Informe Análisis de Preproducción

Universidad de El Salvador Facultad Multidisciplinaria de Occidente Departamento de Ingeniería y Arquitectura TECNOLOGÍA INDUSTRIAL III ANÁLISIS DE PREPRODUCCIÓN PREPRODUCCIÓN Catedrático: Ing. Manuel de Jesús Albanés.

Alumnos: León Leiva, Alexandra Sofía. Linares Rebollo, Francisco Esteban. Mira Sanabria, Jimmy Oswaldo. Ramírez Consuegra, Marcela María. Vides Lobos, José Ricardo.

Grupo: GT1 Ciclo 02/2011.

Fecha de Entrega: Santa Ana, 20 de Septiembre de 2011.

Universidad de El Salvador Facultad Multidisciplinaria de Occidente

INTRODUCCIÓN Dentro del contexto laboral industrial los diseños juegan un papel importante para la producción de un producto, ya que es un factor muy útil a la hora de tomar decisiones. Es por ello que se analiza detenidamente este tipo de trabajos con el fin de comprender de mejor manera todos los aspectos influyentes que se toman en cuenta a la hora de realizar dicho diseño. Una de las demandas bastantes frecuentes en cuanto a productos, es la de mecanismos que funcionen en apoyo a maquinas y desempeñen una labor de productividad elevada, sustituyendo la mano de obra, brindando mejor calidad y rentabilidad. Por ello el presente diseño se basa en contemplar los diferentes aspectos que brinden una producción óptima. En general el análisis de pre-producción viene a preparar y predecir diferentes aspectos influyentes en la producción, con el objetivo de que la producción se lleve a cabo de la manera más rentable posible, generando resultados beneficiosos con la disposición mínima de recursos. Este análisis inicia proponiendo el producto en general en cuanto a los requisitos y condiciones de funcionamiento, tiempo de vida útil, volumen y ritmo de producción, aspectos que tienen por objeto captar la atención para obtener una aceptación del producto a su producción. A la vez se crea el diseño del producto en forma pictórica o grafica tomando en cuenta los criterios estandarizados y tolerancias adecuadas. Independientemente de que tipo de producto sea, tendrá que someterse a diferentes procesos de operación, cada uno en su respectiva área especializada, que se llevan a cabo en la ejecución o producción de los diferentes elementos de la pieza. Por último se detalla un análisis de los costos que implicaría todo el proceso desde materiales hasta mano de obra, simplificado en un presupuesto total. 1


INDICE INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................. 1 INDICE ............................................................................................................................................... 2 OBJETIVOS ...................................................................................................................................... 3 PROPUESTA .................................................................................................................................... 4 i. Requisitos de funcionamiento: ........................................................................................... 4 ii. Condiciones de Funcionamiento: ....................................................................................... 4 iii. Vida Útil: ............................................................................................................................. 5 iv. Pronósticos de Volumen y Ritmo de Producción: ....................................................... 5 DISEÑO DEL PRODUCTO ............................................................................................................. 7 i. Dibujo de Conjunto ............................................................................................................... 7 ii. Dibujo de Despiece .............................................................................................................. 9 PROCESOS .................................................................................................................................... 17 i. Dibujo de la Pieza: .............................................................................................................. 17 ii. Mecanizado: ........................................................................................................................ 18  Materiales: ................................................................................................................... 18  Tolerancias: ................................................................................................................. 18 Acabados: .................................................................................................................... 19  Número y Clase de Operaciones: ............................................................................ 19  iii. Formado: .......................................................................................................................... 19 Materiales: ................................................................................................................... 20   Tolerancias: ................................................................................................................. 20  Acabados: .................................................................................................................... 20  Número y Clase de Operaciones: ............................................................................ 20 iv. Maquinado: ...................................................................................................................... 20  Materiales: ................................................................................................................... 21  Tolerancias: ................................................................................................................. 21  Acabados: .................................................................................................................... 21  Número y Clase de Operaciones: ............................................................................ 21 COSTOS .......................................................................................................................................... 22 i. Costos de materiales ......................................................................................................... 22 ii. Costo de mano de obra ..................................................................................................... 22 iii. Costo de fabricación ...................................................................................................... 22 iv. Costo total ........................................................................................................................ 23

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OBJETIVOS

General: Elaborar un análisis de pre-producción para un mecanismo capaz de convertir el movimiento circular en movimiento rectilíneo.

