Trabajo final de manufactura industrial 2 de UPIICSA del IPN

Partes: 1, 2

INTRODUCCIÓN

Los procesos de manufactura son la forma de transformar la materia prima que hallamos, para darle un uso práctico en nuestra sociedad y así disfrutar la vida con mayor comodidad.

Con el rápido desarrollo de nuevos materiales, los procesos de fabricación se están haciendo cada vez más complejos, de ahí nace la importancia de conocer los diversos procesos de manufactura mediante los cuales pueden procesarse los materiales. La industria requiere actualmente de tales conocimientos y es por eso que el presente trabajo pretende que los alumnos como nosotros apliquen los conocimientos adquiridos en la materia de Manufactura Industrial. El proceso de fabricación descrito es una base de aluminio cuyas operaciones principales fueron el torneado y taladrado.

El torneado es una operación con arranque de viruta que permite la elaboración de piezas cilíndricas, cónicas y esféricas, mediante el movimiento uniforme de rotación alrededor del eje fijo de la pieza.

El taladrado es la operación que consiste en efectuar un hueco cilíndrico en un cuerpo mediante una herramienta de denominada broca, esto se hace con un movimiento de rotación y de alimentación.

Para lograr terminar este trabajo exitosamente, el equipo compró el Aluminio de acuerdo a las especificaciones dadas por el maestro, hizo los cálculos necesarios para el maquinado de la pieza y ésta fue enviada a un taller para su elaboración.

En las siguientes páginas se encontrará la secuencia de operación para el maquinado de la pieza y el dibujo de la misma, la descripción de la maquinaria y materia prima utilizadas así como su costo de producción.

Es de gran importancia que el futuro profesional ingeniero industrial tenga conocimiento de los procesos de manufactura de mayor aplicación para la fabricación de piezas y materiales, así como de los procesos industriales básicos, ya que con la numerosa incorporación de empresas pequeñas y medianas basadas en procesos de manufactura y la incorporación de tecnología de punta para mantener o aumentar sus índices de competitividad se hace necesario que los conocimientos adquiridos en el salón de clases sean llevados a la práctica con la elaboración de trabajos como este.

Objetivo

Con la elaboración de este trabajo se pretende proporcionar un conocimiento básico sobre los procesos de fabricación necesarios para el maquinado de piezas.

De este objetivo se desprenden otros objetivos secundarios:

Identificar qué procesos son los adecuados, según la pieza a maquinar.
Conocer la importancia del estudio de los procesos de manufactura.
Conocer la aplicación de los procesos de fabricación estudiados en clase con aplicaciones comunes en la industria.
Conocer ventajas y limitaciones de cada proceso de manufactura.
Poder seleccionar y aplicar la secuencia de manufactura técnica para una pieza en específico (base de aluminio).

MARCO TEÓRICO

El objetivo fundamental en los Procesos de Manufactura por Arranque de Viruta es obtener piezas de configuración geométrica requerida y acabado deseado. La operación consiste en arrancar de la pieza bruta el excedente (material sobrante) del metal por medio de herramientas de corte y maquinas adecuadas.

PROFUNDIDAD DE CORTE.

Se denomina profundidad de corte a la profundidad de la capa arrancada de la superficie de la pieza en una pasada de la herramienta; generalmente

se designa con la letra" t" Y se mide en milímetros en sentido perpendicular;

En las máquinas donde el movimiento de la pieza es giratorio (Torneado y Rectificado) o de la herramienta (Mandrinado), la profundidad de corte se determina según la fórmula:

en donde: Di = Diámetro inicial de la pieza (mm). Df = Diámetro final de la pieza (mm).

VELOCIDAD DE AVANCE.

Se entiende por Avance al movimiento de la herramienta respecto a la pieza o de esta última respecto a la herramienta en un periodo de tiempo determinado.

El Avance se designa generalmente por la letra" s" y se mide en milímetros por una revolución del eje del cabezal o porta-herramienta, y en algunos casos en milímetros por minuto.

