Upload
edison-eugenio
View
220
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
1/19
DISEO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES1
0
CURSO: DISEO DEHERRAMIENTAS Y
UTILAJES
REALIZADO POR:
EDISON LEONEL EUGENIO
CHIVIGORRY
DOCENTE: ING. JAVIER
OVIEDO CORNEJO
AREQUIPA - 2013
TRABAJO DE INVESTIGACION:
COSTOS EN HERRAMIENTAS DE CORTE Y SU
EVOLUCION EN EL TIEMPO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN
FACULTAD DE INGENIERIA DE PRODUCCION
Y SERVICIOS
ESCUELA
PROFESIONAL
DE INGENIERIA
MECANICA
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
2/19
DISEO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICAINF-MAC2013-
008TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS
DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
FECHA:
28/11/2013
0
CONTENIDO
1. COSTOS EN HERRAMIENTAS DE CORTE: .......................................................................................... 1
2. EVOLUCION DE LA HERRAMIENTA DE CORTE EN EL TIEMPO ........................................................... 1
3. GENERALIDADES. ............................................................................................................................ 1
3.1.-.LOS COSTOS. ............................................................................................................................... 1
3.2.- DIAGRAMA COSTO VERSUS VELOCIDAD DE CORTE. .................................................................... 2
3.3.- COMPARACION DE COSTOS POR FILO. ........................................................................................ 4
3.3.1.- Costos de adquisicin............................................................................................................... 4
3.3.2.-Costo de reafilado. .................................................................................................................... 5
3.3.3.- Reemplazo del filo de corte en la mquina herramienta. ........................................................ 6
3.3.4.- Conclusin................................................................................................................................ 6
3.3.5.- Costo por mquina. .................................................................................................................. 6
3.4.-EL TIEMPO DE VIDA DEL FILO. ...................................................................................................... 7
3.4.1.- El desgaste del filo. .................................................................................................................. 73.4.2.- La frmula de Taylor y la curva "vT". ....................................................................................... 8
3.4.3.- Aplicacin de las curvas "vT". ................................................................................................ 11
3.5.- COMPARACION DE COSTOS EN FUNCION DEL TIEMPO DE VIDA ECONMICA DEL FILO. .......... 13
3.6.- EL PASO DE LA TEORIA A LA REALIDAD. .................................................................................... 14
BIBLIOGRAFlA ....................................................................................................................................... 17
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
3/19
DISEO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICAINF-MAC2013-
008TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS
DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
FECHA:
28/11/2013
1
TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
DE :Edison Leonel Eugenio Chivigorry
A :Ing. Javier Oviedo CornejoDocente del Curso
ASUNTO :1er. Trabajo de Investigacin de Diseo de Herramientas y Utilajes
FECHA :Jueves 28 de Octubre del 2013
1. COSTOS EN HERRAMIENTAS DE CORTE:
2. EVOLUCION DE LA HERRAMIENTA DE CORTE EN EL TIEMPO
3. GENERALIDADES.
Un taller de una unidad econmica, comprende diferentes caractersticas (humanas. mquinas,
herramientas, produccin, productividad, etc.), cada cual tiene directa influencia sobre los costos, figura
3.1. Determinar los costos actualizados es complicado. A menudo solo se conoce que los costos son
altos y de aqu que ello sea de primersima importancia hacer uso de la maquinaria al mximo.
Invariablemente, el capital necesario, es invertido en mquinas carsimas las cuales, debido al rpido
desarrollo en este campo, deben ser frecuentemente reemplazadas por unas ms modernas.
3.1.-.LOS COSTOS.Los costos de las herramientas son por otro lado, ms moderados, cuando se los compara con los costos
de las mquinas. Al considerar cl ahorro de las herramientas que trabajan en mquinas que funcionan a
ms baja velocidad, es un mal negocio. Invariablemente el resultado es, un pequeo nmero de
componentes con un alto valor individual, figura 3.2.. El problema debe ser considerado desde muchos
puntos dc visa. Sin embargo, este curso se concentrara en los factores bsicos, es decir, cl OPERADOR
produce COMPONENTES, lo que significa que se necesita una HERRAMIENTA y un MAQUINA. El
operador, como la compaa, estn interesados en que la maquina pueda trabajar una gran cantidad de
componentes al ms bajo precio posible. Figura 3.2.. Muchas veces se desea obtener una gran cantidad
de componentes de una mquina con altas velocidades dc corte y avances.
