia de polvos

Moldeo de plstico

Procesos que provocan desprendimiento de viruta por medio de mquinas Mtodos de maquinado convencional

Mtodos de maquinado especial

Procesos que cambian las superficies Con desprendimiento de viruta

Por pulido

Por recubrimiento

Procesos para el ensamblado de materiales Uniones permanentes

Uniones temporales

Procesos para cambiar las propiedades fsicas Temple de piezas

Temple superficial

Procesos de manufactura en este cursoTrabajo en bancoCepillado

TorneadoBrochado

Taladrado, rimado, barrenado mandrilado y avellanadoEsmerilado

Fresado

Para que estos procesos sean de utilidad para los ingenieros industriales se deben considerar los siguientes temas: Criterios para la produccin econmica con finalidad de beneficio econmica.

Criterios de la produccin con fines de beneficio econmicoCostos Aceptables

Competitivos

RentabilidadGanancias superiores a las que proporciona el banco

CalidadSlo la necesaria (no inversiones que no sean necesarias)

Criterios de produccin econmica con finalidad de efectividadCriterios de la produccin con fines de la efectividadProyectoDiseos funcionales que permitan la manufactura calculada y controlada.

MaterialesSeleccin de los materiales adecuados y econmicamente aceptables.

Procesos de manufacturaSistemas para la transformacin de los materiales con la calidad adecuada, considerando las necesidades del cliente, de manera eficiente y econmica.

Factor humano Motivacin

Trato

Facilidad

Capacitacin

Seguridad

Proceso administrativo1. Planeacin

2. Integracin

3. Organizacin

4. Direccin

5. Control

Efectividad y Eficiencia

En este curso se considerar como: Eficiencia a La relacin numrica que existe entre la cantidad lograda por un sistema y la mxima cantidad que dicho sistema pueda lograr. Efectividad a La estimacin del cumplimiento de objetivos, fines o funciones de un sistema o proceso, sin que exista evaluacin numrica o estndares predeterminados..

a) La Operacin: Es la etapa bsica conformada por una o mas pasadas.

b) Ciclo: Es la operacin o conjunto de operaciones realizadas sobre el material.PROCESO DE MANUFACTURA

Secuencia de operaciones:

TORNO 1

1. Refrentado deel extremo a union lamica

2. Elaboracin del agujero central como pendientes.

3. Refrentado del otro extremo.

4. Elaboracin del agujero central como pendientes.

5. Cilindrado a 28287 mm ( long. total)

6. cilindrado a 28 x 23 mm.

7. Elaboraboracion del Bisel 1.5 mm x 45

8. Elaboracin del bisel 1.5 mm x 30

9. Elaboracin del cuello

10. Cilindrado a 25 mm x 29 mm

11. Cilindrado a 20 mm x 26 mm

12. Elaboracion del cono.FRESADORA

1

9Elaboracion de cada cara del exagono

6

TORNO 2

1. Agujero de 8.3 mm de x 25 mm de longitud

2. Roscado.

FUNDAMENTOS DEL PROCESO DE MANUFACTURA DEL ARRANQUE DE VIRUTA

PROCESO DE CORTE: Es un proceso fsico complejo: deformacin y eliminacin de una capa de material de la superficie del componente denominado viruta, con la finalidad de llegar a la forma y dimensiones, especificadas en el diseo.

Durante este proceso se producen deformaciones tanto en la viruta asic omo en la superficie ms extensa del componente.

Se distingue los siguientes esquemas de corte: CORTE ORTOGONAL:

Las leyes fundamentales de la cinemtica del corte se establecen para el caso de corte ortogonal, para luego establecer algunos principios en el proceso de mecanizado por arranque de viuta.

Durante el corte del metal se producen la deformacin de la capa que se elimina, as como tambien de la capa ms exterior de la superficie maquinada.

Durante el maquinado la herramienta de corte penetra en el metal a una profundidad tComo la capa de metal se empieza en la superficie de arranque de la herramienta, surge una fuerza P que acta perpendicular a la superficie de ataque similarmente este fenmeno se repite sobre la superficie de INCIDENCIA, dando lugar a una fuerza P1

A consecuencia del rozamiento surgen fuerzas que se oponen por un lado al : desplazamiento de la viruta a travs de la superficie de ataque y por otro lado al movimiento de la herramienta de corte respecto a la superficie maquinada.DEFORMACIONES ELASTICAS Y PLASTICAS, DURANTE EL MAQUINADO

La herramienta de corte actua sobre la capa de metal con una determinada fuerza de compresin la cual hace que el metal se deforme. Este proceso es equivalente a un proceso de traccin. Del diagrama se nota, inicialmente la probeta se deforma elsticamente, es reversible.

Luego sobre la probeta comienza a formarse un determinado cuello, es decir en esta zona se produce el mximo alargamiento de la probeta ( ac).

En este momento la deformacin elstica pasa a una plstica ( proceso irreversible) llegando a la destruccin ( rotura); punto m.