VELOCIDAD DE CORTE.

Es la distancia que recorre el "filo de corte de la herramienta al pasar en dirección del movimiento principal (Movimiento de Corte) respecto a la superficie que se trabaja: El movimiento que se origina, la velocidad de corte puede ser rotativo o alternativo; en el primer caso, la velocidad de, corte o velocidad lineal relativa entre pieza y herramienta corresponde a la velocidad tangencial en la zona que se esta efectuando el desprendimiento de la viruta, es decir, donde entran en contacto herramienta y, pieza y debe irse en el punto desfavorable. En el segundo caso, la velocidad relativa en un instante dado es la misma en cualquier punto de la pieza o la herramienta.

"En el caso de maquinas con movimiento giratorio (Tomo, Taladro, Fresadora, etc.), la velocidad de corte esta dada por:

(m/min) ó (ft/min)

En donde:

D = diámetro correspondiente al punto más desfavorable (m).

n = número de revoluciones por minuto a que gira la pieza o la herramienta.

Para máquinas con movimiento alternativo (Cepillos, Escoplos, Brochadoras, etc.), la velocidad de corte corresponde a la velocidad media y esta dada por:

en donde:

L = distancia recorrida por la herramienta o la pieza (m).

T = tiempo necesario para recorrer la distancia L (min).

A continuación se da una breve descripción de los procesos de torneado y taladrado así como algunas de sus características.

Proceso	Definición del Proceso	Equipo
Torneado	Es un proceso de maquinado en el cual una herramienta de punta sencilla remueve material de la superficie de una pieza de trabajo cilíndrica en rotación	El torneado se lleva a cabo tradicionalmente en una maquina llamada torno
Definición del Equipo	Clasificación del equipo	Herramienta
El torno es una maquina, la cual suministra la potencia para tornear la parte a una velocidad de rotación determinada con avance de la herramienta y profundidad de corte especificado	Torno para herramientas Torno de Velocidad Torno Revólver Torno de Mandril Maquina de Barra Automática Tornos controlados Numéricamente	Se usan herramientas de punta sencilla, para la operación de roscado, se ejecuta con un diseño con la forma de la cuerda a producir. El torneado de formas se ejecuta con una de diseño especial llamada herramienta de forma.
Definir Herramienta	Clasificación de la Herramienta	Operaciones Relacionadas con el Torneado
Se usa una herramienta de corte con un borde cortante simple destinado a remover material de una pieza de trabajo giratoria para dar forma de cilindro.	Cabezal Contrapunto Tortea Carro Transversal Carro Principal	Careado Torneado Ahusado o Torneado de Contornos Torneado de Formas Achaflanado Tronzado Perforado

Proceso	Definición del Proceso	Equipo
Taladrado	Es una operación de maquinado que se usa para crear agujeros redondos en una parte de trabajo	Taladro Prensa
Definición del Equipo	Clasificación del equipo	Herramienta
El Taladro Prensa es la máquina estándar para taladrar.	Taladro Vertical Taladro Banco Taladro Radial Taladro Multiple	Broca
Definir Herramienta	Clasificación de la Herramienta	Operaciones Relacionadas con el Taladrado
Hay disponibles varias herramientas de corte para hacer agujeros, pero la broca helicoidal es con mucho la más común. Sus diámetros fluctúan desde 0.006 pulg. Hasta brocas tan grandes como 3.0 pulg. Las brocas helicoidales se usan ampliamente en la industria para producir agujeros en forma rápida y económica.	Broca Helicoidal	Escariado Roscado Interior Abocardado Avellanado Centrado Refrenteado

