otro de engrapadora.doc

Análisis de Fabricación Tecnología Industrial III

INDICE INDICE...................................... INDICE............................................................. .............................................. .............................................. ...........................................i ....................i I.INTRODUCCION...........................................................................................................i II. OBJETIVOS................................ OBJETIVOS....................................................... .............................................. ..........................................................ii ...................................ii III.ALCANCES Y LIMITACIONES..................................... LIMITACIONES...................................................................... ......................................... ........iii iii IV.GENERALIDADES........................... IV.GENERALIDADES................................................... ............................................... ..................................................1 ...........................1 V.ANALISIS DE FABRICACION PARA ENSAMBLE DE EMPUJE..........................7 Análisis del plano de la pieza para tener un panorama general de lo que se desea.......8 desea..... ..8 Redactar recomendaciones recomendaciones hacia, o consultar con ingeniería del producto acerca de los cambios del producto.................................................. producto......................................................................... ..................................... ....................10 ......10 Elaborar un listado de las operaciones básicas básicas requeridas para producir la pieza de acuerdo con el plano de las especificaciones.................... especificaciones........................................... ...........................................11 ....................11 Determinar el método de fabricación f abricación más conveniente y económico, y la forma de las herramientas para cada operación.............................. operación..................................................... .............................................. ...........................12 ....12 Proyectar la mejor forma de combinar las operaciones y ponerlas en secuencia........24 Especificar los equipos de medición requeridos para el proceso..................... proceso................................ ...........27 27 V. ANALISIS DE FABRICACION DE GUIA DE PALANCA....................................29 1.Analizar el plano de la pieza para para tener un panorama general general de lo que se desea.. .30 Redactar recomendaciones recomendaciones hacia, o consultar con ingeniería del producto acerca de los cambios del producto.................................................. producto......................................................................... ..................................... ....................34 ......34 Elaborar un listado de las operaciones básicas básicas requeridas para producir la pieza de acuerdo con el plano de las especificaciones.................... especificaciones........................................... ...........................................35 ....................35 Determinar el método de fabricación f abricación más conveniente y económico, y la forma de las herramientas para cada operación.............................. operación..................................................... .............................................. ...........................36 ....36 Proyectar la mejor forma de combinar las operaciones y ponerlas en secuencia........44 Especificar los equipos de medición requeridos para el proceso..................... proceso................................ ...........45 45 VI.PROCESO DE FABRICACION DEL SOPORTE DE PALANCA..........................47 1.Análisis del plano de la pieza para tener un panorama general de lo que se desea.. 57 2.Redactar recomendaciones recomendaciones hacia o consultar con ingeniería del producto acerca de los cambios del producto.................................................. producto......................................................................... ..................................... ....................60 ......60 3.Elaborar un listado de las operaciones básicas requeridas requeridas para producir la pieza de acuerdo con el plano de las especificaciones.................... especificaciones........................................... ...........................................61 ....................61 4.Determinar el Método de Fabricación más conveniente y Económico, y la forma de las Herramientas para cada Operación........................................ Operación............................................................. ................................ ...........62 62 5.Proyectar la mejor forma de combinar las operaciones y ponerlas en secuencia.... secuencia.....68 .68 Operaciones Primarias..................................... Primarias............................................................ .............................................. ..................................... ..............69 69 Operaciones secundarias........................ secundarias............................................... ............................................... ...............................................69 .......................69 Engrapadora Tipo Pesado

i


Operaciones Auxiliares.................................. Auxiliares......................................................... .............................................. .......................................69 ................69 6.Especificar los equipos de medición requeridos requeridos para el proceso............................. proceso.................. ...........72 72 VII.BASE DE ENGRAPADORA INDUSTRIAL....................................... INDUSTRIAL..........................................................75 ...................75 1.Análisis del plano de la pieza para tener un panorama general de lo que se desea.............................. desea..................................................... .............................................. ....................................................................... ................................................77 77 Redactar recomendaciones recomendaciones hacia o consultar con ingeniería del producto acerca de los cambios del producto............................... producto...................................................... .............................................. .............................................80 ......................80 Elaborar un listado de las operaciones básicas básicas requeridas para producir la pieza de acuerdo con el plano de las especificaciones.................... especificaciones........................................... ...........................................82 ....................82 Determinar el Método de Fabricación más conveniente y Económico, y la forma de las Herramientas para cada Operación........................................ Operación............................................................. ................................ ...........85 85 Proyectar la mejor forma de combinar las operaciones y ponerlas en secuencia......106 Especificar los equipos de medición requeridos para el proceso................. proceso.............................. .............108 108 VIII.UNIDA DE BASE...................................... BASE............................................................. .............................................. .................................... .............109 109 1.Análisis del plano de la pieza.................................... pieza................................................................................. .............................................109 109 Redactar recomendaciones recomendaciones hacia o consultar con ingeniería del producto acerca de los cambios del producto............................... producto...................................................... .............................................. ...........................................111 ....................111 2.Elaborar un listado de las operaciones básicas requeridas requeridas para producir la pieza de acuerdo con el plano de las especificaciones.................... especificaciones........................................... .........................................112 ..................112 3. Determinar el Método de Fabricación más conveniente y Económico, y la forma f orma de las Herramientas para cada Operación........................................ Operación......................................................... .............................. .............113 113 5.Proyectar la mejor forma de combinar las operaciones y ponerlas en secuencia.. secuencia...118 .118 6.Especificar los equipos de medición requeridos requeridos para el proceso........................... proceso.................. .........120 120 IX.PALANCA DE ENGRAPADORA................................ ENGRAPADORA....................................................... ..........................................122 ...................122 1.Analizar el plano de la pieza para para tener un panorama general general de lo que se desea. 123 Redactar recomendaciones recomendaciones hacia, o consultar con ingeniería del producto acerca de los cambios del producto.................................................. producto...........................................................................................125 .........................................125 Elaborar un listado de las operaciones básicas básicas requeridas para producir la pieza de acuerdo con el plano de las especificaciones.................... especificaciones........................................... .........................................126 ..................126 Determinar el método de Fabricación más conveniente y económico y la forma de las herramientas para cada operación.............................. operación..................................................... ................................................128 .........................128 Proyectar la mejor forma de combinar las operaciones y ponerlas en secuencia......148 Especificar los equipos de medición requeridos para el proceso................. proceso.............................. .............151 151 IX. REVISTA FRONTAL DE ENGRAPADORA TIPO PESADO.............................152 1.Análisis del plano de la pieza para tener un panorama general de lo que se desea. ........................................... .................................................................. .............................................. ................................................................. ..........................................153 153 Redactar recomendaciones recomendaciones hacia o consultar con ingeniería del producto acerca de los cambios del producto.................................................. producto...........................................................................................155 .........................................155 3. Elaborar un listado de las operaciones básicas requeridas para producir la pieza de acuerdo con el plano de las especificaciones.................... especificaciones........................................... .........................................156 ..................156 Engrapadora Tipo Pesado

ii


4. Determinar el Método de Fabricación más Conveniente y Económico, y la forma de las Herramientas para cada Operación............................................. Operación..................................................................158 .....................158 5. Proyectar la mejor forma de combinar las operaciones y ponerlas en secuencia. 168 6. Especificar los equipos de medición requeridos para el proceso. ........................170 X. CONCLUSION................................. CONCLUSION........................................................ .............................................. .............................................. ..........................171 ...171 XI. BIBLIOGRAFIA................................... BIBLIOGRAFIA.......................................................... .............................................. ...........................................172 ....................172 XII. GLOSARIO TECNICO.................................................... TECNICO......................................................................................... .....................................173 173 XII. ANEXOS................................. ANEXOS........................................................ .............................................. ........................................ ................................ ...............175 175

Engrapadora Tipo Pesado

iii


I.