Durante la compresin del cuadro ser anlogo al descrito, solo que en lugar del alargamiento de la probeta sucede que sta se acorta, la seccin de la herramienta sobre la capa del metal, se puede comparar con la accin del elemento mvil de una prensa sobre el elemento que se est experimentando durante la compresin, con la diferencia que durante el tratamiento mecnico ( maquinado), la capa del metal est unida directamente al nucleo del componente, lo cual hace complejo la mecnica de la deformacin ( por accin de la prensa el metal es libre de desplazarse en cualquier direccin).

La deformacin plstica hace que aumente la dureza del metal en la unidad de longitud medida en direccin perpendicular al eje del componente y avanza una profundidad de ( 0.1 0.15 ).

El aumento de la dureza superficial puede influir muchsimo en la durabilidad del componente, por cuanto ste tendr mejor resistencia al desgaste, mejoraran sus caractersticas mecanicas, pero al mismo tiempo perder la resistencia a los golpes hacindose frgil; la profundidad de la dureza se puede disminuir utilizando fluidos de corte.

FLUIDOS DE CORTELos fluidos de corte ( lubricantes y refrigerantes) permiten la disminucin de calor durante el maquinado, favorece el proceso de formacin de la viruta y disminuye el rozamiento.

El fluido de corte debe llegar a la zona de corte en una buena cantidad ( 8-12 lts/m) y cuando el proceso de corte se realiza con una velocidad elevada, hasta 20 lts/min.

DESGASTE DE LA HERRAMIENTADurante el corte de los metales, como resultado del rozamiento de la viruta sobre la superficie de ataque de la cuchilla, y el rozamiento de la superficie de incidencia de la cuchilla sobre la superficie del componente se produce el desgaste de la herramienta.

El rozamiento y el desgaste que se produce durante el corte es un tanto diferente al rozamiento en general ; esta diferencia consiste en que en el caso del corte el rozamiento sucede entre superficies que se forman de modo consecutivo, a altas presiones, altas temperaturas y en superficies relativamente pequeas. La mecnica del desgaste de la herramienta durante el corte es muy complejo; tiene lugar : desgaste a consecuencia de la formacin desgaste por adhesin. Por difusin etc.DESGASTE ABRASIVO :

Se produce como resultado del arrancamiento, por corte, de volmenes microscpicos de material de la herramienta que tiene una estructura dursima.

Una gran accin abrasiva se produce en el maquinado de superficies de slidos de fundicin.

DESGASTE POR ADHESION:

Sucede como consecuencia de la accin de soldadura entre materiales del componente y de la herramienta, lo cual ocurre durante el desplazamiento de pequeas partculas que se arrancan del material de la herramienta. El desgaste por adhesin solo tiene un carcter local y se sucede en lugares pequeos de contacto de la superficie de la herramienta con la superficie del componente y de la viruta, en zonas donde se producen las mayores deformaciones y calentamiento.DESGASTE POR DIFUSION:

Ocurre como resultado de la difusin mutua de los materiales del componente y de la herramienta. Esto sucede realmente durante el maquinado a grandes velocidades con herramientas que tienen pastillas de aleacin dura.

FACTORES QUE INFLUYEN EN EL DESGASTE DE LA HERRAMIENTA

1.- Propiedades fsico-mecnicas de material del componente y del material de la herramienta.2.- Estado superficial del componente y del filo de la cuchilla.

3.- Tipos y propiedades fsicos-mecnicos de los fluidos de corte.

4.- Regimenes de corte.

5.- Elementos geomtricos de la cuchilla.

6.- Estado de la maquina de herramienta.

7.- Rigidez del sistema tecnolgico

8.- Otros ( condiciones de maquinado )

En general el desgaste de la cuchilla se produce por las superficies de ataque e incidencias. Sin embargo; en funcin de las condiciones del maquinado puede producirse por una u otra superficie con mayor intensidad.

El desgaste por la superficie de ataque se caracteriza en general por la profundidad h1 y el ancho de la faja b (el ancho de la faja cambia muy poco)

ENGRASE Y LUBRICACION DE MAQUINASEl rozamiento de dos piezas que estando en contacto se mueven una con relacin a otra se puede reducir :

Proporcionando a la superficie que estn en contacto un fino acabadoEmpleando para las piezas flotantes materiales con dbil coeficiente.

Interponiendo entre las piezas sustancias adecuadas ( lubricantes ) que facilita el deslizamiento de una sobre la otra.

Este ultimo procedimiento para reducir el rozamiento por interposicin de una sustancia extraa entre piezas se denomina lubricante en este caso las piezas no estn en contacto directo, debido a la pelcula de lubricante que se interpone entre ellas y por ello se dice que el rozamiento es indirecto.

VENTAJAS :

Reduce las fuerzas de rozamiento y por consiguiente hace disminuir la potencia absorbida en resistencias pasivas.

Evita el calentamiento excesivo de los cojinetes.

Reduce el desgaste natural de las superficies partes rozantes.

Facilita la evacuacin de las impurezas que se intercalan en las superficies rozantes.

Reduce considerablemente la velocidad de desgate de las superficies rozantes proporcionando una gran duracin al elemento consideado.Asegura una continuidad de marcha evitando el gripado entre piezas ( contacto directo)

Evita la corrosin de las maquinas principalmente en los elementos de enlace y articulaciones de las mismas.