Operación	Dibujo	Velocidad de corte (vc)		Avance de hta.		Cálculos & Observaciones	Desbaste	Acabado
Operación	Dibujo	Desbaste	Acabado	Desbaste	Acabado	Cálculos & Observaciones	Desbaste	Acabado
Refrentado		120 m/min	150 m/min	0.75 mm/rev	0.13mm/rev	Pt= (63.5-50)/2 Pt= 6.75 mm. (por ambos lados)	6mm m = 3 pasadas de 2mm	0.75mm m = 3 pasadas de 0.75 mm
Cilindrado 1 Exterior con radios exteriores de 6 mm		120 m/min	150 m/min	0.75 mm/rev	0.13mm/rev	Pt= (114.3-110)/2 Pt= 2.15 mm. (Longitud de 20 mm)	2mm m= 2 pasadas de 1 mm	0.15 mm m= 2 pasadas de 0.075 mm
Cilindrado Int 1 Con radios interiores de 6 mm		120 m/min	150 m/min	0.75 mm/rev	0.13mm/rev	Pt = 8mm. L = 48 mm	7.5 mm, con 3pasadas	0.5 mm con m = 2 pasadas
Cilindrado Exterior 2		120 m/min	150 m/min	0.75 mm/rev	0.13mm/rev	Pt = (114.3-62)/2 Pt= 26.15 (Longitud de 30 mm)	26 mm m= 8 pasadas de 2.6 mm	0.15 mm m= 2 pasadas de 0.075 mm
Cilindrado interior 2		120 m/min	150 m/min	0.75 mm/rev	0.13mm/rev	Pt = 3 mm (Longitud de 20 mm)	2.5 mm, con 2 pasadas	0.5 mm, con 2 pasasas
Conizado para cilindrado 2 con radios de 3 mm		120 m/min	150 m/min	0.75 mm/rev	0.13mm/rev	Con un ángulo de 11.31° Longitud 20 mm Diámetro 58 mm	1.5 mm con dos pasadas	0.5 mm con dos pasadas
Chaflanes de 45° Barrenos de ¼" Diámetro		120 m/min	150 m/min	0.75 mm/rev	0.13mm/rev	8 chaflanes 2 barrenos

D E S C R I P C I Ó N D E L P R O C E S O

CURSOGRAMA ANALÍTICO OPERARIO / MATERIAL / EQUIPO

DIAGRAMA Nº 1 HOJA Nº 1 de 3

RESUMEN

OBJETO: pieza de Aluminio, con barrenos en el centro

Actividad

Actual

Propuesta

Economía

OPERACIÓN

TRANSPORTE

ESPERA

INSPECCIÓN

ALMACEN

ACTIVIDAD: Maquinar una pieza, mediante las siguientes operaciones: 1) Refrentado, 2) Cilindrado exterior, 3) Cilindrado interior, 4) Conizado, 5) Realizar chaflanes, 6) Taladrado (2 barrenos) MÉTODO: ACTUAL / PROPUESTO

DISTANCIA (m)

LUGAR: Taller de Fresa, Torno y Taladro

TIEMPO (Hr-Hom)

150

OPERARIO (S) Jorge Hernández

COSTO ($)

MANO DE OBRA

MATERIAL

140

150

100

Fecha: 15 de Octubre del 2003

TOTAL

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

(min)

