Gonzalez Contreras, Francisco_ Meseguer Calas, María Desamparados-Planificación de procesos de mecanizado-Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia (2015)

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EDITORIAL UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE VALÈNCIA

Francisco González Contreras María Desamparados Meseguer Calas

PLANIFICACIÓN DE PROCESOS DE MECANIZADO

EDITORIAL UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE VALÈNCIA

Los contenidos de esta publicación han sido revisados por el Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales de la UPV Colección Académica

Para referenciar esta publicación utilice la siguiente cita: GONZÁLEZ CONTRERAS, F.; MESEGUER CALAS, M. D. (2015) Planificación de procesos de mecanizado. Valencia: Universitat Politècnica de València

Primera edición, 2015 (versión impresa) Primera edición, 2015 (versión electrónica) © Francisco González Contreras María Desamparados Meseguer Calas © de la presente edición: Editorial Universitat Politècnica de València www.lalibreria.upv.es upv.es / Ref.: 6260_01_01_01 distribución: Telf. 963 877 012 / www.lalibreria.

ISBN: 978-84-9048-399-2 (versión impresa) ISBN: 978-84-9048-461-6 (versión electrónica) Queda prohibida la reproducción, la distribución, la comercialización, la transformación y, en general, cualquier otra forma de explotación, por cualquier procedimiento, de la totalidad o de cualquier parte de esta obra sin autorización expresa y por escrito de los autores.

Índice 1 Recursos disponible disponibles. s. Máquinas, utillajes, procesos y operacione operaciones. s. ........................ 9 1.1 Torneado. .............................. ............................................................ ............................................................ ................................................ .................. 9 1.1.1 Utillajes disponibles en torneado. ................................ ............................................................... ............................... 10 1.1.2 Posibles procesos-(op procesos-(operación) eración) en torneado. ................................ .............................................. .............. 11 1.2 Fresado. ............................................................................................................ 12 1.2.1 Tipos de fresado. ............................. ............................................................ ........................................................... ............................ 12 1.2.2 Tipos de fresadoras. ............................ ............................................................ ....................................................... ....................... 12 1.2.3 Utillajes disponibles en fresado. .................................................. ............... 13 1.2.4 Posibles procesos-(operación) en fresado. ..................................... ........... 14 1.3 Rectificado plano. ............................ ........................................................... .............................................................. ................................... .... 16 1.3.1 Tipos de rectificadoras planas. ............................. .............................................................. ...................................... ..... 16 16 1.3.2 Utillajes disponibles en rectificado plano. ............................... ................................................... .................... 17 1.3.3 Posibles procesos-(op procesos-(operación) eración) en rectificado plano. ............................... .................................. ... 17 1.4 Rectificado cilíndrico. ............................... .............................................................. ......................................................... .......................... 18 1.4.1 Utillajes disponible disponibless en rectificado cilíndrico............................... .............................................. ................ 18 1.4.2 Posibles procesos-(operación) en rectificado cilíndrico. ............................. 19 1.5 Análisis de utillajes. ................................. .................................................................. .......................................................... ......................... 19 1.6 Capacidades y costes. ............................ ........................................................... .......................................................... ........................... 23 2 Método simplificado para planificación de procesos............................ ............................................... .................... 25 2.1 Introducción. ........................... .......................................................... .............................................................. ............................................ ............. 25 2.1.1 Datos iniciales.............................. ........................................................... ............................................................ ................................. ... 26 2.1.2 Plan de procesos de mecanizado............................................................... mecanizado. .............................................................. 27 2.2 Análisis de la información geométrica del plano. .............................................. 28 2.3 Alternativas de procesos-(op procesos-(operación). eración)............................ ......................................................... .................................... ...... 29 2.3.1 Alternativas para desbaste. ............................ ............................................................ ............................................ ............ 29 2.3.2 Alternativas para acabado. .............................. .............................................................. ........................................... ........... 30 2.3.3 Tabla de alternativas de procesos-(operación). procesos-(operación). ......................................... ................................ ......... 31 2.4 Selección de máquinas. .............................. .............................................................. ...................................................... ...................... 32 2.4.1 Ejemplo de selección de máquinas. .............................. ........................................................... ............................. 33 2.5 Agrupación de operaciones............................. operaciones............................................................. .................................................. .................. 33 2.5.1 Nomenclatura de las direcciones de acceso. ............................................. 33 2.5.2 Direcciones de acceso de los procesos-(operación). procesos-(operación). ................................ .................................. 34 2.5.3 Ejemplo general. ........................... .......................................................... .............................................................. ............................... 35 2.5.4 Ejemplo particular para piezas de revolución. .............................. ............................................ .............. 36 2.6 Secuenciación de máquinas. ....................................................... ..................... 37 2.6.1 Reglas generales de secuenciación. ............................... .......................................................... ........................... 37 2.6.2 Ejemplo de secuenciació secuenciación n de máquinas. ................................................... 38 5

Planificación de procesos de mecanizado

2.7 Secuenciación de amarres............................. .......................................................... ................................................... ..................... 39 2.8 Selección de utillajes de amarre. ................................................. ..................... 40 2.9 Secuenciación de procesos-(ope procesos-(operación). ración). ................................. .......................................................... ......................... 41 2.10 Cálculo de costes. ........................... ........................................................... ............................................................... ................................. 43 3. Planificación de Procesos. Ejemplo 1. ........................... ......................................................... ......................................... ........... 45 3.1 Datos iniciales. ............................. ............................................................ .............................................................. ...................................... ....... 45 3.2 Análisis de la información geométrica del plano. ................................ .............................................. .............. 46 3.3 Alternativas de procesos-(operación). procesos-(operación). .............................................................. ................................ .............................. 47 3.3.1 Alternativas de procesos-(ope procesos-(operación) ración) para desbaste. ................................ 48 3.3.2 Alternativas de procesos-(operación) para acabado. ................................ .................................. 48 3.3.3 Tabla de alternativas de procesos-(operación). procesos-(operación). ......................................... 49 3.4 Selección de máquinas. ............................... ............................................................... ..................................................... ..................... 49 3.5 Agrupación de operaciones. operaciones. .......................................... ................................. ................................... .. 51 3.5.1 Accesos de la pieza. ........................... ......................................................... ........................................................ .......................... 51 3.5.2 Accesibilidad requerida por cada proceso-(operación). proceso-(operación). ............................. 52 3.5.3 Agrupación de amarres potenciales. ................................. .......................................................... ......................... 52 3.6 Secuenciación de máquinas. ............................. ............................................................. ............................................... ............... 53 3.7 Secuenciación de amarres............................. .......................................................... ................................................... ..................... 53 3.8 Selección utillajes de amarre. ............................................................ ............... 54 3.9 Secuenciaci Secuenciación ón de procesos-(ope procesos-(operación). ración). ............................ .......................................................... .............................. 55 3.10 Determinación de costes. .............................. ............................................................ .................................................. .................... 56 4. Planificación de procesos. Ejemplo 2. ............................... ............................................................... ..................................... ..... 59 4.1 Datos iniciales. ............................. ............................................................ ............................................................... ...................................... ...... 59 4.2 Análisis de la información geométrica del plano. ................................ .............................................. .............. 60 4.3 Alternativas de procesos-(operación). procesos-(operación). .............................................................. ................................ .............................. 62 4.3.1 Alternativas de procesos-(ope procesos-(operación) ración) para desbaste. ................................ 63 4.3.2 Alternativas de procesos-(operación) para acabado. ................................ .................................. 64 4.3.3 Tabla de alternativas de procesos-(operación). procesos-(operación). ......................................... 65 4.4 Selección de máquinas. ................................ ............................................................... .................................................... ..................... 65 4.5 Agrupación de operaciones. operaciones. .......................................... ................................. ................................... .. 67 4.5.1 Accesos de la pieza. ............................ .......................................................... ....................................................... ......................... 67 4.5.2 Accesibilidad requerida por cada proceso-(operación). proceso-(operación). ............................. 68 4.5.3 Agrupación de amarres potenciales. ................................. .......................................................... ......................... 68 4.6 Secuenciación de máquinas. .............................. ............................................................. .............................................. ............... 69 4.7 Secuenciación de amarres.............................. ........................................................... .................................................. .................... 70 4.8 Selección utillajes de amarre. ............................................................ ............... 71 4.9 Secuenciac Secuenciación ión de procesos-(ope procesos-(operación). ración). ............................. .......................................................... ............................. 75 4.10 Determinación de costes. .............................. ............................................................ .................................................. .................... 76 6

Índice

5. Planificación de procesos. Ejemplo 3. ...................................................... .............. 81 5.1 Datos iniciales. ................................ ............................................................... .............................................................. ................................... .... 81 5.2 Análisis de la información geométrica del plano. ............................................. . 82 5.3 Alternativas de procesos-(operación)................................................................ procesos-(operación)................................................................ 84 5.3.1 Alternativas de procesos-(ope procesos-(operación) ración) para desbaste. ................................ 84 5.3.2 Alternativas de procesos-(operación) para acabado. ............................. ................................. .... 85 5.3.3 Tabla de alternativas de procesos-(operación). procesos-(operación). ......................................... ............................... .......... 86 5.4 Selección de máquinas. ............................. ............................................................. ....................................................... ....................... 87 5.5 Agrupación de operaciones................................. operaciones................................................................. .............................................. .............. 89 89 5.5.1 Accesos de la pieza. ............................. ............................................................ ...................................................... ....................... 89 5.5.2 Accesibilidad requerida por cada proceso-(operación). proceso-(operación). ............................. .................... ......... 90 5.5.3 Agrupación de amarres potenciales. .................................................... ...... 90 5.6 Secuenciación de máquinas. ........................... .......................................................... ................................................. .................. 91 5.7 Secuenciación de amarres. ............................. ............................................................. .................................................. .................. 92 5.8 Selección utillajes de amarre. ......................................... ................................. ................................... 92 5.9 Secuenciac Secuenciación ión de procesos-(op procesos-(operación). eración). ............................... .......................................................... ........................... 96 5.10 Determinación de costes. ................................ ................................................................. ................................................ ............... 97 6. Planificación de procesos. Ejemplo 4. .......................................................... ........ 101 101 6.1 Datos iniciales. ................................ ............................................................... .............................................................. ................................. .. 101 6.2 Análisis de la información geométrica del plano. ............................................ 102 6.3 Alternativas de procesos-(operación).............................................................. procesos-(operación).............................................................. 104 6.3.1 Alternativas de procesos-(ope procesos-(operación) ración) para desbaste. .............................. 104 6.3.2 Alternativas de procesos-(operación) para acabado. ............................. ............................... .. 105 6.3.3 Tabla de alternativas de procesos-(operación). procesos-(operación). ....................................... ............................... ........ 107 107 6.4 Selección de máquinas. ............................. ............................................................. ..................................................... ..................... 107 6.5 Agrupación de operaciones.................................................... ......................... 109 6.5.1 Accesos de la pieza. ............................. ............................................................ .................................................... ..................... 109 6.5.2 Accesibilidad requerida por cada proceso-(operación). proceso-(operación). ........................... .................... ....... 110 6.5.3 Agrupación de amarres potenciales. .................................................... .... 111 111 6.6 Secuenciación de máquinas. ........................... .......................................................... ............................................... ................ 111 6.7 Secuenciación de amarres. ............................. ............................................................ ................................................ ................. 112 6.8 Selección de utillajes de amarre. ............................... ............................... ..................................... ...... 113 6.9 Secuenciac Secuenciación ión de procesos-(op procesos-(operación). eración). ............................... ........................................................ ......................... 117 6.10 Determinación de costes. ................................ ................................................................. .............................................. ............. 119 7. Planificación de procesos. Ejemplo 5. .......................................................... ........ 123 123 7.1 Datos iniciales. ................................ ............................................................... .............................................................. ................................. .. 123 7.2 Análisis de la información geométrica del plano. ............................................ 123 7.3 Alternativas de procesos-(operación).............................................................. procesos-(operación).............................................................. 125 7


7.3.1 Alternativas de procesos-(ope procesos-(operación) ración) para desbaste. .............................. 125 7.3.2 Alternativas de procesos-(operación) para acabado. .............................. ................................ 126 7.3.3 Tabla de alternativas procesos-(operación). procesos-(operación). .............................. ............................................ .............. 127 7.4 Selección de máquinas. ............................... ................................................................ ................................. .................. 127 7.5 Agrupación de operaciones. operaciones. ...................................... ................................ ..... 129 7.5.1 Accesos de la pieza. .............................. ............................................................. ................................................... .................... 130 7.5.2 Accesibilidad requerida por cada proceso-(operación). proceso-(operación). ........................... 130 7.5.3 Agrupación de amarres potenciales. ................................ ........................ 131 7.6 Secuenciación de máquinas. ............................ ............................................................. ................................. ............. 131 7.7 Secuenciación de amarres............................ ......................................................... .................................................. .................... 132 7.8 Selección de utillajes de amarre. ............................................... ..................... 132 7.9 Secuenciació Secuenciación n de procesos-(op procesos-(operación). eración). .............................. ........................................................ .......................... 137 7.10 Determinación de costes............................. .......................................................... .................................................. .................... 138 Bibliografía............................ .......................................................... ............................................................ ...................................................... ........................ 141

8

1. Recursos disponibles. Máquinas, utillajes, procesos y operaciones. En este capítulo se van a presentar los recursos que se considerarán disponibles, para la realización de los ejercicios de planificación de procesos, propuestos en los siguientes capítulos. Se supone que el lector ya conoce la tecnología de fabricación. Por esta razón sólo se realizará una enumeración sencilla de los recursos, basada fundamentalmente en imágenes y figuras. El capítulo se estructura en torno a los grandes procesos (torneado, fresado y rectificado). Para cada uno de ellos se considerarán los diversos tipos de máquinas, utillajes y procesos-(operación). La tabla 1-1 engloba el conjunto de procesos-(operación) considerados. Procesos Fresado frontal Fresado periférico Fresado frontalperiférico Torneado Rectificado

Operaciones Escariado (D<15mm) Taladrado (D<20 mm) Roscado

Procesos-(operación) D=desbaste; A=acabado Fresado frontal-(planeado) [D y A] Fresado periférico-(planeado) [D y A]; Fresado periférico-(contorneado) [D y A]; Fresado periférico-(forma) [D y A] Fresado frontal-periférico-(general) [D y A]; Fresado frontal-periférico-(ranurado) [D] Torneado-(cilindrado) [D y A]; Torneado-(refrentado) [D y A]; Torneado-(cilindrado cónico) [D y A]; Torneado-(copiado) [D y A]; Torneado-(ranurado radial o axial) [D]; Torneado-(mandrinado) [D y A] Rectificado-(planeado) [A]; Rectificado-(cilindro interior) [A]; Rectificado-(cilindro exterior) [A] Fresado-(escariado) [A]; Torneado-(escariado) [A] Torneado-(taladrado) [D]; Fresado-(taladrado) [D]; Fresado-(lamado) [D]; Fresado(avellanado) [D] Torneado-(roscado) [A]; Fresado-(roscado) [A] Tabla 1-1. Posibles procesos-(operación).

1.1 Torneado. Para torneado se considerará una máquina herramienta de tipo torno de control numérico. Será un torno con características convencionales y dimensiones suficientes para las piezas planteadas en los ejercicios (figura 1-1).

Figura 1-1. Torno CNC 1.

1

Fuente: http://www.directindustry.es/prod/kent-industrial/tornos-cnc-2-ejes-18544904697.html

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1.1.1 Utillajes disponibles en torneado.

Se considerarán tres tipos de utillajes de amarre: 





El primero es el plato, plato, con sus sus tres variantes variantes (plato de 3 garras, garras, plato de 4 garras garras y plato de ranuras), tal y como se muestran en la figura 1-2. El amarre del tipo plato permite acceso radial y de un perfil. Con estos utillajes se pueden amarrar piezas con relación Longitud/Diámetro Longitud/Diámetro < 3. En las dos primeras ilustraciones de la figura 1-2, se muestra como el plato de 3 garras permite amarrar piezas por un cilindro exterior o interior. El plato de 4 garras consta de 4 garras con regulación independiente, por lo que es laborioso y caro situar el centro de giro deseado sobre el centro de giro del torno. El segundo segundo tipo de amarre amarre es el plato plato y punto punto (figura (figura 1-3). Este amarre amarre permite permite acceso radial en la parte de la pieza opuesta al plato, ya que las garras tapan parte de la pieza en sentido radial. Con este utillaje se pueden amarrar piezas con relación Longitud/Diámetro Longitud/Diámetro entre 3 y 5. El tercer tipo de amarre es entre puntos (figura (figura 1-4). Este tipo de amarre necesita un sistema de arrastre para la pieza. Es posible tener acceso radial en toda la pieza si se coloca el sistema de arrastre en la cara izquierda de la pieza, y no de la forma mostrada en la figura. Con este utillaje se pueden amarrar piezas con relación Longitud/Diámetro > 5.

Figuras 1-2. Platos de amarre.

Figura 1-3. Amarre con plato y punto.

Figura 1-4. Amarre entre puntos.

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1. Recursos disponibles. Máquinas, utillajes, procesos y operaciones

1.1.2 Posibles procesos-(operación) en torneado.

La tabla 1-2 muestra los procesos-(operación) que corresponden a torneado (se han subrayado). Estos procesos-(operación) pueden ser clasificados, en función del acceso que requieren, en dos grandes grupos. El primer grupo corresponde a los que necesitan un acceso radial (figura 1-5). El segundo grupo son los procesos(operación) que necesitan acceso axial (ya sea del perfil derecho o del izquierdo) (figura 1-6). Procesos Torneado


Procesos-(operación) D=desbaste; A=acabado Torneado-(cilindrado) [D y A]; Torneado-(refrentado) [D y A]; Torneado-(cilindrado cónico) [D y A]; Torneado-(copiado) [D y A]; Torneado-(ranurado radial o axial) [D]; Torneado-(mandrinado) [D y A] Fresado-(escariado) [A]; Torneado-(escariado) [A] Torneado-(taladrado) [D]; Fresado-(taladrado) [D]; Fresado-(lamado) [D]; Fresado(avellanado) [D] Torneado-(roscado) [A]; Fresado-(roscado) [A] Tabla 1-2. Posibles procesos-(operación) en torneado.

Figura 1-5. Operaciones de torneado que requieren acceso radial 2 .

2

http://www.mmnt.net/db/0/0/ftp.prenhall.com/pub/esm/mechanical_engineering.s-048/ kalpakjian/manu_eng_tech/ppt

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Figura 1-6. Operaciones de torneado que requieren acceso axial (perfil derecho o izquierdo) 2 .

1.2 Fresado. 1.2.1 Tipos de fresado.

El proceso de fresado se puede aplicar de dos formas fundamentales. La fresa siempre corta con su periferia, pero la superficie resultante puede ser la superficie en contacto con la periferia, o por el contrario la superficie en contacto con la base de la fresa. Esta última es la circunstancia que define el fresado frontal (figura 1-7-A). El fresado periférico se efectúa cuando la superficie que queremos obtener es de la que se extrae la viruta (figura 1-7-B). Distinguir entre estos dos tipos de fresado es importante en planificación de procesos, ya que la superficie obtenida tendrá tolerancias y rugosidades diferentes diferentes según el tipo de fresado. En los casos en los que la fresa genere dos superficies (con su base y su periferia), la operación se denominará Fresado frontal-periféri frontal-periférico co..

Figura 1-7. Fresado de un plano: A/ frontal B/ periférico.

1.2.2 Tipos de fresadoras.

Hay dos tipos básicos de fresadoras, la vertical y la horizontal. La fresadora vertical monta la fresa en voladizo con el eje normal a la mesa (figura 1-8-A). Con ella se puede realizar fresado frontal, periférico y el combinado frontal-periférico. La fresadora horizontal monta las fresas horizontales, en un eje biapoyado y paralelo a la mesa (figura 1-8-B). Esta fresadora se utiliza esencialmente para fresado periférico, aunque en ciertos casos permite frontal-periférico. frontal-periférico.

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Figura 1-8. A/ Fresadora vertical. B/ Fresadora horizontal 3.

1.2.3 Utillajes disponibles en fresado.

Para el fresado se se considerarán considerarán utillajes utillajes genéricos, genéricos, como como la mordaza y el plato de 3 garras, y específicos, como las bridas y los bloques en V. La mordaza permite amarrar piezas prismáticas prismáticas (figura 1-9). El plato plato de garras permite sujetar sujetar piezas de revolución, tanto horizontal (figura 1-10-A) como verticalmente (figura 1-10-B). Es posible utilizar el amarre plato y punto para la disposición horizontal, pero no es posible en la disposición vertical. Para sujetar piezas de forma irregular es posible hacerlo con bridas (figura 1-11-A y B) y con cuñas (figura 1-11-C). Por último los bloques en V permiten sujetar piezas de revolución en disposición horizontal (figura 1-30), si no es posible hacerlo con el plato horizontal. Todos estos amarres permiten el acceso a las superficies que quedan en la parte superior de la pieza, a excepción de las bridas y bloques en V que van a impedir parcialmente dicho acceso. Además estos amarres pueden permitir el acceso a algunas de las superficies situadas en los laterales, pero esto se debe estudiar en cada caso.

Figura 1-9. Mordazas4.

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http://www.mmnt.net/db/0/0/ftp.prenhall.com/pub/esm/mechanical_engineering.s048/kalpakjian/manu_eng_tech/ppt 4 http://www.directindustry.es/prod/fresmak/

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Figura 1-10. A/ Plato de garras horizontal. B/ Vertical.

Figura 1-11. A/ Brida. B/ Brida puente. C/ Cuña.

1.2.4 Posibles procesos-(operación) en fresado.

La tabla 1-3 1-3 muestra los procesos-(operación) procesos-(operación) relacionado relacionadoss con fresado fresado (se han subrayado). Para mostrar las operaciones, se van a agrupar según el tipo de fresadora y el tipo de acceso que necesitan. La figura 1-12 muestra las operaciones de fresado realizadas con fresadora vertical y que requieren un acceso perpendicular al fresado frontal y paralelo al periférico. Las operaciones formalmente similares al taladrado se incluyen en la figura 1-13. Todas se realizan con fresadora vertical y requieren un acceso en la dirección del eje del agujero. Por último la figura 1-14 muestra las operaciones realizadas con fresadora horizontal, que requieren un acceso perpendicular al fresado periférico. Procesos Fresado frontal Fresado periférico Fresado frontalperiférico Operaciones Escariado (D<15mm) Taladrado (D<20 mm) Roscado

Procesos-(operación) D=desbaste; A=acabado Fresado frontal-(planeado) [D y A] Fresado periférico-(planeado) [D y A]; Fresado periférico-(contorneado) [D y A]; Fresado periférico-(forma) [D y A] Fresado frontal-periférico-(general) [D y A]; Fresado frontal-periférico-(ranurado) [D]

Fresado-(escariado) [A]; Torneado-(escariado) [A] Torneado-(taladrado) [D]; Fresado-(taladrado) [D]; Fresado-(lamado) [D]; Fresado(avellanado) [D] Torneado-(roscado) [A]; Fresado-(roscado) [A] Tabla 1-3. Posibles procesos-(operación) en fresado.

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Figura 1-12. Operaciones con fresadora vertical 5 .

Figura 1-13. Operaciones semejantes al taladrado en fresadora vertical 6 . 5

http://www.mmnt.net/db/0/0/ftp.prenhall.com/pub/esm/mechanical_engineering.s048/kalpakjian/manu_eng_tech/ppt

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Figura 1-14. Operaciones con fresadora horizontal 7 .

1.3 Rectificado plano. El rectificado es un proceso que proporciona calidad superficial y precisión a las superficies, lo que unido a su alto coste hace que sólo se aplique en operaciones de acabado. El proceso de rectificado de superficies planas se asemejan al fresado, ambos se aplican a superficies esencialmente planas. Siguiendo con esta idea, el proceso de rectificado de superficies cilíndricas se asemeja al torneado. 1.3.1 Tipos de rectificadoras planas.

Hay dos tipos de rectificadoras para superficies planas. La rectificadora del tipo frontal (figura 1-15) tiene una configuración semejante a una fresadora vertical. El nombre de rectificado frontal viene porque la muela trabaja fundamentalmente de forma frontal (no de forma periférica). El otro tipo es la rectificadora tangencial (figura 1-16), esta máquina se asemeja a una fresadora horizontal. En este tipo de máquina la muela trabaja tangencialmente, es decir, de forma similar al fresado periférico (figura 1-16).

Figura 1-15. Rectificadora plana frontal 8 . 6

http://www.mmnt.net/db/0/0/ftp.prenhall.com/pub/esm/mechanical_engineering.s048/kalpakjian/manu_eng_tech/ppt 7 Ídem de la anterior.

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Figura 1-16. Rectificadora tangencial y detalles9.

1.3.2 Utillajes disponibles en rectificado plano.

En rectificado plano se utilizan los mismos amarres que en fresadora, más un amarre adicional denominado plato magnético (figura 1-17). Con este tipo de amarres se pueden sujetar piezas que, por tener una geometría especial, no se podrían sujetar con otros amarres (figura 1-18). El plato magnético puede ser usado en piezas de material ferro magnético con base plana (figura 1-19). Es importante que la base sea amplia para garantizar una sujeción estable Todos estos amarres van a permitir el acceso a las superficies de la pieza que queden en la parte superior.

