24.2) Una pequeña pequeñ a compañía compañí a us a una s ier r a de banda para cor tar tar por completo una barr barr a de meta metall de 2 in. in . Un alimenta alimentador dor de pieza pi ezass introduce in troduce un u n nuevo material material que se supone debe ser más maquinable y que proporciona propiedades mecánicas mecánicas s emeja emejante ntess . L a compa compañía ñía no tiene acceso a dis dis posi tivos de med medic ición ión s ofis ofi s ticados tic ados,, pero s í cuenta cu enta con un cr onómetro. onómetro . S e adquirió adquir ió una mues tra del nuevo materi materi al y s e cor tó tanto tanto el ma material actual actual como el nuevo con las las mis mas mas especific es pecific aciones ci ones para para la s ierr a de de banda banda.. E n el proces proces o, s e midió cuánto cuánto tiempo tiempo fue neces ario ari o para cor tar tar cada uno de los materi materi ales ales . Para Par a cor tar tar el materi materi al actual s e ocupó ocu pó un promedio promedi o de 2 mi nutos 20 s eg undos . P ara cor c orta tarr por completo el mate materi rial al nuevo, s e utilizó utilizó un promedio promedio de 2 minutos minutos 6 s eg undos. a) Desarrolle un sistema de índices de maquinabilidad basado en el tiempo necesario para cortar por completo la barra de 2.0 in, usando el material actual como materi material al base. base. b) Utilice dicho sistema para determinar el índice de maquinabilidad para el material material nuevo. Solución: (a) Puesto que un material con un tiempo de corte más corto es mejor, debe tener una clasificación de maquinabilidad más alta. Para conseguir esto, el tiempo de corte del material base debe estar en el numerador y el tiempo del material ensayado debe estar en el denominador. Por lo tanto, si el material de ensayo tiene un tiempo de corte más corto, la clasificación será mayor que 100%. La ecuación MR apropiada es la siguiente: MR = Tm (material de base) / Tm (material de ensayo) x 100% (b) Tiempo de conversión a minutos Para el material base, Tm = 2 + 20/60 = 2,333 min Para el material de ensayo, Tm = 2 + 6/60 = 2,1 min MR = 2,333 / 2,1 = 1,11 = 111%
24.8) Una pieza que s e tornea torn ea en un torno torn o mecánico mecáni co debe tener un acabado acabado s uperfi uper fici ci al de 1.6µm. La L a pieza está es tá hecha hec ha de alea aleaci ci ón de alumini o de maqui maquinado nado libre. La velocidad de corte = 150 m/min y la profundidad de corte = 4.0 mm. El radio de nariz de la herramienta = 0.75 mm. Determine el avance con el que se puede log rar el acabado acabado s uperfi uper fici ci al es pecifi peci ficado. cado. Solución: Para el mecanizado libre de aluminio a 150 m / min, de la relación de la figura 24.2 rai = 1.0 en la ecuación (24.3), de modo que Ra = Ri Ra = Ri = f2 / 32NR Reordenamiento, f2 = Ri (32NR) = 1,6 (10-6) (32) (0,75) (10-3) = 38,4 (10-9) = 3,84 (10 - 8) m2 f = (3,84 (10 - 8) m2) 0,5 = 1,96 (10 - 4) m = 0,96 mm (mm se interpreta mm / rev)