INTRODUCCION

La industria, es un área que se encuentra en constante evolución que día a día exige cumplir con las especificaciones que el cliente demanda en innovación, calidad y tecnología; en los productos. Pero para lograr esto sabemos que el producto esta compuesto por piezas, piezas que requieren de un proceso o método de fabricación. En el presente trabajo se determina el proceso de fabricación para ciertas piezas de una engrapadora tipo pesado. Dentro del proceso de fabricación se busca determinar la forma más óptima y eficiente para la realización de un producto estableciendo una secuencia y el tipo de operaciones necesarias, la selección de herramientas y el equipo que se necesitara. Para esta selección de operaciones y maquinaria debe de considerarse una alternativa que nos proporcione un punto de vista consiente de los costos, para lograr una rentabilidad al momento de pensar en la ejecución de dicha alternativa. Con esto se quiere decir que el proceso de fabricación se centraliza en el desarrollo sistemático y optimo de la solución preferible hasta lograr un proceso de fabricación eficiente y que nos permita lograr costos bajos. Para lograr un funcionamiento óptimo de todas las operaciones consideradas como necesarias para la elaboración de cada pieza se deberán considerar ciertos aspectos que nos permitirán una mejor aplicación en las partes claves involucradas con el proceso de fabricación (costos, métodos y tiempo, control de calidad y ritmo de producción). El profesional responsable de los procesos al momento de elegir la propuesta que considere adecuada debe guiarse por la considerada como más rentable y eficiente, es decir la que permita mantener los costos en un rango mínimo o bajo un presupuesto estipulado con anterioridad, un proceso eficiente es la base entre ganar o perder. Ser eficiente es lograr los objetivos con los mínimos recursos.


i


Objetivo General:

II. OBJETIVOS

Diseñar el proceso de fabricación de una pieza, utilizando investigación bibliográfica y visitas técnicas a empresas, para conocer sus métodos de producción, teniendo en cuenta las operaciones que involucra y el desarrollo de cada una; obteniendo un modelo de proceso de fabricación para aplicarlo como base en nuestro trabajo. Objetivos específicos: •

Evaluar el diseño de la pieza y modificarla si se encuentra necesario.

•

Determinar el equipo de inspección necesario para mantener la calidad de las piezas fabricadas.

•

Conocer las capacidades, limitantes y funciones de la maquinaria a

utilizar. Determinar las fuerzas que intervienen en las distintas operaciones del proceso de fabricación.


ii


III. ALCANCES Y LIMITACIONES Alcances. Reconocer las operaciones básicas por las cuales se debe llevar acabo el proceso de fabricación de cada pieza. Conceptualizar todas las operaciones necesarias para realizar la fabricación de cada pieza. Reconocer el impacto en el costo de la pieza al implementar ciertas operaciones en el momento del diseño de la forma de fabricación de cada pieza.

Limitaciones. 

La mayoría de empresas no son accesibles, tanto a sus instalaciones como a brindar información, ya que no disponen del tiempo ni personal para brindar un recorrido y explicación de los procesos que realice.



La información sobre las maquinas y herramientas (especificaciones y precios)y a utilizar para los procesos es poco factible, debido a que son pocas las empresas que existen como proveedores de las mismas


iii


IV. GENERALIDADES ENGRAPADORA DE PALANCA TIPO PESADO

Una engrapadora de palanca tipo pesado es un producto que se utiliza principalmente en oficinas, fotocopiadoras, imprentas y otras aplicaciones. La razón de ello; radica en su naturaleza misma en el sentido de que puede disponerse para diferentes posiciones y materiales. La engrapadora de palanca tipo pesado se opera manualmente, en ella se ubica un depósito que se carga con una tira de grapas de acero. Cuando se oprime la palanca del gatillo, se libera un mecanismo de impulsión por medio de un resorte que clava las grapas una por una en hojas de papel, permitiendo de esta manera, la unión entre distintas superficies. Para la utilización de la engrapadora de palanca tipo pesado simplemente deberá empuñarse la palanca y empujar en forma pareja; asegurando que la parte delantera de la engrapadora este firmemente sobre la pieza de trabajo antes de activarla. Conceptos Básicos

Una engrapadora o engrapadora, es un dispositivo mecánico que permite unir dos o más hojas de papel en forma rápida y segura, ya sea en forma permanente o no, a través de un elemento de fijación llamado broche o grapa. Existen muchas configuraciones y diseños de dispositivos que permiten realizar esta tarea, no obstante la mayoría de ellos comparten los mismos componentes principales los cuales se detallan en el siguiente dibujo:

Funcionamiento

Al accionarse el mecanismo, el punzón desciende desprendiendo en su camino un broche, y ejerce la presión suficiente como para que sus puntas


1


atraviesen el papel y finalmente se plieguen al tomar contacto con los planos inclinados del yunque.

En las abrochadores de mesa, la fuerza sobre el punzón que desprenderá el broche de la barra adhesivada de broches, perforara el papel y el doblara las patas del broche, es ejercida directamente por el brazo del operador y en una sola dirección (hacia abajo). La contra fuerza es la reacción de la superficie de apoyo.

¿Cómo Logramos un Abrochado Perfecto?

El broche debe estar bien escuadrado, de igual largo de patas para iniciar y concluir la perforación al mismo tiempo.

Ambas patas del broche deben quedar enfrentadas dentro de la zona de inclinación óptima del yunque, es decir perfectamente alineado.

Si éste estuviera desplazado, tanto lateral como longitudinalmente, ya sea por debilidad del material ante un uso intenso, una caída y/o un mal calibrado, se correría el riesgo de un plegado imperfecto, con el probable trabado de la máquina en el canal de salida.

Es por eso importante que los materiales con que esté construida la engrapadora sean resistentes y del espesor adecuado, a la vez el diseño debe estar mecánica y ergonómicamente estudiado, de manera de evitar deformaciones debidas al uso que descalibrarían rápidamente la máquina.