Figura 1-17. Plato magnético10 .

Figura 1-18. Ejemplo 1.

Figura 1-19. Ejemplo 2 11.

1.3.3 Posibles procesos-(operación) en rectificado plano.

En la tabla 1-4 se puede ver que el único proceso-(operación) relacionado con rectificado plano es el planeado (se ha subrayado). Este proceso puede ser realizado tanto con una rectificadora frontal (figura 1-20-A), como con una rectificadora 8

http://www.germh.com/RTV-CNC.html http://www.germh.com/SC.html 10 http://www.directindustry.es/prod/fresmak/ 11 http://www.logismarket.es/ 9

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tangencial (figura 1-20-B). El acceso requerido es normal a las superficies. Es muy importante el hecho de que estas máquinas funcionan combinando su rotación (que aporta la fricción necesaria para el rectificado), con un movimiento oscilante lateral en vaivén (necesario para evitar el quemado de la superficie). Por esto sólo pueden rectificar superficies que sean planos libres de obstáculos, o a lo sumo con un obstáculo lateral recto. Procesos Rectificado

Procesos-(operación) D=desbaste; A=acabado Rectificado-(planeado) [A]; Rectificado-(cilindro interior) [A]; Rectificado-(cilindro exterior) [A] Tabla 1-4. Posibles procesos-(operación) en rectificado plano.

Figura 1-20. Rectificado-(planeado). A/ Rectificadora frontal. B/ Rectificadora tangencial 12 .

1.4 Rectificado cilíndrico. Como ya se ha comentado en el apartado 1.3, el proceso de rectificado de superficies cilíndricas se asemeja al torneado. La figura 1-21 muestra una rectificadora cilíndrica. cilíndrica. En la imagen se ve el rectificado de un cilindro exterior, utilizando un amarre entre puntos.

Figura 1-21. Rectificado cilíndrico13.

1.4.1 Utillajes disponibles en rectificado cilíndrico.

Por su similitud con el proceso de torneado, los amarres utilizados coinciden con los del torno. Se consideran disponibles el plato de garras (figura 1-22), el amarre con plato y punto (figura 1-23), el amarre entre puntos (figura 1-21), y el plato de 4 garras. El acceso permitido por estos amarres es el mismo que en torneado. 12

http://www.mmnt.net/db/0/0/ftp.prenhall.com/pub/esm/mechanical_engineering.s048/kalpakjian/manu_eng_tech/ppt 13 http://www.knuth.de/produkt,26915,sprache,4.html

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Figura 1-22. Plato de garras14.

Figura 1-23. Amarre plato y punto15 .

1.4.2 Posibles procesos-(operación) en rectificado cilíndrico.

En el rectificado cilíndrico se considerarán básicamente dos operaciones, que son el rectificado-(planeado) rectificado-(pl aneado) (para los planos que aparecen entre cilindros) (figura 1-24) y el rectificado de cilindros externos e internos. La tabla 1-5 muestra los nombres que se utilizarán en estas operaciones de acabado. En la figura 1-21 se observa el proceso(operación) de Rectificado-(cilindro exterior). Este proceso-(operación) requiere un acceso radial. En la figura 1-22, se puede ver el proceso-(operación) de Rectificado(cilindro interior). Esta última operación necesita un amarre de tipo plato para permitir el acceso al perfil de la pieza. Procesos Rectificado

Procesos-(operación) D=desbaste; A=acabado Rectificado-(planeado) [A]; Rectificado-(cilindro interior) [A]; Rectificado-(cilindro exterior) [A] Tabla 1-5. Posibles procesos-(operación) en rectificado cilíndrico.

Figura 1-24. Rectificado-(planeado) en rectificadora cilíndrica.

1.5 Análisis de utillajes. Cada amarre hace contacto con la pieza en unas determinadas superficies. Unas sirven de referencia para el origen pieza. La posición de las superficies de referencia del utillaje es conocida, al hacer que las piezas se apoyen en ellas, se conocerá la posición de la pieza (origen pieza). Con otras superficies el utillaje aplica la fuerza de sujeción (superficies (superficies de fuerza). La elección de las superficies de la pieza en contacto con las superficies del utillaje, también define la posición concreta de la pieza respecto al amarre. A continuación se detallan las superficies de referencia y fuerza para los siguientes utillajes: plato de tres garras, plato y punto, entre puntos, plato de cuatro garras, mordazas, plato magnético y bloques en V.

14

http://www.germh.com/CU-CNC.html http://img.interempresas.net/fotos/411228.jpeg

15

19


Plato de tres garras El plato de tres garras se utiliza para amarrar piezas de revolución, siempre que la relación entre la longitud y el diámetro de la pieza sea menor que tres (L/D<3). La pieza se apoya sobre la base del plato (referencia 1) (figura 1-25). Las garras (referencia 2) sujetan la pieza agarrando una superficie cilíndrica, y además realizan la fuerza de amarre.

Figura 1-25. Superficies de referencia y fuerza para el plato de tres garras.

Plato y punto El plato de tres garras y el punto se utilizan para amarrar piezas de revolución, siempre que la relación entre la longitud y el diámetro de la pieza esté comprendida entre tres y cinco (3L/D5). La pieza se apoya sobre la base del plato (referencia 1) (figura 1-26). Las garras (referencia 2) sujetan la pieza agarrando una superficie cilíndrica, y además realizan la fuerza de amarre. El punto realiza una fuerza adicional de amarre (fuerza 2). Base plato: Referencia 1

Punto: Fuerza 2

Garras: Referencia 2 y fuerza 1 Figura 1-26. Superficies de referencia y fuerza para el plato de garras y punto.

Entre puntos Los puntos se utilizan para amarrar piezas de revolución, siempre que la relación entre la longitud y el diámetro de la pieza sea mayor que cinco (L/D>5). Cada uno de los puntos referencia la pieza y genera una fuerza en el amarre (figura 1-27).

20


Punto: Referencia 1 Fuer Fu erza za 1

Punto: Referencia 2 Fuer Fu erza za 2

Figura 1-27. Superficies de referencia y fuerza para pieza entre puntos.

Plato de cuatro garras El plato de cuatro garras se utiliza para amarrar piezas de sección cuadrada o rectangular. La pieza se apoya sobre la base del plato (referencia 1). Las cuatro garras se mueven independientemente, para garantizar que el eje de giro de la pieza es el deseado. Por ello, dos de las garras (a 90º) se considerarán como referencia (referencias 2a y 2b) y las otras dos se considerará que realizan la fuerza de amarre (figura 1-28). Base plato: Referencia 1

Garra: Referencia 2a Garra: Referencia 2b

Garra: Fuerza Garra: Fuerza Figura 1-28. Superficies de referencia y fuerza para el plato de cuatro garras.

Mordazas La mordaza se utiliza para amarrar piezas prismáticas o similares. La pieza se apoya sobre la base de la mordaza (referencia 3) (figura 1-29). Una de las caras de la pieza se pone sobre la cara fija de la mordaza (referencia 2). Otra de las caras contactará con un tope lateral (referencia 1). La parte de la mordaza opuesta a la referencia 2 es la que realiza la fuerza de amarre.

21


Tope lateral: Referencia 1

Boca fija: Referencia 2

Boca móvil: Fuerza

Base mordaza: Referencia 3

Figura 1-29. Superficies de referencia y fuerza para la mordaza 16 .

Plato magnético El plato magnético se utiliza para amarrar piezas de diferentes formas, siempre que puedan apoyar su base en el plato. La pieza se apoya sobre la base del plato (referencia 1), siendo además la base del plato la que realiza la fuerza (figura 1-30). Base: Referencia 1 Fuerza 1

Figura 1-30. Superficies de referencia y fuerza para el amarre magnético y ejemplo de uso.

Bloques en V Los bloques en V, junto con las bridas, se pueden utilizar para amarrar piezas cilíndricas en la fresadora (figura 1-31). Las superficies de referencia son las caras inclinadas del bloque en V, donde apoya la pieza. La brida ejerce la fuerza.

16

http://www.directindustry.es/prod/fresmak/

22


Figura 1-31. Bridas y bloques en V.

1.6 Capacidades y costes. En función de los recursos productivos disponibles disponibles en una fábrica o taller, habrá unas capacidades de precisión y calidad en los mecanizados. Dicho de otra forma la calidad obtenida con los procesos-(operación), está limitada por la calidad de las máquinas, los utillajes y las herramientas. Por lo anterior, se va a considerar que para el conjunto de procesos y operaciones, hay una capacidad límite y unos costes de desbaste y acabado que se resume en la tabla 1-6. Las operaciones de escariado y taladrado, se podrán aplicar hasta el diámetro indicado. Procesos

Dimensión (IT)

Ra

Fresado frontal Fresado periférico Torneado Rectificado Operaciones Escariado D < 15 Taladrado D < 20 Roscado

6 8 7 4

0.4 1.6 0.8 0.1

5 9

0.4 3.2 0.4

Geométrica (--/100) 0.01/100 0.01/100 0.01/100 0.002/100 0.01/100 0.1/100

Coste desbaste

Coste acabado

2*10-5 €/mm3 2*10-5 €/mm3 2.5*10-5 €/mm3

2*10-4 €/mm2 2*10-4 €/mm2 1.5*10-4 €/mm2 5*10-4 €/mm2 3*10-4 €/mm2

1*10-5 €/mm3 4*10-4 €/mm2

Tabla 1-6. Capacidades y costes.

La preparación de las máquinas y los utillajes conlleva unos costes asociados. Si el utillaje ya está montado en la máquina, porque se ha utilizado en un amarre anterior, el coste a considerar se reducirá un 50%. Los costes asociados tanto a las máquinas

23


como a los utillajes hay que repartirlos entre todas las piezas del lote. La tabla 1-7 muestra los costes asociados a las máquinas y los utillajes. Coste preparación ( €)

Máquina

- Torno - Rectificadora cilíndrica

- Fresadora horizontal/vertical

- Rectificadora plana

200 400

200

400

Utillaje

Coste ( €)

Plato 4 garras

540

Plato 3 garras

70

Plato y punto

200

Entre puntos

300

Mordaza

140

Plato 3 garras vertical

200

Plato 3 garras horizontal

270

Plato 3 garras horizontal y punto

400

Bridas

540

Plato magnético

170

Mordaza

140


200


270


400

Bridas

540

Tabla 1-7. Costes de preparación de máquinas y utillajes.

24

2. Método simplificado para planificación de procesos. La planificación de procesos para piezas mecanizadas es una actividad muy compleja y subjetiva. Es un hecho constatado que distintos ingenieros especialistas en esta actividad, generan planes de procesos diferentes para una misma pieza y unos mismos recursos productivos. Existen diversas metodologías para la planificación de procesos en piezas mecanizadas, pero rebasan el alcance de este texto. Por lo anteriormente expuesto se ha optado por un método simplificado para realizar la planificación de procesos. En este capítulo sólo se pretende mostrar el método simplificado de planificación de procesos propuesto, y no se va a utilizar un único ejemplo como apoyo. Para ilustrar las explicaciones se considerarán varios ejemplos, que pueden no tener continuidad entre los distintos apartados. Ninguno de ellos corresponde a una pieza determinada, se trata sólo de casos hipotéticos.

2.1 Introducción. La planificación de procesos describe la forma de fabricar un producto, especificando con detalle los procesos y medios productivos necesarios, así como su utilización. En ella hay que considerar unos datos de partida y unos objetivos. Datos de partida: 

Planos de diseño diseño del producto (dibujos, tolerancias geométricas y dimensionales, dimensionales, etc.)



Especificaciones Especificacion es del proyectista. (materiales, tratamientos, etc.)



Programa de fabricación (tamaño del lote, frecuencia, etc.)



Medios disponible disponibless (maquinas, herramientas herramientas,, utillajes, etc.)

Objetivos: 

Calidad exigida.



Número de piezas necesario.



Plazo de entrega previsto.



Precio más económico posible.

Los pasos del método propuesto son: 

Análisis de la información geométrica del plano



Alternativas de procesos-(op procesos-(operación) eración)



Selección de máquinas



Agrupación de operaciones



Secuenciación Secuenciaci ón de máquinas



Secuenciación Secuenciació n de amarres



Selección de utillajes de amarre



Secuenciación Secuenciaci ón de procesos-(o procesos-(operación) peración)



Determinación Determinaci ón de costes 25


2.1.1 Datos iniciales.

Los datos de partida necesarios para realizar la planificación de procesos, son los mencionados en el punto anterior. Definiendo concretamente estos datos para el método de planificación que se presenta, se parte de las siguientes informaciones: informaciones: 

Plano de la pieza y tamaño del lote.



Material de partida y/o preforma.



Numeración de las superficies de la pieza.





Lista de los procesos procesos de mecanizado disponible disponibles, s, de los que se debe conocer sus sus capacidades. Costes de preparación de máquinas y utillajes.

Respecto a la numeración de las superficies, se numerarán cada una de las superficies simples (planos, cilindros, etc.). Asimismo, se numerarán las superficies del material de partida como Bi (B1, B2, … , Bn). En ciertos casos se pueden agrupar varias superficies asignando un solo número a ambas o uniendo sus números mediante un guión: 





Cuando son superficies superficies mecanizables mecanizables con la forma de la herramienta herramienta (ranuras (ranuras y agujeros pequeños). Cuando las superfici superficies es comparten un volumen. Si hay varios elementos iguales repetidos en la pieza, se numerará sólo uno de ellos (por ejemplo el agujero nº 10 de la figura 2-1).

En la figura 2-1 se muestra el plano de una pieza ejemplo, en el que se incluye el material de partida, el tamaño del lote, y la numeración de las superficies.

Figura 2-1 Plano de una pieza.

26

2. Método simplificado para planificación de procesos

En cuanto a la lista de procesos-(operaciones) disponibles y sus capacidades se utilizarán las siguientes tablas. La tabla 2-1 indica los nombres específicos de cada proceso-(operación). La tabla se estructura para los procesos y operaciones más importantes. La tabla 2-2 indica las capacidades y costes para los procesos y operaciones considerados. En relación a las capacidades, la tabla indica las capacidades máximas que se pueden lograr para el IT, la rugosidad (Ra) y las tolerancias geométricas. geométricas. Respecto a los costes, se trata de un coste promediado para los desbastes y otro para los acabados. Procesos Fresado frontal Fresado periférico Fresado frontalperiférico Torneado Rectificado



Procesos

Dimensión (IT)

Ra


6 8 7 4

0.4 1.6 0.8 0.1

5 9

0.4 3.2 0.4

Geométrica (--/100) 0.01/100 0.01/100 0.01/100 0.002/100 0.01/100 0.1/100

Coste desbaste

Coste acabado

2*10-5 €/mm3 2*10-5 €/mm3 2.5*10-5 €/mm3

2*10-4 €/mm2 2*10-4 €/mm2 1.5*10-4 €/mm2 5*10-4 €/mm2 3*10-4 €/mm2

1*10-5 €/mm3 4*10-4 €/mm2


2.1.2 Plan de procesos de mecanizado.

Como resultado final se obtiene un plan de procesos en el que se indica para cada superficie, sus procesos-(operación), estructurando y secuenciando su realización en las máquinas y los utillajes necesarios (tabla 2-3).

27


Máquina Fresadora vertical

Torno

Utillaje Mordaza

Superficies 7 [D]

Proceso-(operación) Fresado frontal-(planeado) [D ]

Mordaza

9 [D]

Fresado frontal-(planeado) [D ]

Plato 3 garras

10 [D]

Fresado frontal-periférico-(general) [D]

8-11 [D]

Fresado frontal-periférico-(general) [D];

10 [A]

Fresado frontal-periférico-(general) [A]

8-11 [A]


3 [D]

Torneado-(refrentado) [D]

6 [D]

Torneado-(taladrado) [D ]

1 [D]

Torneado-(mandrinado) [D]

3 [A]

Torneado-(refrentado) [A]

4-5 [D]

Torneado-(mandrinado) [D ]

2 [D]

Torneado-(refrentado) [D y A]

4-5 [A]

Torneado-(mandrinado) [ A]

2 [A]


Plato 3 garras

Plato 3 garras

Rectificadora cilíndrica

Plato 3 garras

1 [A]

Rectificado-(cilindro interior) [A]

Rectificadora plana

Mordaza

9 [A]

Rectificado-(planeado) [A]

Mordaza

7 [A]


Tabla 2-3. Plan de procesos.

2.2 Análisis de la información geométrica del plano. Partiendo de los datos iniciales, el primer paso consiste en analizar la información relacionada con la calidad de la pieza. Para recopilar esta información se realizará una tabla resumen de las tolerancias de cada superficie. En cada una de las superficies, se indicará para cada tipo de tolerancia, la mínima exigida por el plano. Esta información es necesaria para asignar los posibles procesos-(operación). Las columnas de la tabla hacen referencia a: 

Acabado superficial (rugosidad Ra).



Tolerancias dimensiona dimensionales les (cotas). 





Intrínsecas: las las que pertenecen pertenecen a una una única superficie (por (por ejemplo los diámetros). Relativas: las que se encuentran entre diferentes superficies.

Tolerancias geométricas. 

Intrínsecas (sin referencia) (ej. planitud, re dondez, …).



alelismo, perpendicularidad, perpendicularidad, …). Relativas (con referencia) (ej. par alelismo,

La tabla 2-4 es un posible ejemplo de lo expuesto en este apartado. Las tolerancias geométricas se expresan con el valor para 100 mm del elemento acotado (superficie, eje, etc.).

28


Superficie

INTRÍNSECAS Geométrica Dimensiones (IT) (-/100)

Ra (m)

1 2

1.6 8

3 4

1.6 0.06

5

RELATIVAS Geométrica Dimensiones (IT) (-/100) 4 0.04 9

1.6

9

1.6

12

0.04

Tabla 2-4. Análisis de la información geométrica del plano.

2.3 Alternativas de procesos-(operación). Para la obtención de cada superficie pueden existir varias alternativas de procesos. Además los diferentes procesos de mecanizado permiten diversas operaciones. Por ejemplo en el caso de torneado hay varias operaciones básicas (cilindrado, refrentado, etc.). Hay que especificar el proceso y la operación, por ejemplo torneado(refrentado).. Como regla general, para obtener las tolerancias especificadas en el (refrentado) ación)” en plano es necesario aplicar el “proceso-(oper ación)” en dos ocasiones: 



Desbaste: su objetivo es eliminar el volumen dejando una capa superficial de material (aprox. 1 mm) Acabado: tiene por por objetivo eliminar eliminar la capa superficial superficial (aprox. 1 mm) consiguiendo consiguiend o las tolerancias.

Esta regla tiene una excepción, ya que no siempre es necesario el acabado. Algunas superficies pueden ser conseguidas sólo con operaciones de desbaste, por ejemplo taladrado, ranurado, etc. Además si las creces son menos de 1 mm se realizará el acabado directamente. Para el rectificado, las creces de acabado son mucho menores de 1 mm. En el proceso-(operación) se indicará con un paréntesis final D o A en los casos de desbaste y acabado. Por lo tanto, son diferentes los siguientes procesos-(operación) procesos-(operación) 

Desbaste: TORNEADO-(RE TORNEADO-(REFRENTADO) FRENTADO) [D]



Acabado: TORNEADO-(REF TORNEADO-(REFRENTADO) RENTADO) [A]

La planificación de procesos se flexibiliza mucho si se separan los procesos de desbaste de los de acabado, pudiendo así utilizar diferentes procesos-(op en procesos-(operación) eración) en desbaste y acabado. 2.3.1 Alternativas para desbaste.

Para cada superficie, y teniendo en cuenta que se pueden agrupar superficies con volumen común, se elegirán todos los posibles “procesos-(operación) [D] ” con las siguientes condicione condiciones: s: 

Que puedan conseguir la geometría.



No considerando tolerancias ni rugosidad.

La agrupación de superficies, es posible si tienen un volumen común, que sea eliminado por los “procesos-(ope procesos-(operación) ración) [D] ” (figura 2-2).

29


6 7

Figura 2-2. Agrupación de las superficies 6 y 7 por volumen común.

2.3.2 Alternativas para acabado.

Según el presente método hay que elegir todos los posibles “procesos-(operación) [A]”, teniendo en cuenta: La geometría de la superficie superficie.. Cada proceso-(operación) puede conseguir superficies con unas formas determinada determinadas. s.



La tabla de análisis análisis de tolerancias. En ella se han resumido los requerimientos requerimientos de índice de tolerancia (IT), la rugosidad (Ra), y las tolerancias geométricas, para cada una de las superficies.



La capacidad capacidad de cada proceso-(ope proceso-(operación). ración). La tabla de capacidad capacidad de procesos procesos y operaciones indica las mínimas tolerancias que se pueden conseguir, de manera general para los procesos y de forma particular para algunas operaciones. Se debe cumplir simultáneamente con el índice de tolerancia (IT), la rugosidad (Ra), y la tolerancia geométrica.



Por ejemplo si se analiza la superficie 3, suponiendo que fuese un cilindro exterior, teniendo en cuenta la información información de las tablas posteriores posteriores (la tabla 2-5 corresponde corresponde al análisis de la información geométrica del plano, y la tabla 2-6 es la tabla de capacidades y costes), se pueden extraer las siguientes conclusiones: Es posible posible usar fresado fresado frontal, pero con él no se pueden crear crear superficies superficies cilíndricas.





No es posible posible usar fresado periférico (el IT=8 IT=8 en este proceso). proceso).



Es posible usar torneado.



Es posible usar rectificado. Las operaciones de escariado, taladrado y roscado no pueden generar la geometría que se busca.



INTRÍNSECAS Superficie

Dimensiones (IT)

2 3

Geométrica (-/100)

RELATIVAS Ra (m)

Dimensiones (IT)

8

1.6

9

7

1.6

9

Tabla 2-5. Análisis de la información geométrica del plano.

30

Geométrica (-/100) 0.04


Procesos

Dimensión (IT)

Ra


6 8 7 4

0.4 1.6 0.8 0.1

5 9

0.4 3.2 0.4

Geométrica (--/100) 0.01/100 0.01/100 0.01/100 0.002/100

Coste desbaste

Coste acabado

2*10-5 €/mm3 2*10-5 €/mm3 2.5*10-5 €/mm3

2*10-4 €/mm2 2*10-4 €/mm2 1.5*10-4 €/mm2 5*10-4 €/mm2

0.01/100 0.1/100

3*10-4 €/mm2 1*10-5 €/mm3 4*10-4 €/mm2


2.3.3 Tabla de alternativas de procesos-(operación).

La tabla 2-7 muestra los procesos-(operación) disponibles para el mecanizado de las piezas. Todos ellos han sido descritos en el capítulo anterior. Por lo tanto se dispondrá de estos procesos-(operación) como posibles opciones para el desbaste y acabado de las superficies (siempre que puedan conseguir la forma y/o las tolerancias). Procesos Fresado frontal Fresado periférico Fresado frontalperiférico Torneado Rectificado



Se completará la tabla 2-8 con todos los posibles procesos-(operación) procesos-(operación) de desbaste y acabado. Se realiza una excepción con los procesos de rectificado, que sólo serán tenidos en cuenta cuando no existan otras alternativas de acabado. La razón de esto es económica, ya que el rectificado es más caro que el resto de procesos.

31


Superficies

Procesos-(Operaciones) desbaste

Procesos-(Operaciones) acabado

5

Torneado-(Cilindrado) [D] Fresado periférico-(Contorneado) [D]

Rectificado-(Cilindro exterior) [A]

6

Torneado-(Refrentado) [D] Fresado frontal-(Planeado) [D] Fresado periférico-(Planeado) [D]

Torneado-(Refrentado) [A] Fresado frontal-(Planeado) [A]

…

…

Tabla 2-8. Posibles procesos-(operación) de desbaste y acabado.