Específicos: 

Diseñar el producto para ser maquinado, por medio de dibujos acotados tomando en cuenta condiciones técnicas estandarizadas.



Definir acabados de la pieza para llevar a cabo el proceso de maquinado.



Calcular costos y ritmo de producción, para proceso de maquinado de pieza.



Determinar los tipos de materiales a utilizar en la fabricación del producto.



Identificar tipos de procesos de formación por el cual pasara la pieza, para su posterior terminación.



Pronosticar el volumen de producción de la pieza.

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PROPUESTA Estudios realizados muestran el importante interés que actualmente se le da al uso de maquinaria, la cual facilita el desempeño humano y logístico, con esa idea se concibe crear un producto o pieza que sea capaz de lograr el funcionamiento de maquinaria de uso común y que por su necesidad es de vital importancia diseñar productos de este tipo. Se trata de un diseño innovador y que a la larga desempeña el trabajo de mecanismos complejos, como lo es la conversión del movimiento circular en rectilíneo o viceversa. Conforme a resultados se refleja que las maquinarias necesitan cada vez más de sistemas que simplifiquen sus funciones, debido a ello el incesante diseño por crear los mejores productos factibles. Wildick Inc. se dedica a la fabricación de mecanismos que facilitan el desempeño de maquinaria industrial, por lo cual persigue constantemente la mejora de sus productos. Este nuevo producto viene a satisfacer grandes demandas dentro de la funcionalidad industrial, buscando reducción de costos y desempeño óptimo.

i. Requisitos de funcionamiento: El mecanismo destinado a producir requiere de pequeñas aplicaciones para un mejor desempeño, entre las cuales podemos mencionar: -

Mecanismo firmemente estático a la hora de su funcionamiento.

-

Pernos ajustados adecuadamente.

-

Tolerancias de ajuste móvil para elementos rotatorios.

-

Acabados necesarios tanto internos como externos.

-

Implementos de sujeción firmes.

ii. Condiciones de Funcionamiento: El mecanismo se dispondrá a funcionar bajo diversas condiciones entra las cuales podemos mencionar: 4


-

Disponibilidad de fuente de energía mecánica rotatoria.

-

Materiales debidamente apropiados de naturaleza férrica.

-

Funcionamiento bajo temperaturas que no afecten el ajuste móvil de los diferentes elementos rotatorios.

-

Elementos móviles adecuadamente lubricados.

iii. Vida Útil: Este mecanismo está diseñado para una larga duración debido a la naturaleza que está hecho, y dependerá del mantenimiento que se le proporcione para una mejor vida útil. Se estima una duración de muchos años ya que cuenta con piezas de reemplazo por cualquier defecto que presente o cualquier imperfección que se observe.

iv. Pronósticos de Volumen y Ritmo de Producción: El volumen de producción dependerá de muchas razones entre las cuales podemos mencionar: -

Demandas del mercado.

-

Complejidad de los detalles en los elementos del producto.

-

Operaciones de acabado.

-

Desgaste que pueda sufrir.

-

Conductividad eléctrica.

-

Tiempo de operación disponible.

-

Tiempo de operación necesaria.

-

Capacidad de la maquinaria.

-

Disponibilidad de recursos.

-

Tipos de operaciones.

-

Dimensiones del producto.

-

Entre otros.

Estas y muchas más razones pueden ser tomadas en cuenta a la hora de calcular el volumen de producción. Para nuestro producto tomaremos en cuenta las más 5


importantes como la demanda del mercado, dimensiones del producto, tiempo necesario para fabricación de unidad, capacidad de maquinaria y disponibilidad de recursos. Haciendo un análisis supositorio (debido a falta de experiencia y probando características de análisis) se puede estimar una producción de 300 a 500 unidades al día. Cada elemento del producto se fabrica en áreas especializadas, en proporciones debidas y con los requerimientos de calidad de acuerdo a las normativas ISO 9001. Siempre buscando la manera de una mejor productividad.

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DISEÑO DEL PRODUCTO i.

Dibujo de Conjunto 1

El dibujo de conjunto muestra todas las piezas ensambladas, de material férrico, y bajo condiciones de calidad estandarizadas. Representa todo el producto terminado.

Dibujo de conjunto del balancín (Esc:5:1)

1

El dibujo del conjunto como los dibujos y vistas que siguen a continuación fueron elaborados en AutoCad 2008. Todos los dibujos isométricos no están a escala ya que no se representan cotas, la escala se

aplica a las vistas del isométrico. 7


Vistas de Dibujo de Conjunto: Se agregan las vistas de dibujo para visualizar de mejor manera la forma de ensamble.