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
4/19
DISEO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICAINF-MAC2013-
008TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS
DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
FECHA:
28/11/2013
2
La produccin puede ser aumentada con la aplicacin TECNICAMENTE correcta dc los datos dc corte en
herramientas y maquinas herramientas modernas, figura 3.4.. Los costos pueden ser reducidos al aplicar
en forma ECONOMICA y correctamente los datos dc corte. Para ambas consideraciones, TECNICA y
ECONOMICA, el ingeniero de produccin debe ser capaz de dar los datos de corte correctos en la forma
en que se definen claramente en las tablas.
l puede usar por ejemplo el manual Coromant "Seleccin del carburo correcto". Algunas otras tablas o
nomogramas y condiciones de trabajo recomendadas, dentro de su empresa, figura 3.5.. Cualquiera
desviacin de los datos de corte correctos (recomendados en dichas tablas) puede dar solamente como
resultado un aumento en los costos.
3.2.- DIAGRAMA COSTO VERSUS VELOCIDAD DE CORTE.
1 dato ms fcil de cambiar es la velocidad de corte y esta afecta normalmente el grado de operacin de
la mquina herramienta. Este diagrama muestra el efecto del cambio de velocidad de corte sobre loscostos de maquinado de un componente. La velocidad de corte esta' trazada horizontalmente y los
costos verticalmente. figura3.6.. En la parte inferior del diagrama esta una componente de costo "F",
independiente de la velocidad de corte. Este valor constante (costos fijos) por componente, cubre varias
operaciones manuales. Remplazo de piezas en la mquina, etc. El precio de maquinado por componente
"M", decrece al aumentar la velocidad de corte. La ventaja al usar herramientas modernas, es que
permitan altas velocidades de corte, lo que llega a ser obvio en el diagrama, figura 3.7..
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
5/19
DISEO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICAINF-MAC2013-
008TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS
DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
FECHA:
28/11/2013
3
Por supuesto que cl aumento de la velocidad de corte dar como resultado un aumento del desgaste de
la herramienta. Esto da como resultado un aumento en los costos "T" de herramienta por componente.
figura 3.8.. Al sumar los tres costos bsicos indicados, se obtiene el costo total de maquinado por
componente en funcin de la velocidad de corte. La suma de las tres curvas, los costos F, M y T, seobtiene la curva superior, mostrada en la figura 3.9.. El punto ms bajo de ella, representa la VELOCIDAD
DE CORTE ECONOMICA. La figura 3.10., muestra el efecto de la velocidad de corte en el costo de
maquinado por componente. Escogiendo una velocidad dc corte que da un tiempo de vida del filo de 60
minutos, da como resultado un costo muy alto por componente.
Al aumentar la velocidad de corte a un valor de vida del filo de solo 15 minutos, equivale a una
reduccin de los costos por componente. Conformando tambin, aproximadamente, el punto ms bajo
de la curva F.M.T. Si la velocidad de corte es aumentada an ms y la vida del filo llega a solo a 5minutos el costo por componente empieza a aumentar otra vez debido a que el desgaste del filo de la
herramienta es ms rpido aumentando cl costo de la misma. La velocidad de corte ECONOMICA es la
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
6/19
DISEO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICAINF-MAC2013-
008TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS
DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
FECHA:
28/11/2013
4
que da el menor costo por componente. En este caso cae en la columna de T = 15 minutos. Como una
regla econmica, la velocidad dc corte debera ser el nico factor considerado como correcto. En la
figura 3.11., se ha agregado la curva "Q", que indica el nmero de componentes maquinado por hora.
Normalmente la cima est situada para una velocidad de corte mayor que la econmica. Si la relacin dc
produccin no es suficientemente alta con la velocidad de corte, la velocidad de corte puede ser
aumentada. Sin embargo en dicho caso, estn involucrados los costos adicionales.