LUBRICANTES:Tenemos tres categoras :

1).- LIQUIDOS : son aceites minerales, grasos compuestos y sintticos

2).- GRASOS : son compuestos pastosos a la temperatura ambiente, las grasa pueden tener 2 fuentes de procedencia:

a) De aceites grasos minerales, mas menos solidificados tales como

el cebo y la vaselina. b)Como combinacin pastosa de productos de petrleo con ciertos

jabones que le dan consistencia y sirven de soporte a los aceites.

Ordinariamente la clasificacin de grasas se hace de acuerdo con el tipo de jabon usado , pudiendo ser :

Grasas resistentes al agua, al calor, al calor y agua a las altas presiones.3) SOLIDOS : Estan compuestos de elementos lubricantes tales como el grafito, la misma pulverizada,el azufre, estos elementos se emplean generalmente mezclados con aceites o grasa pero tambin se pueden utilizar directamente en forma de polvo.

Los lubricantes solidos suelen soportar altas temperaturas y fuertes cargas.

PROCESO DE MANUFACTURA

Propsito de la Medicin del Trabajo

Tal como se puede observar en el mdulo deEstudio del Trabajoel ciclo de tiempo del trabajo puede aumentar a causa de un mal diseo del producto, un mal funcionamiento del proceso o por tiempo improductivo imputable a la direccin o a los trabajadores. ElEstudio de Mtodoses la tcnica por excelencia para minimizar la cantidad de trabajo, eliminar los movimientos innecesarios y substituir mtodos. La medicin del trabajo a su vez, sirve para investigar, minimizar y eliminarel tiempo improductivo, es decir, el tiempo durante el cual no se genera valor agregado.

Una funcin adicional de la Medicin del Trabajo es la fijacin de tiempos estndar (tiempos tipo) de ejecucin, por ende es una herramienta complementaria en la misma Ingeniera de Mtodos, sobre todo en las fases dedefinicin e implantacin. Adems de ser una herramienta invaluable del costeo de las operaciones.

As como en el estudio de mtodos, en la medicin del trabajo es necesario tener en cuenta una serie deconsideraciones humanasque nos permitan realizar el estudio de la mejor manera, dado que lamentablemente la medicin del trabajo , particularmente el estudio de tiempos, adquirieron mala fama hace aos, ms an en los crculos sindicales, dado que estas tcnicas al principio se aplicaron con el objetivo de reducir el tiempo improductivo imputable al trabajador, y casi que pasando por alto cualquier falencia imputable a la direccin.

Usos de la Medicin del Trabajo

En el devenir de un Ingeniero Industrial muchas sern las ocasiones en las que requerir de alguna tcnica de medicin del trabajo. En el proceso de fijacin del los tiempos estndar quiz sea necesario emplear la medicin para:

Comparar la eficacia de varios mtodos, los cuales en igualdad de condiciones el que requiera de menor tiempo de ejecucin ser el ptimo.

Repartir el trabajo dentro de los equipos, con ayuda de diagramas de actividades mltiples. Con el objetivo de efectuar un balance de los procesos.

Determinar el nmero de mquinas que puede atender un operario.

Una vez el tiempo estndar (tipo) se ha determinado, este puede utilizarse para:

Obtener la informacin de base para el programa de produccin.

Obtener informacin en que basar cotizaciones, precios de venta y plazos de entrega.

Fijar normas sobre el uso de la maquinaria y la mano de obra.

Obtener informacin que permita controlar los costos de la mano de obra (incluso establecer planes de incentivos) y mantener costos estndar.

Procedimiento bsico sistemtico para realizar una Medicin del Trabajo

Las etapas necesarias para efectuar sistemticamente la medicin del trabajo son:

SELECCIONAREl trabajo que va a ser objeto de estudio.

REGISTRARTodos los datos relativos a las circunstancias en que se realiza el trabajo, a los mtodos y a los elementos de actividad que suponen.

EXAMINARLos datos registrados y el detalle de los elementos con sentido crtico para verificar si se utilizan los mtodos y movimientos ms eficaces, y separar los elementos improductivos o extraos de los productivos.

MEDIRLa cantidad de trabajo de cada elemento, expresndola en tiempo, mediante la tcnica ms apropiada de medicin del trabajo.

COMPILAREl tiempo estndar de la operacin previendo, en caso de estudio de tiempos con cronmetro, suplementos para breves descansos, necesidades personales, etc.

DEFINIRCon precisin la serie de actividades y el mtodo de operacin a los que corresponde el tiempo computado y notificar que ese ser el tiempo estndar para las actividades y mtodos especificados.

Estas etapas debern seguirse en su totalidad cuando el objetivo de la medicin sea fijar tiempos estndar (tiempos tipo).

Tcnicas de Medicin del Trabajo

Cuando mencionbamos que el trmino Medicin del Trabajo no era equivalente al trmino Estudio de Tiempos, nos referamos a que el Estudio de Tiempos es tan solo una de las tcnicas contenidas en el conjunto "Medicin". Las principales tcnicas que se emplean en la medicin del trabajo son:

Muestreo del Trabajo

Estimacin Estructurada

Estudio de Tiempos

Normas de Tiempo Predeterminadas

Datos Tipo

Qu es el ESTUDIO DE TIEMPOS?