2


Por ende el diseño estético debe ser consecuencia de la rigidez necesaria en los materiales en los puntos críticos de la máquina. La superficie del yunque debe ser extremadamente dura para evitar que con el uso intensivo, el mismo rozamiento de los broches arranque pequeñas virutas que impedirían el deslizamiento de los subsiguientes broches.

Por esta razón algunos yunques de las engrapadora son sometidas a un proceso térmico de endurecimiento llamado "Cementado" que evita el citado e irreparable desgaste aún después de años de funcionamiento. La curva del yunque debe ser tal, que permita que el broche encuentre en cada punto la inclinación adecuada para ése estado del proceso.

Sistemas de Recarga

Cerrado: El canal de carga se encuentra fijo y dentro de la estructura cerrada de la engrapadora. En éste caso se introduce la barra de broches por un extremo deslizándola hacia el interior del mecanismo. Es un sistema de fácil carga, aunque de difícil acceso en caso de que un broche quede trabado en el interior de la engrapadora. Además generalmente existe un empujador de broches que habrá que desprender cada vez que se cargue, con el consiguiente riesgo de pérdida del mismo.

Expulsor de cargador: Consta de un cargador de broches que es expulsado hacia afuera mediante el accionamiento de un botón o palanca, que lo expone para proceder a la Carga. Es un sistema de muy fácil operación, pero puede ocurrir, como en el caso anterior, que ante un broche trabado, se bloquee todo el mecanismo y sea muy difícil acceder para su destrabe.

¿Qué

hace?


3


La engrapadora tipo industrial tiene como único objetivo unir papeles, cartón y telas; pero en papel une en grandes volúmenes. Dependiendo del modelo que se adquiera, así existen de diferentes capacidades. ¿Quién lo usa?

La engrapadora industrial dada su capacidad de unir paginas, es utilizada por personas que laboran en oficinas como secretarias y en fotocopiadoras; personal que trabaja en centros educativos que estén a cargo de copias y papeleo. ¿Cómo se usa?

Conocido como método permanente de sujeción, este es el método que se utiliza permanentemente vinculante para los temas básicos de la conducción a través de la flexión y más de la grapa hacia adentro para rematar. Sin embargo, mas modernas grapadoras de metal tienen un archivo adjunto que puede girarse a elegir entre grapado hacia adentro y hacia afuera (en referencia a la forma en que el alimento básico es doblado). Clinches puede ser estándar squiggled, planas, redondeadas o completamente adyacentes a las de papel, a fin de pila de los documentos mas claramente. Algunas engrapadoras de oficina tienen una base que puede ser plegada de la manera en productos de primera necesidad a fin de que puedan ser conducidos directamente a un objeto sin uso del yunque. ¿Dónde se usa?

Este tipo de engrapadoras son de uso común en bastantes oficinas, centros de fotocopias y algún otro establecimiento donde se necesita engrapar cantidades de páginas bastante grandes ¿En que condiciones se usa?

Las engrapadoras de tipo industrial sirven para unir o apilar de manera practica o manual, diversas hojas al mismo tiempo, utilizando grapas de gran tamaño que perforan los papeles a unir y luego toma la forma de una mordida. Ósea sus extremos se unen al papel, al ser doblados por la misma engrapadora quedando unidas por medio de las grapas. En la engrapadora se utilizan cargas de grapas unidas por pegamento, con lo cual se proceso de engrapar es mas sencillo al igual que su recarga. Todas las engrapadoras industriales están diseñadas con características de durabilidad y velocidad de instalación integrada. Engrapadora Tipo Pesado

4


Engrapadoras para Producción

Están diseñadas para el engrapado de alto volumen. Es el método más rápido y preciso para instalar ganchos de alambre. A medida que las mordazas de la engrapadora hacen con los ganchos, las puntas del gancho penetran en la banda en el ángulo ideal produciendo un empalme óptimo. Los peines están disponibles para todos los tamaños de ganchos, lo cual hace que las engrapadoras para producción puedan engrapar cualquier tamaño de gancho clipper. Ejemplos de Engrapadoras industriales:

Grapas HCcerrado 150 hojas 68 mm 6 a 17 mm Estas exclusivas engrapadoras reforzadas están diseñadas para engrapar fácilmente grapas FIFA HC, se pueden engrapar desde 30 hasta 240 hojas con poco esfuerzo y sin dañar el papel.

grapas cerrado 240 83 mm HC hojas 8 a 24 mm Engrapadora

HD-30

Grapa

HC-14-C HC-38-C

HC-916-C

Largo De Pata 6 mm 8 mm 10 mm 13 mm 15 mm 17

Medi da

Hoj as

23/6

30

23/8

50

23/10

70

23/13

100

23/15

120

23/17

150


5


mm 20 HD-31 HC-1316-C 23/20 180 mm 24 23/24 240 mm Una característica esencial es la calidad de su elaboración siendo muy resistentes para ser utilizadas en una gran variedad de aplicaciones. Para mantener el excelente estado y el perfecto funcionamiento de una engrapadora industrial, el operador deberá mantenerla en las mejores condiciones, ósea sin residuos de papel, y el ordenamiento del material a trabajar para evitar el desengrape por errores no detectados y mantenerlo en lugar aseado. ¿Cuánto cuesta?

El precio de una engrapadora tipo industrial varia según sus especificaciones de material, capacidad de paginas para engrapar o modelos de producción.

$ 25.00

$30.00


6


Existen otros tipos de engrapadoras que sus costos varían de: $45.00 a $60.00 y pueden llegar a engrapar hasta 600 hojas.

V.

ANALISIS DE FABRICACION PARA ENSAMBLE DE EMPUJE.

Responsable: Francisco Javier Vásquez Escobar

Función: El ensamble de empuje ha sido diseñado con el fin de poder encajar y montarse en la guía de palanca, y también para unirse con el eje longitudinal y el carro de arrastre para que este a la vez empuje a las grapas a la posición de salida hacia las páginas. Material:

Acero de bajo contenido de carbono con 20%.

Norma:

AISI-1020, SAE-1020. (Nota: ver propiedades y características de Acero SAE-1020 en anexo1) Algunos detalles fundamentales que rigen la escogitacion del método de fabricación más conveniente, son: 1. Tipo de materia prima Ingeniería de producción ha propuesto el uso del material Acero SAE-1020, AISI-1020, un material fácil de conseguir, sin especificaciones de tipo especial. Por la función del ensamble de empuje se estudiara si este es el único material que se puede ocupar. 2. Tolerancias dimensionales Las tolerancias dimensionales se encuentran detallas en el plano 1, se analizaran cuidadosamente, para el desempeño optimo de la pieza. 3. Tipo de acabado requerido El acabado superficial exigido para la pieza es sin ninguna especificación, es decir será usado tal y como viene la materia prima. No se hará uso de ningún proceso o maquinaria para el tratamiento de la superficie. 4. Ritmo de producción El ritmo de producción requerido es de 94 piezas/hora. 5. Volumen total de producción El volumen de producción es: 200,000 piezas/año.