Sin embargo, para estos costos adicionales se logra un porcentaje mayor de produccin en la cima de la
curva "Q", figura 3.12.. Este costo extra puede justificar, como una alternativa, para la compra de otra
mquina. Si la vida del filo es reducida an ms, hay un correspondiente aumento en el porcentaje de
desgaste del filo. Al mismo tiempo hay un incremento proporcional de tiempo necesario de cambio de
filos gastados, componentes daados, etc., y de aqu una simultanea disminucin de la produccin. Lacurva T" muestra como el costo dc la herramienta aumenta en tales condiciones. Se puede decir que el
costo dc la herramienta aumenta con la velocidad de corte.
3.3.- COMPARACION DE COSTOS POR FILO.
Apropiadamente, el costo de la herramienta esta expresado en costos por filo. Estos comprenden
diferentes factores de caractersticas individuales; costos de adquisicin, costos de reafilado y costos de
reemplazos o cambio. Se consideraran cada uno de estos Tres factores en forma ms detallada.
3.3.1.- Costos de adquisicin.
El precio de una herramienta soldada es mostrado al lado izquierdo de la figura 3.13. y es de 13.30
Kr.Sw. (coronas suecas). La experiencia dice que una herramienta con placa soldada puede ser afilada
como trmino medio, 10 veces. Al agregarse el filo original cuando fue comprada, puede estimarse
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
7/19
DISEO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICAINF-MAC2013-
008TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS
DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
FECHA:
28/11/2013
5
entonces, que la herramienta tiene un total de vida de 11 filos de corte. Al dividirse el precio inicial de la
herramienta por el total de filos de corte (11 filos), se obtiene un valor por filo de 1.21 Kr.Sw., un tipo de
porta herramientas que corresponde a uno de placas desechables, al lado derecho de la figura 3.13.,
cuesta 45.60 Kr.Sw., en la prctica, dicha suma es despreciada despus de 400 filos de corle. De este
modo el costo por filo de corte por soporte es de 0.11 Kr.Sw., a dicha cifra, sin embargo, se le debe
agregar el valor del inserto, ver en la figura 3.13..
Un inserto, cuadrado negativo tiene tericamente 8 filos de corle. Pero en la prctica esta es reducida a
7 por quiebre u otras perdidas. Ya que el precio del inserto es de 4.36 Kr.Sw., el costo por filo del inserto
es de 0.62 Kr.Sw., de este ejemplo, el costo de adquisicin del porta herramientas por filo de corte, ser
de 0.73 Kr.Sw., Aproximadamente un 40% menos que el que corresponde a uno de herramienta
soldada.
3.3.2.-Costo de reafilado.
Suponiendo que cl costo por hora de taller es de 15 Kr.Sw. y el tiempo e reafilado de la herramienta
soldada es de solo 6 minutos, el costo de reafilado ser entonces de 1.50 Kr.Sw. (En la prctica el costo
por reafilado es mayor en 2 a 3 veces). Figura 3.14.. El soporte para placas desechables no necesita
reafilado, por esto, dicho costo no est incluido. Sin embargo debera incluirse en esta parte, los costos
de servicio de herramientas fuera de la maquina (por ej. el reemplazo de los insertos en una fresa
frontal).
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
8/19
DISEO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICAINF-MAC2013-
008TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS
DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
FECHA:
28/11/2013
6
3.3.3.- Reemplazo del filo de corte en la mquina herramienta.
Cuando se reemplazan los filos de corte en la mquina herramienta, los costos deben ser calculados
durante el periodo en que ella est detenida. 25 Kr.Sw. por hora, es un valor bajo, sin embargo es ms
alto que los 15 Kr.Sw. mencionados antes. El costo del reemplazo de la herramienta soldada depende
del grado de precisin requerido. Para el propsito de este ejercicio, figura 3.15., se supone un
reemplazo relativamente fcil, con un tiempo de montaje de solo 2 min. En comparacin con el tiempo
de 1 min., concedido para la relacin del inserto puede parecer excesivamente largo, pero concede
tiempo para toda eventual complicacin, chequeo, etc. En estos ejercicios el costo de reemplazo del filo
de corte soldado, ser el doble del costo del inserto desechable.
3.3.4.- Conclusin.