2.4 Selección de máquinas. Cada proceso-(operación) necesita un tipo de máquina. Desde el punto de vista de la organización de la producción hay que minimizar el número de máquinas implicadas. Al mismo tiempo hay que tener en cuenta que para fabricar la pieza, hay que completar todas sus superficies. El mecanizado de cada superficie necesitará, salvo excepciones, de operaciones de desbaste y/o acabado. Para resolver de forma óptima este problema, se colocará toda la información de las alternativas de procesos-(operación) en la tabla de tipos de máquinas, y se seleccionará el mínimo número de máquinas que permitan completar el desbaste y acabado de todas las superficies. De esta forma se eliminarán las alternativas a procesos-(operación) poco convenientes, desde el punto de vista de las máquinas. En ocasiones el problema queda indeterminado, con múltiples alternativas. En estos casos hay que considerar una serie de criterios de decisión: 







32

Se identificarán identificarán las máquinas máquinas obligadas para una determinada determinada superficiesuperficieoperación. Por ejemplo si el acabado de la superficie 7 sólo puede ser hecho en fresadora vertical (no hay más opciones), entonces la fresadora vertical será seguro una de las máquinas del plan de proceso. Para el resto de las operaciones de las superfici superficies, es, puede haber mas opciones de máquinas. Hay que partir de las máquinas obligadas, y las superficies obligadas. Se debe estudiar qué superficies pueden ser realizadas en las mismas máquinas obligadas y con el mismo amarre que la superficie-operación que obliga. Para ello hay que consultar la “tabla de alternativas de procesos -(operación)”, viendo si los procesos disponibles son compatibles en un mismo amarre. Siguiendo con el ejemplo anterior, si las superficies 1[D y A], 5-6[D y A] y 7[D] se pueden hacer junto con 7[A] en un un mismo amarre, amarre, esta será una buena buena posible opción. opción. Otro criterio adicional es el coste mínimo mínimo de los utillajes. Es Es decir si hay opción de hacer un conjunto de superficies-operación en dos máquinas: torno y fresadora se seleccionará aquella que utilice el utillaje con coste menor. En este momento no se saben ni accesos ni utillajes, pero en función de la forma general de la pieza se puede prever el utillaje que va a ser necesario. Supongamos que en el torno es necesario un amarre como el plato de 4 garras (porque la pieza es cuadrada). En la fresadora el amarre necesario sería una mordaza. Como el coste de una mordaza es inferior al del plato de 4 garras se elegirá la fresadora. Por último, si no hay una razón en contra, el desbaste y el acabado de una superficie debe ser en la misma máquina. Un ejemplo de razón en contra es el caso de las superficies que comparten volumen. Si las superficies se tienen que acabar en diferentes máquinas, al ser el desbaste conjunto, éste se hará en una de las máquinas, por lo que una de ellas tendrá el desbaste y el acabado en la


misma máquina y la otra no. Otra excepción es cuando el acabado de la superficie se realiza con rectificado, entonces desbaste y acabado son en distintas máquinas (ya que en rectificado no se realizan desbastes). desbastes). 2.4.1 Ejemplo de selección de máquinas.

En el siguiente ejemplo, son necesarias operaciones de los tipos [D] y [A] en todas las superficies excepto en la 1 (que sólo necesita acabado). En la tabla 2-9 se observa que la mejor solución es utilizar el torno y la rectificadora cilíndrica, descartando los procesos-(operación) alternativos del resto de máquinas. Fresadora vertical Sup.

[D]

1

[A]

Fresadora horizontal [D] [A]

Torno [D]

X

[A]

X

X

X

X

3

X

X

X

X

X

X

5

X X

Rect. Cilín. [A]

X

2 4

Rect. Plana [A]

X

X

X

Tabla 2-9. Selección de máquinas.

2.5 Agrupación de operaciones. En este momento se conocen las máquinas y los procesos-(operación) a realizar en cada una, siendo muy importante reducir al mínimo el número de amarres en cada máquina. Por ello se plantea, como siguiente objetivo, agrupar todas las operaciones que potencialmente puedan ser efectuadas en el mismo amarre. Para realizar esta agrupación, la accesibilidad requerida por cada proceso-(operación) debe ser la misma. La accesibilidad se define en función de la dirección de acceso necesaria para aplicar el proceso a la pieza. Posteriormente se utilizará esta información para elegir los utillajes de amarre necesarios. Los pasos a seguir son los siguientes: 

Establecer una nomenclatura para las distintas accesibilidades de la pieza.



Estudiar la accesibilida accesibilidad d que requiere cada Proceso-(ope Proceso-(operación). ración).



Agrupar como como un amarre amarre potencial, potencial, dentro de cada máquina, los procesosprocesos(operación) con la misma accesibilidad. En principio, se puede decir que las operaciones con la misma accesibilidad y la misma máquina, constituirán un mismo amarre, pero luego habrá que comprobar si esto es posible.

2.5.1 Nomenclatura de las direcciones de acceso.

Se definirán dos nomenclaturas, que aunque son compatibles entre sí, diferencian si la pieza es de una forma semejante a un paralelepípedo, o tiene una geometría de revolución. Para una pieza prismática, si se toma como referencia el plano de la pieza, se consideran los accesos mostrados en la figura 2-3.

33


Figura 2-3. Definición general de direcciones de acceso para una pieza prismática.

Para una pieza pieza de revolución, revolución, tomando como como referencia el plano de la pieza, se consideran los accesos mostrados en la figura 2-4.

Figura 2-4. Definición particular, en piezas de revolución, de direcciones de acceso.

2.5.2 Direcciones de acceso de los procesos-(operación).

Se define como dirección de acceso de los procesos-(operación) a la dirección ocupada por la herramienta herramienta para realizar la operación. Dependiendo del tipo de proceso se establecen tres posibles casos que engloban a la mayoría de posibilidades: 

El eje, en las herramientas de revolución vertical (figura 2-5).



El radio, en las herramientas de revolución horizontal (figura 2-6).



La dirección de la herramienta, en las herramienta herramientass no rotativas (figura 2-7).

Figura 2-5. Acceso en la dirección del eje (herramientas de revolución vertical).

34


Figura 2-6. Acceso en la dirección del radio (herramientas de revolución horizontal)17 .

Figura 2-7. Acceso en la dirección de la herramienta (herramientas no rotativas).

2.5.3 Ejemplo general.

En la tabla 2-10 se muestra un ejemplo con las máquinas seleccionadas, las superficies y los procesos-(operación), añadiendo la columna “acceso” que se habría completado en este apartado. Máquina

Acceso

Superficies

Proceso-(operación)


PI

1


Torno

PI

1


PD

2

Torneado-(mandrinado) [D y A]

PI

3


PD

4-5


PI

6

Torneado-(taladrado) [D]

D

7

Fresado frontal-(planeado) [D]

T

8-11

Fresado frontal-periférico-(general) [D y A];

I

9


T

10

Fresado frontal-periférico-(general) [D y A]

D

7


I

9


Fresadora vertical

Rectificadora plana

Tabla 2-10. Posibles accesos.

17

http://www.mmnt.net/db/0/0/ftp.prenhall.com/pub/esm/mechanical_engineering.s048/kalpakjian/manu_eng_tech/ppt

35


Aplicando las directrices dadas al comienzo del apartado 2.5 se pueden agrupar los procesos-(operaciones) procesos-(ope raciones) por accesibilidad, tal y como muestra la tabla 2-11. Máquina Rectificadora cilíndrica

Acceso PI

Superficies 1

Proceso-(operación) Rectificado-(cilindro interior) [A]

Torno

PI

1


3

Torneado-(mandrinado [D y A]

6


2


4-5


D

7


T

8-11


10


I

9


D

7


I

9


PD Fresadora vertical

Rectificadora plana

Tabla 2-11. Agrupación por accesos comunes.

2.5.4 Ejemplo particular para piezas de revolución.

En este tipo de máquinas los amarres tapan superficies con acceso radial y perfil en la zona del plato y la del punto (figura 2-8). Esto obliga a que las piezas se realicen casi siempre con dos amarres: 



La parte de la pieza cercana al perfil derecho. La parte de la pieza pieza cercana cercana al perfil perfil izquierdo izquierdo (no tiene porqué ser en este este orden).

Por este motivo, es necesario indicar en la dirección de acceso, si la superficie se encuentra próxima al perfil derecho o al izquierdo. Por ejemplo si el acceso de un proceso-(operación) es radial, y si la superficies está mas cercana al extremo izquierdo de la pieza, se indicará un acceso R(PI) (radial próximo al perfil izquierdo).

Figura 2-8. Amarre que tapa parte del acceso radial.

La tabla 2-12 muestra un ejemplo de acceso para este caso. En él ya se han asignado los procesos-(operación) procesos-(operación) en función del acceso.

36



Torno


Acceso R(PI)

Superficies 1

Proceso-(operación) Fresado periférico-(planeado) [D y A]

2-3


4


5


6

Torneado-(taladrado) [D y A]

R(PI)

7

Torneado-(cilindrado) [D]

R(PD)

8


9

Torneado-(cilindrado) [D y A]

7


PI

R(PI)

Tabla 2-12. Accesos para piezas de revolución.

2.6 Secuenciación de máquinas. 2.6.1 Reglas generales de secuenciación.

La secuenciación de los procesos-(operación) se ha de coordinar con la agrupación de estos en máquinas y luego en amarres. Por ello aunque se intente dividir en pasos, hay que ver el problema en su conjunto. Los factores a tener en cuenta para la secuenciación de máquinas, amarres y procesos-(operación) procesos-(op eración) son: 





La facilidad facilidad de amarre. La eliminació eliminación n de material material para para obtener las superficies superficies hace que la pieza vaya adquiriendo diferentes formas. Dependiendo del orden de eliminación de los volúmenes, los amarres pueden tener mayor o menor dificultad para sujetar la pieza. Hay que buscar la secuencia que facilite los amarres, ya que : 

Condiciona la secuencia de máquinas.



Condiciona la secuencia de amarres.

Hay que tener en cuenta las las precedencias precedencias entre operaciones. operaciones. Las precedencias precedencias más frecuentes son las debidas a superposición de volúmenes. Por ejemplo, los desbastes se realizan antes que los acabados. Los procesos procesos de rectificado se realizan realizan en último lugar, lugar, ya que las las superficies superficies que se mecanizan en último lugar se salvaguardan de daños por amarres y golpes.

En la metodología propuesta, se establecen cuatro pasos para la secuenciación, que pueden necesitar de iteraciones en algunos casos: 



En primer lugar, se secuencia las máquinas. En segundo lugar, se secuencias los amarres dentro de cada una de las máquinas.



En tercer tercer lugar, lugar, se realiza la selección selección de utillajes, utillajes, para cada amarre.



En cuarto cuarto lugar, lugar, se secuencian los procesos-(oper procesos-(operación) ación) dentro cada amarre.

Teniendo en cuenta todo lo anterior, los pasos concretos para la secuenciación son: 

Determinar las precedencia precedencias. s. 37


Establecer la secuencia de máquinas, respetando las precedencias y teniendo en cuenta la facilidad de amarre. 







Dejar las máquinas de rectific rectificado ado en el último lugar. Ordenar los amarres dentro de cada máquina respetando las precedencias y teniendo en cuenta la facilidad de amarre. Seleccionarr el utillaje para cada amarre. Selecciona Ordenar las operaciones operaciones dentro dentro de cada amarre amarre respetando respetando las las precedencias, precedencias, considerando la superposición de volúmenes, y realizando primero todos los procesos-(operación) procesos-(op eración) del tipo desbaste y, por último, los de acabado.

2.6.2 Ejemplo de secuenciación de máquinas.

Partiendo del ejemplo del apartado 2.5.3, se va a considerar una precedencia entre la superficie 7 y la 4-5. Se considerará, además, que las máquinas de rectificado deben estar en último lugar (lo que implica precedencias entre máquinas). Se han marcado en la tabla 2-13 estas precedencias y en la siguiente tabla se muestra la secuencia de máquinas correcta. En este ejemplo, como no se está utilizando un plano concreto, no se ha podido considerar la facilidad de amarre por la forma de la pieza, pero en los ejercicios sí que se dispondrá de un plano y deberá ser tenido en cuenta. Máquina Rectificadora cilíndrica

Acceso PI

Superficies 1

Proceso-(operación) Rectificado-(cilindro interior) [A]

Torno

PI

1


3


6


2


4-5


D

7


T

8-11


10


I

9


D

7


I

9


PD Fresadora vertical

Rectificadora plana

Tabla 2-13. Precedencias en la secuenciación de máquinas.

La tabla 2-14 muestra las máquinas secuenciadas. secuenciadas. En este caso podrían existir varias soluciones, si se alterna el orden entre las dos rectificadoras.

38



Torno

Acceso D

Superficies 7

Proceso-(operación) Fresado frontal-(planeado) [D]

T

8-11


10


I

9


PI

1


3


6


2


4-5


PD Rectificadora cilíndrica

PI

1


Rectificadora plana

D

7


I

9


Tabla 2-14. Secuenciación de máquinas.

2.7 Secuenciación de amarres. Teniendo en cuenta las reglas generales de secuenciación del apartado 2.6.1, y continuando con el ejemplo anterior, sólo se tienen que considerar las recomendaciones por facilidad de amarre. Se supondrán dos recomendaciones por amarres: 



El mecanizado mecanizado de 8-11 y 10 dificulta el amarre amarre con acceso Inferior (I). El amarre para el rectificado rectificado de la superficie 7 debe ser posterior al de la superficie 9.

Estas restricciones se marcan con flechas sobre la tabla 2-15 del plan de proceso en la columna de accesos, que es la que representa a los amarres. Máquina

Acceso

Superficies


Fresadora vertical

D

7


T

8-11


10


I

9


PI

1


3


6


2


4-5


Torno


PI

1


Rectificadora plana

D

7


I

9


Tabla 2-15. Restricciones a la secuenciación de amarres.

39


La secuencia correcta se muestra en la tabla 2-16: Máquina Fresadora vertical

Torno

Acceso D I

Superficies 7 9

Proceso-(operación) Fresado frontal-(planeado) [D] Fresado frontal-(planeado) [D]

T

8-11


10


1


3


6


2


4-5


PI


PI

1


Rectificadora plana

I

9


D

7


Tabla 2-16. Secuenciación de amarres.

2.8 Selección de utillajes de amarre. La regla fundamental para asignar utillajes es buscar un utillaje que permita, tanto posicionar y sujetar la pieza, como realizar cada uno de los procesos-(operación) contenidos en el grupo con el mismo acceso. Hay que tener en cuenta dos posibles excepciones: 



Puede que que un solo utillaje utillaje no permita realizar realizar todas todas las operaciones operaciones del grupo grupo (esto sucede cuando los elementos del utillaje tapan alguna de las superficies). En este caso habrá que usar más de un utillaje, dividiendo el grupo de procesos(operación) en subgrupos. Un mismo utillaje puede puede permitir permitir varias direcciones de acceso, acceso, por lo que puede puede abarcar varios grupos de amarre de procesos-(operación). procesos-(operación).

Continuando con el ejemplo anterior, en la tabla 2-17 se muestran los utillajes que se ha decidido utilizar para el amarre. Desde este momento, no va a ser necesario mantener la columna “acceso”, pero se ha de detallar por qué superficies va a

conectar el amarre con la pieza.

40



Torno

Utillaje Mordaza

Acceso D

Sup. 7


Mordaza

I

9


Plato de 3 garras

T

8-11


10


Plato de 3 garras

PI

1


3


6


2


4-5


Plato de 3 garras

PD


Plato de 3 garras

PI

1


Rectificadora plana

Mordaza

I

9


Mordaza

D

7


Tabla 2-17. Utillajes seleccionados.

La información sobre los utillajes se mostrará en la tabla 2-18, indicando qué superficies de la pieza actúan como referencia y sobre cuáles actúa la fuerza de amarre. Si hubiese varias superficies posibles para alguna de las referencias, se seleccionará la que tenga la tolerancia más estrecha respecto a las superficies a mecanizar. Máquina Fresadora vertical

Utillaje Superficies referencia Superficie fuerza Mordaza Referencia 1: B1 B4 Referencia 2: B3 Referencia 3: B2 Mordaza

…

Plato de garras

Referencia 1: B6 Referencia 2: B7

Plato de 3 garras

…

Plato de 3 garras

…

Rectificadora cilíndrica Plato de 3 garras

…

Torno

Rectificadora plana

Mordaza

…

Mordaza

…

B7

Tabla 2-18. Superficies de referencia y fuerza.

2.9 Secuenciación de procesos-(operación). Teniendo en cuenta las reglas generales de secuenciación del apartado 2.6.1, el último paso es la secuenciación de procesos-(operación). En los pasos anteriores se han tenido en cuenta muchas de las precedencias relativas a máquinas y amarres. En este punto es necesario considerar las precedencias asociadas a los procesos(operación). Las precedencias entre los procesos-(operación) realizados en un amarre son: 41


La superposició superposición n de volúmenes. Los volúmenes se eliminan por capas, desde los mas externos a los internos.



Se realizarán realizarán en primer lugar lugar todos todos los desbastes, y posteriormente todos los acabados. Esto evita que la viruta de los desbastes dañen las superficies ya acabadas.



Continuando con el ejemplo del apartado anterior, en la tabla 2-19 se han indicado con flechas las precedencias por superposición de volúmenes. Máquina Fresadora vertical

Torno

Utillaje Mordaza

Superficies 7


Mordaza

9


Plato de 3 garras

8-11


10


Plato de 3 garras

1


3


6


2


4-5


Plato de 3 garras Rectificadora cilíndrica

Plato de 3 garras

1


Rectificadora plana

Mordaza

9


Mordaza

7


Tabla 2-19. Precedencias por superposición de volúmenes.

Teniendo en cuenta las precedencias y recomendaciones, el plan de procesos final queda como se muestra en la tabla 2-20. Máquina Fresadora vertical

Torno

Utillaje Mordaza Mordaza

Superficies 7 [D] 9 [D]

Proceso-(operación) Fresado frontal-(planeado) [D] Fresado frontal-(planeado) [D]

Plato de 3 garras

10 [D]


8-11 [D]


10 [A], 8-11 [A]


6 [D]


1 [D]


3 [D]


3 [A]

Torneado-(mandrinado) [A]

4-5 [D]


2 [D]


4-5 [A]


2 [A]


Plato de 3 garras

Plato de 3 garras


Plato de 3 garras

1 [A]


Rectificadora plana

Mordaza

9 [A]


Mordaza

7 [A]



42


2.10 Cálculo de costes. El coste de mecanizado de la pieza se puede determinar de manera aproximada considerando unos costes medios. 



Se supondrá para los procesos-( procesos-(operación) operación) un coste de desbaste por volumen 3 (euros/mm ) y un coste de acabado por superficie (euros/mm2). Se considerará un coste de preparación de máquina y de preparación de los amarres. Para calcular estos últimos se considerará el tamaño del lote.

En primer lugar se calcularán los volúmenes y/o superficies de material a eliminar para cada proceso-(operación). Multiplicando estos volúmenes y superficies por los costes de cada una de las operaciones, y sumándolos se obtendrá el coste de mecanizado de la pieza. En segundo lugar se añadirán los costes de preparación de la máquina y de los amarres. El coste total de la pieza, se obtiene sumando el coste de eliminación de material y los costes de cambio de máquina y amarre. Estos últimos se dividen por el número de piezas a mecanizar. Por ejemplo: coste preparación fresadora : 200€/(nº piezas), coste mordaza: 140€/(nº piezas). Si el utillaje ya está montado en la m áquina, se supondrá que su coste es menor, y se reducirá un 50%. En el ejemplo de la tabla 221 se considera que el nº piezas es de 100. Máq.

Utillaje

Sup.

Proceso(operación)

Vol. ó Sup.

Coste mecanizado

Coste máq.

Coste utillaje

Fresadora vertical

Mordaza

7 [D]

Fresado frontal (planeado) [D]

5890.5 3 mm

0.1178 €

2 €

1.4 €

Mordaza

9 [D]

Fresado frontal (planeado) [D]

0.7 €

Plato de 3 garras

10 [D]

Fresado frontalperiférico-(general) [D]

2 €

8-11 [D]

Fresado frontalperiférico(general)[D];

10 [A]

Fresado frontalperiférico-(general) [A]

8-11 [A]

Fresado frontalperiférico-(general) [A]

2375.8 2 mm

0.4751 €

…

TOTAL

57,45 €

12 €

7 €

Coste pieza= 57,45 + 12 + 7=76,45 € Tabla 2-21. Coste de la pieza.

43

3. Planificación de Procesos. Ejemplo 1. Como primer ejemplo se va a realizar una pieza muy sencilla, para asentar la metodología de planificación de procesos propuesta.

3.1 Datos iniciales. La figura 3-1 muestra el plano de la pieza de este primer ejemplo, el tamaño del lote y las dimensiones del material de partida.

Figura 3-1. Plano de la pieza y datos iniciales.

La figura 3-2 muestra la numeración de las superficies a mecanizar y las del material de partida o bruto (Bi). Las superficies a mecanizar se obtienen como diferencia entre el material de partida y el plano de la pieza. El material de partida se adapta en lo posible a las dimensiones de la pieza, para evitar mecanizar alguna cara, siempre que las tolerancias del bruto sean adecuadas. Entre las caras que tengan tolerancias estrechas, es mejor mecanizar ambas, que hacerlo sólo en una de ellas, dejando la otra de bruto. En este caso, el material de partida se ha obtenido mediante una sierra de cinta, a partir de una barra. Dado el mal acabado que produce dicho serrado, se mecanizarán todas las caras del material de partida.

45


Figura 3-2. Numeración de superficies.

3.2 Análisis de la información geométrica del plano. El análisis de la información geométrica del plano comprende el análisis de las especificaciones de acabado superficial, de las cotas dimensionales y las geométricas (forma y posición). Las cotas dimensionales, al igual que las geométricas, se dividirán en intrínsecas y extrínsecas. La figura 3-3 muestra el análisis de las especificaciones de acabado superficial y de las cotas intrínsecas. La figura 3-4 muestra el análisis de las cotas relativas entre superficies. Cuando existan varias cotas que partan de una misma superficie, se tomará como IT relativo para la superficie el menor de ellos. De la superficie 3 parten dos cotas: 22js6 y 9js7. Se considerará la 22js6 como la más restrictiva (IT6). El análisis de la información geométrica del plano se plasma en la tabla 3-1.

Figura 3-3. Análisis de las cotas intrínsecas y la rugosidad superficial.

46

3. Planificación de procesos. Ejemplo 1

Figura 3-4. Análisis de las cotas relativas.

INTRÍNSECAS Superficie Dimensionales Geométrica (IT) (-/100) 1 2 3 4 5 6

8 8 7

Ra (m) 0.2 1.6 1.6 1.6 0.4 1.6

RELATIVAS Dimensionales Geométrica (IT) (-/100) 6 6 7

Tabla 3-1. Análisis de la información geométrica.

3.3 Alternativas de procesos-(operación). En la selección de las alternativas de procesos-(operación) para cada superficie se tendrán en cuenta las siguientes reglas. 









Se utilizará la tabla de procesosprocesos-(operación) (operación) para seleccionar los posibles procesos para cada superficie. Se separarán separarán los procesos de desbaste desbaste de los de acabado, pudiendo así utilizar utilizar diferentes procesos-(operación) procesos-(operación) en desbaste y acabado. Se considerará un proceso de desbaste siempre que las creces a eliminar sean superiores a 1 mm. Las operaciones operaciones de de forma (taladrado, lamado, chaveteros, ranuras) sólo tienen tienen desbaste, excepto cuando posteriormente se tenga que realizar un escariado o un roscado, que son operacione operacioness de acabado. El rectificado, rectificado, al ser un proceso caro, caro, sólo se tendrá en cuenta cuando no existan otras alternativas. 47


3.3.1 Alternativas de procesos-(operación) para desbaste.

Las alternativas de procesos-(operación) para desbaste se seleccionarán para cada superficie, teniendo en cuenta que se pueden agrupar superficies con volumen común. La selección de los posibles procesos-(operación) se llevará a cabo atendiendo a la forma de la superficie, y sin considerar las tolerancias y la rugosidad. La figura 3-5 muestra las alternativas de procesos-(operación) para el desbaste de la pieza propuesta. Las superficies 3-4 tienen un volumen común, por lo que se considerarán juntas a la hora de determinar las alternativas. La superficie 2 tiene unas creces de un milímetro, por lo que no se realizará desbaste. Sólo se realizará una pasada de acabado.

Figura 3-5. Alternativas de procesos-(operación) para desbaste.

3.3.2 Alternativas de procesos-(operación) para acabado.

Las alternativas de procesos-(operación) para acabado se seleccionarán teniendo en cuenta la forma de la superficie, la tabla de análisis de tolerancias y la tabla de capacidades de cada proceso y operación. La tabla 3-2 de capacidades muestra el mínimo IT y Ra que se puede conseguir con cada uno de los procesos y operaciones operaciones.. Procesos

Dimensión (IT)

Ra


6 8 7 4

0.4 1.6 0.8 0.1

5 9

0.4 3.2 0.4

Geométrica (--/100) 0.01/100 0.01/100 0.01/100 0.002/100 0.01/100 0.1/100

Coste desbaste

Coste acabado

2*10-5 €/mm3 2*10-5 €/mm3 2.5*10-5 €/mm3

2*10-4 €/mm2 2*10-4 €/mm2 1.5*10-4 €/mm2 5*10-4 €/mm2 3*10-4 €/mm2

1*10-5 €/mm3 4*10-4 €/mm2


La figura 3-6 muestra las alternativas de procesos-(operación) para acabado. Para cada superficie se indica el IT y la rugosidad que se debe conseguir, de acuerdo a 48


plano. Con esta información y la anterior tabla, se determinan las alternativas de procesos-(operación) procesos-(ope ración) para acabado.

Figura 3-6. Alternativas de procesos-(operación) para acabado


La tabla 3-3 muestra las alternativas de procesos-(operación) procesos-(operación) en desbaste y acabado para cada una de las superficies. Superficies 1

Procesos-(operación) desbaste Torneado-(refrentado) Fresado frontal-(planeado) Fresado periférico-(planeado)

2 3-4

Procesos-(operación) acabado Rectificado-(planeado)

Torneado-(cilindrado) Fresado periférico-(contorneado) Torneado-(refrentado) Torneado-(cilindrado) Fresado frontal-periférico (general)

S3-S4

Fresado frontal (3)- periférico (4)-(general)

S4

Torneado-(cilindrado)

5

Torneado-(refrentado) Fresado frontal-(planeado) Fresado periférico-(planeado)

Fresado frontal-(planeado)

6

Torneado-(taladrado) Fresado-(taladrado)

Torneado-(escariado) Fresado-(escariado)

Tabla 3-3. Alternativas de procesos-(operación) de desbaste y acabado.