SÍMBOLO

OBSERVACIONES

Material es llevado al torno

Es una sola pieza

Colocar material en el Torno

Inspeccionar detenidamente las dimensiones

Verificar que la pieza esté bien sujeta

Colocar el BURIL correcto para la operación

Encender el torno

Realizar el REFRENTADO

Maquinar, realizando desbaste en la pieza

0.38.38mm, 2 pasadasO INTERIOR:zarra operacoracir los chaflanes_

6 mm, 3 pasadas,

Maquinar, realizando acabado en la pieza

1.65

0.75 mm, 3 pasadas

Apagar el torno

Quitar la viruta de la máquina

Se realiza manualmente

Limpiar la mesa y la pieza a maquinar

Se realiza manualmente

Inspeccionar detenidamente las dimensiones

Verificar que la pieza esté bien sujeta

Identificar el BURIL a utilizar

Quitar el BURIL anterior

Colocar el BURIL correcto para la operación

Encender el torno

Realizar el CILINDRADO EXTERIOR

Maquinar, realizando desbaste en la pieza

0.40

2 mm, 2 pasadas

Maquinar, realizando acabado en la pieza

1.78

0.15mm, 2 pasadas

Apagar el torno

Quitar la viruta de la máquina

Se realiza manualmente

Limpiar la mesa y la pieza a maquinar

Se realiza manualmente

Inspeccionar detenidamente las dimensiones

Verificar que la pieza esté bien sujeta

Identificar el BURIL a utilizar

Quitar el BURIL anterior

Colocar el BURIL correcto para la operación

Encender el Torno

Continuación del proceso de maquinado: (página 2)

(min.)

SÍMBOLO

OBSERVACIONES

Realizar el SEGUNDO CILINDRADO EXTERIOR

Maquinar, realizando desbaste en la pieza

1.60

26 mm, 8 pasadas

Maquinar, realizando acabado en la pieza

1.78

0.15 mm, 2 pasadas

Apagar el torno

Quitar la viruta de la máquina

Se realiza manualmente

Limpiar la mesa y la pieza

Se realiza manualmente

Inspeccionar detenidamente las dimensiones

Identificar el BURIL a utilizar

Quitar el BURIL anterior

Colocar el BURIL correcto para la operación

Verificar que la pieza esté bien sujeta

Encender el torno

Realizar el CILINDRADO INTERIOR

Maquinar, realizando desbaste en la pieza

0.25

7.5 mm, 3 pasadas

Maquinar, realizando acabado en la pieza

0.87

0.5 mm, 2 pasadas

Apagar el torno

Quitar la viruta de la máquina

Limpiar la mesa y la pieza a maquinar

Se realiza manualmente

Inspeccionar detenidamente las dimensiones

Se realiza manualmente

Verificar que la pieza esté bien sujeta

Encender el torno

Realizar el SEGUNDO CILINDRADO INTERIOR

Maquinar, realizando desbaste en la pieza

0.05

2.5 mm, 2 pasadas

Maquinar, realizando acabado en la pieza

0.26

0.5 mm, 2 pasadas

Apagar el torno

Quitar la viruta de la máquina

Limpiar la mesa y la pieza a maquinar

Se realiza manualmente

Inspeccionar detenidamente las dimensiones

Se realiza manualmente

Verificar que la pieza esté bien sujeta

Identificar el BURIL a utilizar

Quitar el BURIL anterior

Se necesita una herramienta

Colocar el BURIL correcto para la operación

Acodada

Encender el torno

Realizar el CONIZADO

Maquinar, realizando desbaste en la pieza

0.22

1.5 mm, 2 pasadas

Maquinar, realizando acabado en la pieza

0.21

0.5 mm, 2 pasadas

Apagar el torno

Quitar la viruta de la máquina

Limpiar la mesa y la pieza a maquinar

Se realiza manualmente

Inspeccionar detenidamente las dimensiones

Se realiza manualmente

Verificar que la pieza esté bien sujeta

Identificar los lugares donde se realiza hacer los chaflanes

Se deben realizar 8 chaflanes a 48º

Encender el torno

Hacer chaflanes en la pieza

Apagar el torno

Quitar la viruta de la máquina

Limpiar la pieza

Continuación del proceso de máquina (página 3)

(min.)

SÍMBOLO

OBSERVACIONES

Realizar Arcos

Llevar pieza hacia el taladro de banco

Colocar la pieza en el taladro

Inspeccionar detenidamente las dimensiones

Verificar que la pieza esté bien sujeta

Diámetro de ¼"

Colocar las brocas para realizar la perforación

Encender el taladro de banco

Se realiza el primer BARRENO

0.225

Atraviesa la pieza

Se realiza el segundo BARRENO

0.225

Atraviesa la pieza

Apagar el taladro de banco

Quitar la viruta de la máquina

Retirar la pieza del taladro

Se lleva al departamento de terminado

La pieza terminada se limpia totalmente

Se lleva al almacén

TOTAL

13.87

Partes: 1, 2

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