Las tres caractersticas diferentes del costo de la herramienta, costo de adquisicin, costos de reafilado ycosto de cambio han sido resumidas para ambos tipos de filos de corte, figura 3.16.. En el costo de
reafilado, la concesin debe ser hecha al agregar un filo de corte extra, que es suministrado con la
herramienta. De este modo el costo de reafilado por filo de corte es solo 10/11 del costo verdadero de
reafilado por filo de corte. CT, es el costo de la herramienta por filo de corte y es normalmente mucho
mayor para una herramienta soldada. En este ejercicio es de 3 veces mayor que a uno de porta placas
desechables.
3.3.5.- Costo por mquina.
El costo por maquina puede ser calculado de acuerdo a muchos factores. Se debe incluir, sin embargo.,
los factores ms comunes como; arriendo, administracin, transporte, etc., figura 3.17. Los factores que
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
9/19
DISEO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICAINF-MAC2013-
008TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS
DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
FECHA:
28/11/2013
7
involucran los costos de las herramientas de corte no son incluidos ya que son calculados
separadamente. Para poder relacionar las condiciones econmicas de las condiciones de mecanizado, es
necesario poder definir el desgaste de la herramienta. Como se mencion antes, el desgaste de la
herramienta es un factor que contribuye a los costos, tanto como las altas velocidades de corte.
3.4.-EL TIEMPO DE VIDA DEL FILO.
Un filo de corte es considerado altamente gastado, cuando no cumple satisfactoriamente durante un
tiempo, con la requerida seguridad y precisin. Esto generalmente se hace evidente cuando la tolerancia
esta excedida o cuando hay un riesgo de quiebre del filo, etc.
3.4.1.- El desgaste del filo.
Es necesario definir y medir el desgaste del filo. Generalmente es suficiente observar solo dos tipos
principales de desgaste: el desgaste del flanco "Vb" y el desgaste de crater "KT, figura 3.18. Solo la
experiencia puede establecer cuanto desgaste puede generarse antes que el filo llegue a ser inservible y
por lo tanto, ser desechado o reafilado. En general, el desgaste del flanco es el factor crtico, aunque
cuando se mecaniza fundicin gris el factor lmite es el desgaste de crter.
Cunto tiempo debe el filo de corte estar en accin antes de que el desgaste se configure y por lo tanto"la medida KTy Vblleguen a ser muy grandes para ser aceptados?.
En la figura 3.19., cl diagrama muestra el trmino medio del desgaste del filo como funcin del tiempo
dc corte transcurrido durante un desbastado en el torno.
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
10/19
DISEO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICAINF-MAC2013-
008TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS
DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
FECHA:
28/11/2013
8
En dicho diagrama los ingenieros tienen la oportunidad de comparar diferentes configuraciones de
desgaste, expresados en formas reales. Por medio del desbastado en el torno los valores lmites del
desgaste del flanco caen entre 0.5 a 1 mm. Sin embargo la experiencia ha mostrado que el desgaste se
aproxima al valor superior, generalmente despus de un largo periodo de corte, y el rango de desgaste
aumenta rpidamente y a menos que ocurra un contratiempo y produzca un dao al filo, a la
herramienta, a la maquina o a la pieza. Un desgaste econmico aceptable como lmite superior es 0.8
mm.
Usndose este valor como un criterio y manteniendo todas las otras variables (excepto la velocidad de
corte) constante, puede ser establecida una relacin especfica entre la velocidad de corte y la vida del
filo de corte. En la figura 3.20., la relacin desgaste/tiempo de corte ha sido ploteada para diferentes
velocidades de corte entre 100 y 140 m/min. El desgaste del flanco lmite de 0.8 mm es alcanzadodespus de un periodo de tiempo de 3.8 a 11.8 min., dependiendo de la velocidad de corte. De este
modo al aumentar la velocidad de corte de 100 a 140 m/min., el tiempo dc uso del filo de corte se
reduce a 1/3.
3.4.2.- La frmula de Taylor y la curva "vT".Cul es la velocidad correcta desde un punto de vista econmico? Para establecer esto de estas
relaciones, se deben tomar uno o dos pasos adicionales. Cuando los cinco tiempos de corte
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
11/19
DISEO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICAINF-MAC2013-
008TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS
DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
FECHA:
28/11/2013
9
transcurridos son ploteados con sus correspondientes velocidades de corte en un grfico log-log, se
obtiene una curva, como la que se muestra en la figura 3.21.. Esta curva es prcticamente una lnea
recta y normalmente se le conoce como la "Curva de Taylor", pero tambin a menudo se le menciona
como la curva "vT".