3.4 Selección de máquinas. Cada proceso-(operación) necesita un tipo de máquina. Desde el punto de vista de la organización de la producción hay que minimizar el número de máquinas implicadas. Para fabricar la pieza hay que completar todas las superficies. El mecanizado de cada superficie necesitará de operaciones de desbaste y/o acabado. 49


Se colocará toda la información de las alternativas en una tabla (tabla 3-4a) y se seleccionará el mínimo número de máquinas que permitan completar el desbaste y acabado de todas las superficies. Si hay varias alternativas, hay que considerar las reglas explicadas en el apartado 2.4. Fresadora vertical Sup. 1 2 3 4 5 6

Desb. X

Acab.

Fresadora horizontal Desb. Acab. X

Torno Desb. X

X

Rectif. plana

Acab.

Acab. X

Rectif. cilíndrica Acab. X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X X

X

Tabla 3-4a. Selección de máquinas.

Para ciertas superficies-operación aparecen varias alternativas, por lo que se van a aplicar las reglas expuestas en el apartado 2.4: 









Se han sombreado las superficies-operac superficies-operación ión en máquinas obligadas: 3[A] y 5 [A] en la fresadora vertical. Aplicando la regla de las superficies que compartan compartan amarre amarre con las las obligadas, obligadas, podemos ver que 4[D y A] (Fresado frontal (3)- periférico (4)-(general)) y 6 [D y A] (Fresado-(taladrado) y Fresado-(escariado)) pueden hacerse en el mismo amarre que 3[A] y 5 [A]. Por lo que serán consideradas en fresadora vertical. Las superficies superficies 1 y 2 se se harán también en fresadora fresadora vertical vertical para no incluir incluir a otra máquina más. Lógicamente los desbastes Lógicamente desbastes de 3[D] y 5[D] también se harán en en la misma máquina. Por último, 1[A] 1[A] puede ser ser realizada en rectificadora rectificadora plana o rectificadora cilíndrica. Para decidir la mejor opción podemos evaluar el amarre necesario en cada caso y decidir en función de su coste. En el caso de la rectificadora plana es necesario un plato de 3 garras vertical con un coste de 200€. En el caso de la rectificadora cilíndrica es necesario un plato de 3 garras que tiene un coste de 70€. Por lo tanto se escoge la rectificadora cilíndrica.

La tabla 3-4b muestra el número mínimo de máquinas para mecanizar todas las superficies de la pieza en desbaste y acabado (sombreadas). Las máquinas seleccionadas son la fresadora vertical y la rectificadora cilíndrica. En la pieza propuesta todas las superficies necesitan un desbaste y un acabado, excepto la superficie 2, ya que al tener creces de un milímetro sólo se hará el acabado.

50


Fresadora vertical Acab.

Fresadora horizontal Desb. Acab. X

Torno

Sup. 1 2 3

Desb. X

Desb. X

X

X

X

4

X

X

X

5

X

X

6

X

X

X

Rectif. plana

Acab.

Acab. X


X

X

X

X X

X

Tabla 3-4b. Selección de máquinas.

3.5 Agrupación de operaciones. El objetivo de este punto es agrupar todas las operaciones que potencialmente puedan ser efectuadas en el mismo amarre. Para realizar esta agrupación, la accesibilidad requerida por los procesos-(operación) debe ser la misma. Por ello, la agrupación de operaciones operaciones se llevará a cabo en tres pasos: 

Determinación Determinació n de las distintas accesibilida accesibilidades des de la pieza.



Accesibilidad Accesibilida d requerida por cada proceso-(ope proceso-(operación). ración).



Dentro de cada máquina, agrupación de los procesosprocesos-(operación) (operación) con el mismo acceso (amarres potenciales).

3.5.1 Accesos de la pieza.

La pieza de este ejemplo es de revolución. Los accesos definidos para las piezas de revolución se muestran en la figura 3-7.

Figura 3-7. Accesos para una pieza de revolución.

Adaptando las direcciones de acceso de una pieza de revolución, a la pieza de este ejemplo, se tienen los accesos que se muestran en la figura 3-8.

51


Figura 3-8. Accesos para la pieza del ejemplo.

3.5.2 Accesibilidad requerida por cada proceso-(operación).

La tabla 3-5 muestra los accesos para cada una de las superficies de la pieza ejemplo. La superficie 6 puede tener acceso tanto por el perfil derecho (PD) como por el izquierdo (PI). Máquina Fresadora vertical

Acceso PD R(PD) PD

Superficies 1 2

Proceso-(operación) Fresado frontal-(planeado) [D] Fresado periférico-(planeado) [D] Fresado periférico-(contorneado) [A]

PI

3-4

Fresado frontal(3)-periférico(4)-(general) [D y A]

PI

5

Fresado frontal-(planeado) [D y A]

R(PI)


Fresado periférico-(planeado) [D]

PI ó PD

6

Fresado-(taladrado) [D] Fresado-(escariado) [A]

PD

1



3.5.3 Agrupación de amarres potenciales.

La tabla 3-6 muestra la agrupación de superficies con el mismo acceso, para determinar los amarres potenciales en cada una de las máquinas. En la superficie 6 se ha elegido un acceso por perfil izquierdo, aunque también se podía haber elegido el de perfil derecho. Para la superficie 1 se ha escogido un acceso por el perfil derecho y para la superficie 5 por perfil izquierdo. Se eligen estos accesos porque así se reduce el número de amarres. 52



Acceso PD

Superficies 1


2

Fresado periférico-(contorneado) [A]

3-4


5


6


1


PI


PD

Tabla 3-6. Agrupación de amarres potenciales.

3.6 Secuenciación de máquinas. Los factores a tener en cuenta para la secuenciación de máquinas son: 





Determinar si hay precedencia precedenciass entre los procesos-(op procesos-(operación). eración). Establecer la secuencia secuencia de de máquinas máquinas respetando respetando las precedencias precedencias y teniendo teniendo en en cuenta la facilidad de amarre. Dejar las máquinas de rectifica rectificado do en último lugar.

En el ejemplo propuesto, dado que se deben dejar las operaciones en la rectificadora al final, la secuencia de máquinas es la que se muestra en la tabla 3-7: fresadora vertical y rectificadora plana. Máquina 1. Fresadora vertical

2. Rectificadora cilíndrica

Acceso PD

Superficies 1 2

Proceso-(operación) Fresado frontal-(planeado) [D] Fresado periférico-(contorneado) [A]

PI

3-4


5


6


1


PD


3.7 Secuenciación de amarres. Los amarres se ordenan, dentro de cada máquina, respetando las precedencias y teniendo en cuenta la facilidad de amarre. Los dos amarres a realizar en la fresadora no tienen ninguna precedencia. En ambos casos se va a amarrar sobre superficies cilíndricas, por lo que el orden de los amarres no es relevante. La figura 3-9 muestra las dos posibles opciones de secuenciación de amarres.

53


Figura 3-9. Posible secuencia de amarres en la fresadora.

La tabla 3-8 muestra la secuenciación de amarres seleccionada, aunque se podía haber seleccionado la otra. Máquina

Acceso

Superficies


Fresadora vertical

PD

1


2


3-4


5


6

Fresado-(taladrado) [D]Fresado-(escariado) [A]

1


PI


PD


3.8 Selección utillajes de amarre. La primera regla para asignar utillajes es buscar un utillaje que permite realizar cada uno de los grupos de procesos-(operaciones). Se tendrán en cuenta dos posibles excepciones: 



Puede que que un solo utillaje utillaje no permita realizar realizar todas todas las operaciones operaciones del grupo (esto sucede cuando los elementos del amarre tapan alguna de las superficies). En este caso habrá que usar más de un utillaje, dividiendo el grupo de procesos(operación) en subgrupos. Un mismo utillaje puede puede permitir permitir varias direcciones de acceso, acceso, por lo que puede puede abarcar varios grupos de procesos-(operación). procesos-(operación).

Como la pieza es de revolución se utilizará un plato de tres garras vertical en la fresadora. En la rectificadora plana hay que rectificar la superficie 1, siendo posible utilizar un plato de tres garras. La figura 3-10 muestra la situación del plato de garras en la fresadora y en la rectificadora, así como las superficies de referencia y fuerza. La tabla 3-9 muestra las superficies de referencia y fuerza para la pieza de este ejemplo.

54


Figura 3-10. Superficies de referencia y fuerza.



Utillaje Plato de 3 garras vertical

Superficie referencia Referencia 1: B1 Referencia 2: B2

Superficie fuerza B2

Plato de 3 garras vertical

Referencia 1: 1 Referencia 2: 2

2

Plato de 3 garras


4


3.9 Secuenciación de procesos-(operación). Los factores a tener en cuenta para la secuenciación de procesos-(operación) procesos-(operación) son: 



La superposición de volúmenes. Los volúmenes se eliminan por capas, desde los mas externos a los internos. Se realizarán realizarán en primer lugar lugar todos todos los desbastes, y posteriormente posteriormente todos todos los acabados. Esto evita que la viruta de los desbastes dañe las superficies ya acabadas.

La tabla 3-10 muestra las precedencias entre operaciones. Las superficies 3-4 y 6 en desbaste se realizarán antes que la 5, porque de esta forma el planeado de la superficie 5 se reduce, ya que parte del material ha sido eliminado con los otros desbastes.

55


Máquina

Acceso (Utillaje)

Superficies


Fresadora vertical

PD (Plato de 3 garras vertical)

1


2


PI (Plato de 3 garras vertical)

3-4


5


6


1


Rectificadora cilíndrica PD (Plato de 3 garras)

Tabla 3-10. Precedencias entre operaciones.

Una vez decidida la secuenciación de procesos-(operación), el plan de procesos para la pieza de este ejemplo, se muestra en la tabla 3-11. Máquina Fresadora vertical

Acceso (Utillaje) PD Plato de 3 garras vertical

Superficies


1[D]


2[A]


PI Plato de 3 garras vertical

6 [D]

Fresado-(taladrado) [D]

3-4 [D]

Fresado frontal(3)-periférico(4)-(general) [D]

5 [D]


5 [A]

Fresado frontal-(planeado) [A]

3-4 [A]

Fresado frontal(3)-periférico(4)-(general) [A]

6 [A]

Fresado-(escariado) [D]

1 [A]


Rectificadora cilíndrica PD (Plato de 3 garras)


3.10 Determinación de costes. En primer lugar se calcularán los volúmenes y superficies de material a eliminar para cada superficie o conjunto de superficies. Para ello, se debe seguir la secuencia de procesos-(operación) propuesta, ya que los volúmenes dependen de la secuencia establecida. Multiplicando estos volúmenes y superficies por los costes de cada una de las operaciones, y sumándolos, se obtendrá el coste de mecanizado de la pieza. En segundo lugar se añadirán los costes de preparación de la máquina y de los amarres. Para simplificar los cálculos, a la hora de evaluar el volumen, se despreciarán las creces que se dejan para el posterior acabado. A continuación se muestra el cálculo de volúmenes para los desbastes, y de superficies para los acabados. FRESADORA VERTICAL. VERTICAL. AMARRE 1. PLATO DE DE 3 GARRAS VERTICAL Superfici Supe rficie e 1[D]. Fresa Fresado do fron frontal-( tal-(plan planeado eado). ). Volu Volumen: men: *r 2*h = *(52/2)2*2 = 4247.44 mm3 



Superficie 2[A]. Fresado periférico-(contorneado). Superficie: 2* *r*h = 2**(50/2)*22 = 3455.76 mm 2

56


FRESADORA VERTICAL. AMARRE 2. PLATO DE 3 GARRAS VERTICAL Superficie 6[D]. Fresado-(talad Fresado-(taladrado). rado). Volumen: *r 2*h = *(14/2)2*33 = 5079.96 mm3 











Superficie 3-4[D]. Fresado frontal(3)-perifé frontal(3)-periférico(4)-(gene rico(4)-(general). ral). Volumen: *r 22*h *r 12*h = *(52/2)2*11 - *(30/2)2*11 = 15585.47 mm3 Superficie 5[D]. 5[D]. Fresado frontal-(planeado frontal-(planeado). ). Volumen: *r 22*h - *r 12*h = *(30/2)2*2 - *(14/2)2*2 = 1105.84 mm 3 Superficie 5[A]. Fresado frontal-(plane frontal-(planeado). ado). Superficie: *r 22 - *r 12= *(30/2)2 *(14/2)2 = 552.92 mm 2 Superficie 3-4[A]. Fresado frontal(3)-per frontal(3)-periférico(4)-(gen iférico(4)-(general): eral): 

Superficie 3: 2**r*h = 2**(30/2)*9 = 848.23 mm 2



Superficie 4: *r 22 - *r 12= *(50/2)2 - *(30/2)2 = 1256.64 mm 2

Superficie 6[A]. Fresado-(escariado Fresado-(escariado). ). Superficie: Superficie: 2**r*h = 2**(14/2)*31 = 2 1363.45 mm

RECTIFICADORA. AMARRE 1. PLATO DE 3 GARRAS Superficie 1[A]. Rectificado-(p Rectificado-(planeado). laneado). Superficie: *r 22 - *r 12 = *(50/2)2 *(14/2)2 = 1809.56 mm 2 

COSTES DE PREPARACIÓN DE MÁQUINAS Y AMARRES. La tabla 3-12 indica los costes de preparación de las máquinas y de los amarres. Estos costes hay que repartirlos entre el número de piezas del lote, que en este caso son 100 unidades. También hay que considerar que el coste de preparación de un amarre es la mitad, si el utillaje ya está en la máquina, debido al amarre inmediatamente inmediatame nte anterior. Coste preparación ( €)

Máquina - Torno - Rectificadora cilíndrica

200 400


200


400

Utillaje

Coste ( €)

Plato 4 garras

540

Plato 3 garras

70

Plato y punto

200

Entre puntos

300

Mordaza

140


200


270


400

Bridas

540

Plato magnético

170

Mordaza

140


200


270


400

Bridas

540

Tabla 3-12. Coste de preparación de máquinas y utillajes.

57


Teniendo en cuenta el plan de proceso (máquinas, utillajes y operaciones de mecanizado), se obtienen los costes que se detallan en la tabla 3-13. Los costes debidos a los mecanizados, se obtienen multiplicado los volúmenes y superficies por los costes de cada uno de los tipos de procesos-(ope procesos-(operación). ración). Máq.

Utillaje

Fresa-dora Plato de 3 garras vertical

Plato de 3 garras vertical

Sup. 1 [D] 2 [A]

5 [D] 3-4 [D]

2104,8 mm2

0,420 €

6[A]

Fresado(escariado) [A]

1363,4 mm2

0,409 €

1 [A]

Rectificado(planeado) [A]

1809,56 mm2

0,904 €

Tabla 3-13. Coste de la pieza.

El coste total de la pieza es 3 + 6 + 3.7 = 12.7 €

2€

(200/2)/ 100 = 1 €

0,311 €

Fresado frontalperiférico[A]

COSTE TOTAL

2€

0,050 €

0,110 €

Fresado frontal(planeado) [A]

Coste Coste Util Máq. 200/ 100 = 200/100 =

0,691 €

552,9 mm2

3-4 [A]

58

0,084 €

0,022 €

5[A]

Plato de 3 garras

Fresado(taladrado) [D]

Coste Mecaniz.

1105,8 mm3

6[D]


ProcesoVolumen o (operación) Superficie Fresado frontal4247,4 mm3 (planeado) [D] Fresado periférico3455,7 mm2 (contorneado) [A] Fresado frontal5079,9 mm3 (planeado) [D] Fresado frontalperiférico[D] 15585,4 mm3

3€

400/ 100=4€

70/100= 0.7 €

6 €

3.7 €

4. Planificación de procesos. Ejemplo 2. En este capítulo se resolverá un segundo ejemplo de planificación de procesos, con la metodología propuesta. El plano de la pieza, el tamaño del lote y las dimensiones del material de partida se muestran en la figura 4-1.


4.1 Datos iniciales. La figura 4-2 muestra la numeración de las superficies a mecanizar y las del material de partida o bruto (Bi). Las superficies a mecanizar se obtienen como diferencia entre el material de partida y el plano de la pieza. El material de partida se adapta en lo posible a las dimensiones de la pieza, para evitar mecanizar alguna cara, siempre que las tolerancias del bruto sean adecuadas. Por ello, las superficies B2, B3, B5 y B6 no se mecanizan. Entre las caras que tengan tolerancias estrechas, es mejor mecanizar ambas, que hacerlo sólo en una de ellas, dejando la otra de bruto. Por eso se mecanizan las superficies 1 y 10. Si varias superficies se consiguen con la forma de la herramienta, todas ellas se numeran como una única superficie. Este es el caso de las superficies 5 y 7. Ambas superficies engloban a una superficie cilíndrica y una plana. En la pieza hay cuatro elementos iguales, los cuatro agujeros roscados. Como el proceso de obtención de todos ellos es el mismo, sólo se numerará uno de ellos (superficies 5 y 6).

59



4.2 Análisis de la información geométrica del plano. El análisis de la información geométrica del plano comprende el análisis de las especificaciones de acabado superficial, de las cotas dimensionales y las geométricas (forma y posición). Las cotas dimensionales, al igual que las geométricas se dividirán en intrínsecas y extrínsecas. La figura 4-3 muestra el análisis de las especificaciones de acabado superficial y de las cotas intrínsecas. La figura 4-4 muestra el análisis de las cotas relativas entre superficies. Cuando existan varias cotas que partan de una misma superficie, se tomará como IT relativo para la superficie el menor de ellos. De la superficie 1 parten tres cotas: 49js4, 21g9 y 18j12. Se considera la 49js4 como la más restrictiva (IT4). De la superficie 3 parten cuatro cotas: 5js9, 12j11, 15j12, 21g9 (IT9). De la superficie 4 parten dos cotas: 29js9 y 18j12 (IT9). De la superficie 10 parten dos cotas: 49js4 y 8j6 (IT6).

60



Las cotas que hay entre los agujeros roscados (superficies 5 y 6) se considerarán como relativas, ya que marcan la posición relativa entre ellos. Así, aparecen las cotas 8js10, 9js10, 28js10 y 70js10, todas con un IT10. El análisis de la información geométrica del plano se muestra en la tabla 4-1.

61



Superficie

INTRÍNSECAS Dimensionales Geométrica (IT) (-/100)

1 2

8

3

RELATIVAS Ra (m) Dimensionales Geométrica (-/100) (IT) 1.6

4

1.6

9

1.6

9

4

5

1.6

9

5

10

1.6

10

1.6

9

1.6

9

8

0.3

6

9

1.6

8

10

1.6

4

6 7

5

0.04

0.04


4.3 Alternativas de procesos-(operación). En la selección de las alternativas de procesos-(operación) para cada superficie se tendrán en cuenta las siguientes reglas. 62












Se utilizará la tabla de procesosprocesos-(operación) (operación) para seleccionar los posibles procesos para cada superficie. Se separarán separarán los procesos de desbaste desbaste de los de acabado, pudiendo así utilizar utilizar diferentes procesos-(operación) procesos-(operación) en desbaste y acabado. Se considerará un proceso de desbaste siempre que las creces a eliminar sean superiores a 1 mm. Las operaciones operaciones de de forma (taladrado, lamado, chaveteros, ranuras) sólo tienen tienen desbaste, excepto cuando posteriormente se tenga que realizar un escariado o un roscado, que son operacione operacioness de acabado. El rectificado, rectificado, al ser un proceso caro, caro, sólo se tendrá en cuenta cuenta cuando no existan existan otras alternativas.


Las alternativas de procesos-(operación) para desbaste se seleccionarán para cada superficie, teniendo en cuenta que se pueden agrupar superficies con volumen común. La selección de los posibles procesos-(operación) se llevará a cabo atendiendo a la forma de la superficie, y sin considerar las tolerancias y la rugosidad. La figura 4-5 muestra las alternativas de procesos-(operación) para desbaste en la pieza propuesta. Las superficies 2-3 y 8-9 tienen un volumen común, por lo que se considerarán juntas a la hora de determinar las alternativas.


63



Las alternativas de procesos-(operación) para acabado se seleccionarán teniendo en cuenta la forma de la superficie, la tabla de análisis de tolerancias y la tabla de capacidades de cada proceso y operación. La tabla 4-2 de capacidades muestra el mínimo IT y Ra que se puede conseguir con cada uno de los procesos y operaciones operaciones.. Procesos

Dimensión (IT)

Ra


6 8 7 4

0.4 1.6 0.8 0.1

5 9

0.4 3.2 0.4

Geométrica (--/100) 0.01/100 0.01/100 0.01/100 0.002/100 0.01/100 0.1/100

Coste desbaste

Coste acabado

2*10-5 €/mm3 2*10-5 €/mm3 2.5*10-5 €/mm3

2*10-4 €/mm2 2*10-4 €/mm2 1.5*10-4 €/mm2 5*10-4 €/mm2 3*10-4 €/mm2

1*10-5 €/mm3 4*10-4 €/mm2


La figura 4-6 muestra las alternativas de procesos-(operación) para acabado. Para cada superficie se indica el IT y la rugosidad que se debe conseguir, de acuerdo a plano. Con esta información y la anterior tabla, se determinan las alternativas de procesos-(operación) procesos-(ope ración) para acabado. La superficie 5 sólo tiene desbaste, no acabado.

Figura 4-6. Alternativas de procesos-(operación) para acabado.

64



La siguiente tabla muestra las alternativas de procesos-(operación) en desbaste y acabado para cada una de las superficies. Superficies

Procesos-(operación) desbaste

Procesos-(operación) acabado

1


Rectificado-(planeado)

2-3

Torneado-(cilindrado) Fresado frontal(3)-periférico(2)-(general) frontal(3)-periférico(2)-(general)

Torneado-(cilindrado y refrentado) Fresado frontal (3)-periférico (2)(general)

4

Torneado-(taladrado) Fresado-(taladrado)

Fresado-(escariado) Torneado-(escariado)

5

Fresado-(lamado)

6

Fresado-(taladrado)

Fresado-(roscado)

7

Fresado-(taladrado)

Fresado-(escariado)

8-9

Fresado frontal (8) y periférico (9)-(general) Fresado frontal (9) y periférico (8)-(general)

10


S8


S9

Fresado frontal-periférico(general) Rectificado-(planeado)

Tabla 4-3. Posibles procesos-(operación) de desbaste y acabado.

4.4 Selección de máquinas. Cada proceso-(operación) necesita un tipo de máquina. Desde el punto de vista de la organización de la producción hay que minimizar el número de máquinas implicadas. Para fabricar la pieza hay que completar todas las superficies. El mecanizado de cada superficie necesitará de operaciones de desbaste y/o acabado. Se colocará toda la información de las alternativas en una tabla 4-4a y se seleccionará el mínimo número de máquinas que permitan completar el desbaste y acabado de todas las superficies. Si hay varias alternativas, hay que considerar las reglas explicadas en el Apartado 2.4. En la pieza propuesta todas las superficies necesitan un desbaste y un acabado, excepto la superficie 5, que con un desbaste es suficiente.

65


Fresadora vertical Sup. 1 2-3 4

Desb. X X X

Acab.

5

X

6

X

X

7

X

X

8

X

9

X

10

X

Fresadora horizontal Desb. X

Acab.

X X

Torno Desb. X X X

Acab.

X


X X

X X

Rectif. plana Acab. X

X X

X

X

X

X


Para ciertas superficies-operación aparecen varias alternativas, por lo que se van a aplicar las reglas expuestas en el apartado 2.4: Se han han sombreado sombreado las superficies-operac superficies-operación ión en máquinas obligadas: 5[A], 6[D y A] y 7[D y A] (en fresadora fresadora vertical), 8 [A] (en rectificadora plana). plana).



Aplicando la regla de las superficies que compartan compartan amarre amarre con las las obligadas, obligadas, podemos ver que 1[D] (Fresado frontal-(planeado)), 2-3[D y A] (Fresado frontal (3)- periférico (2)-(general)) y 4 [D y A] (Fresado-(taladrado) y Fresado(escariado)) pueden hacerse en el mismo amarre que 5[D], 6[D y A] y 7 [D y A]. Todas ellas serán consideradas en fresadora vertical.



Las superficies superficies 8[D], 9[D y A] y 10[D] se harán harán también también en fresadora vertical para no incluir a otra máquina más.



Aplicando otra vez la regla de las superficies que compartan amarre con las obligadas, podemos ver que 10[A] (Rectificado-(planeado)) pueden hacerse en el mismo amarre que 8[A]. Las dos serán consideradas en rectificadora plana.



Por último, 1[A] puede ser ser realizada en rectificad rectificadora ora plana o rectificadora rectificadora cilíndrica. Se escoge rectificadora plana para no considerar una máquina más.



La tabla 4-4b muestra el número mínimo de máquinas para mecanizar todas las superficies (sombreadas) (sombreadas) de la pieza en desbaste y acabado. Fresadora vertical Sup. 1 2-3

Desb. X X

Acab.

4

X

5

X

6

X

X

7

X

X

8

X

9

X

10

X


Acab.

Torno Acab.

X

Desb. X X

X

X

X

X X

X X

Rectif. cilíndrica

Acab. X

Acab. X

X

X X X


66

Rectif. plana

X

X









Dentro de de cada máquina, agrupación de los procesos-(op procesos-(operación) eración) con el mismo acceso (amarres potenciales).