7


PASOS PARA PLANEACION DEL PROCESO DE

FABRICACION PARA EL ENSAMBLE DE EMPUJE Análisis del plano de la pieza para tener un panorama general de lo que se desea.

Para efectuar el análisis del plano se puede realizar de varias formas, pero dos son los métodos más comunes: •

Método de poner marcas.

•

Uso de la ficha de ruta.

La selección del método depende de la complejidad de la pieza y de la experiencia del ingeniero; para el análisis del plano del ensamble de empuje se usara una ficha de ruta, que nos proporciona un registro grafico de las especificaciones, proporcionándonos información detallada de las dimensiones, tolerancias, acabados, materia prima y detalles de su fabricación. FICHA DE RUTA Nombre de la pieza: Ensamble de Empuje Numero de la pieza: 15/28 Fecha: 01/11/08 Responsable: VE05003


8

depende de materi N ESPECIFICACIONE proces a matriz º S Análisis de Fabricación o prima Tecnología Industrial III

1 2 3 4 5 6

Vista Frontal Vista Derecha Desarrollo Montaje Cantidad Escala

7 Acabado 8 Tratamiento Térmico 9 Esp. de Materia Prima 1 Materia Prima 0 1 Ultima Fecha 1 1 Recubrimiento 2 Superficial 1 Perpendicularidad 3 1 Perpendicularidad 4 1 Paralelismo 5 1 Planicidad 6 1 Redondez 7 1 9.6 8 1 51.6 9 2 1 0 2 4 1 2 35.2 2 2 36.2 3 2 38.2 4 2 39.2 5 2 70.6 6 2 3.2 7 2 6.4 8 2 Agujero 3Ø 9 3 Agujeros 3Ø 0 3 20 1 3 22 2 3 28.6 3 3 6.4 4 3 12.8 5 3 Doblado a 90° 6

*

*

observaciones

requisito s de operació n

(1) Por unidad 2:1 Sin exigencia alguna(en bruto), Ra=25 máximo Ninguno AISI-1020, SAE-1020 1.2 mm Aceptada

*

Niquelado

*

*

Tol. ± 200 respecto a Superficie B

*

*

Tol. ± 200 respecto a Superficie C

*

*

*

Tol. ± 200 respecto a Superficie A

*

*

*

Tol. ± 100

*

*

Tol. ± 100 en agujero

*

*

*

Dimensión contorno con Tol. ± 100 Dimensión contorno con Tol. ± 500 Dimensión contorno con Tol. + 100 Dimensión contorno con Tol. ± 200 Dimensión contorno con Tol. ± 100 Dimensión contorno con Tol. ± 50

*

Dimensión contorno con Tol. ± 50

*

*

*

*

Dimensión contorno con Tol. ± 200 Dimensión contorno con Tol. ± 1000 Posición de agujero Tol. ± 100 Posición de agujero Tol. ± 100 Punzonar Tol. J16

*

Punzonar

*

* * * * *

* *

*

*

*

* * * * * *

*

Posición de agujero para desarrollo Distancia entre agujeros para * desarrollo Posición de agujero para * desarrollo Posición de agujeros para * desarrollo Engrapadora Tipo Pesado Dimensión contorno con Tol. ± 100

* * * * *

*

*

*

*

9

*


En la ficha de ruta las especificaciones 1 y 2, representan las vistas de la pieza que se va a fabricar. Las especificaciones 3 y 4 corresponden al desarrollo y montaje de la pieza respectivamente. Las especificaciones 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 y 37 constituyen las dimensiones de contorno o perímetro de corte para la pieza. Las especificaciones 38, 39 y 40 indican los dobleces de las caras que le darán la forma a la pieza. Las numeraciones 13 y 14 indican tolerancias de perpendicularidad respecto a las superficies B y C respectivamente. Las especificación 15 corresponde a la tolerancia de paralelismo respecto a la superficie A, la 16 a la tolerancia de planicidad de la lámina y la 17 a la tolerancia de redondez del agujero realizado en la vista lateral izquierda. Un área importante en esta pieza es el agujero de 3Ø (numero 30), realizado en la vista lateral izquierda, ya que de su realización bajo el cumplimiento de las exigencias, dará su mejor funcionamiento y desempeño la pieza. Los agujeros de 3Ø (numero 31), sirven para propósitos de fijación de la pieza al momento de su proceso de fabricación; por supuesto que estos dos agujeros deben quedar alineados. Las especificaciones 12 y 40 complementan la lista de las operaciones necesarias para la fabricación de la pieza. La especificación 7 también complementa las operaciones necesarias pero es la que también le da el acabado final y la presentación de la pieza a través de un revestimiento de níquel (Niquelado). Las especificaciones 28, 29, 32, 33, 34 y 35, pertenecen a cotas de posición de los agujeros que se realizaran en la pieza. Redactar recomendaciones hacia, o consultar con ingeniería del producto acerca de los cambios del producto.

En este paso para el planeamiento de la fabricación de la pieza, se consulta con el Ingeniero del producto para realizar pequeños cambios que reduzcan el costo total de fabricación o mejoras en el diseño para facilitar su elaboración, sin afectar el funcionamiento del producto. Puede ocurrir que ciertos detalles no vistos por el ingeniero del producto los vea más claramente o fácilmente el ingeniero de fabricación, pero también pueda ser que el ingeniero de fabricación no entienda o no le quede claro alguna medida o detalle de la pieza. Las recomendaciones de cambio para la pieza son: Aumentar la tolerancia de redondez para agujero de 3Ø. Eliminar tolerancias de agujeros elaborados solamente para el proceso. Cambiar el material por Acero de bajo contenido de carbono SAE-1010. • •

•


10


Recomendación 1: Se puede aumentar la tolerancia de redondez en el agujero a 500 micras, que es en donde se une el eje longitudinal con la pieza, ya que esta unión se realizara por medio de un remache, por lo cual se puede permitir que el agujero pueda ser mas grande que el eje y el remache hará el apriete necesario. De esta manera se pueden reducir costos, al no necesitar equipos de realización, medición y calibración para esta tolerancia, los cuales son muy costosos. Recomendación 2: Se sugiere eliminar las tolerancias en los agujeros colocados en la vista inferior de la pieza, ya que solamente se han realizado para ser utilizados durante el proceso de fabricación de la pieza, estos agujeros no se ajusta con otras piezas. Pero si se deben de estar alineados para el momento de la sujeción. Con este cambio se evita hacer el desgaste de equipo usado en donde si deben ser estrictas las tolerancias y la verificación de más tolerancias en la pieza, disminuyendo por ende el costo de fabricación sin afectar la calidad y el funcionamiento requerido. Recomendación 3: En lugar de usar acero SAE-1020, se sugiere utilizar acero SAE-1010 (ver propiedades y características en anexo 2), ya que las propiedades del acero SAE-1010 cumplen con los requisitos para el funcionamiento y desempeño de la pieza, la cual no será sujeta a impactos fuertes o presiones elevadas. De esta manera el costo de la materia prima se disminuirá. Elaborar un listado de las operaciones básicas requeridas para producir la pieza de acuerdo con el plano de las especificaciones. 