Esta indica claramente la relacin entre la velocidad de corte y el tiempo de vida del filo para una
operacin de mecanizado especfica y un tipo de material. La representacin dc la curva se caracteriza
por su posicin e inclinacin, ambas estn representadas en la frmula de Taylor.
En la figura 3.22., se muestra la frmula de Taylor, en ella alfa (a) indica la inclinacin o pendiente de la
curva y donde "C" es la posicin. El valor de alfa es constante, la cual es necesaria para resolver la
ecuacin indicada y se puede obtener grficamente. Los principales elementos dc la curva "vT" se
muestran en la figura 3.23..
Para obtener alfa, la lnea "y" debe ser trazada perpendicularmente al eje de las velocidades y debe
tener una unidad dimensional que pueda ser utilizada como un divisor simple, por ej. 50 mm. La lnea"x" es trazada en la parte inferior dc "y", paralela al eje de las velocidades y medida en la misma escala y
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
12/19
DISEO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICAINF-MAC2013-
008TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS
DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
FECHA:
28/11/2013
10
unidades dc la linca "y". En este ejemplo particular la linca "x" es de 14.5 mm y alfa llega a ser 14.5/50 o
0.29. Alfa es el valor de la tangente; tg a = x/y.
Este es un valor, el cual es normal para maquinar un acero suave, de bajo porcentaje de carbono, con
herramientas de carburo cementado. De este modo se conocen todos los factores esenciales para
operar una expresin matemtica para obtener el tiempo de vida del filo econmico, Te.
En la figura 3.24., se indica la ecuacin para obtener el tiempo de vida econmico del filo, dnde:
CTes el costo dc herramienta por filo,
CMes el costo por maquina herramienta por minuto,
aes la pendiente de la curva vT y
Tees el tiempo dc vida econmico del filo.
Para resolver este ejemplo, los tres primeros factores han sido establecidos como; 1.5 Kr.Sw.. 0.33
Kr.Sw. y 0.20 respectivamente.
Al resolver la ecuacin, da un tiempo Tede 11 min., figura 3.25.Usando este factor en la curva vT correspondiente, puede ser encontrada la relacin con la velocidad de
corte. En este ejemplo es una velocidad de corte de 120 m/min., con un desgaste del filo de 0.8 mm
despus de 11.8 min (referida a las cinco curvas de velocidad).
El desgaste del filo es realmente el tiempo efectivo en que el filo de corte ha sido utilizado para cortar el
metal. Tomando en consideracin los tiempos manuales y otros tiempos no productivos (tiempos
suplementarios), este valor de 11.8 min. corresponden a un trabajo efectivo de 30-40 min..
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
13/19
DISEO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICAINF-MAC2013-
008TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS
DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
FECHA:
28/11/2013
11
3.4.3.- Aplicacin de las curvas "vT".
A partir del rango de desgaste del filo de corte y su influencia en la inclinacin y posicin en la curva
"vT", este (el desgaste) por lo tanto, entrega una definicin directa de la mecanabilidad del material a
trabajar. Como tal, puede ser usado por los fabricantes de aceros como una caracterstica a ser agregada
a sus especificaciones. En la figura 3.26., se muestran las curvas "vT" para el acero SANDVIK 4LM, una
aleacin de acero al manganeso que tiene una buena mecanabilidad y soldabilidad el cual es usado en
tubos de mquina. El grafico de la izquierda es para afinado y el de la derecha, para desbastado.
Cuando el maquinado es de afinado, el desgaste de crter es tan pequeo que no se puede tomar como
un criterio de desgaste. Las curvas "vT" para desbastado, han sido establecidas para dos criterios dcdesgaste del flanco de 0.6 y 0.33 mm. y dos criterios para desgaste de crter de 100 y 200 mm.. En la
figura 3.27., las curvas son para un acero SANDVIK 10RE21, acero inoxidable al molibdeno ferrtico -
austentico, de alta resistencia mecnica. Como la figura anterior, las tres curvas de la izquierda son para
afinado y las de la derecha para desbastado. Estableciendo el respectivo desgaste del flanco con un
criterio de VB dc 0.6 mm. y de KT de 100 mm. respectivamente, las curvas "vT" para desbastado indican
que el desgaste del flanco llega ser el factor lmite para un tiempo de vida del filo de 20 min. El desgaste
de crter llega a ser cl factor lmite ms corto de vida del filo.