Es innegable que dentro de las tcnicas que se emplean en la medicin del trabajo la ms importante es elEstudio de Tiempos, o por lo menos es la que ms nos permite confrontar la realidad de los sistemas productivos sujetos a medicin.

"El Estudio de Tiempos es una tcnica de medicin del trabajo empleada para registrar los tiempos y ritmos de trabajo correspondientes a los elementos de una tarea definida, efectuada en condiciones determinadas y para analizar los datos a fin de averiguar el tiempo requerido para efectuar la tarea segn una norma de ejecucin preestablecida".COPONENTES DEL TIEMPO DE FABRICACIONDescomposicin del tiempo de fabricacin de un producto o de una operacin.

Las empresas ms productivas son aquellas que logran mantener los tiempos de fabricacin de sus productos, en los niveles ms bajos; en iguales condiciones, la mayor productividad se mide por la utilizacin del tiempo de fabricacin, de ah la importancia de su conocimiento y control.

El tiempo de fabricacin de un producto o de una operacin, est constituido por tres elementos o componentes, a saber:

( Contenido bsico de trabajo: Es el tiempo mnimo requerido para obtener una unidad de produccin. Es un tiempo terico, que no se puede reducir.

( Contenido suplementario de trabajo (Trabajo improductivo): Trabajos adicionales (entre ellos el reproceso, o los malos mtodos), que se le suman al bsico, incrementando el tiempo de fabricacin.

( Tiempo improductivo: Son aquellos tiempos muertos, que ocasionan la inactividad de la operaria, como falta de materiales, por ejemplo.

Descomposicin del tiempo de fabricacin de un producto o de una operacin

Ntese que el Contenido suplementario de trabajo, puede ser originado por deficiencias en el diseo o especificaciones del producto (A), o por mtodos ineficaces de produccin o de funcionamiento (proceso) (B), igualmente el tiempo improductivo ser imputable a la Direccin de la fbrica (C), o al operario (D).

Esta clasificacin es muy importante por dos razones:

Permite visualizar cuando el operario est activo (A B), o inactivo (C D).Simplifica la bsqueda de soluciones a los problemas de baja productividad, pues separa la causa que los origina.

ESTUDIO DE TIEMPOS

LA MEDIDA DEL TRABAJO: CONCEPTO.Es la aplicacin de tcnicas para determinar el tiempo que invierte un trabajador cualificado en llevar a cabo una tarea definida, efectundola segn una norma de ejecucin predeterminada, es decir, de acuerdo a un determinado mtodo de trabajo.

PROCEDIMIENTOS DE MEDIDA DE TIEMPOS:a) Estimacin: realizada por profesionales de taller.

b) Utilizacin del cronmetro.

c) Sistemas de tiempos predeterminados.

MEDIDA DE TIEMPOS POR MEDIO DEL CRONMETRO:El cronometraje es una tcnica de medida del trabajo empleada para registrar los tiempos y los ritmos de trabajo correspondientes a los elementos de una tarea definida, efectuada en condiciones determinadas, y para analizar los datos a fin de averiguar el tiempo requerido para efectuar la tarea segn una norma de ejecucin preestablecida.

ETAPAS A SEGUIR EN EL CRONOMETRAJE:a) Estudiar el puesto de trabajo.

b) Descomponer la tarea en elementos.

c) Determinar el nmero de mediciones necesarias.

d) Medir el tiempo que tarda el operario en la realizacin de cada elemento y valorar su actuacin.

e) Convertir los tiempos observados en tiempos normales.

f) Calcular el tiempo normal representativo de cada elemento.

g) Corregir los tiempos normales representativos segn la frecuencia con que aparezcan en la tarea los distintos elementos.

h) Aplicar los suplementos.

i) Establecer el tiempo tipo.

NOCION DE TRABAJADOR MEDIO Y DE RITMO NORMAL DE TRABAJO:Trabajador medio es el que posee la inteligencia y las facultades fsicas necesarias, la formacin y la experiencia suficientes, para ejecutarla con arreglo a normas de calidad aceptables, y cuya habilidad y rendimiento son el promedio dentro del grupo examinado.

Ritmo normal de trabajo es la velocidad de trabajo del operario medio que acta bajo una direccin competente, pero sin el estmulo de un sistema de remuneracin por rendimiento.

LA VALORACIN, ESCALAS DE VALORACIN:La valoracin es la operacin mental mediante la cual el especialista en estudio de tiempos compara la actuacin del operario a quien est observando con lo que sera ritmo normal de ejecucin del trabajo.

Son la Centesimal, Bedaux y 75-100, siendo los valores normales: 100, 60, 75.

6. Tiempo de mecanizado (tm)

1. Tiempo de manipulacin(th)

2. Tiempo de ciclo(tc) : tc = tm + th

3. Tiempo de servicio (ts) : Estimado: ts = 5 o 6% de tc

4. Tiempo para descanso (tf) : estimado: tf = 2% tc

5. Tiempo Estndar (te) : te = tm + th + ts + tf (mm/pies)

6. Tiempo de preparacin de la maquina (tp)

7. Tiempo calculado (tcal) : tcal = te + t/n

n: n de unidades por loteUnidades: (min/unid.)