CORTADO

Cortar es separar, eliminar o deprender material, de modo que salgan partes cortadas según las medidas requeridas, generalmente es usado para reducir grandes dimensiones a secciones más pequeñas. La operación de cortado se puede realizar de diferentes maneras: Con desprendimiento de viruta: originado al usar herramientas como sierras, pulidoras o limas. Sin desprendimiento de viruta: usando matrices y prensas, cizalladoras o guillotinas. Rayo laser: se usa un laser, que por la intensidad bajo la cual trabaja permite el corte. Corte a la flama: se origina una llama a temperatura elevada que por la acción del calentamiento, permite el corte. •

•

•

•


11




PERFORADO

Consiste en una operación de corte que crea un agujero abierto sobre una superficie en un material dado, al separar una sección interior. La sección de metal removida es desperdicio. En esta operación el material remanente es la parte deseada. Esta operación se puede llevar a cabo con el uso de taladradoras (brocas) o punzones. 

RECORTADO

El recorte se realiza en una parte ya formada para remover el exceso de metal y fijar su tamaño. El recortado implica el corte del material a lo largo de una línea cerrada (perímetro), en un solo paso para separar la pieza del material circundante. La parte que se corta es el producto deseado en la operación y se designa como la parte o pieza deseada.  DOBLADO El doblado se define como la deformación del material alrededor de un eje recto. Es el formado del material tensando el material alrededor de un eje recto. Una operación de doblado comprime el lado interior del doblez y estira el lado exterior. El doblez toma una forma permanente al remover los esfuerzos que lo causaron.

Determinar el método de fabricación más conveniente y económico, y la forma de las herramientas para cada operación.

El método de fabricación mas conveniente debe ser aquel que considere todos los factores, detalles y exigencias en el diseño, debe ser aquel que cumpla con los requisitos de volumen de producción (200,000 piezas al año), ritmo de producción (94 piezas/hora), que cumpla con las características de la materia prima, también debe resultar ser el de mas bajo costo total de la pieza, teniendo en cuenta las herramientas a usar para el proceso de fabricación. MATERIAL

El material que se usara, debe tener propiedades para soportar esfuerzos a los que será sometido, de fácil adaptabilidad y manejo, capacidad de poder cumplir con las especificaciones de diseño; es por eso que se ha elegido usar acero de bajo contenido de carbono (SAE-1010) en forma de láminas, materia prima ideal para ser trabajada por troquelado. Engrapadora Tipo Pesado

12


Para la elección del método de fabricación se tienen las siguientes opciones: 

Mecanizado

El mecanizado es una operación con arranque de viruta, es decir con desprendimiento de material. Consiste en el uso de fuerza o habilidad humana para el manejo de las herramientas y maquinas, Generalmente este proceso se usa para volúmenes de producción bajos o para la elaboración de piezas especiales pero que no necesiten fabricación en masa, además requiere de mucho tiempo para su aplicación; por lo tanto esto implica costos elevados, un ritmo de producción demasiado lento y bajo, y también produce mucho desperdicio de materia prima. Por tanto se descarta como proceso de fabricación para esta pieza, ya que no es conveniente, y principalmente por generar costos elevados; ya que con esto fracasaríamos en la misión como ingeniería de fabricación, la cual es “Fabricar al más bajo costo”. 

Fundición

Se denomina fundición al proceso de fabricación de piezas que consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica. El proceso tradicional es la fundición en arena, por ser ésta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido.

El proceso de fundición consiste en: La realización de este proceso empieza lógicamente con el molde. La cavidad de este debe diseñarse de forma y tamaño ligeramente sobredimensionado, esto permitirá la contracción del metal durante la solidificación y enfriamiento. Cada metal sufre diferente porcentaje de contracción, por lo tanto si la presión dimensional es crítica la cavidad debe diseñarse para el metal particular que se va a fundir. Los moldes se hacen de varios materiales que incluyen arena, yeso, cerámica y metal. •

Se calienta primero el metal a una temperatura lo suficientemente alta para transformarlo completamente al estado líquido, después se vierte directamente en la cavidad del molde. En un molde abierto el metal líquido se vacía simplemente hasta llenar la cavidad abierta. En un molde cerrado existe una vía de paso llamada sistema de vaciado que permite el flujo del metal fundido desde afuera del molde hasta la cavidad, este es el más importante en operaciones de fundición. •


13


Cuando el material fundido en el molde empieza a enfriarse hasta la temperatura suficiente para el punto de congelación de un metal puro, empieza la solidificación que involucra un cambio de fase del metal. Se requiere tiempo para completar este cambio de fase porque es necesario disipar una considerable cantidad de calor. El metal adopta la forma de cav cavida idad del del molde olde y se establ tablec ecen en mucha uchass de las las prop propie ieda dade dess y características de la fundición. Al enfriarse la fundición se remueve del mold molde; e; para para ello ello pued pueden en nece necesi sita tars rse e proc proces esam amie ient ntos os post poster erio iore ress dependiendo del método de fundición y del metal que se usa. Entre ellos tenemos:  El desbaste del metal excedente de la fundición.  La limpieza de la superficie.  Tratamiento térmico térmico para mejorar sus propiedades.  Pueden Pueden reque requerir rir maqui maquinad nado o para para logra lograrr toler toleranc ancias ias estre estrecha chass en ciertas partes de la pieza y para remover la superficie fundida y la micro estructura metalúrgica asociada. •

La implementación de este método para la fabricación implicaría que los costos se eleven exageradamente, ya que para poder cumplir con el ritmo de producción requerido se necesitarían muchísimos moldes, el tiempo de enfriamiento es demasiado largo, el uso de maquinado después de ser sacado del molde, el uso de tratamientos térmicos después del desmolde; toda todass esta estass acti activi vida dade dess requ requie iere ren n dema demasi siad ado o tiem tiempo po y esto esto a la vez vez cond conduc uce e a altí altísi simo moss cost costos os,, y ento entonc nces es una una vez vez mas mas no esta estarí ríam amos os cumpliendo con la misión de la ingeniería de fabricación; razón por la cual se descarta el método de fundición para la fabricación de esta pieza. 