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
14/19
DISEO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICAINF-MAC2013-
008TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS
DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
FECHA:
28/11/2013
12
Tales curvas detalladas pueden ser establecidas solamente para materiales definidos especficamente
para un mismo fabricante. Materiales con los mismos anlisis qumicos y otros, de diferentes fabricantes
producen curvas "vT" diferentes. Las curvas "vT" para los materiales SANDVIK son establecidas de
acuerdo con especificaciones de ensayos de mecanizado normalizados los cuales estn siendo
preparados por ISO. Los datos de corte usados para los dems estn basados en valores promedio de
materiales comerciales de similares caractersticas por ej. esfuerzo de traccin, dureza, etc.
La figura 3.24.. de la vida econmica del filo de 11 min. fue establecida para una velocidad de corte de
120 m/min. y un avance dc 0.4 mm/rev.. Las cuatro curvas "vT" mostradas, figura 3.28., han sido
establecidas con cuatro rangos diferentes de velocidades. Ellas tambin muestran un tiempo econmico
de vida del filo de 11 min., obtenido con diferentes avances y velocidades.
Cul de las cuatro velocidades es la ms aconsejable? Esta es una aplicacin de desbastado en el torno
y ello implica remover la mayor cantidad de viruta de material por minuto.
Si la cantidad de viruta removida, denominada capacidad (V), es calculada por primera vez para las
cuatro combinaciones de velocidad y avance y luego trazadas en funcin del avance, se obtiene una
curva. Figura 3.29.. En esta curva se puede ver que la mayor capacidad es conseguida con la
combinacin de 0.8 mm/rev. y con una velocidad de corte de 85 m/min..
Se puede notar que para altas velocidades, el avance se reduce considerablemente para mantenerse
dentro del tiempo dc vida econmico del filo, como resultado de ello la capacidad es menor. Con valores
demasiado bajos de avance, se exige una anormal alta velocidad de corte, lo cual a la vez induce a
elevadas temperaturas en el filo de corte con el consiguiente riesgo dc la plasticidad.
Con avances muy elevados da como resultado altas fuerzas de corte las cuales pueden fcilmente
conducir al quiebre del filo de corte. Las tablas de datos de corte recomendados de SANDV1K, han sido
desarrolladas en base a un tiempo de vida del filo de 15 min., figura 3.30.. Estas cantidades son un poco
altas pero, desafortunadamente en muchos talleres, aun no se han preparado para operar sus mquinascon altas velocidades de corte, que son requeridas para alcanzar dicho tiempo de vida. En estas tablas,
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
15/19
DISEO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICAINF-MAC2013-
008TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS
DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
FECHA:
28/11/2013
13
cada grado o calidad Coromant incluye el avance recomendado para obtener la mayor capacidad con un
desbastado medio como mecanizado.
3.5.- COMPARACION DE COSTOS EN FUNCION DEL TIEMPO DE VIDA ECONMICA DEL FILO.
Un solo factor que ejerce la mayor influencia en los datos de corte es la situacin econmica de la
herramienta y de la mquina. Costos bajos permiten acortar la vida econmica del filo. Un porta
herramientas por filo de corte barato, puede ser rentable de operar en tales condiciones, que uno de
placas soldadas que puede operar a solo 1/3. Bajos datos de corte Ilegan a ser vlidos para porta
herramientas de placas soldadas por razones puramente econmicas. Se suma al peligro de carcter
tcnico inherente a los esfuerzos producto de la soldadura, etc., encontrados en la soldadura lo quesignifica que los datos de corte recomendados para los porta herramientas de placas desechables, no se
pueden aplicar a los de placa soldada.
La relacin entre los factores econmicos y tcnicos entre un porta herramientas de placas y uno
soldado revelan algunas situaciones interesantes. En la figura 3.31., las dos columnas del lado izquierdo
representan el anlisis de costo de una herramienta soldada. Las otras tres columnas representan un
porta herramientas para placas desechables. El lado izquierdo de cada columna doble entrega el costo
total de mecanizado con "T", siendo "M" el costo por mquina. El lado derecho (columna "Q") indica el
porcentaje de produccin.