COMPONENTES DEL COSTO HORARIO DE OPERACIN DE LA MAQUINA

Depreciacin:

C= costo de la maquina

=>d= C/N

N= numero de aos

GANANCIA A LA INVERSION (INTERESES)

(Valor de recuperacin)

donde: i: tasa de interes (%)

N: aos

Si I < C : se esta perdiendo

Si es por ao:

Mantenimiento = C*m

m: factor promedio de mantenimiento(al ao)

C: capital que costo la maquina.

INFLUENCIA EN EL VOLUMEN DE PRODUCCION EN EL METODO DE FABRICACION MAS CONVENIENTE

METODO secuencia de tareas para transformar gradualmente la materia prima o productos semielaborados en un determinado objeto.

ANALISIS Y MEJORA DE METODOS proyecto de la ing. de produccin cuya funcion es buscar metodos a fin de lograr un mayor rendimiento posible de lo invertido en equipos y personal.

La eleccin del metodo de fabricacin se esta encaminando a utilizar aquel que nos permita produccin economica, de un producto con calidad exigida y precision, en los planos y especificaciones, para esto se hace necesario mas personas especializadas en la materia ( ing. de produccin) cuya mision es refutar a un estudio y analisis c/u de los temas a utlizar sobre una pieza dad a fin de eliminar toda operacin incesaria y determinar el mejor metodo.

El metodo de fabricacin bsicamente depende de la cantidad a producir, ademas debera de tener en consideracin:

materiales

forma y dimension.

precision.

MATERIAL: determina la serie de trabajos necesarios antes de realizar el mecanizado.

PRECISION NECESARIA: la alta operacin puede requerir operaciones adicionales( acabado comercial o rectificado)

CAPACIDAD DE LA MAQUINA: indican la necesidad de la adquision de nuevas maquinas .

En resumen el cost de manufactura depende del esquema organizativo del trabajo.

CONCEPTOS DE COSTOS FIJOS Y VARIABLES

Costos totales: son costos que en un proceso de manufactura corresponden a un lote de produccin y son costos que se aprecian una vez finalizado el proceso.Costos fijos totales: costos en un proceso de manufactura independiente de la cantidad a producir.

Ejemplo: preparacin de la maquina, lubricamientos especiales, etc.

Costos variables: es aquel que depende de la cantidad de produccin.

Ejemplo: coste del material, operacin de la maquina-herramienta, etc.

Ejemplo:

Construccion de 100 ejes:

dispositivo: 2000

prepar.maqu. 800

COSTOS FIJOS TOTALES: 2800

COSTOS VARIABLES TOTAL(pieza): 230

costo del material/pieza: 10 costo herramienta/pieza: 5 costo operacin mat/pieza: 125 Ch: 250s/./hora (operacin de la maquina)

COSTO DE FABRICACION = 2800+230*100= 25,800

COSTO UNITARIO DE FABRICACION= CT/N= S/. 258 : c. frab. Unitario.

Punto de equilibrio:

Cantidad por la cual es independiente usar un metodo.

=> A+a*n = B + b*n

Analisis:

Para que esta comparacin sea posible es decir para hallar el punto de equilibrio se debe de cumplir:

el metodo de margen costo fijo debe tener menor costo variable unitario para cantidades menores al punto de equilibrio es conveniente el metodo de menor costo fijo.

en el ejemplo anterior: costo fijo/unid. : 2800/100 = s/. 28

costo variables/unid. = s/. 230

Cf total = Cf + Cv*n

Cf total/n = Cf/n + Cv

Ejemplo:

En cierto producto puede ser fabricado por fundicin o por corte, y soldadura a partir de un material comercial acero suave.

Para producirlo por fundicion se necesita de un modelo de s/. 80,000. el cual sirve para hacer tantos moldes como piezas sean necesarios. Ademas el coste del moldeo y material por pieza es de 760, para el mecanizado posterior se debera emplear una maquina cuyo costo total de operacin es de s/. 1,500 por hora. Produciendose 12 unidades por hora, siendo el costo de herramienta de s/. 15/pPara fabricar por soldadura se requiere de s/. 560 de materia prima por pieza. El corte de material que para c/u de ellos tarda 20 min a un costo de s/. 450 , el doblado de partes se ejecuta a razon de 12 min/pieza a razon de $900/hora, requeriendose un promedio de s/. 250. de material de soldadura/unidad. Adicionalmente para la sujecin de los electos para facilitar una soldadura es necesario un dispositivo cuyo costo haciende a 34,400 tambien en este caso se requiere de un mecanizado en la misma maquina anterior, pues aun ritmo de 15 min/km y con un costo de herramienta de 23/pieza. Determinar:a) el punto de equilibrio de las actividades

b) la alternativa mas adecuada para fabricar un lote de 115 y el costo de manufactura.

