Optimización DE LOS PARÁMETROS DE CORTE Sergio Alberto Rueda Diego Armando Gómez

OBJETIVOS DE LA OPTIMIZACIÓN El maximizar la producción con el mínimo de recursos invertidos. Máxima velocidad de producción Costo mínimo por unidad

Parámetros para la optimización

Factores de interacción en el mecanizado

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.

Mínimo costo del trabajo Debe existir una velocidad de mecanizado tal que el costo se minimice.

Máxima producción

Relación de parámetros Es necesario establecer una relación entre los parámetros de maquinado y la vida o desgaste de la herramienta de corte. Curvas de vida de la herramienta o Ecuación de Taylor 𝑉 𝑐 : Velocidad de corte [m/min] 𝑇: Vida de la herramienta [min] 𝐶 𝑡 ,𝑦 :Constantes que dependen de las condiciones de corte

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

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

Tiempos y velocidad de corte 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 efectivo de remoción de material Tiempo global para la ejecución de la tarea

Tiempo y velocidad de corte

Cilindrado N en rpm f en mm/rev

DESGASTE DE LA HERRAMIENTA Curva genérica de desgaste de flanco en función del tiempo de corte.

Grafica a escala log-log Vc Vs vida VIDA DE LA HERRAMIENTA Grafica a escala log-log Vc Vs vida

DISTRIBUCION DE LA ENERGIA Distribución típica de la energía de entrada entre la viruta, la pieza y la herramienta

Velocidad de corte para máxima producción 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]

Máxima producción

Máxima producción

Costo de producción Costos independientes de la velocidad de corte Costos dependientes de la velocidad de corte Valor inicial de la herramienta Valor final de la herramienta # de veces posibles de reafilar la herramienta # de filos de la herramienta

Costo de producción Costo de la herramienta por vida (filo) Costo global de reafilación de la herramienta Tiempo principal de corte efectivo por pieza # de piezas maquinadas durante la vida de un filo de la herramienta

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.

Costo de ejecución Se tiene: costos definidos por minuto: Tiempo global en minutos, para la ejecución de una pieza: El costo de ejecución por pieza es:

Velocidad económica de corte Torneado:

Velocidad económica de corte MÍNIMO COSTO costo de mano de obra, de maquina, de local de trabajo por minuto: costo de herramienta por filo:

Velocidad económica de corte

Velocidad económica de corte MÍNIMO COSTO

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?

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)

GRACIAS

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