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CAMBIO DE TORNO CONVENCIONAL A TORNO CNC PARA AUMENTAR LA
PRODUCCIÓN MEDIANTE LA REDUCCIÓN DE TIEMPO EN UN TALLER DE
MAQUINADO EXTERNO A LA INDUSTRIA
Metodología
Introducción
En la actualidad las maquinas herramientas se han vuelto indispensables en la
industria una de ellas es el torno ya que nos permite mecanizar piezas de manera
geométrica así como la de rectificar a fabricar piezas.
En este proyecto se analizara la viabilidad de cambiar un torno convencional por
un torno CNC en un taller, mediante la comparación de tiempos y piezas
´fabricadas por cada máquina así como el análisis de los costos generales.
Objetivo
Aumentar la producción de maquinado mediante la reducción de tiempo lo cual se
puede lograr con el cambio del torno actual a un CNC.
Antecedentes.
En un taller externo a la industria dedicado a la fabricación de piezas, cuenta con 15
años trabajando realizando flechas y contrapuntos que son los trabajos de mayor
importancia, en las actividades realizadas.
Por lo cual se lleva a estudiar el cambio del torno ya que los trabajos son
continuos.
Análisis del equipo actual
En medida que se quiere aumentar la producción y disminuir tiempos se estudiara
el trabajo de esta máquina ya que se prevé comprar otro equipo pero con el análisis
de que sea mejor.
Torno convencional modelo C6266/ 2000
En este torno se realizan los trabajos de maquinado de flechas y contrapuntos lo cual
conlleva a un trabajo rutinario o en serie describiendo flecha y contrapunto.
Trabajos realizados
Flecha: acero 3S- 316L
Con una longitud de 17.118” y diámetro de 2.375” duración de fabricación 15 horas
Contrapuntos ACERO SS-40L
Longitud 9.6 “y diámetro 1.14” duración de fabricación 7 horas /pieza
Imágenes ilustrativas de piezas fabricadas
Características técnicas del torno convencional modelo actual
Max. Longitud de torneado 1250 mmvolteo sobre bancada 660 mmvolteo sobre carro 400 mmvolteo sobre el escote 880 mmlongitud del escote 210 mmdistancia entre puntos 2000 mmancho de bancada 400 mmtamaño de la herramienta 25 x 25 mmvelocidad del husillo 11-1400 rpmdiámetro del husillo 104 mmroscas milimétricas 44 /1-192 mmroscas pulgadas 21 / 1-24 TPIroscas modular 39 / 0.25-48roscas d.p 37 1-96 dprecorrido pínula 150 mmdiámetro de la contrapunta 75 mmcono contrapunta cono morse no. 5motor 6 kWpeso de la máquina 3.000 kgdimensiones de longitud la máquina 3668x1130x1392 mm
Análisis de tiempo
FABRICACIÓN POR DÍA (FLECHA) TIPO DE MATERIAL: ACERO SS-316LCOSTO DEL MATERIAL
$900.00 N° PIEZAS 1
MAQUINADO FLECHA
15 HORASCOSTO $ 4,000.00
COSTO HOMBRE-MAQUINA
$267.00 X HORATIEMPO
TRABAJADO16 HORAS
FABRICACIÓN POR DÍA (CONTRAPUNTO)
TIPO DE MATERIAL: ACERO SS-40L
COSTO DEL MATERIAL
$450.00 N° PIEZAS 1
MAQUINADO FLECHA
7 HORASCOSTO $ 1,600.00
COSTO HOMBRE-MAQUINA
$228.00 X HORATIEMPO
TRABAJADO7.5 HORAS
FABRICACIÓN POR MES (FLECHA Y UN CONTRAPUNTO)
TIPO DE MATERIAL: ACERO SS-316L(FLECHA)ACERO SS-40L (CONTRAPUNTO)
COSTO DEL MATERIAL
$14,400.00N° PIEZASFLECHAS
16
MAQUINADO FLECHA
240 HORASCOSTO $ 64,000.00
COSTO HOMBRE-MAQUINA
$267.00 X HORATIEMPO
TRABAJADO256 HORAS
COSTO DEL MATERIAL
$3,600.00N° PIEZAS
CONTRAPUNTO8
MAQUINADO CONTRAPUNTO
56 HORAS COSTO $12,800.00
COSTO HOMBRE-MAQUINA
$229.00 X HORATIEMPO
TRABAJADO60 HORAS
FABRICACIÓN POR AÑO (FLECHA Y UN CONTRAPUNTO)
TIPO DE MATERIAL: ACERO SS-316L(FLECHA)ACERO SS-40L (CONTRAPUNTO)
COSTO DEL MATERIAL
$165,600.00N° PIEZASFLECHAS
184
MAQUINADO FLECHA
2,760 HORASCOSTO $ 736,000.00
COSTO HOMBRE-MAQUINA
$267.00 X HORATIEMPO
TRABAJADO2944 HORAS
COSTO DEL MATERIAL
$53,100.00N° PIEZAS
CONTRAPUNTO118
MAQUINADO CONTRAPUNTO
826 HORAS COSTO $188,800.00
COSTO HOMBRE-MAQUINA
$229.00 X HORATIEMPO
TRABAJADO885 HORAS
Con una producción anual total: de 309 flechas y 118 contrapuntos agregado al valor monetario de $924,800.00
Costo total: $ 924,800.00
Insumos
Inversión de material: $ 218,100
Trabajadores: $ 153,600.00
Energía eléctrica $ 66,774.00
Seguro social $ 12,000.00
Utilidad $ 479,326.00
Ya analizado el torno convencional actual, pasaremos a un abreve introducción del
torno CNC (control numérico por computadora)
¿Qué es el torno CNC?
