Actividad 5 - Conformado Tipo de Materia Prima

 

 

William Pupo

ACTIVIDAD 5 CONFORMADO TIPO DE MATERIA PRIMA

WILLIAM ADOLFO PUPO CORPORACION UNIVERSITARIA IBEROAMERICANA FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA INDUSTRIAL PROCESOS INDUSTRIALES I TOCANCIPA  –  CUNDINAMARCA  CUNDINAMARCA 2020 

 

 

William Pupo

INTRODUCCIÓN La accesoria presentada a la empresa Virtual Bike nos permite desarrollar un trabajo conjunto empleando las herramientas que nos brindó la empresa al utilizar las asesorías a los cálculos apropiados antes de utilizar el troquelado en la fabricación del plato de la bicicleta y en el embutido referente al cubrecadenas de la bicicleta MTB, de esta manera busca reducir los costos en la fabricación de los componentes ya que de manera didáctica se desarrollan las fórmulas para obtener los resultados adecuados y no malgastar tiempo y dinero en la operación de las maquinarias sin desarrollar un ejercicio que nos permita visualizar el correcto funcionamiento del producto final. De la misma forma hay que resaltar el producto produ cto elaborado e implementado en la calidad del  producto final ya que con el laboratorio simulado mediante la plataforma Virtual Plant nos lleva atreves de las herramientas tecnológicas a simular un verdadero trabajo de laboratorio con todas las indicaciones apropiadas desde el ingreso al laboratorio hasta los elementos de bioseguridad que debemos mantener dentro de las instalaciones del laboratorio de la misma forma la explicación por cada uno de los integrantes de la fábrica y los letreros de información que nos permiten reforzar nuestros conocimientos con referencia a la operación de la maquinaria y los componentes que la conforman en este caso la materia prima que es la bicicleta nos indican cada pieza que es elaborada elabo rada en la empresa.

 

 

William Pupo

OBJETIVOS GENERAL ➢ 

Realizar los cálculos sobre parámetros de desempeño, de funcionamiento, o limitantes de operación de las diferentes maquinas utilizadas en los procesos de troquelado y embutido, con el fin de no rebasar los límites ni las restricciones del proceso y poder controlarlo con el fin de las evitar accidentes, daños en las máquinas y aumentar su vida útil, al mismo tiempo que se aumentó al máximo la eficiencia del proceso de producción.

OBJETIVO ESPECIFICO ➢ 

Establecer claramente las restricciones del proceso para lograr controlarlo identificando la cantidad de discos a procesar simultáneamente en cada uno de los procesos de Troquelado y Embutido. ➢  Realizar los cálculos sobre parámetros parámetros de desempeño, de funcionamiento, o limitantes de operación de las diferentes maquinas utilizadas en los procesos de troquelado y embutido, aplicando los conceptos relacionados con la fuerza de corte, fuerza de extracción, cantidad de discos a procesar, el esfuerzo de corte del punzón rectangular, el esfuerzo de corte del punzón  para el corte del plato grande y pequeño, el diámetro del disco d isco inicial, el número de etapas de embutido y el l número de etapas requerido para el embutido. ➢  Encontrar los parámetros que maximizan la productividad sin generar riesgos de accidentes o daños en la maquina

 

 

William Pupo

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA INFORME TALADRADO TALADRADO TALADR ADO (P (Plato) lato) Para el proceso de fabricación del plato de la bicicleta, se requiere realizar cuatro perforaciones en una lámina de al um umi ni ni o ( tta al y cco omo sse em mu ue ssttra e en n lla a ffii gu gura) , con un una e en ne rg rgía e esspe cí cíf iicca w w= = 0,5 GJ/m3 /m3. S Se e va va a re a all iizzar u un n ori fi ci o con una broca de 2 f i l os ( n z) , d e 10 mm de diámetro (D). La velocidad de cort corte e (V) qu que e recom recomiend ienda a el fabr fabric ican ante te pa para ra la br broc oca a es de 25 m/m m/min in con con un avan avance ce (S) de 0,1 mm/f mm /fil ilo. o. La ta tala ladr dra ado dorra po pose see e un un es esccalona lonami mien entto ((e e ) de la velo veloccid ida ad d de e gir giro o de 10 rpm y ttie iene ne un rendimiento (r) de %. El espesor de la lámina (L) es de mm. 81 6