Fundicion:Modelo: 80000 cf

Moldeo y material: 760/p

Mecanizado posterior ( CH=1500/hr)

Produccin: 12 unid/hr

Herramienta: 15/pieza

Soldadura:Material: 560/p

Corte: t = 20

, Doblado: 40 p/h

Costo= 450/hr costo: 680/hr

Soldadura:Costo= 9000/hr

Material de soldar=250/unidad

Dispositivo= 34400 cf

Mecanizado= CH= 15000/hr 12/p

Produccin= 15/hr

Costo herramienta= 23/p

Tenemos:A = A0 + an

B = B0 + bn

1er Metodo:

CTA = 80000 + [ 760 + 1500*1/2 + 15]*nCTA = 80000 + 900*n

n = 120 CTA = 188000

2do Metodo:

Cs = 36790

SISTEMAS DE TRANSMISIONVer diapositivas

TRENES DE ENGRANAJESUnidades principales: para indicar El tamao de diente, se usan uno de estos dos sistemas :

SISTEMA METRICO:

Parmetro bsico MODULO ( M) M= D/Z

SISTEMA INGLES :

Parmetro bsico PASO DIAMETRAL (Pd ) Pd= Z/D

Paso circular ( P ) P= .D/Z => P. Pd = C= ( D1 + D2 / 2) ( D3 +D4 / 2 ) M= D/Z = M ( Z1 + Z2 /2 ) = M ( Z3 + Z4/2 )

Z1 + Z2 = Z3 + Z4 : para pasos circulares iguales.

TRENES DE ENGRANAJES

MECANISMO ESCALONADO DE POLEAS

SI AL TREN REDUCIDO SE LE AGREGA UMA PAREJA MS DE ENGRANAJES CONDUCTORES::

MECANISMO DE AVANCE

Velocidades del TP BA

Relacion de avance de la caja de avance

1,2,5,6:r1 = Z1*Z5

Z2*Z61,2,5,8r2 = Z1*Z5

Z2*Z8

1,2,5,10r3 = Z1*Z5

Z2*Z10

1,4,5,6r4 = Z1*Z5

Z4*Z6

1,4,5,8r2 = Z1*Z5

Z4*Z8

1,4,5,10r2 = Z1*Z5

Z4*Z10

Veloc. Del tornillo patron barra de avance

n1 = nA*r1

n2 = nA*r2

n3 = nA*r3

n4 = nA*r4 n5 = nA*r5 n6 = nA*r5

Siendo: nA = nH*rH-A

.. I

Donde: nH = velocidad del husillo

rH-A = relac. De transmisin entre el husillo y la linea de entrada de la C.A.

De aqu : nA = nHxrH-A .( II )

De aqu:

nA = nH*rH-A

.. II

Para determinar el avance:

nH = 1 revolucion

a = (mm/revolucion)MECANISMO DEL CARRO PORTAHERRAMIENTASEn la cremallera: ( con el engranaje)

A = Dp(3)*n(3) , sabemos: Pc(3) = Dp(3)

Z3

Por lo tanto:

a = Pc*Z3*n(3) donde: Pc: paso del engranaje que enfrenta a la cremallera

N3: rotacion del engranaje que enfreta a la cremallera

La cadena cinematica esta dado por los siguientes elementos:

I1-Zc, Z1-Z2, Z2(Z3)

2

At = n(z8) *Pt

3

4

Avance automaticos:

longitudinales:

transversales:

Notas:

para los automaticos se toma en cuenta el B.A.

para los manueales el mecanismo

B.A. ( para las operaciones de torneado.

T.P. ( solo para roscado.

Para el caso de roscado: a = p

donde:

a: avance

p: paso del tornillo a roscar

A = p = ntp*C; ntp = ni

donde:c= paso del tornillo patron

pi= peso del tornillo

A= 1.5 mm/rev a roscar

Ejemplo:

Suponiendo:

* Relacion de transmisin entre el husillo y la entrada a la caja de avance (A)=1 rH-A=1/1* Para la caja de avance:

z1=16

z2=16

z4=24

z5=15

z6=15

z8=30

z10=60 dientes

* Para el caro portaherramientas:

Iw=1

zc=30

z1=17

zI=45

z2=51

z3=13

z7=90

z8=17

ademas:

TP : C=12 am

Cremallera : M= 1.5

Carro tranversal= pt=2 mm

Determinar:

a) los pasos de los tornillos posiles a roscarse(pi)

b) los valores de los avances automaticos longitudinales y transversales disponibles.

Solucion:

Relacion de transmisin de la C.A.:

r1 = 16*15/16*15 = 1

r1 = 16*15/16*30 = 1/2

r1 = 16*15/16*60 = 1/4

r1 = 16*15/16*15 = 2/3

r1 = 16*15/16*30 = 1/3

r1 = 16*15/16*60 = 1/6

hacemos : nH= 1 vuelta ( nA = 1

PROCESO DE TORNEADO

Sujecin de la obra en el torno.

Accesorios del torno

Operaciones mas comunes

Cilindrar

Mandrilado

Refrentado

Rasurado

Roscado

Moleteado

Torneado cnico

Tronzado ( corte reparacin de piezas)

CONDICIONES DE CORTE

1.- Velocidad de corte (Vc)Se refiere a la velocidad cintica mxima tangencial.

Vc =

(m/min.)2.- Velocidad de avance (A)

A = a*n

(mm/min.)

3.- Seccin de material a mecanizar (S)

p: profundidad de pasada

S = a*p

(mm2)

d = do 2p

4.- Tiempo de ejecuccion de una pasada

t = L/A

(min), para i pasadas: t = L/A*i

5.- Cantidad de viruta (Q)

Q = V/t

volumen de material a arrancar por pasada.