Son herramientas o máquinas que ejecutan procesos de mecanizado a través de control numérico por computadora. El control de la trayectoria de la herramienta de torneado es realizado por un ordenador incorporado, el cual recibe las ordenes
incluidas en un software previamente instalado. Es ideal para los trabajos de piezas sencillas en serie y para el mecanizado de piezas de alta precisión y complejidad.
Ofrece una gran capacidad de producción y precisión en el mecanizado por su estructura funcional y porque la trayectoria de la herramienta de torneado es controlada por un ordenador que lleva incorporado, el cual procesa las órdenes de ejecución contenidas en un software que previamente ha confeccionado un programador conocedor de la tecnología de mecanizado en torno.
OPTANDO POR EL MEJOR TORNO CNC SE DECIDIÓ POR ESTE MODELO
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL TORNO CNC TORNO CAK- 61135
Máxima longitud del torneado 1350 mm
Volteo sobre la bancada 610 mm *
Ancho de la bancada y dureza 400mm/52 Rc
Volteo sobre el carro 400mm
Diámetro del husillo 100 mm
Nariz de husillo A8
Rango de velocidades 40-2200 RPM
Recorrido máx. Del carro transversal 305 mm
Recorrido máx. Del carro longitudinal 1350 mm
Máxima longitud a mecanizar 1250 mm
Avance rápido transv/longitudinal 5/10 m/min
Torreta No. posiciones, sección 6 / 25x25 mm
Repetibilidad ejes X/Z 0,007/0,01
Precisión IT6 IT7
Recorrido de la caña de la contrapunta 150 mm
Diámetro de la caña de la contrapunta 75 mm
Cono de la contrapunta Cono morse N° 5 Cono morse
Potencia del motor principal 7.5 kW
Sistema eléctrico 220V/60HZ/3PH
Peso de la máquina 2800 kg
Dimensiones de longitud la máquina 3500X1160X2050 mm
Nota: optando que el volteo sobre la bancada es más chico que el anterior se toma
la decisión de comprarlo porque no se fabrican piezas con esa dimensión
Lo observado en la tabla es que cuenta con mayor equipo para la fabricación y más
precisión a la hora de maquinar porque está basado a un software sin margen de
error a la hora de maquinar la pieza lo cual hace una inversión segura ya que
ahorras tiempo y aumenta capital a la hora de producir que ablando en cantidades
es de mayor importancia.
La tabla siguiente muestra basada a los cálculos de fabricación en el torno CNC y
se aumenta una pieza más a la fabricación lo cual tendrá más utilidad.