La pieza de este ejemplo es prismática. Los accesos definidos para las piezas prismáticas se muestran en la figura 4-7.

Figura 4-7. Accesos para una pieza prismática.

Adaptando las direcciones de acceso de una pieza prismática, a la pieza de este ejemplo, se tienen los accesos que se muestran en la figura 4-8.

Figura 4-8. Accesos para la pieza del ejemplo.

67



La tabla 4-5 muestra los accesos para cada una de las superficies de la pieza ejemplo. Máquina

Acceso

Superficies


Fresadora vertical

S

1


PD/PI/T/D


S

2-3

Fresado frontal (3)-periférico (2)-(general) [D y A]

S

4


S

5

Fresado-(lamado) [D]

S

6

Fresado-(taladrado) [D] Fresado-(roscado) [A]

PI

7


I

8-9

Fresado frontal (8) [D] y periférico (9) [D y A](general)

PD I

Fresado frontal (9) [D y A] y periférico (8) [D](general) 10

PD/PI/T/D Rectificadora plana

Fresado frontal-(planeado) [D] Fresado periférico-(planeado) [D]

S

1


I

8


I

10




La tabla 4-6 muestra la agrupación de superficies con el mismo acceso, para determinar los amarres potenciales en cada una de las máquinas. Para las superficies 8-9 y 10 se elige el mismo acceso, en este caso el inferior (I), aunque también estaba la opción de acceso por el perfil derecho (PD). La opción de acceso inferior evita tener que realizar un fresado periférico, de mucha altura para la superficie 10. Este tipo de fresado tiene poca rigidez y puede dar problemas. Por esta misma razón para la superficie 1 se elige el acceso superior (S). Además las superficies planeadas con fresado frontal presentan mejor acabado que las mecanizadas con fresado periférico.

68



Rectificadora plana

Acceso S

Superficies 1


2-3


4


5


6


PI

7


I

8-9

Fresado frontal (8) [D]-periférico (9) [D y A]-(general)

10


S

1


I

8


10








Determinar si hay precedencia precedenciass entre los procesos-(op procesos-(operación). eración). Establecer la secuencia de máquinas respetando las precedencias y teniendo en cuenta la facilidad de amarre. Dejar las máquinas de rectifica rectificado do en último lugar.

En el ejemplo propuesto, al dejar la rectificadora al final, la secuencia de máquinas es la que se muestra en la tabla 4-7: fresadora vertical y rectificadora plana. Máquina 1.Fresadora vertical

2.R 2. Rec ecti tifi fica cado dora ra pl plan ana a

Acceso S

Superficies 1 2-3

Proceso-(operación) Fresado frontal-(planeado) [D] Fresado frontal (3)-periférico (2)-(general) [D y A]

4


5


6


PI

7


I

8-9


10


S

1

Rec ecti tifi fica cado do-( -(pl plan anea eado do)) [A [A]]

I

8


10



69


4.7 Secuenciación de amarres. Los amarres se ordenan, dentro de cada máquina, respetando las precedencias y teniendo en cuenta la facilidad de amarre. En la fresadora vertical, el amarre en el que se mecanizan las superficies 1-2-3-4-5-6 se realiza en último lugar porque generan una superficie cilíndrica en la pieza, siendo más difícil amarrarla posteriormente, si se realiza primero. Algo parecido ocurre entre los amarres para realizar 8-9-10 y 7, en este caso si se realiza primero 8-9-10 dificulta el posterior amarre para realizar 7. Por eso el primero debe ser el amarre para mecanizar el agujero 7. La figura 4-9 muestra la posición de la pieza en la fresadora para cada uno de los amarres.

Figura 4-9. Posibles amarres en la fresadora vertical.

En la rectificadora los amarres no tienen un orden preferente. La tabla 4-8 muestra la secuenciación secuenciació n de amarres seleccionad seleccionada. a. Máquina

Acceso

Superficies


1.Fresadora vertical

PI

7


I

8-9


10


1


2-3

Fresado frontal (3)-periférico (2)-(general [D y A]

4


5


6


S

1


I

8


10


S

2.Rectificadora plana


70


4.8 Selección utillajes de amarre. La primera regla para asignar utillajes es buscar un utillaje que permita realizar cada uno de los grupos de procesos-(operaciones). Se tendrán en cuenta dos posibles excepciones: 



Puede que que un solo solo utillaje utillaje no permita permita realizar realizar todas las operaciones operaciones del grupo (esto sucede cuando los elementos del amarre tapan alguna de las superficies). En este caso habrá que usar más de un utillaje, dividiendo el grupo de procesos(operación) en subgrupos. Un mismo mismo utillaje utillaje puede puede permitir permitir varias direcciones de acceso, acceso, por lo que puede abarcar varios grupos de procesos-(operación).

Como la pieza es prismática se utilizará una mordaza en la fresadora y en la rectificadora. Las siguientes figuras muestran la situación de la mordaza en el plano de la pieza, así como las superficies de referencia y fuerza para cada uno de los amarres. La figura 4-10 muestra el amarre para mecanizar la superficie 7 en la fresadora vertical. El acceso necesario es por el perfil izquierdo (PI). La superficie B2 se pone sobre la referencia 3 de la mordaza, por consideraciones espaciales. La superficie B4 se pone sobre la referencia 2, debido a la cota 8js10. La superficie B6 se pone sobre la referencia 1, debido a la cota 23js10. La fuerza actúa en la cara B1, opuesta a 10.

Figura 4-10. Superficies de referencia y fuerza en el primer amarre de la fresadora.

La figura 4-11 muestra el amarre para mecanizar las superficies 8, 9 y 10 en la fresadora vertical. El acceso necesario es el inferior (I). La superficie B1 se pone sobre la referencia 3 de la mordaza, por consideraciones espaciales. espaciales. La superficie B2 se pone sobre la referencia 2, debido a la cota 30g8. La superficie B5 o la B6 se ponen sobre la referencia 1, al no haber cota relacionada. La fuerza actúa en la cara B3, opuesta a B2. 71


Figura 4-11. Superficies de referencia y fuerza en el segundo amarre de la fresadora.

La figura 4-12 muestra el amarre para mecanizar las superficies 1, 2, 3, 4, 5 y 6 en la fresadora vertical. El acceso necesario es el superior (S). La superficie 10 se pone sobre la referencia 3 de la mordaza, por consideraciones espaciales. La superficie B3 se pone sobre la referencia 2, debido a las cotas 29js9 y 8js10. La superficie B6 se pone sobre la referencia 1, debido a las cotas 9js10, 23js10. La fuerza actúa en la cara B2, opuesta a B3.

Figura 4-12. Superficies de referencia y fuerza en el tercer amarre de la fresadora.

72


La figura 4-13 muestra el amarre para mecanizar las superficies 8 y 10 en la rectificadora plana. El acceso necesario es el inferior (I). La superficie 1 se pone sobre la referencia 3 de la mordaza, por consideraciones espaciales. espaciales. La superficie B2 se pone sobre la referencia 2, debido a la cota 30g8. La superficie B6 se pone sobre la referencia 1, ya que no hay ninguna cota relacionada. La fuerza actúa en la cara B3, opuesta a B2.

Figura 4-13. Superficies de referencia y fuerza en el primer amarre de la rectificadora.

La figura 4-14 muestra el amarre para mecanizar la superficie 1 en la rectificadora plana. El acceso necesario es el superior (S). La superficie 10 se pone sobre la referencia 3 de la mordaza, por consideraciones consideraciones espaciales. La superficie B3 se pone sobre la referencia 2, debido a la cota 29js9. La superficie B5 o la B6 se pone sobre la referencia 1, ya que no hay ninguna cota relacionada. La fuerza actúa en la cara B2, opuesta a B3.

73


Figura 4-14. Superficies de referencia y fuerza en el segundo amarre de la rectificadora.

La tabla 4-9 muestra las superficies de referencia y fuerza para la pieza de este ejemplo. Máquina Fresadora vertical

Utillaje Mordaza

Mordaza

Mordaza

Rectificadora plana

Mordaza

Mordaza

Superficie referencia Referencia 1: B6 Referencia 2: B4 Referencia 3: B2 Referencia 1: B6 Referencia 2: B2 Referencia 3: B1 Referencia 1: B6 Referencia 2: B3 Referencia 3:10

B1

B3

B2

Referencia 1: B6 Referencia 2: B2 Referencia 3: 1

B3

Referencia 1: B6 Referencia 2: B3 Referencia 3: 10

B2


74

Superficie fuerza





La superposició superposición n de volúmenes. Los volúmenes se eliminan por capas, desde los más externos a los volúmenes más internos. Se realizarán realizarán en primer lugar lugar todos todos los desbastes, y posteriormente posteriormente todos todos los acabados. Esto evita que la viruta de los desbastes dañe las superficies ya acabadas.

Las superficies 2-3 y la 4, en desbaste, se realizarán antes que la 1, porque de esta forma el planeado de la superficie 1 se reduce, ya que parte del material ha sido eliminado con los otros desbastes. La superficie 6 en desbaste, se realiza antes que la 5, porque así ya está el agujero realizado para hacer el posterior lamado. La tabla 4-10 muestra las precedencia precedenciass entre operaciones. Máquina

Acceso (Utillaje)

Superficies



PI (Mordaza)

7


I (Mordaza)

8-9


10


1


2-3


4


5


6


8


10


1


S (Mordaza)


I (Mordaza) S (Mordaza)


Una vez decidida la secuenciación de procesos-(operación), el plan de procesos para la pieza de este ejemplo, se muestra en la tabla 4-11.

75


Máquina

Acceso (Utillaje)

Superficies



PI (Mordaza)

7 [D]


7 [A]

Fresado-(escariado) [A]

8-9 [D]

Fresado frontal (8) [D] y periférico (9) [D]-(general)

10 [D]


9 [A]

Fresado-periférico (9) [A]-(general)

2-3 [D]

Fresado frontal (3)-periférico (2)-(general) [D]

4 [D]


1 [D]


6 [D]


5 [D]


2-3 [A]

Fresado frontal (3)-periférico (2)-(general) [A]

4 [A]


6 [A]

Fresado-(roscado) [A]

8 [A]


10 [A]


1 [A]


I (Mordaza)

S (Mordaza)


I (Mordaza) S (Mordaza)

Tabla 4-11. Plan de proceso.

4.10 Determinación de costes. En primer lugar se calcularán los volúmenes y superficies de material a eliminar para cada superficie o conjunto de superficies. Para ello, se debe seguir la secuencia de procesos-(operación) propuesta, ya que los volúmenes dependen de la secuencia. Multiplicando estos volúmenes y superficies por los costes de cada una de las operaciones, y sumándolos, se obtendrá el coste de mecanizado de la pieza. En segundo lugar se añadirán los costes de preparación de la máquina y de los amarres. Para simplificar los cálculos, a la hora de evaluar el volumen, se despreciarán las creces dejadas para el posterior acabado. A continuación se muestra el cálculo de volúmenes para los desbastes, y de superficies para los acabados. FRESADORA VERTICAL. AMARRE 1. MORDAZA Superficie 7[D]. Fresado-(tala Fresado-(taladrado). drado). Volumen: *r 2*h = *(5/2)2*10 = 196.35 mm3 



Superficie 7[A]. Fresado-(esca Fresado-(escariado). riado). Superficie: 2* *r*h = 2**(5/2)*10 = 157.08 2 mm

FRESADORA VERTICAL. AMARRE 2. MORDAZA Superficies 8-9[D]. Fresado frontal(8)-perifé frontal(8)-periférico(9)-(gener rico(9)-(general). al). Volumen: 30*11*46 = 3 15180 mm 



Superficie 10[D]. Fresado frontal-(plan frontal-(planeado). eado). Volumen: 56*3*46 = 7728 7728 mm 3



Superficie 9[A]. Fresado Fresado frontal-periféri frontal-periférico-(general) co-(general).. Superficie: Superficie: 8*46 = 368 368 mm 2

FRESADORA VERTICAL. AMARRE 3. MORDAZA Superficies 2-3[D]. Fresado Fresado frontal(3)-periférico frontal(3)-periférico(2)-(general). (2)-(general). Volumen: v1-v2 = 2 3 (46*86*24)-( *(30/2) *24) = 77979.36 mm 

76


















Superficie 4[D]. Fresado-(talad Fresado-(taladrado). rado). Volumen: *r 2*h = *(10/2)2*21 = 1649.34 mm3 (Simplificaci (Simplificación: ón: la parte cónica se considerará cilíndrica) cilíndrica) Superficie 1[D]. Fresado frontal-(plane frontal-(planeado). ado). Volumen: *r 2*h = *(30/2)2*3 *(10/2)2*3= 1884.96 mm 3 Superficie 6[D]. Fresado-(tala Fresado-(taladrado). drado). Volumen: *r 2*h = *(7/2) 2*15 = 577.269 mm3 Superficie 5[D]. Fresado-(lam Fresado-(lamado). ado). Volumen: *r 12*h - *r 22*h = *(10/2)2*5 *(7/2)2*5 = 200.27 mm 3 Superficies 2-3[A]. Fresado frontal(3)-peri frontal(3)-periférico(2)-(gen férico(2)-(general): eral): 

Superficie S2: 2**r*h = 2**(30/2)*21 = 1979.2 mm 2



Superficie S3: 46*86- *(30/2)2 = 3249.14 mm2

Superficie 4[A]. Fresado-(esca Fresado-(escariado). riado). Superficie: 2* *r*h = 2**(10/2)*18 = 565.48 2 mm (Simplificación: la parte cónica la consideramos cilíndrica) Superficie 6[A]. Fresado-(rosca Fresado-(roscado). do). Superficie: 2* *r*h = 2**(7/2)*7 = 153.93 2 mm Como hay cuatro agujeros agujeros (superficies (superficies 5 y 6), 6), los volúmenes volúmenes y superficies superficies obtenidos se deben multiplicar por cuatro. 

Volumen 6[D]: 577.269*4 = 2309.076 mm 3



Volumen 5[D]: 200.27 *4 = 801.08 mm3



Superficie 6[A]: 153.93*4 = 615.72 mm2

RECTIFICADORA PLANA. AMARRE 1. MORDAZA Superficie 8[A]. Rectificado-( Rectificado-(planeado). planeado). Superficie: 30*46 = 1380 mm 2 



Superficie 10[A]. Rectificado-(p Rectificado-(planeado). laneado). Superficie: 56*46 = 2576 mm 2

RECTIFICADORA PLANA. AMARRE 2. MORDAZA Superficie 1[A]. Rectificado-(pla Rectificado-(planeado). neado). Superficie: *r 12 - *r 22= *(30/2)2 *(10/2)2 = 628.32 mm 2 

COSTES DE PREPARACIÓN DE MÁQUINAS Y AMARRES. La tabla 4-12 indica los costes de preparación de máquina y de amarres. Estos costes hay que repartirlos entre el número de piezas del lote, que en este caso son 100 unidades. También hay que considerar que el coste de preparación de un amarre es la mitad, si el utillaje ya está en la máquina, debido al amarre inmediatamente anterior.

77


Coste preparación ( €)

Máquina



200 400

200


400

Utillaje

Coste ( €)

Plato 4 garras

540

Plato 3 garras

70

Plato y punto

200

Entre puntos

300

Mordaza

140


200


270


400

Bridas

540

Plato magnético

170

Mordaza

140


200


270


400

Bridas

540


Teniendo en cuenta el plan de proceso (máquinas, utillajes y operaciones de mecanizado), se obtienen los costes que se detallan en la tabla 4-13. Los costes debidos a los mecanizados, se obtienen multiplicado los volúmenes y superficies por los costes de cada uno de los tipos de procesos operación.

78


Máq.

Utillaje

Fresadora

Mordaza

Mordaza

Sup.

8-9 [D] Fresado frontal (8) y periférico (9)(general) [D]

Mordaza

15180 mm

0.3036 €

7728 mm3

1.5456 €

9 [A]

Fresado frontalperiférico (9) [A](general)

368 mm2

0.0736 €


196.35 mm3

0.0019 €


157.08 mm2

0.0471 €

7 [D]

2-3 [D]

Fresado frontal (3)-periférico (2)- 73105.65 mm3 (general) [D] 1649.34 mm3

0.0164 €

1 [D]

Fresado frontal(planeado) [D]

1884.96 mm3

0.0377 €

6 [D]


2309.76 mm3

0,023 €

5 [D]


801.08 mm3

0.0160 €

2-3 [A]

Fresado frontal (3)-periférico (2)(general) [A]

5228.34 mm2

1.0456 €


565.48 mm2

0.1696 €

Fresado-(roscado) 615.72 mm2 [A]

0,2462 €


628.32 mm2

0,3141 €

8 [A]


1380 mm2

0,69 €

10 [A]


2576 mm2

1.288 €

TOTAL COSTE

Coste Util

200/100

140/100

=2 €

=1.4 €

(140/2)/100 = 0.7 €

= 0.7 €

1.4621 €


1 [A]

Coste Máq.

(140/2)/100

4 [D]

6 [A] Mordaza

3

Coste Mecaniz.


4 [A]

Rectificadora plana

Volumen o Superficie

10 [D]

7 [A]

Mordaza

Proceso(operación)

7.281 €

400/100

140/100

=4€

=1.4 €

(140/2)/ 100 = 0.7 €

6€

4.9 €


El coste total de la pieza es 7.28 + 6 + 4.9 = 18.18 €

79

5. Planificación de procesos. Ejemplo 3. En este capítulo se resolverá un tercer ejemplo de planificación de procesos, con la metodología propuesta. La figura 5-1 muestra el plano de la pieza, el tamaño del lote y las dimensiones del material de partida.


5.1 Datos iniciales. La figura 5-2 muestra la numeración de las superficies a mecanizar y las del material de partida o bruto (Bi). Las superficies a mecanizar se obtienen como diferencia entre el material de partida y el plano de la pieza. El material de partida se ha obtenido mediante una sierra de cinta, a partir de una barra de sección cuadrada. Dado el mal acabado que produce dicho serrado, se mecanizarán las caras B1 y B6 para obtener la longitud deseada en la pieza. De los cuatro agujeros roscados se numerará sólo uno de ellos (superficies 9 y 10), ya que el proceso de obtención de todos ellos es el mismo. Si varias superficies se consiguen con la forma de la herramienta, todas ellas se numeran como una única superficie. Este es el caso de las superficies 4, 5 y 9.

81



5.2 Análisis de la información geométrica del plano. El análisis de la información geométrica del plano comprende el análisis de las especificaciones de acabado superficial, de las cotas dimensionales y las geométricas (forma y posición). Las cotas dimensionales, al igual que las geométricas se dividirán en intrínsecas y extrínsecas. La figura 5-3 muestra el análisis de las especificaciones de acabado superficial y de las cotas intrínsecas. La superficie 5 tiene dos cotas intrínsecas, una con IT8 y otra con IT11. Se tomará como IT para la superficie, el menor de ellos (IT8). La figura 5-4 muestra el análisis de las cotas relativas entre superficies. Cuando existan varias cotas que partan de una misma superficie, se tomará como IT relativo para la superficie el menor de ellos. De la superficie 1 parten tres cotas: 8, 12js7 y 25j9. Se considera la 12js7 como la más restrictiva (IT7). De la superficie 5 parten dos cotas: 5 y 13h9 (IT9). De la superficie 6 parten dos cotas: 13h9 y 40j9 (IT9). De la superficie 8 parten tres cotas: 7, 40j9 y 25j9 (IT9). La tolerancia de coaxialidad (0.06/100) afecta a las superficies 2 y 6. La tolerancia de posición (0.08/100) afecta a las superficies 9 y 10.

82




83


El análisis de la información geométrica del plano se muestra en la tabla 5-1. Superficie


1 2

RELATIVAS Ra (m) Dimensionales Geométrica (IT) (-/100) 3.2

6

3.2

3

3.2

4

3.2

5

8

6 7

7

7 0.06 7

3.2

9

3.2

9

3.2

0.06

8

3.2

9

9

3.2

0.08

10

3.2

0.08











Se utilizará utilizará la tabla tabla de de procesos-(operac procesos-(operación) ión) para seleccionar los posibles posibles procesos para cada superficie. Se separarán separarán los procesos procesos de de desbaste desbaste de los de acabado, pudiendo así utilizar utilizar diferentes procesos-(operación) procesos-(operación) en desbaste y acabado. Se considerará un proceso de desbaste siempre que las creces a eliminar sean superiores a 1 mm. Las operaciones de forma forma (taladrado, (taladrado, lamado, chaveteros, ranuras) sólo tienen desbaste, excepto cuando posteriormente posteriormente se tenga que realizar un escariado o un roscado, que son operaciones de acabado. El rectificado, rectificado, al al ser un proceso proceso caro, caro, sólo se tendrá tendrá en cuenta cuando no existan existan otras alternativas.


Las alternativas de procesos-(operación) para desbaste se seleccionarán para cada superficie, teniendo en cuenta que se pueden agrupar superficies con volumen común. La selección de los posibles procesos-(operación) se llevará a cabo atendiendo a la forma de la superficie, y sin considerar las tolerancias y la rugosidad. La figura 5-5 muestra las alternativas de procesos-(operación) para desbaste en la pieza propuesta. Las superficies 2-3 y 7-8 tienen un volumen común, por lo que se considerarán juntas a la hora de determinar las alternativas.

84




Las alternativas de procesos-(operación) para acabado se seleccionarán teniendo en cuenta la forma de la superficie, la tabla de análisis de tolerancias y la tabla de capacidades de cada proceso y operación. La tabla 5-2 de capacidades muestra el mínimo IT y Ra que se puede conseguir conseguir con cada uno de los procesos y operaciones. Procesos

Dimensión (IT)

Ra


6 8 7 4

0.4 1.6 0.8 0.1

5 9

0.4 3.2 0.4

Geométrica (--/100) 0.01/100 0.01/100 0.01/100 0.002/100 0.01/100 0.1/100

Coste desbaste

Coste acabado

2*10-5 €/mm3 2*10-5 €/mm3 2.5*10-5 €/mm3

2*10-4 €/mm2 2*10-4 €/mm2 1.5*10-4 €/mm2 5*10-4 €/mm2 3*10-4 €/mm2

1*10-5 €/mm3 4*10-4 €/mm2


85


La figura 5-6 muestra las alternativas de procesos-(operación) para acabado. Para cada superficie se indica el IT y la rugosidad que se debe conseguir, de acuerdo a plano. Con esta información y la tabla 5-2, se determinan las alternativas de procesos-(operación) para acabado. Las superficies 4, 5 y 9 sólo tienen desbaste, no acabado.



La tabla 5-3 muestra las alternativas de procesos-(operación) procesos-(operación) en desbaste y acabado para cada una de las superficies.

86


Superficies


1

Procesos-(operación) acabado Torneado-(refrentado) Fresado frontal-(planeado) Rectificado(2)-(cilindro interior) Torneado(3)-(mandrinado) Fresado frontal(3)-(planeado)

2-3

Torneado-(mandrinado) Fresado frontal(3)-periférico(2)-(general)

4

Torneado-(ranurado radial) Fresado frontal-periférico-(ranurado)

5

Fresado frontal-periférico-(ranurado)

6



7-8

Torneado-(cilindrado) Fresado frontal(8)-periférico(7)-(general)

Torneado(7)-(cilindrado) Fresado frontal(8)-(planeado) Torneado(8)-(refrentado)

9

Fresado-(lamado)

10

Fresado-(taladrado)

Fresado-(roscado)

Tabla 5-3. Alternativas de procesos-(operación) en desbaste y acabado.

5.4 Selección de máquinas. Cada proceso-(operación) necesita un tipo de máquina. Desde el punto de vista de la organización de la producción hay que minimizar el número de máquinas implicadas. Para fabricar la pieza hay que completar todas las superficies. El mecanizado de cada superficie necesitará de operaciones de desbaste y/o acabado. Se colocará toda la información de las alternativas en la tabla 5-4 y se seleccionará el mínimo número de máquinas que permitan completar el desbaste y acabado de todas las superficies. Fresadora vertical Sup. 1 2

Desb. X X

Acab. X

3

X

X

4

X

5

X

6

X

7

X

8

X

9

X

10

X


Acab.

Torno Desb. X X

Acab. X

X

X

Rect. plana

Rectif. cilíndrica

Acab.

Acab. X

X X X

X

X

X

X

X

X

X

X

X Tabla 5-4. Selección de máquinas.

87


Para ciertas superficies-operación aparecen varias alternativas, por lo que se van a aplicar las reglas expuestas en el apartado 2.4: En la tabla 5-4 se han sombreado las superficies-operación superficies-operaci ón en máquinas obligadas: 2[A] se realizará en la rectificadora cilíndrica, 5[D], 9[D] y 10[D y A] en la fresadora vertical, y la 7[A] en el torno.



Aplicando la regla regla de las superficies superficies que que compartan compartan amarre con las obligadas, al realizar la operación 7[A] en torno, se pueden realizar con el mismo amarre las superficies 6 y 8 (torneado-(refrentado)).



Aplicando la regla de las superficies que compartan amarre con las obligadas, no hay superficies que compartan amarre con 5[D] en fresadora vertical.