Vista lateral del dibujo de conjunto (Esc. 8:1)

Vista de planta del dibujo de conjunto (Esc. 8:1)

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ii.

Dibujo de Despiece

Plataforma. Es la base donde se montaran todas las piezas. Esta plataforma se despieza de forma tal que se visualice las medidas de los elementos sobre la superficie de la base de la plataforma. No olvidar que los elementos sobre la superficie y la base son una sola pieza, ya que los elementos son no desmontables (esta unido por soldadura).

Plataforma de conjunto del balancín

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Vista Frontal Plataforma

Vista Planta Plataforma

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Vistas de Elementos Plataforma. Se presentan las vistas de los elementos de la plataforma para ver de mejor manera las medidas o cotas correspondientes a sus componentes. Entre ellos dos elementos cilíndricos y tres pletinas rectangulares.

Vistas Frontal y lateral de Piezas de Plataforma

Vistas Frontal de elementos cilíndricos de Piezas de Plataforma

Vistas Planta de Base de Plataforma

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Balancín: Es la pieza que se toma para el análisis de procesos. Se tomaran para los agujeros y el orificio desplazador la tolerancia de ±0.01 cm.

Balancin

Vista Frontal

Lat. Derecha Vista de Planta

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Rueda Rueda

Vista Frontal

Vista Lateral

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EJE

Vista Lateral

Vista Frontal

14


PISTÓN

Vista Frontal

Vista Lateral

15


Barra Abrazadora

Vista Frontal

Vista Lateral

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PROCESOS i. Dibujo de la Pieza: Balancín

Vista Frontal

Lat. Derecha Vista de Planta

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ii. Mecanizado: El mecanizado se tomara en cuenta en la producción porque es un proceso de fabricación que comprende un conjunto de operaciones de conformación de piezas mediante remoción de material, ya sea por arranque de viruta o por abrasión.

Mecanizado por arranque de viruta: Debido a la forma que obtendrá la pieza, es necesario utilizar el proceso de mecanizado por arranque de viruta, el cual consiste en arrancar o cortar con una herramienta o máquina (torno) dando lugar a un desperdicio o viruta. En el mecanizado por arranque de viruta se dan procesos de desbaste (eliminación de mucho material con poca precisión, proceso intermedio) y de acabado (eliminación de poco material con mucha precisión, proceso final) los cuales son de gran importancia para una correcta elaboración con el fin de crear juegos y ajustes adecuados para ensamblar la pieza y formar el mecanismo del balancín. Sin embargo el proceso de mecanizado, tiene una limitación física como económica: la pieza no puede someterse a mucho desgaste porque implicaría gastar más en material como debilitar la dureza de la pieza, por lo cual son aspectos a tomar en cuenta para la decisión del proceso y respectiva comparación con los otros procesos, buscando el más factible.  Materiales:

El único material a utilizar en la fabricación es el hierro, por sus diferentes propiedades resistentes y de adaptabilidad.  Tolerancias:

Las tolerancias a tomar en cuenta son las de los agujeros y el orificio de desplazamiento, ya que requieren un ajuste móvil, teniendo una tolerancia de ±0.01 cm.

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Universidad de El Salvador Facultad Multidisciplinaria de Occidente  Acabados:

Los acabados que se realizaran a la pieza son de finesa intermedia, ya que no se trata de ajustes demasiados pequeños y no requiere de procesos térmicos, por lo que se procederá a utilizar herramientas como limas, lija, entre otros.  Número

y Clase de Operaciones:

La pieza pasara por diferentes operaciones, empezando como un bloque metálico: 1. Corte del segmento de bloque a trabajar, por medio de una maquina troqueladora. 2. Limpiar impurezas de la pieza y verificar dimensiones establecidas. 3. Entra a la fresadora para hacer el orificio de desplazamiento. 4. Pasa al taladro de mesa donde se hacen los dos agujeros con las tolerancias respectivas. 5. Serie de acabados con lima y verificación de medidas. 6. Control de calidad.