Troquelado

El troquelado es un método para trabajar láminas metálicas en frío, en forma y tamaño predeterminados, por medio de un troquel y una prensa. El troquel determina el tamaño y forma de la pieza terminada y la prensa suministra la fuerza necesaria para efectuar el cambio. El troquelado es un proceso que consiste en la utilización de una matriz (tro (troqu quel el)) y de una una pren prensa sa,, que que con con el ajus ajuste te de amba ambass se rea realiza liza la fabricación de piezas. Sirve para el corte limpio, hendido o perforación de form formas as irre irregu gula lare res; s; este este proc proces eso o pued puede e lleg llegar ar a fabr fabric icar ar más más de 500 500 piez piezas as/h /hor ora, a, segú según n la comp comple leji jida dad d de la mism misma a y la capa capaci cida dad d de la troq troque uela lado dora ra;; adem además ás el desp desper erdi dici cio o de mate materi rial al es much mucho o meno menorr al comp compar arar arlo lo con con el meca mecani niza zado do o fund fundic ició ión n y tamb tambié ién n es much mucho o más más económico que estos. La forma troqueladora es un molde con platinas que realizan el corte, la perforación o hendido del material del soporte, siguiendo el contorno o Engrapadora Tipo Pesado

14


perímetro de la figura troqueladora, hasta lograr el resultado deseado. La ubicación del soporte se realiza mediante una escuadra de introducción. La profundización de la forma se efectúa mediante un recorrido (carrera de troquelado). Después el material separado se expulsa. Los troquelados se llevan a cabo en espesores que varían desde 0.025 mm hasta 9 mm de espesor. El tamaño de las piezas va desde la más pequeña usada en los relojes de pulsera, hasta los, grandes tableros empleados en camiones o aviones. La maquina utilizada para este proceso, se conoce como prensa. Consiste de un bast bastido idorr que que sost sostie iene ne una una banc bancad ada a y un arie ariete te,, una una fuen fuente te de potencia, y un mecanismo para mover el ariete linealmente y en ángulos rectos con relación a la bancada. Las prensas tienen capacidad para la producción rápida, puesto que el tiempo de operación es solamente el que nece necesi sita ta para para una una carr carrer era a del del arie ariete te,, mas mas el tiem tiempo po nece necesa sari rio o para para alimentar el material. Por consiguiente se pueden conservar bajos costos de prod produc ucci ción ón.. Tien Tiene e una una adap adapta tabi bili lida dad d espe especi cial al para para los los méto método doss de prod produc ucci ción ón en masa masa,, como como lo evid eviden enci cia a su ampl amplia ia apli aplica caci ción ón en la manufactura de piezas para automóviles y aviones, artículos de ferretería, juguetes y utensilios utensilios de cocina. No es muy correcto llamar a una prensa, prensa dobladora, prensa de repujado, o prensa cortadora, entre otras, pues los tres tipos de operaciones se pueden hacer en una maquina. La clasificación más general de las

prensas es:     

Fuente de energía. Ariete. Diseño del bastidor. Métodos de aplicación de potencia al ariete. Propósito de la prensa.

Además de su clasificación las prensas se encuentran por tipos:       

Prensa sencilla. Prensa abierta con guía punzones. Prensa cerrada con guía punzones y guías laterales. Prensa abierta con columnas de alimentación. Prensa con sujetados y columnas de guía. Prensa abierta con porta punzón y sujetador. Prensa abierta con guías y resorte de repulsión.

Para seleccionar el tipo de prensa a usar en un trabajo dado, se deben considerar: el tipo de operación a desarrollar, tamaño de la pieza, potencia requ requer erid ida, a, y la velo veloci cida dad d de la oper opera ación ción.. Las Las maqu maquin ina as oper operad adas as Engrapadora Tipo Pesado

15


manualmente se usan para trabajos en lamina delgada de metal, pero la mayor parte de maquinaria para producción se opera con potencia. Otra forma de agrupar a las prensas, esta en función del número de arietes o los métodos para accionarlos. Por lo cual se ha decidido que el método para la fabricación del ensamble de empuje sea a través del troquelado, ya que es económico, llega a cumplir el ritmo de producción (94 piezas/hora), no presenta excepción con alguna parte del diseño; es decir es el más conveniente. Para conocer un poco mas sobre este método se detallaran las operaciones que realizaremos con el para la fabricación de la pieza y características características de las l as herramientas. herramientas. La utilización de este método implica el uso de una herramienta básica denominada troquel o matriz, la cual consiste en: TROQUEL

Es la herramienta que se usa para aplicar alguna acción de troquelado en la pieza, conocida comúnmente como matriz, está especialmente construido para para la oper opera ación ción que que va ha efec efectu tua ar y no es adecu decuad ado o para para otra otrass operaciones. El troquel tiene dos mitades, entre las cuales se coloca la lámina metálica. Cuando las dos mitades del troquel se juntan se lleva a cabo la operación. Normalmente, la mitad superior del troquel es el punzón (la parte más pequeña) y la mitad inferior es la matriz (la parte más grande). Cuando las dos mitades del troquel se juntan, el punzón entra en la matriz. Cabe notare que el troquelado de láminas metálicas incluye el corte o cizallado, el doblado o formado y las operaciones de embutido superficial o profundo.

Componentes de un punzón y un troquel (matriz) para una operación de corte de formas.

Existe Existen n difere diferente ntess tipos tipos de matri matrice cess estas estas varía varían n según según el númer número o de operaciones separadas separadas que se ejecutan en cada acción de la prensa y cómo se realizan dichas operaciones: operaciones: 

Matriz simple: Ejecuta una sola operación con cada golpe de la prensa. Engrapadora Tipo Pesado

16




 

Matriz compuesta: Realiza dos operaciones en un solo lugar, tales como corte y punzonado, o corte y embutido, tiene problemas de costos para composiciones de corte grandes. Matriz combinada: Es menos común; ejecuta dos operaciones en dos diferentes posiciones de la matriz. Matriz progresiva: Ejecuta dos o más operaciones sobre una lámina de metal en dos o más posiciones con cada golpe de prensa. La pieza se fabrica progresivamente. El rollo de lámina se alimenta de una posición a la siguiente y en cada uno de estos lugares se ejecutan las diferentes operaciones (por ejemplo, punzonado, muescado, doblado y perforado).

Las operaciones que se realizaran para el proceso de elaboración del ensamble de empuje, se definen a continuación: 1. Recepción y almacenaje de la materia prima Para empezar el proceso de fabricación necesitamos la materia prima la cual primeramente se recibe el material y se almacena, hasta el momento de uso. La presentación del material es en láminas de acero de bajo contenido de carbono de 2 x 1 m. 2. Trasporte a área de cortarlo

Se traslada el material en bruto (laminas de 2 x 1 m), a la cizalladora donde se cortara en laminas mas pequeñas; en tiras de (2 x 0.1058) m. 3. Cortar

Conocido como cizallado, porque la realizaremos con una cizalladora. Es un proceso de corte para láminas y placas, produce cortes sin que haya virutas, calor ni reacciones químicas. Suele ser en frió en especial con material delgado de muchas clases. También conocido como guillotinado; en general es para cortes rectos a lo ancho o a lo largo del material, perpendicular o en ángulo. La acción básica del corte incluye bajar la cuchilla hasta la mesa de la maquina, para producir la fractura o rotura controladas durante el corte. La mayoría de las cuchillas tienen un pequeño ángulo de salida.


17

Análisis de Fabricación Tecnología Industrial III (a) vista lateral de la operación, (b) vista frontal de la cizalla.