De donde:

Q =

Donde es la velocidad media (Vm)

Q = Vm*S

6.- Angulo de posicin de Filo ()

7.- Espesor de material a mecanizar arrancar (e)

e = a*sen

(mm)MANDRILADO

Para una parada:

Vc =

REFRENTADO

Vc =

A = at*n

t = L/A = do/2RANURADO Y TRONZADO

t = Y/A

t = do/2

tiempo de rasurado

tiempo de tranzado

TALADRADO

Vc =

A = a*nt = (t+c), pero c = d/2 ctg(/2)secciones de materiales a arrancar: S:

S = a/2*d/2 = (a*d)/4

Caudal:

a = V/t , V: volumen

METODOS PARA EL TORNEADO CONICO

Limitacion: Y l/50

En caso de que L > l =>

limitacion: V L/50

ROSCADO

En el husillo: n1 = L/pTornillo patron: n2 = L/c

=> r = n2/n1 = L/c / L/p = P/c

P = paso del tornillo agujero

C = paso de TP

POTENCIA DE CORTEPc = Fc x Vc / K ( kgs-f. m/min )

K : puede ser por ejemplo K = 6120 ( kg-fm) / Kw-min , entonces :

Pc = Fc x Vc / 6120 Kw

Podria presentar otro problema :

TEORIA DEL CORTE

1. superficie de ataque

2. herramienta

3. viruta

4. filo o bade

5. superficie de incidencia

6. superficie de trabajo

7. plano de cillamiento

VISTA LATERAL

MODELO DE MERCHARD CORTE ORTOGONAL

T < Ss = Fs / As, siendo Ss = esfuerzo de cizallamiento, donde :

R = Fuerza Total de corte

F = fuerza de friccin

N = fuerza perendicular a F

Fs = fuerza de cizallamiento

Fm = fuerza erendicular a Fs

Fc = fuerza de corte

Ft = fuerza transversal

CORTE ORTOGONAL

Condiciones

1. el filo cortante de la herramienta esta afilado y no se produce friccin o avance entre la herramienta y la pieza.

2. la viruta se considera pegada a la herramienta sobre la cual fluye

3. la zona sobre la cual falla el material y se inicia la viruta se considera como un plano y se llama plano de cizallamiento, sobre el cual corre el material por capaz

4. los esfuerzos sobre el plano de cizallamiento estn uniformemente distribuidos

5. las deformaciones se produce en dos direcciones, no hay deformacin lateral.*solo hay dos operaciones que semejan el tipo de corte ortagenal.

EL REFRENTADO:(tubo de paredes delgados)

EL RANURADO

ejemplo de cortes que no son ortogerales bidimensionales son:

TIPO DE VIRUTA.

1. viruta discontinua (fierro frendido)2. viruta continua3. viruta continua son bordes recrecidos , se produce debidos a las soldaduras de la material mecanizados en el filo de la herramienta o cuchilla de corte.

ANGULO DE CORTE

CASO I

(X>0)

Donde:

S.A superficie de ataque

S.I: superficie de incidencia

S.M: superficie mecanizada

CASO II:

= 900Ejemplo:

Si

Si

RAZN DE CORTE:

C1 = Espesor DE material a arrancar

C2 = Espesor de viruta

Usualmente C2 > e1 sea el angulo de cizallamiento:

Desarrollando:

(2-3)

NOTA: En todo proceso de deformacin plstica, se acepta condiciones de constancia de volumen, que tambin implica una constancia de peso especfico.

( Reemplazando (2), (2), (4) ; en (1):

Si trabajamos por peso por unidad de longitud (S):

( Si nos dan : l2= 1.5 mt > S = 1 W = 30 grs.

Por dato: C1 , (, b, se conocen:

. (1)Reemplazando:

= peso esecifico

Esto es an un corte bidimensional corte ortogonal, porque reconoce todos los requisitos.

Podramos girar el filo de la cuchilla con respecto al eje X, al eje Y, y al eje Z Cmo vara el tipo de corte en estos casos?.

GIRO CON RESPECTO AL EJE X:Esto a pesar del giro sobre el eje X, todava es un corte ortogonal, porque la velocidad de corte (Vc) se ** como ** al filo de la herramienta.

NOTA: Se debe observar que es el < que gira la superficie a mecanizar y que despus del giro, el p lano a mecanizar y el filo de la herramienta estn pesadas.GIRO RESPECTO AL EJE Y:

Vara el ngulo de ataque alfa.

En este caso sucede que prcticamente lo que varia es el ngulo de ataque (, entonces el corte a pesar de este giro rene todas las condiciones de un corte ortogonal y se trata de cmo tal.NOTA: Las lneas punteadas indican la posicin del filo de la cuchilla que forman un < de ataque (; al ser girado alrededor del eje y toma un < nuevo : (.GIRO RESPECTO AL EJE Z

Aqu vemos que el filo de la herramienta cortante a guiado alrededor de Z un ngulo (.

Este tipo de corte NO ES DEL TIPO DE CORTE ORTOGONAL, porque el filo de la herramienta no es h a la velocidad de corte y los argumentos para los clculos varan.

Vista Horizontal del corte:

MAQUINABILIDAD

Se define como la facilidad con que el material puede ser removido en forma de virutas.