Solución del e jercicio (Va internamente en la progra programac mación) ión) 1. Calcule la velocidad de corte en metros por minuto minuto.. Frecuencia rotacional N   790 790 rpm N=(Vc*1000)/(π*D) N   10 rpm Donde: D: Diámetro de la herramienta N: Velocidad de giro -Número de RPM a las que gira la pieza o herramienta. V e l oci dad de corte

Vc

  24,81858196 m/mi n

 

0,31

2. Calcule la velocidad de avance en mm/seg V e l oci dad de avance f =S*nz*N

f   f  

  158 158 mm/mi n   2,633333333 mm/seg

158

Donde: S: Avance (mm/filo) nz: Número de filos de la broca N: Velocidad de giro -Número de RPM a las que gira la pieza o herramienta

3. Calcule el volúmen de material eliminado en mm3/seg Volúmen de mater material ial eli minado z=[(π*D^2)/4]*S*N z=[(π*D^2)/4]*f  Donde : Z= volumen de material eliminado D= Diámetro de la herramienta S= avance N= velocidad de giro

z

  206,821516 mm3/s

500000000 0,00020682 103410,758 129263,448

 

 

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4. Calcule la potencia consumida en la realización del orificio.

Potencia requerida W=w*z

W

  103,4107582 W

Donde: W= Potencia requerida w= energía específica z= volumen de material eliminado en el proceso rendimiento (r ) WRe al =W/r

W

  127,6676027 W

pote nci a re al de acue rdo al re ndi mi e nto

Donde: Wreal: Potencial real W: Potencia requerida r: Rendimiento de la taladradora 5. Calcule el tiempo requerido para la realización del orificio.

Tiempo de proceso

Tp= Tp= LL/f /f tp

  2,278481013 seg

Donde: L: Longitud total de trabajo S: Avance recomendado N: Velocidad de giro - Número de RPM de la herramienta CUESTIONARIO DEL EJERCICIO

1. La ve l oci dad de corte :

 24,81858196

m/min

2. La ve l oci dad de avance e s:

  2,63333333

mm/seg

3. El vol ume n de mate ri al e l i mi nado:

 206,8215164

mm3/seg

4. P Po oten enccia rea eall cco onsumid idaa en la rea eali lizzación ión d del el orific ificio io::

 127,6 ,66676027

W

5. TTii e mpo rree que ri do p paara l a re re al i zaci ón d dee l or ori fi ci o:

 2,278481013

seg

 

 

William Pupo

Validación Validac ión del ejercicio Punto 1 Velocidad de corte Punto 2 Velocidad de avance Punto 3 Volumen de Material Eliminado Punto 4 Potencia real consumida en la realización del orificio Punto 5 Tiempo requerido para la realización del orificio

Resultado Respuesta Correcta Resultado Respuesta Correcta Resultado Respuesta Correcta Resultado Respuesta Correcta Resultado Respuesta Correcta Total Puntaje (x/100)

Puntaje 20,00 Puntaje 20,00 Puntaje 20,00 Puntaje 20,00 Puntaje 20,00 100,00

Ejercicio resuelto satisfactoriamente

DESARROLLO DEL INFORME TALADRADO Descripción Energía especifica w= nz Diámetro V. corte Avance (s) Escalonamiento Rendimiento r Espesor  