iii. Formado: Un proceso que proporciona los métodos adecuados para la creación de la pieza en estudio es el formado de partes, el cual tiene la aplicación de fuerza mecánica, se considera uno de los procesos de formación más importantes, en términos del valor de la producción y del método de producción. El formado de partes se puede efectuar con el material frío (formado en frío) o con material caliente (formado en caliente); aunque en la elaboración de la pieza de preferencia se tomará el formado en frío. Las fuerzas utilizadas para formar las partes pueden ser de tipo de flexión, compresión o cizallado y tensión. Entre los procesos de formado que se puede utilizar con mayor facilidad en la pieza es el cizallado (guillotinado), que es un proceso de separación de material 19


en el cual se hace pasar a presión una o dos cuchillas a través de una parte fija. Este proceso ayudará a darle la forma esperada a la pieza, aunque probablemente no sea el método más preciso.  Materiales:

El hierro se utilizara siempre como material para realizar la producción.  Tolerancias:

Las tolerancias en este tipo de proceso requerirán las mismas especificaciones que anteriormente se detallaron, de ±0.01cm.  Acabados:

Los acabados se harán de forma manual parecidos al anteriormente, pero tomando en cuenta que la precisión no será de mucha finesa. Podemos mencionar el acabado con lima, esmeril, entre otros.  Número


El cizallado también incluye procesos tales como punzado o perforación, estampado, punzado con matrices y refinado. El formado por compresión, incluye procesos tales como forja, extrusión, laminado y acuñado. Pero los que tomaremos en cuenta para el desarrollo de la pieza son: 1. Cizallado del bloque a trabajar con las dimensiones determinadas. 2. Esmerilado para limpiar impurezas. 3. Pasa a ser perforado por la cizalladora para el orificio desplazador. 4. Se utiliza el punzado en la misma cizalladora para hacer los agujeros de los extremos de la pieza. 5. Acabados con lima y esmeril.

iv. Maquinado: El maquinado es un proceso de manufactura muy completo en el cual se usa una herramienta de corte para remover el exceso de material de una parte de trabajo, 20


de tal manera que la pieza obtenga la forma deseada para que el mecanismo del balancín funcione correctamente. La acción predominante involucra la deformación en cortante del material de trabajo, lo que produce la viruta, la cual al ser removida queda expuesta la nueva superficie. El maquinado no es solamente un proceso, sino una familia de procesos. La característica común es el uso de la herramienta de corte que forma una viruta, la cual se remueve de la parte del trabajo. Para realizar la operación, se requiere del movimiento relativo, que se logra en la mayoría de los casos por medio de un movimiento primario, llamado “velocidad” y un movimiento secundario, denominado “avance”.  Materiales:

El hierro es el principal material a trabajar.  Tolerancias:

Para este proceso se puede tomar en cuenta una tolerancia más fina, debido a los procesos que se operaran. Se definió una tolerancia de ±0.015cm.  Acabados:

Los tipos de acabado deseados se realizaran por fresadora, haciendo un acabado interno como externo. Los acabados se definen como finos, por el tipo de maquinaria utilizada.  Número


1. Se empezara con el proceso de cizallar los renglones de metal para adquirir las dimensiones de la pieza necesaria. 2. Remover impurezas del cizallado. 3. Someter la pieza a la fresadora para hacerle el orificio desplazador. 4. Uso de torno para realizar agujeros laterales de la pieza. 5. Acabado por medio de lija y fresadora, para un acabado fino.

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COSTOS i. Costos de materiales Nombre de la pieza

Costo ($)

Rueda

$8.00

Eje

$1.50

Balancín

$5.00

Barra abrazadora

$6.50

Pistón

$5.00

Base o plataforma

$9.00

Total

$35.00

ii. Costo de mano de obra Nombre de la pieza

Costo ($)

Rueda

$5.00

Eje

$1.00

Balancín

$8.00

Barra abrazadora

$8.00

Pistón

$4.00

Base o plataforma

$5.00

Total

$31.00

iii. Costo de fabricación2 Nombre de la pieza

Costo ($)

Rueda

$7.00

Eje

$2.00

2

Los costos de fabricación se calcularon t omando en cuenta los diferentes procesos por los que pasa la pieza como torneado, fresado, entre otros.

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Balancín

$8.00

Barra abrazadora

$9.00

Pistón

$10.00

Base o plataforma

$4.00

Total

$40.00

iv. Costo total Nombre de la pieza

Costo ($)

Rueda

$20.00

Eje

$4.50

Balancín

$21.00

Barra abrazadora

$23.50

Pistón

$19.00

Base o plataforma

$18.00

Total

$106.00

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Informe Análisis de Preproducción

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