Aplicando la regla de las superficies que compartan compartan amarre amarre con las las obligadas, obligadas, a 9[D] y 10[D y A] en la fresadora vertical, las superficies 6[D y A] (fresado frontal(planeado)), 7[D] y 8[D y A] (Fresado frontal 8 –periférico9-(general)) se pueden realizar en la fresadora con el mismo amarre. En este caso, se utilizaría una mordaza para el mecanizado de todas ellas.



Teniendo en cuenta los tres puntos anteriores, anteriores, se decide realizar realizar juntos juntos 7[A] y 8[A] en torno. Las superficies forman un ángulo recto y es lógico acabarlas a la vez y con la misma herramienta. Por otro lado se decide realizar juntas 9[D], 10[D y A], 6[D y A], 7[D] y 8[D], en fresadora vertical.



Las operaciones operaciones 1[D A], 2[D], 3[D y A] y 4[D] 4[D] se pueden pueden realizar realizar indistintamente indistintamente en fresadora vertical o torno. Esto se decide aplicando la regla de mínimo coste de utillajes. En fresadora vertical, se utilizaría una mordaza, si no se han mecanizado las superficies superficies 6[D y A], 7[D] y 8[D], o un plato de tres garras vertical, si dichas superficies ya se hubieran mecanizado. mecanizado. En el torno, se utilizaría un plato de cuatro garras, si no se han mecanizado las superficies 6[D y A], 7[D] y 8[D] o un plato de tres garras, si dichas superficies ya estuvieran mecanizadas. El utillaje más barato es el plato de tres garras en torno, por lo que se opta por realizar las superficies en torno, mecanizando mecanizando antes 6[D y A], 7[D] y 8[D].



La tabla 5-5 muestra la selección de máquinas, una vez decidida la agrupación de operaciones en las mismas. Fresadora vertical Sup. 1

Desb. X

2

X

3

X

4

X

5

X

6

X

7

X

8

X

9

X

10

X

Acab. X


Acab.

Torno Desb. X

Rect. plana Acab. X

Acab.

X X

X

X X

X X X

X

X

X

X

X

X

X

X

X Tabla 5-5. Selección de máquinas tras agrupación de operaciones

88

Rectif. cilíndrica Acab.









Dentro de cada máquina, agrupación de los procesos-( procesos-(operación) operación) con el mismo acceso (amarres potenciales).


El material de partida para esta pieza es una barra de sección cuadrada. cuadrada. Los accesos definidos para las piezas prismáticas se muestran en la figura 5-7.


Adaptando las direcciones de acceso de una pieza prismática, a la pieza de este ejemplo, se tienen los accesos que se muestran en la figura 5-8. Como parte de la pieza se mecanizará en el torno, en la figura se muestra también el acceso radial necesario para el torno.

89


Figura 5-8. Accesos para la pieza de este ejemplo.



Acceso

Superficies


Torno

R/PD

1


PD

2[D]-3


PD

4

Torneado-(ranurado radial) [D]

R/PI

7-8

Torneado-(cilindrado y refrentado) [A]

PI

6


PI

7-8

Fresado frontal – –periférico-(general) [D]

PI

9

Fresado frontal-(lamado) [D]

PI ó PD

10


R

5

–periférico-(ranurado) [D] Fresado frontal –

R/PD

2


Fresadora vertical




La tabla 5-7 muestra la agrupación de superficies con el mismo acceso, para determinar los amarres potenciales en cada una de las máquinas.

90


Máquina Torno

Fresadora vertical


Acceso R/PD

Superficies 1

Proceso-(operación) Torneado-(refrentado) [D y A]

2[D]-3


4


R/PI

7-8


PI

6


7-8

–periférico-(general) [D] Fresado frontal –

9


10


S

5

Fresado frontal – –periférico-(ranurado) [D]

R/PD

2








Determinar si hay precedencia precedenciass entre los procesos-(op procesos-(operación). eración). Establecer la secuencia secuencia de de máquinas máquinas respetando respetando las precedencias precedencias y teniendo teniendo en cuenta la facilidad de amarre. Dejar las máquinas de rectificado en último lugar.

En el ejemplo propuesto, la rectificadora se deja para el final. Entre el torno y la fresadora, se elige primero la fresadora vertical, ya que de esta manera se evita la utilización del plato de cuatro garras en el torno. Al pasar primero por la fresadora, la pieza ya es cilíndrica y se puede amarrar con un plato de tres garras en el torno. La tabla 5-8 muestra las precedencia precedenciass entre máquinas. Máquina Torno

Acceso R(PD)

Superficies 1 2[D]-3 4 7-8 6

Proceso-(operación) Torneado-(refrentado) [D y A] Torneado-(mandrinado) [D y A] Torneado-(ranurado radial) [D] Torneado-(cilindrado y refrentado) [A] Fresado frontal-(planeado) [D y A]

7-8


9


10


S

5


R(PD)

2


R/PI Fresadora vertical


PI

Tabla 5-8. Precedencias entre máquinas.

91


La tabla 5-9 muestra la secuenciación de máquinas seleccionada. Máquina Fresadora vertical

Torno


Acceso PI

Superficies 6 7-8

Proceso-(operación) Fresado frontal-(planeado) [D y A] Fresado frontal – –periférico-(general) [D]

9


10


S

5


R/PD

1


2[D]-3


4


R/PI

7-8


R/PD

2



5.7 Secuenciación de amarres. Los amarres se ordenan, dentro de cada máquina, respetando las precedencias y teniendo en cuenta la facilidad de amarre. En la fresadora son necesarios dos amarres. Para realizar el ranurado de la superficie 5 es aconsejable haber desbastado primero la superficie 7, por lo que se mecanizarán primero las superficies 6-7-8-9-10. En el torno también son necesarios dos amarres. Si se mecanizan antes las superficies 1-2[D]-3-4 se puede utilizar un plato de tres garras interior para mecanizar posteriormente las superficies 7-8 en acabado y así evitar el plato de cuatro garras. La tabla 5-10 muestra las precedencias entre amarres y la secuenciación de amarres seleccionada. Máquina Fresadora vertical

Torno


Acceso PI

Superficies 6 7-8

Proceso-(operación) Fresado frontal-(planeado) [D y A] Fresado frontal – –periférico-(general) [D]

9


10


S

5


R/PD

1


2[D]-3


4


R/PI

7-8


R/PD

2



5.8 Selección utillajes de amarre. La primera regla para asignar utillajes es buscar un utillaje que permita realizar cada uno de los grupos de procesos-(operaciones). 92


Se tendrán en cuenta dos posibles excepciones: 



Puede que un solo utillaje no permita realizar todas las operaciones del grupo (esto sucede cuando los elementos del amarre tapan alguna de las superficies). En este caso habrá que usar más de un utillaje, dividiendo el grupo de procesos(operación) en subgrupos. Un mismo mismo utillaje utillaje puede puede permitir permitir varias varias direcciones direcciones de acceso, acceso, por lo que puede abarcar varios grupos de procesos-(operación).

La pieza pasará por la fresadora, el torno y la rectificadora, cambiando su forma, de prismática a cilíndrica en algunas caras. Los utillajes a considerar, tal como se ha explicado en la secuenciación de máquinas serán el plato de tres garras y la mordaza. Las siguientes figuras muestran los diferentes utillajes utilizados, junto con las superficies de referencia y sujeción de cada amarre. La figura 5-9 muestra el amarre en la fresadora para mecanizar las superficies 6 [D y A], 7[D], 8 [D], 9 y 10. En este amarre se utilizará una mordaza. El acceso necesario es por el perfil izquierdo (PI). La pieza se apoya en la superficie B1 sobre la base de la mordaza (referencia 3). La referencia 2 será la superficie B5 (aunque podría ser también la B3, al no haber cota relacionada) y la referencia 1 es la superficie B2 (aunque podría ser también la B3, al no haber cota relacionada). También sería posible girar la mordaza 90º y que la Referencia 2 fuesen las superficies B2 o B4.

Figura 5-9. Superficies de referencia y fuerza en el primer amarre de fresadora.

La figura 5-10 muestra el amarre para mecanizar la superficie 5 en la fresadora. El acceso necesario es el superior (S), o el radial, ya que la pieza es cilíndrica. La referencia 3 es la superficie B5, por consideracion consideraciones es espaciales. La referencia 2 es la superficie B2, aunque podría ser la superficie B4, ya que no hay cota relacionada. La 93


referencia 1 es la superficie 6, debido a la cota 13h9. La fuerza se ejerce sobre la superficie B4 (opuesta a B2).

Figura 5-10. Superficies de referencia y fuerza en el segundo amarre de fresadora.

La figura 5-11 muestra el amarre para mecanizar las superficies 1, 2[D], 3 y 4 en el torno. El acceso necesario es radial/perfil derecho (R/PD). En este amarre se utilizará un plato de tres garras. La superficie 6 se apoya sobre la cara del plato (referencia 1). Las garras actúan sobre la superficie 7 (referencia 2 y fuerza).

Figura 5-11. Superficies de referencia y fuerza en el primer amarre de torno.

La figura 5-12 muestra el amarre para mecanizar las superficies 7[A] y 8[A] en el torno. El utillaje utilizado es un plato de tres garras interior. El acceso necesario es 94


radial/perfil izquierdo (R(PI)). La superficie 1 se apoya sobre la cara base de las garras (referencia 1). Las garras actúan sobre la superficie 2 (referencia 2 y fuerza). f uerza).


La figura 5-13 muestra el amarre para mecanizar la superficie 2 en la rectificadora cilíndrica. El acceso necesario es por el perfil derecho (PD). La superficie 6 se pone sobre la referencia 1 del plato. La superficie 7 se pone sobre la referencia 2 del plato. La fuerza actúa sobre la superficie 7.

Figura 5-13. Superficies de referencia y fuerza en la rectificadora cilíndrica.

95



Utillaje Mordaza

Superficie referencia Referencia 1: B2 Referencia 2: B5 Referencia 3: B1 Referencia 1: 6 Referencia 2: B2 Referencia 3: B5 Referencia 1: 6 Referencia 2: 7

Mordaza

Torno


Plato de 3 garras


B4 7

Plato de 3 garras interior


2

Plato de 3 garras


7


5.9 Secuenciación de procesos-(operación). Los factores a tener en cuenta para la secuenciación de procesos-(operación) son: La superposición de volúmenes. Los volúmenes se eliminan por capas, desde los más externos a los más internos.



Se realizarán realizarán en primer primer lugar lugar todos todos los desbastes, y posteriormente posteriormente todos los los acabados. Esto evita que la viruta de los desbastes dañe las superficies ya acabadas.



La tabla 5-12 muestra las precedencias entre operaciones. Las superficies 2-3, en desbaste, se hacen antes que la 1 para disminuir el refrentado de la 1. Para hacer la superficie 4 (ranurado radial) antes deben estar hechas las superficies 2-3. Las superficies 7-8, en desbaste, se hacen antes que la 6 para disminuir el planeado. La superficie 10 en desbaste debe hacerse antes que la 9, para que la lama pueda entrar. Máquina Fresadora vertical

Torno


Acceso PI

Superficies 6

Proceso-(operación) Fresado frontal-(planeado) [D y A]

7-8


9


10


S

5


R/PD

1


2[D]-3


4


R/PI

7-8


R/PD

2



96



Torno


Acceso Mordaza (PI)

Superficies 7-8 [D] 6 [D] 10 [D]

Proceso-(operación) –periférico-(general) [D] Fresado frontal – Fresado frontal-(planeado) [D] Fresado-(taladrado) [D]

9 [D]


6 [A]


10 [A]


Mordaza (S)

5 [D]


Plato de 3 garras (R/PD)

2-3 [D]


4 [D]


1 [D]

Torneado-(refrentado) [D]

3 [A]


1 [A]


Plato de 3 garras interior (R/PI)

7-8 [A]


R/PD

2 [A]



5.10 Determinación de costes. En primer lugar se calcularán los volúmenes y superficies de material a eliminar para cada superficie o conjunto de superficies. Para ello, se debe seguir la secuencia de procesos-(operación) propuesta, ya que los volúmenes dependen de la secuencia. Multiplicando estos volúmenes y superficies por los costes de cada una de las operaciones y sumándolos se obtendrá el coste de mecanizado de la pieza. Para simplificar los cálculos, a la hora de evaluar el volumen, se despreciarán las creces dejadas para el posterior acabado. En segundo lugar se añadirán los costes de preparación de la máquina y de los amarres. Si el utillaje ya está montado en la máquina, porque se ha utilizado en un amarre anterior, el coste a considerar se reducirá un 50%. Estos costes hay que repartirlos entre todas las piezas del lote. A continuación se muestra el cálculo de volúmenes para los desbastes y de superficies para los acabados. FRESADORA. AMARRE 1.MORDAZA Superficies 7-8[D]. Fresado frontal periférico-(g periférico-(general). eneral). Volumen: 50*50*42.52 *(20/2) *42.5 = 106250-13351.8 = 92898.2 mm 3 





Superficie 6[D]. Fresado frontal-(plane frontal-(planeado). ado). Volumen: ( *(20/2)2*2.5) = 785.4 mm3 Superficie 10[D]. Fresado-(talad Fresado-(taladrado). rado). Volumen: *r 2*h = *(5/2)2*25 = 490.87 mm3 

Como hay cuatro cuatro agujeros, agujeros, el volumen total se multiplica por 4. Volumen: 490.87*4 = 1963.48 mm 3 97




Superficie 9[D]. Fresado frontal-(lamado frontal-(lamado). ). Volumen: ( *r 12*h)-(*r 22*h) = (*(9/2)2*7)-(*(5/2)2*7) = 307.87 mm 3 





Como hay hay cuatro cuatro agujeros, agujeros, el volumen total se multiplica por 4. Volumen: 307.87*4 = 1231.48 mm 3

Superficie 6[A]. Fresado frontal-(plane frontal-(planeado). ado). Superficie: *r 2 = *(20/2)2 = 314.15 mm2 Superficie 10[A]. Fresado-(rosca Fresado-(roscado). do). Superficie: 2* *r*h = 2**(5/2)*18 = 706.85 2 mm 

Como hay hay cuatro cuatro agujeros, agujeros, el volumen total se multiplica por 4. Superficie: 706.85*4 = 2827.43 mm 2

FRESADORA VERTICAL. AMARRE 2. MORDAZA Superficie 5[D]. Fresado frontal-perifé frontal-periférico-(ranurad rico-(ranurado): o): 



Para simplificar los cálculos del chavetero, se considerará considerará como un 3 paralelepípedo. Volumen 5*17*5 = 425 mm

TORNO. AMARRE 1. PLATO DE TRES GARRAS Superficies 2-3[D]. Torneado-(ma Torneado-(mandrinado): ndrinado): 













Volumen taladrado: *r 2*h = *(20/2)2*14.5 = 4555.32 mm3 Volumen mandrinado: *r 12*h - *r 22*h = *(25/2)2*14.5 - *(20/2)2*14.5 = 2562.36 mm3

Superficie 4[D]. Torneado-(ra Torneado-(ranurado nurado radial). Volumen: ( *r 12*h)-(*r 22*h) = (*(29/2)2*2)-(*(25/2)2*2) = 339.29 mm3 Superficie 1[D]. Torneado-(r Torneado-(refrentado). efrentado). Volumen: 50*50*2.5-(*(25/2)2*2.5) = 5022.81 mm3 Superficie 3[A]. Torneado-(ma Torneado-(mandrinado). ndrinado). Superficie 3: *r 2 = *(25/2)2 = 490.87 2 mm Superficie 1[A]. Torneado-(re Torneado-(refrentado). frentado). Superficie: 50*50-( *(25/2)2) = 2009.125 mm2

TORNO. AMARRE 2. PLATO DE TRES GARRAS INTERIOR Superficies 7-8[A]. Torneado-(ci Torneado-(cilindrado lindrado y refrentado): 



Superficie 7: 2**r*h = 2**(20/2)*40 = 2513.27 mm 2



Superficie 8: (50*50)-(*(20/2)2)= 2185.84 mm 2

RECTIFICADORA CILÍNDRICA. PLATO DE TRES GARRAS Superficie 2[A]. Rectificado-(c Rectificado-(cilindro ilindro interior). Superficie: 2* *r*h = 2**(25/2)*12 = 2 942.47 mm 

COSTES DE PREPARACIÓN DE MÁQUINAS Y AMARRES. Los costes de preparación de máquina y utillaje se tendrán en cuenta según los valores de la tabla 5-14:

98


Coste preparación ( €)

Máquina



200 400

200


400

Utillaje

Coste ( €)

Plato 4 garras

540

Plato 3 garras

70

Plato y punto

200

Entre puntos

300

Mordaza

140


200


270


400

Bridas

540

Plato magnético

170

Mordaza

140


200


270


400

Bridas

540


La tabla 5-15 muestra el coste de la pieza, considerando el coste de mecanizado de cada superficie y los costes de preparación de máquina y utillaje de amarre. En esta tabla, se han multiplicado los volúmenes y superficies por los costes de cada una de las operaciones. Si el utillaje ya está montado en la máquina, porque se ha utilizado en un amarre anterior, el coste a considerar se reducirá un 50%, tal y como se ve en la fresadora con la mordaza.

99


Máq.

Utillaje

Sup.

Proceso(operación)

Fresadora

Mordaza

7-8 [D]

Fresado frontalperiférico-(general) [D]

92898.2 mm

6 [D]


785.4 mm

10 [D]


1963.48 mm

9 [D]


1231.48 mm

6 [A]


314.16 mm

10 [A]


2827.43 mm

5 [D]

Fresado frontalperiférico (ranurado) [D]

425 mm

Torneado(taladrado) [D]

4555.32 mm

Torneado(mandrinado) [D]

2562.32 mm

4 [D]


339.29 mm

1 [D]

Torneado(refrentado) [D]

5022.81 mm

3 [A]

Torneado(mandrinado) [A]

490.87 mm

1 [A]

Torneado(refrentado) [A]

2009.12 mm

Plato tres garras interior

7-8 [A]

Torneado(cilindrado y refrentado) [A]

4699.11 mm

Plato de 3 garras

2 [A]


942.47 mm

Mordaza

Torno

Rectificadora

Plato tres garras

2-3 [D]


Coste Mecaniz. 3

3

Coste útil.

200/200 140/200 =1 € =0.7 €

0.01570 € 3

3

2

2

3

3

3

3

3

2

2

2

COSTE TOTAL

1.8579 €

Coste Máq.

2

0.0196 € 0.0246 €

0.0628 € 1.1309 €

0.0085 €

(140/2)/ 200 = 0.35 €

0.04555 €

200/200 70/200 = =1 € 0.35 €

0.0640 € 0.0084 € 0.1255 € 0.0736 € 0.3013 €

(70/2)/ 200 = 0.175 €

0.7048 €

0.4712 €

4.85 €

400/200 70/200= =2 €

0.35 €

4 €

1.925 €


La suma de los costes de mecanizado en el torno, la fresadora y la rectificadora es de 4.85 euros. El coste de cambio de máquina es de 4 euros y el de los utillajes en cada una de las máquinas es de 1.92 euros. El coste total de la pieza será de 10.77 €.

100

6. Planificación de procesos. Ejemplo 4. En este capítulo se resolverá un cuarto ejemplo de planificación de procesos, con la metodología propuesta. El plano de la pieza, el tamaño del lote y las dimensiones del material de partida se muestran en la figura 6-1.


6.1 Datos iniciales. La figura 6-2 muestra la numeración de las superficies a mecanizar y las del material de partida o bruto (Bi). Las superficies a mecanizar se obtienen como diferencia entre el material de partida y el plano de la pieza. El material de partida se adapta en lo posible a las dimensiones de la pieza, para evitar mecanizar alguna cara, siempre que las tolerancias del bruto sean adecuadas. De los cuatro agujeros se numerará sólo uno de ellos (superficie 10), ya que el proceso de obtención de todos ellos es el mismo. Si varias superficies se consiguen con la forma de la herramienta, todas ellas se numeran como una única superficie. Este es el caso de la superficie 4.

101



6.2 Análisis de la información geométrica del plano. El análisis de la información geométrica del plano comprende el análisis de las especificaciones de acabado superficial, de las cotas dimensionales y las geométricas (forma y posición). Las cotas dimensionales, al igual que las geométricas se dividirán en intrínsecas y extrínsecas. La figura 6-3 muestra el análisis de las especificaciones de acabado superficial y de las cotas intrínsecas. La figura 6-4 muestra el análisis de las cotas relativas entre superficies. Cuando existan varias cotas que partan de una misma superficie, se tomará como IT relativo para la superficie el menor de ellos. De la superficie 4 parten dos cotas: 40js8 y 50js9. Se considera la 40js8 como la más restrictiva (IT8). De la superficie 6 parten dos cotas: 40js8 y 10js8 (IT8). De la superficie 8 parten cinco cotas: 20j6, 10j7, 21j9, 30j5 y 15 (IT5). De la superficie 9 parten dos cotas: 40js8 y 50js9 (IT8). De la superficie 12 parten dos cotas: 40js8 y 50js9 (IT8). De la superficie 13 parten dos cotas: 19js8 y 21js9 (IT8). El análisis de la información geométrica geométrica del plano se muestra en la tabla 6-1.

102




103


Superficie


1 2 3 4

9

RELATIVAS Ra (m) Dimensionales Geométrica (IT) (-/100) 3.2 6 3.2 8 3.2 5 3.2

8

0.05 0.02

5

3.2

6

3.2

8

7

3.2

6

8

3.2

5

9

9

3.2

8

10

10

3.2

8

3.2

7

3.2

8

3.2

8

11 12 13

6

0.05











Se utilizará la tabla de procesos-(operac procesos-(operación) ión) para seleccionar seleccionar los los posibles procesos para cada superficie. Se separarán separarán los procesos de desbaste desbaste de los de acabado, pudiendo así utilizar utilizar diferentes procesos-(op diferentes en desbaste y acabado. procesos-(operación) eración) en Se considerará considerará un proceso proceso de desbaste siempre que las creces a eliminar sean superiores a 1 mm. Las operaciones operaciones de forma (taladrado, lamado, chaveteros, ranuras) sólo tienen tienen desbaste, excepto cuando posteriormente se tenga que realizar un escariado o un roscado, que son operaciones de acabado. El rectificado, rectificado, al ser un proceso caro, sólo sólo se tendrá tendrá en cuenta cuando cuando no existan otras alternativas.


Las alternativas de procesos-(operación) para desbaste se seleccionarán para cada superficie, teniendo en cuenta que se pueden agrupar superficies con volumen común. La selección de los posibles procesos-(operación) se llevará a cabo atendiendo a la forma de la superficie, y sin considerar las tolerancias y la rugosidad. La figura 6-5 muestra las alternativas de procesos-(operación) para desbaste en la pieza propuesta. Las superficies 1-2, 4-5, 6-7 y 8-9 tienen un volumen común, por lo que se considerarán juntas a la hora de determinar las alternativas.

104




Las alternativas de procesos-(operación) para acabado se seleccionarán teniendo en cuenta la forma de la superficie, la tabla de análisis de tolerancias y la tabla de capacidades de cada proceso y operación. La tabla 6-2 de capacidades muestra el mínimo IT y Ra que se puede conseguir con cada uno de los procesos y operaciones. La figura 6-6 muestra las alternativas de procesos-(operación) para acabado. Para cada superficie se indica el IT y la rugosidad que se debe conseguir, de acuerdo a plano. Con esta información y la anterior tabla, se determinan las alternativas de procesos-(operación) procesos-(ope ración) para acabado.

105


Procesos

Dimensión (IT)

Ra


6 8 7 4

0.4 1.6 0.8 0.1

5 9

0.4 3.2 0.4

Geométrica (--/100) 0.01/100 0.01/100 0.01/100 0.002/100 0.01/100 0.1/100

Coste desbaste

Coste acabado

2*10-5 €/mm3 2*10-5 €/mm3 2.5*10-5 €/mm3

2*10-4 €/mm2 2*10-4 €/mm2 1.5*10-4 €/mm2 5*10-4 €/mm2 3*10-4 €/mm2

1*10-5 €/mm3



106

4*10-4 €/mm2



La tabla 6-3 muestra las alternativas de procesos-(operación) procesos-(operación) en desbaste y acabado para cada una de las superficies. Sup.

Procesos-(operación) desbaste

Procesos-(operación) acabado

1-2

Fresado frontal(1)-periférico(2)-(general) Fresado frontal(2)-periférico(1)-(general)

Fresado frontal(1)-periférico(2)-(general) Fresado frontal(2)-(planeado)

3


4-5



6-7

Fresado frontal(6)-periférico(7)-(general) Fresado frontal(7)-periférico(6)-(general)

Fresado frontal(7)-periférico(6)-(general) Fresado frontal(6)-(planeado)

8-9

Torneado-(refrentado) Fresado frontal(8)-periférico(9)-(general)

Rectificado(8)-(planeado) Torneado(9)-(cilindrado) Fresado periférico(9)-(contorneado)

10

Fresado-(taladrado)

Fresado-(escariado)

11


Torneado-(refrentado) Fresado frontal-(planeado)

12

Fresado-(taladrado) Torneado-(taladrado)

Fresado-(escariado) Torneado-(escariado)

13

Fresado-(taladrado)

Fresado-(roscado)



6.4 Selección de máquinas. Cada proceso-(operación) necesita un tipo de máquina. Desde el punto de vista de la organización de la producción hay que minimizar el número de máquinas implicadas. Para fabricar la pieza hay que completar todas las superficies. El mecanizado de cada superficie necesitará de operaciones de desbaste y/o acabado. Se colocará toda la información de las alternativas en una tabla (tabla 6-4a) y se seleccionará el mínimo número de máquinas que permitan completar el desbaste y acabado de todas las superficies. Si hay varias alternativas, hay que considerar las reglas explicadas en el apartado 2.4.