Descripción  N N

Descripción  V. corte

  Datos 0,5

Unidad de medida  GJ/mm^3

2 10 25 0,1 10 81% 6

filos mm m/min mm/filo rpm mm

Datos 

Unidad de medida 

(Vc*1000)/(∗D) 795,7747155 790

RPM

Datos 

Unidad de medida 

(∗D*N)/1000 24,81858196

m/min

 

 

William Pupo

Descripción  Velocidad de avance f

Descripción  Volumen eliminado z

Descripción  Potencia consumida W

Descripción  Potencia real Tiempo requerido Tp Espesor f

Datos 

Unidad de medida 

S*nz*N 158 2,633333333

mm/min mm/seg

Datos 

Unidad de medida 

206,8215164

mm^3/seg

Datos 

Unidad de medida 

w*z 103,4107582

w

Datos

Unidad de medida

127,6676027 2,278481013

seg

6

mm

2,633333333

mm/seg

 

 

William Pupo

INFORME TORNEADO TORNEADO (Horquilla) Para el proceso de producción producción de lla a horquilla, se requi ere realizar una operación de torneado que permita reducir el di ámetro del tubo de aluminio de un diámetro D1 a un diámetro D D2, 2, en una longitud L, tal y como se aprecia en la figura. Di áme tro i ni ci al Di áme tro f i nal Longi tud total de l trabaj o

Do Df   L L

30 27 18 180

mm mm cm mm

Val or constante Val or al e atori o e ntre 26 y 28 mm Val or al e atori o e ntre 16 y 18 cm

1. Identifique las l as condiciones del proceso en la máquina (Vel ocidad de corte, ava avance nce (mm/rev), profundidad del corte en desbaste, tiempo tie mpo de retroceso.

Ve l oci dad de corte Avance Profundi dad de corte e n de sbaste Ti e mpo de retroce so

Vc S p Tr

400 0,4 0,5 2

m/mi n mm/re v mm se seg/ g/pa paso so

Val or constante Val or constante Val or constante Valor Valor alea leato torrio entr entre e 1 y 2)

Solución del e jercicio (Va internamente en la programación) programación) 2. ¿Cuál es el tie mpo de mecanizado de la operación en segundos (un paso)? Frecuencia Rotacional

4.244,13182 rev/min

N

Donde: Vc: Velocidad Vel ocidad de corte corte D: diámetro de la pieza Velocidad de avanc avance e f=N*S

f

 

1.697,65273 mm/min

Donde: S: Avance N: Velocidad Vel ocidad de rotación rotación Tiempo de proceso

Tp Tp

Donde: L: Longitud total de trabajo S: Avance N: Número de RPM de la l a herramienta

 0,10602875 min  6,36172512 seg

 

 

William Pupo

3. ¿En cuántos pasos se mecaniza la pieza?

Diáme tro f inal con un paso Df=Do-2p

Df  

27

mm

de sbaste por paso dp=Df-Do Núme ro de pasos np= (Df-Do)/dp Donde: dp: desbaste por paso df: diámetro final do diámetro inicial

dp

1

mm/paso

np

 

3 pasos

4. ¿Cuál es el tiempo de mecanizado tota total? l?

Tie mpo de me me cani za zado total Tm= (Tp*np)+ ( Tp*np)+(Tr*(np-1)) (Tr*(np-1))

Tm

 21,0851754 seg

Donde: Tm: Tiempo de mecanizado Tp: Tiempo de proceso np: Número de pasos Tr: Tiempo de retroceso CUESTIONARIO DEL EJERCICIO

1. Ve loci dad de corte :   Av Avance :   Prof undidad de corte e n de sbaste :   Ti e mpo de re troce so:

       

400,00 0,40 0,50 2,00

2. Ti e mpo de Proce so:

6,36172512

3. N Nú úme ro de pasos e n l os que se me caniza l a pi e za:

 

4. Ti e mpo de me cani zado total:

21,0851754

m/min mm/rev mm seg/paso se g

3 se g

 

 