24.19) Una herr amienta de carbur o cementado s e us a para tornear una pieza que tiene 14.0 in de larg o y 4.0 in de diámetro. L os parámetros en la ecuación de Taylor s on n = 0.25 y C = 1 000 (ft/min). La tas a para el operador y la máquina herramienta = $45.00/h y el costo de la herramienta por filo de corte = $2.50. Se requiere 2.5 min para cargar y descargar la pieza de trabajo y 1.50 min para cambiar la herr amienta. E l avance = 0.015 in/rev. Determine: a) la veloci dad de cor te para la máxima velocidad de producción, b) la vida de la herr amienta en minutos de corte y c) la duración del ci clo y el cos to por uni dad de produc to. Solución: (a) vmax = C / ((1 / n-1) Tt) n = 1000 / [(1 / 0,25-1) (1,5)] 25 = 1000 / [(4,0-1) x 1,5]. 25 = 687 ft / min (b) Tmax = (1000/687) 1 / .25 = (1.456) 4.0 = 4.5 min o (1 / n -1) Tt = (4-1) 1.5 = 4.5 min (c) Tm = πDL / fv = π (4) (14) / (015 x 687 x 12) = 1,42 min np = 4,5 / 1,42 = 3,17 pc /
herramienta Utilizar np = 3 pc / vida útil Tc = Th + Tm + Tt / Np = 2,5 + 1,42 + 1,5 / 3 = 4,42 min / pc. Co = $ 45 / hr = $ 0,75 / min Cc = Co (Th + Tm + Tt / np) + Ct / np = 0,75 (4,42) + 2,5 / 3 = 4,15 $ / pc
24.21) E n este problema s e comparan las herramientas des echables y r eafilables. E n ci erto taller de maquinado, s e cuenta con el mis mo grado de herr amientas de carburo en dos formas distintas para operaciones de torneado: insertos desechables e ins ertos s oldados. Los parámetros en la ecuación de Taylor para este grado son n = 0.25 y C = 300 (m/min) bajo las condiciones de corte consideradas aquí. El precio de cada inserto desechable = $6.00, cada inserto tiene 4 filos de cortes y el tiempo para cambiar la herramienta = 1.0 min (és te es un promedio del tiempo para recorrer el inserto y el tiempo para reemplazarlo cuando se han usado todos los filos). El precio de la herramienta con insertos s oldados = $30.00 y s e es tima que puede us ars e un total de 15 veces antes de desecharla. El tiempo de cambio de herramienta para la herramienta reafilable = 3.0 min. E l tiempo estándar para afilar o reafilar el filo de cor te es de 5.0 min y el afilado se pag a a una tas a = $20.00/hr. E l tiempo de maquinado en el torno cues ta $24.00/h. L a pieza de trabajo a us ar en la comparación tiene 375 mm de larg o y 62.5 mm de diámetro, y s e requieren 2.0 minutos para carg ar y descarg ar el trabajo. E l avance = 0.30 mm/rev. P ara los dos cas os , compare a) las velocidades de corte para el cos to míni mo, b) las vidas de las herramientas , c) la duración del ciclo y el costo por unidad de producci ón. ¿ Qué herramienta recomendarí a usted? Solución: Insertos desechables: (a) Co = $ 24 / hr = $ 0,40 / min, Ct = $ 6/4 = $ 1,50 / borde vmin = 300 [0,40 x 1,0 + 1,50) 0,25 = 300 0,40 / (3 x 1,9)] 25 = 154,4 m / min (b) Tmin = (1 / 0,25 - 1) (0,4 + 1,5) / 0,4 = 3 (1,9 / 0,4) = 14,25 min C) Tm = π (62,5) (375) / (0,30) (10 -3) (154,4) = 1,59 min / pc np = 14,25 / 1,59 = 8,96 pc / vida de la herramienta Utilizar np = 8 pc / herramienta Tc = 2,0 + 1,59 + 1,0 / 8 = 3,72 min / pc. Cc = 0,40 (3,72) + 1,50 / 8 = 1,674 $ / pc
Herramienta reestablecida: (a) Co = 24 $ / hr = 0,40 $ / min, Ct = 30 $ / 15 + 5 $ = 0,40 / ((1 / 0,25-1) (0,40 x 3,0 + 3,67))] 25 = 300 [0,40 / (3 x 4,87)] 25 = 122,0 m / min (b) Tmin = (1 / 0,25-1 (0,4 x 3 + 3,67) / 0,4 = 3 (4,87 / 0,4) = 36,5 min (c) Tm = π (62,5) (375) / (0,30) (10-3) (122) = 2,01 min / pc np = 36,5 / 2,01 = 18,16 pc / vida de la herramienta Utilizar np = 18 pc / herramienta Tc = 2,0 + 2,01 + 3,0 / 18 = 4,18 min / pc Cc = 0,40 (4,18) + 3,67 / 18 = $ 1,876 / pc Se recomiendan inserciones desechables. El tiempo de ciclo y el coste por pieza son menores.