Para nuestro caso el pliego de materia prima de (2 x 1) m, será introducido a la cizalladora y se cortaran tiras de (2 x 0.1058) m; del cual saldrán 9 tiras por pliego, que serán las que se introduzcan en la prensa troqueladora. 4. Traslado al área de la troqueladora

Una vez cortadas las tiras de lámina estas son llevadas al área donde se encuentra la troqueladora, que será la que dará la forma a la pieza. 5. Punzonado

El punzonado es la operación mecánica de perforado, llamada así por realizarse con la herramienta llamada punzón. Las tiras de lámina cortadas en el cizallado serán las que se introduzcan a la matriz y esta paso a paso ira dando la forma a la pieza y lo primero que realizara es el punzonado de los 3 agujeros de 3Ø. El borde superior de corte (punzón) se mueve hacia abajo sobrepasando el borde estacionario inferior de corte (matriz). Cuando el punzón empieza a empujar el trabajo, ocurre una deformación plástica en las superficies de la lámina, conforme éste se mueve hacia abajo ocurre la penetración, y corta el metal. La relación entre espesor de la chapa (S) y el diámetro(D) del punzón resulta a S/D para la chapa de hierro y punzón de acero, con valor de 1,2 máximo. 6. Recortado

Una vez realizado el punzonado la tira de lámina continúa dentro de la matriz y esta es cortada a lo largo de una línea cerrada en un solo paso para separar la pieza del material circundante. La aplicación de una fuerza de compresión sobre la matriz obligara a éste a penetrar en la chapa, creando una deformación inicial en régimen elastoplástico seguida de un cizallamiento y rotura de la tira metálica por propagación rápida de fisuras entre las aristas de corte. El proceso termina con la expulsión de la pieza cortada, que es la que nos interesa. 7. Doblado

Cuando finalmente obtenemos la pieza como vista de desarrollo solamente nos hace falta la operación de doblado, en donde finalmente se obtendrá la forma definitiva de la pieza. Para doblar la chapa, es importante que ésta no sufra alargamientos ya que de lo contrario tendrá variaciones en el espesor. Para que esto no suceda, es necesario calcular con ciertos procedimientos analíticos las herramientas y una regulación exacta de la carrera del troquel. Para esta operación, hay que tener en cuenta los siguientes factores: el radio de curvatura y la elasticidad del material. La pieza al igual Engrapadora Tipo Pesado

18


que al momento del recortado es sujetada en los agujeros de la vista inferior para que al aplicar la fuerza para el doblez no se vaya y deformarse. Para

lograr el doblez deseado, será necesario doblar el material un poco más de lo requerido a fin de que en el momento de la recuperación no se salga de las tolerancias estipuladas. 8. Transportar a área de quitar rebabas y verificar medidas

La pieza ya formada será llevada al área de verificación de medidas y quitar rebabas. 9. Quitar rebabas y verificar medidas

Una vez terminada la forma de la pieza se verificaran las medidas y especificaciones del diseño y a la vez se le quitaran las rebabas, esta operación se realizara con el uso de una rebabadora, en la cual se pasaran los filos del contorno dejado por el troquelado 10.

Transportar a área de limpieza de la superficie

Una vez verificada la pieza será movida al área de limpieza de la superficie. 11.

Desengrase

El desengrase consistirá en eliminar los restos de aceite y grasa que estén sobre la superficie de la pieza, para mejor adherencia al níquel. El desengrase puede efectuarse básicamente de dos formas, estas se resume en la tabla 1. Método Limpieza con solventes

Limpieza con base acuosa

Materiales - Tricloroetano - Metanol - Acetona - Detergentes - Cáusticos - Ácidos

-

Como se usa Desengrasado a vapor Inmersión Frotamiento Tanques calientes Rociado Limpieza ultrasónica

Tabla 1

Para esta pieza se usara el método de limpieza con solventes a través del desengrasado a vapor. Se pondrá a hervir un solvente limpiador, con hidrocarburos clorados, para obtener una fase de vapor caliente, en donde se introducirá la pieza. La fase de vapor se condensara sobre la superficie de la pieza, disolviendo cualquier señal de aceite y grasa. Según se condense mas vapor será mayor la suciedad disuelta. Al terminar esto se sacara la pieza del tanque se limpiara y secara. Engrapadora Tipo Pesado

19


12.

Decapado

Para preparar mejor la superficie de la pieza se le realizara un decapado. El objetivo de este es eliminar las capas de oxido formadas en la superficie de la pieza debido al contacto entre estas y la atmosfera. El decapado se puede realizar por medio de una solución acida o una alcalina. Una vez desengrasada la pieza se le aplicara el decapado con solución alcalina, para eliminar la herrumbre y oxido, la pieza será introducida a un tanque que contiene soda caustica con aditivos de detergentes y agentes quelantes. 13.

Inspección

Se realiza una inspección para verificar que la pieza cumpla con las características requeridas y hechas hasta el momento en medidas, detalles del diseño y calidad de la superficie. 14.

Transportar a área de recubrimiento

Una vez terminada la limpieza de la superficie la pieza será transportada al área para recubrimientos. 15. Cobrizado Una vez la superficie de la pieza se encuentre en condiciones optimas para el recubrimiento este comenzara con un cobrizado; con el propósito de ser un recubrimiento base para el niquelado que se le hará posteriormente. La pieza será introducida a un tanque que contiene el baño de cobre. El proceso consta de dos etapas: Baño de cobre alcalino: se emplearan ánodos de cobre en forma de bloques, estos son depositados en cestas de titanio las cuales son envueltas en bolsas de polipropileno. El baño se realiza a temperatura ambiente, utilizando un voltaje entre 5 a 7 V, aplicando agitación manual, entre 1 a 10 minutos dependiendo del tamaño de la pieza. Baño de cobre acido: se utilizan ánodos de cobre acido o electrolítico en la misma forma que con el baño anterior. Es operado a temperatura ambiente, utilizando de 1.5 a 5 V, aplicando agitación manual, la permanecía de la pieza en el baño oscila de 1 a 1.25 horas dependiendo del tamaño de la pieza. Cuando la pieza sale de cada baño es enjuagada con agua con la finalidad de eliminar residuos de sales. •

•

16.

Niquelado


20


Una ver cobrizada la pieza se le realizara un recubrimiento con níquel para proporcionarle una mejor apariencia decorativa. La pieza será introducida en un tanque, que tendrá ánodos de níquel en presentación de róndelas y laminas, los cuales se depositan en cestas de titanio envueltas en bolsas de polipropileno, para evitar cualquier contaminación. La composición del baño de níquel es: • • • • • •

Sulfato de níquel: 300g/l Cloruro de níquel: 60g/l Acido bórico: 45g/l Abrillantador #150: 1.85-2.22 ml/l Abrillantador #220: 1.85-2.22 ml/l Antiporo: 0.185-0.37 ml/l

El baño será operado a temperatura ambiente, utilizando voltaje entre 2 a 6 V, se aplica agitación manual y el tiempo de permanencia del baño oscila entre 1 a 1.5 horas. Cuando la pieza sale del baño de níquel es enjuagada con agua con la finalidad de eliminar residuos de sales que pudieron haber quedado en la superficie.