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Validación Validac ión del ejercicio e jercicio Punto 1 Velocidad de corte Avance Profundidad de corte en desbaste Tiempo de retroceso

Resultado Respuesta Correcta Respuesta Correcta Respuesta Correcta Respuesta Correcta

Puntaje 6,25 6,25 6,25 6,25

Punto 2 Tiempo de proceso

Resultado Respuesta Correcta

Punto 3 Número de pasos en los que se mecaniza la pieza Punto 4 Tiempo de mecanizado total

Resultado Respuesta Correcta Resultado Respuesta Correcta

Puntaje 25,00 Puntaje 25,00 Puntaje 25,00

Total Puntaje (x/100 (x/100))

DESARROLLO DEL INFORME TORNEADO Descripción  Diámetro inicial Diámetro final Longitud total L

Datos 

Unidad de medida 

30

mm

27 18

mm

180

mm

Descripción  Velocidad de corte Avance S Profundidad de corte en desbaste Tiempo de retroceso

Datos

Unidad de medida

400

m/min

0,4

mm/rev

0,5

mm

2

seg/paso

Datos

Unidad de medida

4244,13182

N

1697,65273

mm

0,10602875

min

6,36172512

seg

Descripción  N f Tp Tp

cm

100,00

 

 

William Pupo

Descripción  Profundidad de corte en desbaste Diámetro inicial D1 D2 Diámetro final np

Datos 

Unidad de medida 

0,5 1 30 29 29 1

mm mm mm mm mm mm mm pasos

27 3 21,0851754

INFORME FRESADO FRESADO (Piñon del plato)

Para realizar el proceso de fabricación del plato de la bicicleta, se debe tallar un piñon 3 50 de dientes rectos que tiene un módulo m = y zp = dientes, para lo cual se utiliza una fresa módulo de 72 mm de diámetro que tiene 10 0,05 dientes. Sabiendo que el avance avance por diente a emplear es de mm y que la velocidad ve locidad de corte corte utilizada util izada es de 14 m/min, determine: Solución del ejercicio e jercicio (Va internam i nternamente ente en e n la programación) programación) 1. Frecuencia Rotacional de la Fresa (N)

61,893589

RPM

0,5

mm/vuelta

 30,9467945

mm/min

N=Vc*1000/π*d

Dónde:

Vc: Velocidad Vel ocidad de corte d: diámetro de la fresa

2. El Avance por vuelta de la fresa (ar)

ar=az*z Dónde:

az: Avance por diente z: Número de dientes de la fresa

3. El Avance por minuto de la fresa (am)

am=az*z*N Dónde: az: Avance por diente z: Número de dientes de la fresa N: Número de revoluciones por minuto de la fresa

 

 

William Pupo

CUESTIONARIO DEL EJERCICIO 1. Fre cue nci a Rotaci onal de l a Fre sa:

  61,893589

2. Avance por vue l ta de l a f re sa:

 

3. Avance por mi nuto de l a f re sa:

 30,9467945

RPM

0,5 mm/vuelta

mm/min

Validación del ejercicio Punto 1 Frecuencia rotacional de la fresa Punto 2 Avance por vuelta de la fresa Punto 3 Avance por minuto de la fresa

Puntaje 33,33 Puntaje 33,33 Puntaje 33,33

Resultado Respuesta Correcta Resultado Respuesta Correcta Resultado Respuesta Correcta Total Puntaje (x/100 ( x/100))

100,00

Ejercicio resuelto satisfactoriamente

DESARROLLO DEL INFORME FRESADO Descripción 

Datos 

Modulo

m

3



zp

50

dientes

Diámetro

72

mm

Dientes

10

dientes

Avancepordientes

az

0,05

mm/diente



Vc

14

m/min



N

61,89358898

rpm



ar

0,5

mm



am

30,94679449

mm/min



Fresa

 



 

Unidad de medida  

 

 