FABRICACIÓN POR DÍA DE :- FLECHA- CONTRAPUNTO- EJE
TIPO DE MATERIAL: ACERO SS-316LACERO SS-40LACERO St60. 12
COSTO DEL MATERIAL
$900.00N° PIEZASFLECHAS
1
MAQUINADO FLECHA
7.5 horasCOSTO $4,000.00
COSTO HOMBRE-MAQUINA
$534.00 x horaTIEMPO
TRABAJADO8 horas
COSTO DEL MATERIAL
$450.00N° PIEZAS
CONTRAPUNTO1
MAQUINADO CONTRAPUNTO
3.5 horas COSTO $1,600.00
COSTO HOMBRE-MAQUINA
$457.00 x horaTIEMPO
TRABAJADO4 horas
COSTO DEL MATERIAL
$530.00N° PIEZAS
EJE1
MAQUINADO EJE 3.5 horas COSTO $2,350.00
COSTO HOMBRE-MAQUINA
$671.00 x horaTIEMPO
TRABAJADO4 horas
FABRICACIÓN POR MES DE :- FLECHA- CONTRAPUNTO- EJE
TIPO DE MATERIAL: ACERO SS-316LACERO SS-40LACERO St60. 12
COSTO DEL MATERIAL
$20,700.00N° PIEZASFLECHAS
23
MAQUINADO FLECHA
172 HORASCOSTO $92,000.00
COSTO HOMBRE-MAQUINA
$534.00 X HORATIEMPO
TRABAJADO184 HORAS
COSTO DEL MATERIAL
$5,850.00N° PIEZAS
CONTRAPUNTO13
MAQUINADO CONTRAPUNTO
46 HORAS COSTO $20,800.00
COSTO HOMBRE-MAQUINA
$457.00 X HORATIEMPO
TRABAJADO52 HORAS
COSTO DEL MATERIAL
$9,010.00N° PIEZAS
EJE17
MAQUINADO EJE 60 HORAS COSTO $39,950.00
COSTO HOMBRE-MAQUINA
$666 x HORATIEMPO
TRABAJADO68 HORAS
FABRICACIÓN POR AÑO DE :- FLECHA- CONTRAPUNTO- EJE
TIPO DE MATERIAL: ACERO SS-316LACERO SS-40LACERO St60. 12
COSTO DEL MATERIAL
$248,400.00N° PIEZASFLECHAS
276
MAQUINADO FLECHA
2,070HORASCOSTO $ 1,104,000.00
COSTO HOMBRE-MAQUINA
$534.00 X HORATIEMPO
TRABAJADO2,208 HORAS
COSTO DEL MATERIAL
$70,200.00N° PIEZAS
CONTRAPUNTO156
MAQUINADO CONTRAPUNTO
546 HORAS COSTO $249,600.00
COSTO HOMBRE-MAQUINA
$457.00 X HORATIEMPO
TRABAJADO 624 HORAS
COSTO DEL MATERIAL
$108,120.00N° PIEZAS
EJE204
MAQUINADO EJE 714 HORAS COSTO $ 479,400.00
COSTO HOMBRE-MAQUINA
$671.00 x horaTIEMPO
TRABAJADO816 HORAS
Costo total: $ 1, 833,000.00
Insumos:
Flecha $ 248,400.00
Contrapunto $ 70,200.00
Eje $ 108,120.00
Energía eléctrica $ 72,453.00
Trabajadores $ 240,000.00
Seguro social $ 12,000.00
Capacitación a 2°
Operario $ 24,000.00
Utilidad: $10578827
TORNO CAK- 61135
Costo de torno CNC
US $ 74,000.00
Aproximación MXN $ 13
MXN $ 962,000.00
Ventajas y Desventajas de los Tornos CNC
Ventajas
• Mayor precisión en el mecanizado de las piezas que en los tornos convencionales.
• Permiten mecanizar piezas más complejas que las que se maquinan en los tornos
Convencionales.
• Menores tiempos de producción.
• Reducción de los errores en los operarios.
Desventajas
• Necesidad de realizar un programa de mecanizado de la primera pieza.
• La planificación del trabajo debe ser más detallada y rigurosa.
Observaremos la comparación de consumo de energía
POTENCIA UTILIZADA POR MES
Mensual Anual
Torno convencional 2,054 kW/h 24,888.5 kW/h
Torno CNC 2,220 kW/h 26,985 kW/h
Comparación de costos de energía
Costos de energía
Mensual Anual
Torno convencional $ 4,915.40 $ 66,774.00
Torno CNC $ 5,365.00 $72,453.50
La tabla muestras que la diferencia de potencias no es demasiada así que es
recomendable este torno ya que también en las características cumple con el
requerido
Tiempo estimado de pago de torno tomando en cuenta la venta del torno
actual
Ganancias por año $ 1, 057,827 en torno CNC
Posible venta de torno $ 35,000.00
Ganancia por año $ 479,326.00 en torno actual
Abono por año a
Torno $ 613,501.08
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