107


Fresadora vertical

Fresadora horizontal

Sup.

Desb.

Acab.

Desb.

Acab.

1

X

X

X

X

2

X

X

X

X

3

X

4-5

X

X

6

X

X

X

X

7

X

X

X

X

8

X

9

X

X

10

X

X

11

X

X

12

X

X

13

X

X

X

Torno Desb.

Acab.

X X

Rectif. cilíndrica

Acab.

Acab.

X

X

X

X

X

Rect. plana

X

X

X

X

X

X

X


Para algunas superficies-operación aparecen varias alternativas, por lo que se van a aplicar las reglas expuestas en el apartado 2.4: 







Se han han sombreado sombreado las las superficies-operación superficies-operación en máquinas máquinas obligadas: obligadas: 10 y 13[D y A] en fresadora vertical, vertical, y 8[A] en rectificadora rectificadora cilíndrica. cilíndrica. Aplicando la regla de las superficies que compartan compartan amarre amarre con las las obligadas, obligadas, podemos ver que 8-9[D] (Fresado frontal (8)-periférico (9)-(general)) y 9 [A] (Fresado periférico-(contorneado)), periférico-(contorneado)), 11[D y A] (Fresado frontal-(planeado)) y 12 [D –(escariado)) pueden hacerse en el mismo amarre que y A] (Fresado –(taladrado) – 10[D y A]. Todas las operaciones mencionadas serán consideradas en fresadora vertical. Las superficies superficies 1-2-4-5-6[D y A] y 3[A] se harán harán también también en fresadora vertical para no incluir a otra máquina más. La superficie superficie 3[A] 3[A] se hará en rectificadora cilíndrica para no incluir una máquina máquina más.

La tabla 6-4b muestra el número mínimo de máquinas para mecanizar todas las superficies de la pieza en desbaste y acabado. Las máquinas seleccionadas son la fresadora vertical y la rectificadora cilíndrica.

108


Fresadora vertical


Sup.

Desb.

Acab.

Desb.

Acab.

1

X

X

X

X

2

X

X

X

X

3

X

4-5

X

X

6

X

X

X

X

7

X

X

X

X

8

X

9

X

X

10

X

X

11

X

X

12

X

X

13

X

X

X

Torno Desb.

Acab.

X X

Rectif. cilíndrica

Acab.

Acab.

X

X

X

X

X

Rect. plana

X

X

X

X

X

X

X









Dentro de de cada máquina, agrupación de los procesos-(op procesos-(operación) eración) con el mismo acceso (amarres potenciales).


La pieza de este ejemplo es prismática. Los accesos definidos para las piezas prismáticas se muestran en la figura 6-7.


109


Adaptando las direcciones de acceso de una pieza prismática, a la pieza de este ejemplo, se tienen los accesos que se muestran en la figura 6-8.



La tabla 6-5 muestra los accesos para cada una de las superficies de la pieza ejemplo. Máquina Fresadora vertical

Acceso I

Superficies 1-2

D I

Fresado frontal (2) [D y A]-periférico (1) [D]-(general) 3


T/D/PD/PI


I

4-5


I

6-7


T S S S T/D/PD/PI S/I

Fresado frontal (6) [D y A]-periférico (7) [D]-(general) 8-9


10


11

Fresado frontal-(planeado) [D y A] Fresado periférico-(planeado) [D]

12


13


S

8


I

3


PD

Rect-Cilin

Proceso-(operación) Fresado frontal (1)-periférico (2)-(general) [D y A]


110



La tabla 6-6 muestra la agrupación de superficies con el mismo acceso, para determinar los amarres potenciales en cada una de las máquinas. En la fresadora se pueden realizar todas las operaciones con tres amarres, cuyos accesos son: superior, inferior y perfil derecho. En las superficies donde haya uno de estos tres accesos posibles se puede elegir, en principio, cualquiera. Sin embargo, en las superficies 3 y 11 se ha elegido el acceso superior e inferior porque el planeado tiene mejor acabado con fresado frontal. Máquina

Acceso

Superficies


Fresadora vertical

I

1-2


3


4-5


6-7


8-9

Fresado frontal (8) [D]-periférico (9) [Dy A]-(general)

10


11

Fresado frontal-(planeado) [Dy A]

12


PD

13


S

8


I

3


S

Rect-Cilin








En el ejemplo propuesto, dado que se deben dejar las operaciones en la rectificadora al final, la pieza debe pasar primero por la fresadora. La tabla 6-7 muestra la secuencia de máquinas.

111



Acceso I

Superficies 1-2


3


4-5


6-7


8-9


10


11


12


PD

13


S

8


I

3


S

Rect-Cilin


6.7 Secuenciación de amarres. Los amarres se ordenan, dentro de cada máquina, respetando las precedencias y teniendo en cuenta la facilidad de amarre. En la fresadora, los amarres no tienen un orden preferente. La figura 6-9 muestra los tres amarres en la fresadora y los accesos necesarios. En la rectificadora es necesario rectificar la superficie 3 en último lugar, porque se usa de apoyo para el rectificado de 8, así se evitan posibles daños. La figura 6-10 muestra los dos amarres y los accesos necesarios en la rectificadora cilíndrica. La tabla 6-8 muestra la secuenciación de amarres propuesta para esta pieza.

Figura 6-9. Amarres en la fresadora.

Figura 6-10. Amarres en las rectificadoras.

112



Acceso I

Superficies 1-2


3


4-5


6-7


8-9


10


11


12


PD

13


S

8


I

3


S

Rect-Cilin


6.8 Selección de utillajes de amarre. La primera regla para asignar utillajes es buscar un utillaje que permita realizar cada uno de los grupos de procesos-(operaciones). procesos-(operaciones). Se tendrán en cuenta dos posibles excepciones: 



Puede que que un solo solo utillaje utillaje no permita permita realizar realizar todas las operaciones operaciones del grupo (esto sucede cuando los elementos del amarre tapan alguna de las superficies). En este caso habrá que usar más de un utillaje, dividiendo el grupo de procesos(operación) en subgrupos. Un mismo utillaje puede permitir varias direcciones de acceso, por lo que puede abarcar varios grupos de procesos-(operación).

Como la pieza es prismática se utilizará una mordaza en la fresadora y la rectificadora plana. En la rectificadora cilíndrica la mejor elección es un plato de tres garras. Las siguientes figuras muestran la situación de los amarres en el plano de la pieza, así como las superficies de referencia y fuerza para cada uno de los amarres, en la fresadora y en las rectificadoras. La figura 6-11 muestra el amarre para mecanizar las superficies 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7 en la fresadora vertical. El acceso necesario es el inferior (I). La superficie B11 se pone sobre la referencia 3 de la mordaza, por consideraciones espaciales. La superficie B15 se pone sobre la referencia 2, debido a la tolerancia de paralelismo. La superficie B16 se pone sobre la referencia 1 por la cota 50js9. La fuerza actúa en la superficie B17, opuesta a B15. La figura 6-12 muestra el amarre para mecanizar las superficies 8, 9, 10, 11 y 12 en la fresadora vertical. El acceso necesario es el superior (S). La superficie 3 se pone sobre la referencia 3 de la mordaza, por consideraciones espaciales. La superficie B16 se pone sobre la referencia 1, debido a la cota 50js9. La superficie B17 se pone sobre la referencia 2 por las cotas 40js8 y 10js8. La fuerza actúa en la superficie B15, opuesta a B17.

113


Figura 6-11. Superficies de referencia y fuerza en el primer amarre de la fresadora.

Figura 6-12. Superficies de referencia y fuerza en el segundo amarre de la fresadora.

114


La figura 6-13 muestra el amarre para mecanizar la superficie 13 en la fresadora vertical. El acceso necesario es por el perfil derecho (PD). La superficie B16 se pone sobre la referencia 3 de la mordaza, por consideraciones espaciales. La superficie B15 se pone sobre la referencia 2, debido a la cota 19js8. La superficie 8 se pone sobre la referencia 1 por la cota 21j9. La fuerza actúa en la superficie B17, opuesta a B15. La figura 6-14 muestra el amarre para mecanizar la superficie 8 en la rectificadora cilíndrica. El acceso necesario es superior (S). La superficie 3 se pone sobre la referencia 1 del plato, por consideraciones espaciales. espaciales. La superficie 4 es sobre la que actúa la referencia 2 y la fuerza. La figura 6-15 muestra el amarre para mecanizar la superficie 3 en la rectificadora cilíndrica. El acceso necesario es inferior (I). La superficie 11 se pone sobre la referencia 1 del plato de 3 garras. En este caso es necesario utilizar un tope de contacto, por la baja longitud del saliente cilíndrico 9. La superficie 9 se pone sobre la referencia 2. La fuerza actúa también en la superficie 2.

Figura 6-13. Superficies de referencia y fuerza en el tercer amarre de la fresadora.

115


Figura 6-14. Superficies de referencia y fuerza en el primer amarre de la rectificadora.

Figura 6-15. Superficies de referencia y fuerza en el segundo amarre de la rectificadora.

116



Utillaje Mordaza

Mordaza

Mordaza


Plato 3 G Plato 3 G

Superficie referencia Referencia 1: B16 Referencia 2: B15 Referencia 3: B11 Referencia 1: B16 Referencia 2: B17 Referencia 3: 3 Referencia 1: 8 Referencia 2: B15 Referencia 3: B16 Referencia 1: 3 Referencia 2: 4 Referencia 1: 11 Referencia 2: 9


B15

B17 4 9


6.9 Secuenciación de procesos-(operación). Los factores a tener en cuenta para la secuenciación de los procesos-(operación) son: 



La superposició superposición n de volúmenes. Los volúmenes se eliminan por capas, desde los más externos a los más internos. Se realizarán realizarán en primer lugar lugar todos todos los desbastes, y posteriormente posteriormente todos todos los acabados. Esto evita que la viruta de los desbastes dañe las superficies ya acabadas.

Las superficies 1-2, 4-5 y 6-7 en desbaste se realizarán antes que la 3, porque de esta forma el planeado de la superficie 3 se reduce, ya que parte del material ha sido eliminado con los otros desbastes. Las superficies 8-9 se mecanizarán antes que la superficie 10. Las superficies 8-9 y 12 se mecanizarán antes que la 11 para disminuir la superficie del planeado. La tabla 6-10 muestra las precedencias entre operaciones.

117


Máquina

Acceso (Utillaje)

Superficies


Fresadora vertical

I (Mordaza)

1-2


3


4-5


6-7


8-9

Fresado frontal (8) [D]-periférico (9)- (general) [Dy A]

10

Fresado-(taladrado) [D] -(escariado) [A]

11


12


PD (Mordaza)

13


S (Plato 3G)

8


I (Plato 3G)

3


S (Mordaza)

Rect-Cilin



Acceso (Utillaje) I (Mordaza)

Superficies


1-2 [D]


4-5 [D]

Fresado frontal(5)-periférico(4)-(general) [D]

6-7 [D]


3 [D]


1-2 [A]


4-5 [A]

Fresado frontal(5)-periférico(4)-(general) [A]

6-7 [A]


8-9 [D]

Fresado frontal (8) [D]-periférico (9)- (general) [D]

10 [D]


12 [D]


11 [D]


10 [A]


9 [A]


12 [A]


11 [A]


PD (Mordaza)

13 [D]


13 [A]


S (Plato 3G)

8


I (Plato 3G)

3


S (Mordaza)

Rect-Cilin


118


6.10 Determinación de costes. En primer lugar se calcularán los volúmenes y superficies de material a eliminar para cada superficie o conjunto de superficies. Para ello, se debe seguir la secuencia de procesos-(operación) propuesta, ya que los volúmenes dependen de la secuencia. Multiplicando estos volúmenes y superficies por los costes de cada una de las operaciones, y sumándolos, se obtendrá el coste de mecanizado de la pieza. En segundo lugar se añadirán los costes de preparación de la máquina y de los amarres. Para simplificar los cálculos, a la hora de evaluar el volumen, se despreciarán las creces dejadas para el posterior acabado. A continuación se muestra el cálculo de volúmenes para los desbastes y de superficies para los acabados. FRESADORA VERTICAL. AMARRE 1. MORDAZA Superficies 1-2[D]. 1-2[D]. Fresado frontal (1)-periférico (1)-periférico (2)-(general) (2)-(general) [D]. [D]. Volumen: 3 100×10×10 = 10000 mm 













Superficie 4-5[D]. Fresado frontal(5)-peri frontal(5)-periférico(4)-(gen férico(4)-(general) eral) [D]. Volumen: Volumen: ×r 2×h = × (40/2)2×23 = 28902 mm3 Superficie 6-7[D]. 6-7[D]. Fresado frontal (7)-periférico (6)-(general) [D]. Volumen: 100×10×10 = 10000 mm 3 Superficie 3[D]. Fresado Fresado frontal-(planeado) frontal-(planeado) [D]. Volumen: Volumen: v1-v2 v1-v2 = 100×80×1.5 2 3 × (40/2) ×1.5 = 10115 mm Superficie 1-2[A]. 1-2[A]. Fresado frontal frontal (1)-periférico (1)-periférico (2)-(general) (2)-(general) [A]. Superficie: Superficie: 2 100×10 + 100×10= 2000 mm Superficie 4-5[A]. Fresado frontal(5)-peri frontal(5)-periférico(4)-(gene férico(4)-(general) ral) [A]. Superficie: Superficie: ×d×h 2 2 2 + ×r = *40*20 + × (40/2) = 3770 mm Superficie 6-7[A]. 6-7[A]. Fresado frontal frontal (7)-periférico (7)-periférico (6)-(general) (6)-(general) [A]. Superficie: Superficie: 100×10 + 100×10= 2000 mm2

FRESADORA VERTICAL. AMARRE 2. MORDAZA Superficies 8-9[D]. Fresado Fresado frontal frontal (8) [D]-periférico (9)- (general) (general) [D]. Volumen: 2 3 v1-v2 = 100×100×13 100×100×13 - × (20/2) ×13 = 125916 mm 



Superficie 10[D]. Fresado-(tala Fresado-(taladrado) drado) [D]: Volumen: ×r 2×h = × (10/2)2×15 = 1178 mm 3













Como son 4 agujeros Vol = 4 × 1178 = 4712 mm 3

Superficie 12[D]. Fresado-(tala Fresado-(taladrado) drado) [D]. Volumen: × (10/2)2×23 = 1806 mm 3 Superficie 11[D]. Fresado frontal-(plane frontal-(planeado) ado) [D]. Volumen: v1-v2 = × (20/2)2×3 × (10/2)2×3 = 707 mm3 Superficie 10[A]. Fresado-(esca Fresado-(escariado) riado) [A]: 

Superficie: 2×r×h = 2x× (10/2)×15 = 471 mm 2



Como son 4 agujeros Vol = 4 × 471 = 1884 mm2

Superficie 9[A]. Fresado Fresado periférico-(contorneado periférico-(contorneado)) [A]. Superficie: ×d×h = 2 ×20×10 = 628 mm

119






Superficie 12[A]. Fresado-(escar Fresado-(escariado) iado) [A]. Superficie: ×d×h = ×10×20 = 628 2 mm Superficie 11[A]. Fresado Fresado frontal-(planead frontal-(planeado) o) [A]. Superficie: × (20/2)2 - × (10/2) 2= 235 mm2

FRESADORA VERTICAL. AMARRE 2. MORDAZA Superficies 13[D]. Fresado-(talad Fresado-(taladrado) rado) [D]. Volumen: × (6/2)2×13 = 367 mm3 



Superficie 13[A]. Fresado-(rosca Fresado-(roscado) do) [A]. Superficie: ×d×h = ×6×13 = 188 mm 2

RECTIFICADORA CILÍNDRICA. CILÍNDRICA. AMARRE 1. PLATO DE 3 GARRAS Superficie 8[A]. Rectificado-(pl Rectificado-(planeado). aneado). Superficie: 100×100 - *(20/2)2 = 9686 mm2 

RECTIFICADORA CILÍNDRICA. CILÍNDRICA. AMARRE 2. PLATO DE 3 GARRAS Superficie 3[A]. Rectificado-(pla Rectificado-(planeado). neado). Superficie: 100×80 - *(40/2)2 = 6743 mm2 

COSTES DE PREPARACIÓN DE MÁQUINAS Y AMARRES. La tabla 6-12 muestra los costes de preparación de las máquinas y de los utillajes. Estos costes hay que repartirlos entre el número de piezas del lote, que en este caso son 150 unidades. También hay que considerar que el coste de preparación de un amarre es la mitad, si el utillaje ya está en la máquina, debido al amarre inmediatamente inmediatame nte anterior. Coste preparación ( €)

Máquina - Torno - Rectificadora cilíndrica

200 400


200


400

Utillaje

Coste ( €)

Plato 4 garras

540

Plato 3 garras

70

Plato y punto

200

Entre puntos

300

Mordaza

140


200


270


400

Bridas

540

Plato magnético

170

Mordaza

140


200


270


400

Bridas

540


Teniendo en cuenta el plan de proceso (máquinas, utillajes y operaciones de mecanizado), se obtienen los costes que se detallan en la tabla 6-13. Los costes debidos a los mecanizados, se obtienen multiplicado los volúmenes y superficies por los costes de cada uno de los tipos de procesos-(operación). procesos-(operación). 120


Máq.

Utillaje

Sup.



Coste Mec.

Coste Máq.

Coste Utill

Fresadora

Mordaza

1-2 [D]

Fresado frontal (1)periférico (2)-(general) [D]

10000 mm3

0.2 €

200/ 150

140/ 150 =0.93

4-5 [D]

Fresado frontal(5)periférico(4)-(general) [D]

=1.33 €

€

28902 mm

0.578 €

Fresado frontal (7)periférico (6)-(general) [D]

10000 mm3

0.2 €

10115 mm3

0.,2023 €

2000 mm3

0.4 €

3770 mm2

0.754 €

2000 mm2

0.4 €

6-7 [D]

Mordaza

Mordaza

Rect. Cilin.

Plato 3 G Plato 3 G

3 [D]


1-2 [A]

Fresado frontal (1)periférico (2)-(general) [A]

4-5 [A]

Fresado frontal(5)periférico(4)-(general) [A]

6-7 [A]

Fresado frontal (7)periférico (6)-(general) [A]

8-9 [D]

3

Fresado frontal (8) [D]periférico (9)- (general) [D]

125916 mm

10 [D]


4712 mm3

0.047 €

12 [D]


1806 mm3

0.018 €

11 [D]


707 mm3

0,014 €

10 [A]

Fresado-(escariado) [D]

1884 mm2

0,562 €

9 [A]

Fresado periférico(contorneado) [A]

628 mm3

0.125 €

12 [A]


628 mm2

0.188 €

11 [A]


235 mm2

0.047 €

13 [D]


367 mm3

0.0036 €

13 [A]


188 mm3

0.075 €

8 [A]


9686 mm2

4.843 €

3 [A]


3

(140/ 2)/150

2.518 €

=0.46 €

(140/ 2)/150 =0.46 €

(70)/150 =0.46 €

400/150 3

6743 mm

TOTAL COSTE

= 2.66 € 3.371 €

14.548 € 3.99 €

(70/2)/ 150 =0.23 €

2.54 €


El coste total de la pieza es 14.548 + 3.99 + 2.54 = 21.07 €

121

7. Planificación de procesos. Ejemplo 5. En este capítulo se resolverá un nuevo ejemplo de planificación de procesos, con la metodología propuesta. El plano de la pieza de este ejemplo, el tamaño del lote y las dimensioness del material de partida se muestran en la figura 7-1. dimensione


7.1 Datos iniciales. La figura 7-2 muestra la numeración de las superficies a mecanizar y las del material de partida o bruto (Bi). Si varias superficies se consiguen con la forma de la herramienta, todas ellas se numeran como una única superficie. Este es el caso de las superficies 6 y 9.


7.2 Análisis de la información geométrica del plano. El análisis de la información geométrica del plano comprende el análisis de las especificaciones de acabado superficial, de las cotas dimensionales y las geométricas (forma y posición). Las cotas dimensionales, al igual que las geométricas se dividirán en intrínsecas y extrínsecas. La figura 7-3 muestra el análisis de las especificaciones especificacio nes de acabado superficial y de las cotas intrínsecas.

123



La figura 7-4 muestra el análisis de las cotas relativas entre superficies. Cuando existan varias cotas que partan de una misma superficie, se tomará como IT relativo para la superficie el menor de ellos. De la superficie 3 parten dos cotas: 10js11 y 70 js11 (IT11). De la superficie 5 parten dos cotas: 4H8 y 70js11. Se considera la cota 4H8 como la más restrictiva (IT8). De la superficie 6 parten dos cotas: 70js11 y 8js11 (IT11). De la superficie 9 parten tres cotas: 30js11, 10 js11 y 8js11 (IT11).


124


El análisis de la información geométrica del plano se muestra en la tabla 7-1. Superficie


1 2

RELATIVAS Ra (m) Dimensio-nales Geométrica (IT) (-/100) 3.2

8

3

1.6 3.2

4

6

0.8

5

6

3.2

6

8

3.2

7

3.2

8

3.2

9

8

8

3.2 Tabla 7-1. Análisis de la información geométrica.










Se utilizará la tabla de procesosprocesos-(operación) (operación) para seleccionar los posibles procesos para cada superficie. Se separarán separarán los procesos de desbaste desbaste de los de acabado, pudiendo así utilizar utilizar diferentes procesos-(operación) procesos-(operación) en desbaste y acabado. Se considerará un proceso de desbaste siempre que las creces a eliminar sean superiores a 1 mm. Las operaciones operaciones de de forma (taladrado, lamado, chaveteros, chaveteros, ranuras) ranuras) sólo sólo tienen desbaste, excepto cuando posteriormente se tenga que realizar un escariado o un roscado, que son operacione operacioness de acabado. El rectificado, rectificado, al ser un proceso caro, caro, sólo se tendrá en cuenta cuenta cuando no existan existan otras alternativas.


Las alternativas de procesos-(operación) para desbaste se seleccionarán para cada superficie, teniendo en cuenta que se pueden agrupar superficies con volumen común. La selección de los posibles procesos-(operación) se llevará a cabo atendiendo a la forma de la superficie, y sin considerar las tolerancias y la rugosidad. La figura 7-5 muestra las alternativas de procesos-(operación) para desbaste en la pieza propuesta. Las superficies 2-3 tienen un volumen común, por lo que se considerarán juntas a la hora de determinar las alternativas.

125




Las alternativas de procesos-(operación) para acabado se seleccionarán teniendo en cuenta la forma de la superficie, la tabla de análisis de tolerancias y la tabla de capacidades de cada proceso y operación. La tabla 7-2 de capacidades muestra el mínimo IT y Ra que se puede conseguir con cada uno de los procesos y operaciones. operaciones. Procesos

Dimensión (IT)

Ra


6 8 7 4

0.4 1.6 0.8 0.1

5 9

0.4 3.2 0.4

Geométrica (--/100) 0.01/100 0.01/100 0.01/100 0.002/100 0.01/100 0.1/100

Coste desbaste

Coste acabado

2*10-5 €/mm3 2*10-5 €/mm3 2.5*10-5 €/mm3

2*10-4 €/mm2 2*10-4 €/mm2 1.5*10-4 €/mm2 5*10-4 €/mm2 3*10-4 €/mm2

1*10-5 €/mm3 4*10-4 €/mm2


La figura 7-6 muestra las alternativas de procesos-(operación) para acabado. Para cada superficie se indica el IT y la rugosidad que se debe conseguir, de acuerdo a plano. Con esta información y la anterior tabla, se determinan las alternativas de procesos-(operación) para acabado. La superficies 6 y 9 sólo tienen desbaste, no acabado.

126



7.3.3 Tabla de alternativas procesos-(operación).

La tabla 7-3 muestra las alternativas de procesos-(operación) procesos-(operación) en desbaste y acabado para cada una de las superficies. Sup.


Procesos-(operación) acabado Torneado-(refrentado) Fresado frontal-(planeado) Fresado periférico-(planeado)

2-3

Torneado-(cilindrado) Fresado frontal(3)-periférico(2)-(general)

Torneado-(cilindrado y refrentado) Fresado frontal(3)-periférico(2)-(general)

4

Torneado-(cilindrado) Fresado periférico-(contorneado)

Rectificado-(cilindro exterior)

5

Torneado-(copiado) Fresado periférico-(contorneado)

Rectificado-(cilindro exterior)

6

Torneado-(ranurado radial) Fresado frontal-periférico-(ranurado)

7

Torneado-(cilindrado) Fresado periférico-(contorneado)

Torneado-(roscado)

8



9

Fresado frontal-periférico-(ranurado)

1


7.4 Selección de máquinas. Cada proceso-(operación) necesita un tipo de máquina. Desde el punto de vista de la organización de la producción hay que minimizar el número de máquinas implicadas. 127


Para fabricar la pieza hay que completar todas las superficies. El mecanizado de cada superficie necesitará de operaciones de desbaste y/o acabado. Se colocará toda la información de las alternativas en la tabla 7-4 y se seleccionará el mínimo número de máquinas que permitan completar el desbaste y acabado de todas las superficies. Las superficies 6 y 9 sólo necesitan desbaste. Si hay varias alternativas, hay que considerar las reglas explicadas en el apartado 2.4. Fresadora vertical


Acab. X

X

X

Acab.