William Pupo

ANÁLISIS DE RESULTADOS. TALADRADO (PLATO) Para el proceso de fabricación del plato de la bicicleta, se requiere realizar cuatro perforaciones en una lámina de aluminio (tal y como se muestra en la figura), con una energía específica w= 0.5 GJ/m3. Se va a realizar un orificio con una broca de 2 filos (nz), de 10 mm de diámetro (D). La velocidad de corte (V) que recomienda el fabricante para la broca es de 25 m/min con un avance (S) de 0.1 mm/filo. La taladradora posee un escalonamiento (e ) de la velocidad de giro de 10 rpm y tiene un rendimiento (r) de 81% El espesor de la lámina (L) es de 6 mm. Es por esto que empleamos la siguientes formulas =(∗∗)/1000

TORNEADO (HORQUILLA) Para el proceso de producción de la horquilla, se requiere realizar una operación de torneado que  permita reducir el diámetro del tubo de aluminio de un diámetro D1 a un diámetro D2, en una longitud L; de esta manera se identifica las condiciones del proceso en la máquina (Velocidad de corte, avance (mm/rev), profundidad del corte en desbaste, tiempo de retroceso. Por lo cual empleamos la siguiente formula =∗1000/ π∗  para hallar la frecuencia rotacional N= 4244,13182 rev/min, para la velocidad velocidad de avance f=N*S nos da como resultado 1697,65273 mm/min y el tiempo en proceso =/∗  inicialmente la desarrollamos por min 0,10602875 pero realizamos una conversión a seg ya que es de esta manera que la requiere el ejercicio 6,36172512 seg.

FRESADO (PIÑON DEL PLATO) Para realizar el proceso de fabricación del plato de la bicicleta, se debe tallar un piñón de dientes rectos que tiene un módulo m = 3 y zp = 50 dientes, para lo cual se utiliza una fresa módulo de 72 mm de diámetro que tiene 10 dientes. Sabiendo que el avance por diente a emplear es de 0.05 mm y que la velocidad de corte utilizada es de 14 m/min, determine: inicialmente la Frecuencia Rotacional de la Fresa (N) empleamos la siguiente formula  N=Vc*1000/π*d el cual nos indica que el valor es de 61,893589 RPM, y para el Avance por vuelta de la fresa (ar) utilizamos ar=az*z el cual nos indica que el valor es de 0,5 mm/vuelta; por último el Avance por minuto de la fresa (am) am=az*z*N donde az: Avance por diente, z: Número de dientes de la fresa y N: Número Número de revoluciones por minuto de la fresa es de 30,9467945 mm/min.

 

 

William Pupo

BIBLIOGRAFÍA Kazanas, H. C. (1983). Procesos básicos de manufactura. McGraw-Hill Interamericana. Recuperado de la base de datos E-libro. Para consultarlo, revise la carpeta "Herramientas de apoyo" (  Manual Manual bibliotecas virtuales)  Kazanas, H. C. (1983). Procesos básicos de manufactura. McGraw-Hill Interamericana. Recuperado de la base de datos E-libro. Para consultarlo, revise la carpeta "Herramientas de apoyo" (  Manual Manual bibliotecas virtuales)  Kazanas, H. C. (1983). Procesos básicos de manufactura. McGraw-Hill Interamericana. Recuperado de la base de datos E-libro. Para consultarlo, revise la carpeta "Herramientas Manual bibliotecas virtuales)  de apoyo" (  Manual Kazanas, H. C. (1983). Procesos básicos de manufactura. McGraw-Hill Interamericana. Recuperado de la base de datos E-libro. Para consultarlo, revise la carpeta "Herramientas de apoyo" (  Manual Manual bibliotecas virtuales)  Escuela Colombiana de Ingeniería (2008). Conformado de materiales protocolo. Facultad de  Ingeniería Industrial. Bogotá.   Recuperado de https://www.escuelaing.edu.co/uploads/laboratorios/1578_conformado.pdf