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
16/19
DISEO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICAINF-MAC2013-
008TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS
DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
FECHA:
28/11/2013
14
Con la herramienta soldada dc grado S2 a la izquierda de la doble columna, el tiempo de desgaste
econmico del filo es dc 45 min. y fue establecido a una velocidad de 200 m/min. Como resultado a elloel costo "T" es ms del 25% del costo total por mquina, Observndose una produccin relativa.
Mantenindose todas las variables iguales a excepcin de un porta herramientas para insertos
desechables, con un inserto S2, se nota como el costo por herramienta se ha reducido a 1/3 de los
costos iniciales. Manteniendo todas las condiciones iguales, naturalmente el porcentaje de produccin
es el mismo.
Como se mencion antes, la disminucin del costo por filo permite una mayor velocidad de corte y
provoca una disminucin de la vida del filo de corte menor que los 45 min.. La columna tres muestra el
resultado. El costo por herramienta ha aumentado un poco, porque ha aumentado la velocidad pero el
porcentaje de produccin "Q" ha aumentado lambien. Simultneamente los costos por maquina han
disminuido. Finalmente entonces, como no hay esfuerzos producto de la soldadura en la placa y perdida
de dureza, el grado S2 es ms resistente al desgaste, que el soldado usado: Usando un SIP con el mismo
tiempo de vida del filo, la velocidad dc corte es aumentada a 290 ni/min. Ello se refleja en la columna
cuatro y da un alto porcentaje dc produccin y un bajo costo por maquinado por componente.
3.6.- EL PASO DE LA TEORIA A LA REALIDAD.
Habindose establecido los datos de corte tericos, conviene establecer los prcticos, para que estas
recomendaciones sean las adecuadas. Figura 3.32.. El problema puede ser dividido en cuatro partes:
desgaste de la herramienta, fuerzas de corte, terminacin superficial y formacin de la viruta. Figura3.33.
a. DESGASTE DEL FILO.- AI comienzo, se ha establecido como base para la estimacin dc los datos dccorte, el tiempo de desgaste econmico del filo. Un pre-requisito es que se use el carburo msresistente al desgaste para la actividad a realizar.
b. FUERZAS DE CORTE.- Influyen en la potencia requerida. Hay que asegurarse que la potencia delmotor es suficiente. Los manuales de los fabricantes de herramientas contienen nomogramas paradeterminar la potencia requerida.
c. TERMINACION SUPERFICIAL.- Es la parte ms importante, controlada por el avance y el radio de lanariz de la herramienta. Se discutir la influencia del avance ms adelante.
d. FORMACION DE LA VIRUTA.- No necesariamente es un factor lmite cuando se selecciona econmicay tecnolgicamente los datos de corte correctos.
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
17/19
DISEO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICAINF-MAC2013-
008TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS
DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
FECHA:
28/11/2013
15
La influencia del avance en la terminacin superficial puede ser resuelta con la ayuda de un diagrama.
figura 3.34.. Usando el grado o calidad SIP con cl avance dc 0.7 mm/ rev y un radio dc nariz dc 1.2 mm.,
la terminacin superficial obtenida dc Ra = 20 mm y no es un factor Lmite. Al contrario si la terminaci6n
superficial es de 8 mm especificada como mximo, no es posible de obtener con un avance de 0.7
mm/rev y con un radio de nariz de 1.2 mm.. A menos que se reduzca el avance a 0.5 mm/rev.. Un gran
esfuerzo para racionalizar los datos de corte, puede rpidamente perder su efectividad, si el importante
anlisis del trabajo es perdido.
Un mtodo muy simple es hacer ensayos prcticos del tiempo de vida del filo en una pieza de muestra.De obtener resultados muy alejados de lo que es econmicamente deseable, .deben ser lgicamente
manipulados varios datos de corte, para .establecer la mejor utilizacin del equipo, figura 3.35.. En la
figura 3.36., se ve un resultado prctico de la mejor utilizacin de un equipo con una vida; del filo de
solo 15 min..