Manteniendo constante las condiciones de corte (Prof. de corte, ****, velocidad de corte, etc) y variando nicamente los materiales, puede evaluarse en cierta manera la MAQUINABILIDAD.CRITERIOS: (revaluacin de la maquinabilidad)1. En funcin del material removido por unidad de tiempo.

2. En funcin del cuadrado superficial.

3. En funcin de la potencia requerida para el corte.

4. Y en funcin de la vida de la herramienta.

Nos interesar ms la maquinabilidad en funcin de la vida de la herramienta.

VIDA DE HERRAMIENTA

CRITERIOS:1. Nro. de unidades producidas entre dos reafilados.

2. Volumen de viruta arrancada entre dos reafilados.

3. Tiempo transcurrido entre dos reafilados.

RELACIN DE TAYLOR

LIMITACIN: Solo se considera la superficie de incidencia.

Donde:V : Velocidad de corte (Vc)

t : Tiempo entre reafilados (vida de la herramienta)

C : Velocidad de corte para una duracin de filo igual a la unidad.

n : Exponente de Taylor = f (material de herramienta y el material de

la obra).POR EJEMPLO :

En los problemas nos pueden decir: Se recomienda:

Vc = 15 m/min

t = 60 min.

n = 0.25 (coeficiente de Taylor)

Y nos piden que relacionemos (n) :( Resolviendo:

(

n = 135.75 Rpm (supongamos):

90100120130140

Seleccionamos: n = 130 (

EMBED Equation.3

15 (60)0.25 = C = 12 t0.25

(

COSTO DE HERRAMIENTA POR UNIDAD

Sea:

G = Costo inicial de la herramienta ($/)

g = Costo de un afilado (reafilado) ($/ / filo).

h = N promedio de afilados esperado

y = Costo de un filo.

OBSERVAR QUE: y ( g, pero :

De la relacin de Taylor:

Donde el t hallado es el tiempo para mecanizar 1 unidad.

N de unidades por filo:

, siendo N = nmero entero.COSTO DE HERRAMIENTA:

EMBED Equation.3 (Siendo i = S/. soles)

Ejm:

t = 60 min/filo

y = 8 (S/. / filo)tm = 7 min/unid

N = t / tm = 60 / 7 = 8.57 unid/ filo, se toma N = 8 S/. / filo

Cherr = 8 ( S/. / filo ) / 8 ( unid / filo)

Cherr = 1 ( S/. / unid)

Y = ( hg + G ) / h

Vtn = C = V0 tnT = ( V0 / V )1/n t0C ( h/p ) = ( y / t ) tm

Tm = tiempo de mecanizado.

Tm / t : numero de reafilado numero de fallas de la herramienta.

Numero de piezas por filo ( N ) = t / tmC ( h/p) = y / N: si N = 165.8 entonces N = 165.

PROBLEMASe debe mandrilar un lote de 280 cilindroos huecos de 70 mm. De dimetro exterior agrandando los agujeros de 42mm a 53.6mm y en una longitud de 71 mm; ara este fin se han previsto las siguientes oeraciones :

a) Dos asadas de desvaste de igual rofundidad y a una velocidad de rotacin del husillo de 160 rpm, arrancando el mayor caudal de viruta posible.b) Acabado con una rofundidad de corte de 0.8mm, un avance de 0.24 mm/rev y una velocidad de rotacin del husillo de 210 rm

Se utilizar un torno accionado por un motor de 2 cv, con una eficiencia total estimada de 80% y con los avances automaticos longitudinales disonibles.

1.14 0.96 0.78 0.62 0.48 0.36 0.24 0.12 mm/ rev.

Ara las condiciones de oeracin la otencia esecifica de corte es sensiblemente constante e igual a 0.05 cv.min3 .

Para el acabado se utilizar una cuchilla cuyo costo inicial es S/. 1809 con un numero romedio de 30 reafilados esperados a un costo de operacin de S/. 100 cada uno de estos, se sabe adems, que su exponente de vida es 0.15 y que su tiempo de vida es de 60 min, para una velocidad de corte de 30 m/min.

Para estas condiciones determine :

1. El avance a utilizar en el desvaste

2. La fuerza de corte que actua sobre la cuchilla para cada pasada de desvaste.

3. El tiempo neto de mecanizado por pieza.

4. El n0 entero de piezas a las cuales se le podr efectuar el acabado antes de proceder a reafilar la cuchilla corresondiente.

5. El costo de herramienta de acabado por pieza.

Rptas : 0.48 mm/rev, Fc = 270 Kgsf tn = 3.258 min ch / p = S/. 11.45

PROCESOS

P.T.

PLANTA

M.P.

CT

25,800

2800

100 unid.Volumen de

Produccin

EMBED Equation.3

Veloc. De flujo de viruta

Velocidad de corte

EMBED Equation.3

FUNCION

VIRUTA

SUPERFICIE DE ATAQUE

VIDA DE LA

HERRAMIENTA

SUPERFICIE DE INCIDENCIA

FUNCION SUPERF. DE TRABAJO

T (min)

Vtn = C

20

10

1215

EMBED Equation.3

( EMBED Equation.3 ($ / unidad)

PAGE 17

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_1226825712.unknown

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