Acab.

Acab. X

2-3

X

X

4

X

X

X

5

X

X

X

6

X

X

7

X

X

X

8

X

X

X

9

X

X

Desb. X

Rectif. cilíndrica

Desb. X

X

Acab. X

Rect. plana

Sup. 1

X

Desb. X

Torno


Para ciertas superficies-operación aparecen varias alternativas. En este ejemplo está la posibilidad de mecanizar las superficies 1, 2-3, 4, 5, 6, 7, y 8, tanto en fresadora vertical como en torno. Por lo tanto se van a aplicar las reglas expuestas en el apartado 2.4: 





Se han sombreado las superficies superficies-operación -operación en máquinas obligadas: 4[A] y 5[A] en rectificadora cilíndrica, 7[A] en torno y 9[D] en Fresadora Vertical. Aplicando la regla de las superficies que compartan compartan amarre amarre con las las obligadas, obligadas, cuando se realiza la operación 9[D] (fresado frontal-periférico-(ranurado)), están próximas las superficies 1, 2, 3 y 4. Pero el amarre necesario para realizar 9[D], no permite mecanizar 2, 3 ni 4. Con lo que se añadiría un amarre más y esto no interesa. Aplicando la regla de las superficies que compartan compartan amarre amarre con las las obligadas, obligadas, cuando se realiza el mecanizado de 7[A] (Torneado-(roscado)), están cercanas las superficies 4, 5, 6, 7 y 8. En este caso el amarre requerido para 7[A], permitiría mecanizar a todas ellas: 4[D] (Torneado-(cilindrado)), 5[D] (Torneado-(copiado)), 6[D] (Torneado-(ranurado (Torneado-(ranurado radial)), 7[D] (Torneado-(cilindrado)) (Torneado-(cilindrado)) y 8 [D] (Torneado(refrentado)). Por Por lo tanto todas se realizarán realizarán en torno torno ( tabla 7-5).

128


Fresadora vertical Acab. X X


Acab. X X

Acab.

Acab.

4

X

X

X

5

X

X

X

6

X

X

7

X

X

X

8

X

X

X

9

X

X

Desb. X X

Rectif. cilíndrica

Desb. X X

X

Acab. X

Rect. plana

Sup. 1 2-3

X

Desb. X

Torno


En este momento del del análisis, análisis, queda la opción opción de mecanizar mecanizar las superficies superficies 1 y 23 en torno o en fresadora. Para poder decidir hay que aplicar la regla de mínimo coste de utillajes.



Si se realizan realizan las las operaciones operaciones 1 y 2-3 en fresadora fresadora vertical; vertical; la posición posición de de la pieza para este mecanizado debería ser vertical dentro de la máquina. Por la esbeltez de la pieza, en el mecanizado de las superficies 1 y 2-3 se tendría que utilizar un plato de tres garras vertical y un punto. Este amarre no es posible en la fresadora vertical, por lo que hay que desechar esta opción.



Si se realizan realizan las operacione operacioness 1 y 2-3 2-3 en torno; torno; el amarre amarre necesario necesario para esta opción, sea cual sea (plato, plato y punto o entre puntos), no tiene problemas en el torno. Por eso se elige esta opción.



Con esta última decisión la tabla de selección de máquinas (tabla 7-6) queda de la siguiente manera: Fresadora vertical


Torno

Rect. plana

Sup.

Desb.

Acab.

Desb.

Acab.

Desb.

Acab.

1

X

X

X

X

X

X

2-3

X

X

X

X

4

X

X

X

5

X

X

X

6

X

X

7

X

X

X

8

X

X

X

9

X

X

X

X

Acab.

Rectif. cilíndrica Acab.


7.5 Agrupación de operaciones. El objetivo de este punto es agrupar todas las operaciones que potencialmente puedan ser efectuadas en el mismo amarre. Para realizar esta agrupación, la accesibilidad requerida por los procesos-(operación) debe ser la misma. Por ello, la agrupación de operaciones operaciones se llevará a cabo en tres pasos: 129




Determinación de las distintas accesibilid accesibilidades ades de la pieza.



Accesibilidad Accesibilida d requerida por cada proceso-(op proceso-(operación). eración).



Dentro de cada máquina, agrupación de los procesos-( procesos-(operación) operación) con el mismo acceso (amarres potenciales potenciales). ).


La pieza de este ejemplo es una pieza de revolución. Los accesos definidos para las piezas de revolución se muestran en la figura 7-7.

Figura 7-7. Accesos para una pieza de revolución.

Adaptando las direcciones de acceso de una pieza de revolución, a la pieza de este ejemplo, se tienen los accesos que se muestran en la figura 7-8.




Acceso

Superficies


Torno

R(PI)

1


R(PI)

2-3

Torneado-(cilindrado y refrentado) [D y A]

R(PI) R(PD)

4


R(PD)

5

Torneado-(copiado) [D]

R(PD)

6


R(PD)

7

Torneado (cilindrado y roscado) [D y A]

R(PD)

8


Fresadora vertical

R

9



R(PI) R(PD)

4

Rectificado-(cilindro exterior) [A]

R(PD)

5



130



La tabla 7-8 muestra la agrupación de superficies con el mismo acceso, para determinar los amarres potenciales en cada una de las máquinas. En el torno se pueden realizar todas las operaciones con dos amarres, y en la rectificadora cilíndrica con un único amarre. Máquina Torno

Acceso R(PI)

Fresadora vertical

R

Superficies 1 2-3 4 5 6 7 8 9


R(PD)

4


5


R(PD)

Proceso-(operación) Torneado-(refrentado) [D y A] Torneado-(cilindrado y refrentado) [D y A] Torneado-(cilindrado) [D] Torneado-(copiado) [D] Torneado-(ranurado radial) [D] Torneado-(cilindrado y roscado) [D y A] Torneado-(refrentado) [D y A] Fresado frontal – –periférico-(ranurado) [D]








En el ejemplo propuesto, la rectificadora se deja para el final. Entre el torno y la fresadora, se elige primero el torno, dado que para mecanizar la superficie 9 en la fresadora, es necesario tener mecanizada previamente la superficie 2 en el torno. La tabla 7-9 muestra la secuencia de máquinas. Máquina Torno

Acceso R(PI)

R(PD)

Superficies 1 2-3

Proceso-(operación) Torneado-(refrentado) [D y A] Torneado-(cilindrado y refrentado) [D y A]

4


5


6


7

Torneado-(cilindrado y roscado) [D y A]

8


Fresadora vertical

R

9



R(PD)

4


5



131


7.7 Secuenciación de amarres. Los amarres se ordenan, dentro de cada máquina, respetando las precedencias y teniendo en cuenta la facilidad de amarre. En el torno son necesarios dos amarres para mecanizar todas las superficies. Como la superficie 7 lleva un roscado, hay que mecanizarla en último lugar. Si se mecaniza antes, al amarrar la pieza en el siguiente amarre por la superficie roscada, se dañará la rosca. La tabla 7-10 muestra la secuenciació secuenciación n de amarres propuesta para esta pieza. Máquina

Acceso

Superficies


Torno

R(PI)

1


2-3


4


5


6


7


8


R(PD)

Fresadora vertical

R

9



R(PD)

4


5



7.8 Selección de utillajes de amarre. La primera regla para asignar utillajes es buscar un utillaje que permite realizar cada uno de los grupos de procesos-(operaciones). Se tendrán en cuenta dos posibles excepciones: excepciones: 



Puede que que un solo utillaje utillaje no permita realizar realizar todas todas las operaciones operaciones del grupo (esto sucede cuando los elementos del amarre tapan alguna de las superficies). En este caso habrá que usar más de un utillaje, dividiendo el grupo de procesos(operación) en subgrupos. Un mismo utillaje puede puede permitir permitir varias direcciones de acceso, acceso, por lo que puede puede abarcar varios grupos de procesos-(operación). procesos-(operación).

La pieza pasará por el torno, la fresadora y la rectificadora. En la selección de utillajes en el torno y la rectificadora se calculará la relación L/D, teniendo en cuenta la forma que va adoptando al pieza tras los correspondientes mecanizados y la longitud de las garras (60 mm), que disminuyen el voladizo de la pieza. En la fresadora no se puede utilizar el plato porque dañaría el roscado realizado previamente en el torno, por lo que se utilizarán bloques en V. La figura 7-9 muestra el cálculo de la relación L/D en el primer amarre del torno, para seleccionar el utillaje adecuado. En la superficie 2 se realizan varias pasadas en desbaste, para llegar a un diámetro de 32 mm y finalmente la de acabado, para conseguir el diámetro 30 mm. Se supondrá que la última pasada de desbaste es de 3 mm, con lo que el diámetro de la pieza antes de esta última pasada es de 38 mm. En la pasada de acabado el avance y la profundidad son pequeños, por lo que los esfuerzos generados son menores. Por todo lo anterior, para la superficie 2, el cálculo de la relación L/D se llevará a cabo con el último diámetro de desbaste (38 mm). La relación

132


L/D toma un valor de 4.46, para el conjunto de la pieza, por lo que será necesario amarrar entre plato y punto.

Figura 7-9. Cálculo de L/D en el primer amarre de torno.

La figura 7-10 muestra el cálculo de la relación L/D en el segundo amarre del torno. En este caso, la relación L/D tiene un valor de 4.68, por lo que se utilizará nuevamente un amarre plato-punto. En este amarre, se tomará como diámetro de la superficie 7 en la última pasada de desbaste 42 mm. Para simplificar los cálculos este diámetro se ha tomado también para la superficie 5.

Figura 7-10. Cálculo de L/D en el segundo amarre de torno.

La figura 7-11 muestra el cálculo de la relación L/D en el amarre de la rectificadora cilíndrica. En este caso, sólo se considera como voladizo la longitud que se va a rectificar (superficies 4 y 5), no considerando la superficie roscada (7). La relación L/D toma un valor de 2.92, por lo que se utilizará un plato de garras.

7-11. Cálculo de L/D en el amarre de la rectificadora.

133


En el utillaje “plato de tres garras y punto ” empleado en el torno y la rectificadora, la pieza se apoya sobre la base del plato (referencia 1), las garras posicionan la pieza (referencia 2) y además realizan la fuerza de amarre (fuerza 1). El punto genera también una fuerza adicional en el amarre (fuerza 2), tal y como se muestra en la figura 7-12. Base plato: Referencia 1

Punto: Fuerza 2

Garras: Referencia 2 y fuerza 1 Figura 7-12. Plato y punto. Superficies de referencia y fuerza.

En el amarre de la pieza con el “plato de tres garras y punto ” en el torno, hay que tener en cuenta que el material de partida tiene una longitud mayor que la pieza, por lo que es necesario refrentar y hacer un punteado en el extremo para poder fijar el punto, lo que implica una operación adicional. Por estas razones, en la preparación de la pieza para el amarre entre plato y punto se posicionará la pieza con el plato de tres garras y una luneta y se realizará el punteado y el refrentado. A continuación se pondrá el punto, y se mecanizará mecanizarán n el resto de superficies. Esto es válido para los dos amarres del torno. En la tabla de utillajes no se refleja el amarre con plato y luneta, esto y el punteado se consideran preparación del amarre, y están incluidos en el coste de preparación del amarre “plato -punto”. En el amarre de la fresadora, como la pieza es cilíndrica, se utilizarán bloques en V para apoyarla. La fuerza de sujeción se realizará con bridas. Los bloques en V y las bridas se muestran en la figura 7-13.

Figura 7-13. Bridas y bloques en V.

Las siguientes figuras muestran los utillajes en el plano de la pieza, así como las superficies de referencia y fuerza para cada uno de los amarres, en el torno, la fresadora y la rectificadora. La figura 7-14 muestra el amarre (plato de tres garras y punto) para mecanizar las superficies 1, 2, 3 y 4 en el torno. El acceso necesario es radial/perfil izquierdo izquierdo (R/PI). 134


Antes de amarrar la pieza entre plato y punto se ha punteado y se ha realizado el refrentado en desbaste y acabado de la superficie 1. La referencia 1 es la superficie que apoya en la cara del plato (B3). La referencia 2 es la superficie donde apoyan las garras (B2). La fuerza 1 la ejercen las garras (B2) y la fuerza 2 la ejerce el punto (1).


La figura 7-15 muestra el amarre (plato y punto) para mecanizar las superficies 5, 6, 7 y 8 en el torno. El acceso necesario es el radial/perfil derecho (R/PD). Antes de amarrar la pieza entre puntos se ha punteado y se ha realizado el refrentado en desbaste y acabado de la superficie 8. La referencia 1 es la superficie que apoya en la cara del plato (1). La referencia 2 es la superficie donde apoyan las garras (2). La fuerza 1 la ejercen las garras (2) y la fuerza 2 la ejerce el punto (8).

Figura 7-15. Superficies de referencia y fuerza en el segundo amarre de torno.

La figura 7-16 muestra el amarre (bloques en V y bridas) para mecanizar la superficie 9 en la fresadora vertical. El acceso necesario es radial (R). La superficie 1 apoya sobre un tope (referencia 1), con cota relacionada 30. La superficie 4 se apoya sobre un bloque en V (referencia 2). Mediante una brida se ejerce la fuerza contra el bloque en V (superficie 4). 135


Figura 7-16. Superficies de referencia y fuerza en el amarre de la fresadora.

La figura 7-17 muestra el amarre (plato de tres garras) para mecanizar las superficies 4 y 5 en la rectificadora cilíndrica. El acceso necesario es radial/perfil derecho (R/PD). (R/PD). La superficie 1 apoya sobre la cara del plato (referencia 1). Sobre la superficie 2 actúan las garras (referencia 2 y fuerza).

Figura 7-17. Superficies de referencia y fuerza en el amarre de la rectificadora cilíndrica.

La tabla 7-11 muestra las superficies de referencia y fuerza para la pieza de este ejemplo. Máquina Torno

Utillaje Plato de tres garras y punto Plato de tres garras y punto

Fresadora vertical

Bloques en V y bridas


Plato de tres garras

Superficie referencia Referencia 1: B3 Referencia 2: B2 Referencia 1: 1 Referencia 2: 2 Referencia 1: 1 Referencia 2: 4 Referencia 1: 1 Referencia 2: 2


136

Superficie fuerza Fuerza 1: B2 Fuerza 2: 1 Fuerza 1: 2 Fuerza 2: 8 4 2





La superposició superposición n de volúmenes. Los volúmenes se eliminan por capas, desde los más externos a los más internos. Se realizarán realizarán en primer lugar lugar todos todos los desbastes, y posteriormente posteriormente todos todos los acabados. Esto evita que la viruta de los desbastes dañe las superficies ya acabadas.

La superficie 1 en el primer amarre del torno y la superficie 8 en el segundo amarre se refrentan las primeras en cada amarre (desbaste y acabado) y se puntean para poder amarrar la pieza entre plato y punto. Esta operación de refrentado y punteado se realiza siempre que se utilice el punto, para ello se sujeta la pieza con el plato y se apoya el extremo de la pieza en la luneta. Una vez preparada la cara se quita la luneta y se coloca el punto. El resto de precedencias en desbaste se muestran en la tabla 7-12. Máquina

Amarre (Acceso)

Sup.


Torno

Plato de tres garras y punto (R/PI)

1


2-3


4


5


6


7


8


Plato de tres garras y punto (R/PD)

Fresadora vertical

Bloques V y bridas (R)

9



Plato de tres garras (R/PD)

4


5


Tabla 7-12. Secuenciación de procesos-(operación).

Una vez decidida la secuenciación de procesos-(operación), el plan de procesos para la pieza de este ejemplo, se muestra en la tabla 7-13. Máquina

Amarre (Acceso)

Sup.


Torno

Plato de tres garras y punto (R/PI)

1


2-3


4


2-3


8


7-5

Torneado-(cilindrado y copiado) [D]

6


7

Torneado-(roscado) [ A]

Plato de tres garras y punto (R/PD)

Fresadora vertical

Bloques V y bridas (R)

9



Plato de tres garras (R/PD)

4


5



137


7.10 Determinación de costes. En primer lugar se calcularán los volúmenes y superficies de material a eliminar para cada superficie o conjunto de superficies. Para ello, se debe seguir la secuencia de procesos-(operación) propuesta, ya que los volúmenes dependen de la secuencia. Multiplicando estos volúmenes y superficies por los costes de cada una de las operaciones, y sumándolos, se obtendrá el coste de mecanizado de la pieza. En segundo lugar se añadirán los costes de preparación de la máquina y de los amarres. Para simplificar los cálculos, a la hora de evaluar el volumen, se despreciarán las creces dejadas para el posterior acabado. A continuación se muestra el cálculo de volúmenes para los desbastes y de superficies para los acabados. TORNO. PLATO DE 3 GARRAS Y LUNETA. SUPERFICIE 1 Y PUNTEADO EN LA SUPERFICIE 1 Superficie 1[D]. Torneado-(re Torneado-(refrentado). frentado). Volumen: ( *(54/2)2*1.5) = 3435.33 mm3 



Superficie 1[A]. Torneado-(refre Torneado-(refrentado). ntado). Superficie: (*(54/2)2 = 2290.22 mm2



Superficie 1. Punteado. No se considera

TORNO. PLATO DE 3 GARRAS Y PUNTO. SUPERFICIES 2, 3, Y 4 Superficies 2-3[D]. Torneado-(ci Torneado-(cilindrado). lindrado). Volumen: ( *(54/2)2*100) (*(30/2)2*100) = 158336.64 mm3 





-

Superficie 4[D]. Torneado-(ci Torneado-(cilindrado). lindrado). Volumen: ( *(54/2)2*70) - (*(50/2)2*70) = 22870.84 mm3 Superficies 2-3[A]. Torneado-(ci Torneado-(cilindrado-refre lindrado-refrentado): ntado): 

Superficie 2: 2**(30/2)*100 = 9424.8 mm2



Superficie 3: (*(50/2)2) - (*(30/2)2) = 1256.64 mm2

TORNO. PLATO DE 3 GARRAS Y LUNETA. SUPERFICIE 8 Y PUNTEADO EN LA SUPERFICIE 8 Superficie 8[D]. Torneado-(re Torneado-(refrentado). frentado). Volumen: ( *(54/2)2*1.5) = 3435.33 mm3 



Superficie 8[A]. Torneado-(refre Torneado-(refrentado). ntado). Superficie: (*(54/2)2 = 2290.22 mm2



Superficie 8. Punteado. No se considera

TORNO. PLATO DE 3 GARRAS Y PUNTO. SUPERFICIES 5, 6 y 7 Superficies 7-5[D]. Torneado-(cil Torneado-(cilindrado indrado y copiado). 









Volumen 7: (*(54/2)2*70)-(*(34/2)2*70) = 96761.28 mm3 2 Volumen 5: (*r 12*h)-((*h/3)*(r 12*+ r 22 +r 1* 1*r 2))=(*(50/2) *8)((8*)/3)*((50/2)2+(34/2)2+(50/2)*(34/2))= +(50/2)*(34/2))=15708-11217 15708-11217.6 .6 = 4490.4 mm 3

Superficie 6[D]. 6[D]. Torneado-(ranurado Torneado-(ranurado radial). radial). Volumen: ( *r 12*h)-(*r 22*h) = (*(34/2)2*4)-(*(30/2)2*4) = 804.24 mm3 Superficie 7[A]. Torneado-(ro Torneado-(roscado). scado). Superficie: 2* *(34/2)*70 = 7477 mm2

FRESADORA. BLOQUES EN V Y BRIDAS. SUPERFICIE 9 Superficie 9[D]. Fresado frontal-periféri frontal-periférico-(ranurado) co-(ranurado).. 

138




Para simplificar simplificar los cálculos del chavetero, chavetero, se considerará considerará como un 3 paralelepípedo. Volumen 8*8*60 = 3840 mm

RECTIFICADORA CILÍNDRICA. CILÍNDRICA. PLATO DE 3 GARRAS. SUPERFICIES 4 Y 5 Superficie 4[A]. Rectificado-(c Rectificado-(cilindro ilindro exterior). Superficie: 2* *r*h = 2**(50/2)*70 2 = 10995.6 mm 



Superficie 5[A]. Rectificado-(cil Rectificado-(cilindro indro exterior). Superficie: *(r 1+r 2)*((h2+(r 1-r 2) 2 ) 1/2 ) = 1492.81 mm2

COSTES DE PREPARACIÓN DE MÁQUINAS Y AMARRES. La tabla 7-14 indica los costes de preparación de máquina y de amarres. Estos costes hay que repartirlos entre el número de piezas del lote, que en este caso son 150 unidades. También hay que considerar que el coste de preparación de un amarre es la mitad, si el utillaje ya está en la máquina, debido al amarre inmediatamente anterior. Coste preparación ( €)

Máquina



200 400

200


400

Utillaje

Coste ( €)

Plato 4 garras

540

Plato 3 garras

70

Plato y punto

200

Entre puntos

300

Mordaza

140


200


270


400

Bridas

540

Plato magnético

170

Mordaza

140


200


270


400

Bridas

540

Tabla 7-14. Costes de preparación de máquinas y amarres.

Teniendo en cuenta el plan de proceso (máquinas, utillajes y operaciones de mecanizado), se obtienen los costes que se detallan en la tabla 7-15. Los costes debidos a los mecanizados, se obtienen multiplicado los volúmenes y superficies por los costes de cada uno de los tipos de procesos-(operación). procesos-(operación).

139


Máq.

Utillaje

Sup.

Proceso(operación)


Torno

Plato de 3 garras y punto

1 [D]


3453.33 mm

1 [A]


2290.22 mm

2-3 [D]

Torneado(cilindrado) [D]

158336.64 mm

4 [D]

Torneado(cilindrado) [D]

22870.84 mm

2-3 [A]

Torneado(cilindrado y refrentado) [A]

10681.44 mm

8 [D]


3453.33 mm

8 [A]


2290.22 mm

7-5 [D]

Torneado(cilindrado y copiado) [D]

101251.68 mm

Torneado(ranurado radial) [D]

804.24 mm

7 [A]

Torneado(roscado) [A]

7477 mm

Fresadora Bloques V y bridas

9 [D]

Fresado frontal periférico(ranurado) [D]

Rectificadora

4 [A]

Plato de 3 garras y punto

6 [D]

Plato de 3 garras

5 [A]

Coste Mecan. 3

0.0863 €

2

Coste utill.

200/150

200/150=1.3

=1.33 €

3€

0.3435 € 3

3

2

3

3.9584 € 0.5717 €

1.6022 €

(200/2)/ 150= 0.66 €

0.0863 €

2

0.3435 € 3

2

2

2.5312 €

0.0201 €

2.9908 €

200/150

3

3840 mm

Rectificado(cilindro exterior) [A]

10995.6 mm

Rectificado(cilindro exterior) [A]

1492.81 mm

2

2

TOTAL COSTE

0.0768 €

=1.33 €

400/150 =2.66 €

5.4978 €

400/150 =2.66 €

70/150= 0.46 €

5.32 €

5.11 €

0.7464 €

18.85 €


El coste total de la pieza es 18.85 + 5.32 + 5.11 = 29.28 €

140

Coste máq

 













Arnone, M., Mecanizado Mecanizado de Alta Alta Velocidad Velocidad y Gran Precisión. Grafo S.A., S.A., 2000. 2000. Groover, M. P., Automation, Production Systems Systems and Computer Aided Manufacturing. Prentice Hall, 2001. González Contreras, F., Tesis doctoral: “Propuesta funcional y estructuración de información y conocimiento para planificación de procesos asistida por computador. Aplicación a la determinación de procesos, operaciones y máquinas para piezas mecanizadas ”, Universidad Politécnica de Valencia, 2001. Groover, M. P., Título: Fundamentos de Manufactura Moderna: Materiales, Procesos y Sistemas. Prentice-Hal Prentice-Hall,l, 1999. ing Planning”, Chapman & Hall, 1995. Gu, P.; Norrie, D.H., “Intelligent Manufact ur ing

Halevi, G.; Weill, R.D., “Principles of Process Planning. A Logical Approach”, Chapman & Hall, 1995. Kalpakjian, S.; Schmid, S.R., Manufactura. Manufactura. Ingeniería Ingeniería y Tecnología. Tecnología. Pearson Pearson Education, 2002.



Kusiak, A.; “Intelligent manufacturing manufacturing systems”, Prentice Hall, 1990.



Padilla, P.; Anselmetti, Anselmetti, B.; Mathieu, Mathieu, Production Mecanique. Dunod, 1986.





Rembold, U.; Nnaji, B.O., “Computer -Integrated -Integrated Manufacturing a nd Engineering”, Addison-Wesley, Addison-Wesl ey, 1993. Smid, P., CNC CNC Programming Handbook. Industrial Press Inc., 2003.

141

Gonzalez Contreras, Francisco_ Meseguer Calas, María Desamparados-Planificación de procesos de mecanizado-Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia (2015)

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