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
18/19
DISEO DE HERRAMIENTAS Y UTILAJES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICAINF-MAC2013-
008TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS
DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
FECHA:
28/11/2013
16
Datos de cortes efectivos y econmicos, aseguran una mejor utilizacin de mquinas herramientas,
tanto antiguas como nuevas, sin inversiones innecesarias y largas planificaciones. EI desarrollo en elcampo de las herramientas es seguido simultneamente con el nuevo desarrollo en maquinaria y
equipos. El propsito es alcanzar rpidamente una alta tasa de produccin con el personal y equipos
disponibles corrientemente, figura 3.37.. Nuevas mquinas y herramientas pueden reducir los costos y
aumentar la produccin a la larga. PERO los datos de cortes efectivos y econmicos se necesitan AHORA.
Se debe comparar los resultados obtenidos con los datos de corte bsicos. Si es necesario se debe afinar
ajustando los valores a aplicar. Para ayudar. SANDVIK abastece de hojas impresas "Hojas de Estudio para
Mecanizado". figura 3.38.. Con estos formularios, se puede analizar si los datos y costos son localmente
efectivos.
Los datos de corte pueden ser analizados ms adelante en plena produccin por estudios de Mtodo y
adaptarlos a las condiciones locales.
La tecnologa de maquinado "Coromant" est al servicio de las empresas con la informacin con los
ensayos necesarios de mecanizado.
7/22/2019 Costos en Herramientas de Corte
19/19
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICAINF-MAC2013-
008TRABAJO DE INVESTIGACION: COSTOS EN HERAMIENTAS
DE CORTE Y SU EVOLUCION EN EL TIEMPO
FECHA:
28/11/2013
17
BIBLIOGRAFlA
Guerrero, Mara del Pilar. Perspectivas positivas de la industria metalmecnica para 2011.http://www.metalmecanica.com/mm/secciones/MM/ES/MAIN/IN/INFORMES_ESPECIALES/doc_81
151_HTML.html?idDocumento=81151
Zelinski, Peter. El efecto de los incentivoshttp://www.metalmecanica.com/mm/secciones/MM/ES/MAIN/IN/ARCHIVO/ARTICULOS/doc_66371_HT
ML.html?idDocumento=66371
Metal Cutting Economics - Sandvik Coromant.
Modern Machine Shop. The New Rules of Cutting Tools http://www.mmsonline.com/articles/the-new-rules-of-cutting-tools----introduction
Diseo de Herramientas y Utilajes
Ing. Jos Luis Velsquez Salazar
http://www.metalmecanica.com/mm/secciones/MM/ES/MAIN/IN/INFORMES_ESPECIALES/doc_81151_HTML.html?idDocumento=81151http://www.metalmecanica.com/mm/secciones/MM/ES/MAIN/IN/INFORMES_ESPECIALES/doc_81151_HTML.html?idDocumento=81151http://www.metalmecanica.com/mm/secciones/MM/ES/MAIN/IN/ARCHIVO/ARTICULOS/doc_66371_HTML.html?idDocumento=66371http://www.metalmecanica.com/mm/secciones/MM/ES/MAIN/IN/ARCHIVO/ARTICULOS/doc_66371_HTML.html?idDocumento=66371http://www.mmsonline.com/articles/the-new-rules-of-cutting-tools----introductionhttp://www.mmsonline.com/articles/the-new-rules-of-cutting-tools----introductionhttp://www.mmsonline.com/articles/the-new-rules-of-cutting-tools----introductionhttp://www.mmsonline.com/articles/the-new-rules-of-cutting-tools----introductionhttp://www.metalmecanica.com/mm/secciones/MM/ES/MAIN/IN/ARCHIVO/ARTICULOS/doc_66371_HTML.html?idDocumento=66371http://www.metalmecanica.com/mm/secciones/MM/ES/MAIN/IN/ARCHIVO/ARTICULOS/doc_66371_HTML.html?idDocumento=66371http://www.metalmecanica.com/mm/secciones/MM/ES/MAIN/IN/INFORMES_ESPECIALES/doc_81151_HTML.html?idDocumento=81151http://www.metalmecanica.com/mm/secciones/MM/ES/MAIN/IN/INFORMES_ESPECIALES/doc_81151_HTML.html?idDocumento=81151