17.

Transportar a área de inspección

Una vez terminado el recubrimiento final de la pieza esta es trasladada al área de inspección. 18.

Inspección

Se realizara una inspección final para verificar todos los requisitos de diseño de la pieza ya terminada. 19.

Transportar a área de montaje

Una vez aprobada la inspección final del la pieza esta será llevara al área de montaje del producto. 20.

Montaje

Finalmente ya trasladada al área de unión con las demás piezas se realiza el montaje completo del producto. DETERMINACION DEL EQUIPO NECESARIO

Para Para deter determin minar ar la capa capacid cidad ad del equipo equipo que se necesi necesitar tara, a, se calcu calcula la utilizando la ecuación: Engrapadora Tipo Pesado

21


F

=

L * t * Ss

Donde: F: Fuerza (toneladas). L: Perímetro total de corte. t : Espesor del material Ss.: Resistencia al cizallamiento del material (ton/pulg², kgf/mm², etc.) L = 398 mm t = 1.2 mm

Ss = 39 Kg/mm 2 F = (398)*(1.2)*(39) = 18,626.4 Kg = 18.62 Ton

Por lo cual usaremos una prensa con capacidad de 25 Toneladas.

Una Una vez vez cono conoci cido do el méto método do,, la dete determ rmin inac ació ión n del del equi equipo po,, mate materi rial al y herramientas, es necesario evaluar ciertas alternativas para la fabricación, realizando un análisis de comparación de costos, requisitos del diseño y producción. Las alternativas propuestas son:

ALTERNATIVA 1: USANDO 2 MATRICES Descripción

Ritmo de producción Materia Materiall

Herramienta s

Costo($/unidad )

Costo($/año)

Acero Acero SAE 1010 1010 (2 x 1) m Cizallas

20.19

19,523.73

600

Matriz para punzonar y recortar Matriz para doblar

1,50 0 1,70 0 75

20 0 30 0 34 0 15 0 900

100 piezas/hora

Banda para rebabadora Cizalladora (ver Equipo anexo 3) Prensa; se usaran dos, os, una para ara cada ada matriz (ver anexo 4) Rebabadora(ver anexo 5) Revestimient Cobrizado o Niquelado Mano de Supervisor obra directa Operario (MOD)

4,50 0 5,300 c/u

1,060 c/u

1600

320

0.04 (por pieza) 0.09 (por pieza) 300 (por mes) 180 (por mes)

8,000 18,000 3,600 2,160

Total Engrapadora Tipo Pesado

$ 22


55,613.73/año ALTERNATIVA 2: USANDO UNA MATRIZ PROGRESIVA Descripción

Ritmo de producción Material Herramient as

Costo($/unida d)

Costo($/año)

20.19

19,523.73

600

20 0 1,140

75

15 0 900

100 piezas/hora Acero SAE 1010 (2 x 1) m Cizallas Matriz progresiva para punzonar, recortar y doblar Banda para rebabadora

Cizalladora (ver Equipo anexo 3) Prensa (ver anexo 4) Rebabadora (ver anexo 5) Revestimien Cobrizado to Niquelado Mano de Supervisor obra directa Operario (MOD)

5,700

4,50 0 5,300 1600

1,060 320


8,000 18,000 3,600 2,160

Total

$ 55,053.73/año

Hay que aclarar que el análisis se ha realizado para un costo de fabricación anual, por lo cual la maquinaria y herramienta herramienta ha sido evaluada por el costo que tendrá anualmente la fabricación. Esto se ha realizado en base a la vida útil aproximada del equipo, de los datos obtenidos por el fabricante y experiencia del operario. Razón por la cual se ha recomendado que para mantener la calidad en el proceso se utilicen las cizallas durante 3 años, las matrices por 5 años y las l as bandas para la rebabadora 6 meses; ya que con el uso sufren desgaste. Con respecto a la materia prima, se usaran 967 pliegos por año, de donde cada pliego se sacan 9 tiras de (2 x 0.1058) m y de cada tira se obtienen 23 piezas; dando un total de 207 piezas por pliego y de esta manera cumplir con el volumen de producción (ver plano 2). Si observamos el grafico 1 y al dividir el costo total anual entre el número de piezas piezas fabric fabricad adas as anuale anualess (200,0 (200,000 00 piezas piezas/añ /año, o, RPR), RPR), se determ determina ina claramente la alternativa que nos conviene; que para la fabricación del ensamble de empuje convien iene la alte lternativa iva 2; cumple con las Engrapadora Tipo Pesado

23


especificaciones de producción y es de mas bajo costo, comparada con la alternativa 1.

Grafico 1

Costo por pieza de alternativa 1: Costo por pieza de alternativa 2:

55,613.73 200,000

=

$0.28 / pieza

=

$0.27 / pieza

55,153.73 200,000

De esta manera determinamos que el método de fabricación mas conveniente y económico es el troquelado, con el uso de una matriz progresiva; en donde el costo total por cada ensamble de empuje fabricado será de: $ 0.27/pieza.

Proyectar la mejor forma de combinar las operaciones y ponerlas en secuencia.

Las operaciones que se describieron en el paso anterior, se deben colocar en la mejor secuencia, para ello se deben determinar las operaciones primarias, secundarias y auxiliares del proceso. Siendo valiosa la siguiente metodología: i. ii. iii.

iv.

Determinar las superficies primarias para posicionar y calibrar. Establecer las operaciones primarias de fabricación. Establecer las operaciones secundarias y ordenarlas en la secuencia aparentemente mejor. Establecer las operaciones auxiliares.


24


Operación

Cizallado Perforar (punzonado) Recortado Doblado Cobrizado Niquelado Quitar rebabas Desengrasado Limpieza de superficie Decapado Inspección Transporte Montaje

Operación Primaria

Operación Secundaria

Operación Auxiliar

       

la

    

A continuación se muestra el diagrama de operaciones para la fabricación del ensamble de empuje.


25



26


Especificar los equipos de medición requeridos para el proceso. Finalmente se deben especificar los calibradores necesarios para mantener la calidad de las piezas producidas por el proceso de fabricación completo; deben ser adecuados para conservar la parte apegada dimensionalmente a las especificaciones del plano y asegurar su funcionamiento apropiado. Se determino que para la verificación de las medidas de contorno, se puede lograr con la construcción de una plantilla que poseerá todas las medidas de la pieza ya fabricada (con sus tolerancias para cada una de las dimensiones), esto nos proporcionara una rápida comprobación de la pieza con sus tolerancias especificadas en los planos de diseño y fabricación.

Se ocuparan también instrumentos de medición ya establecidos, como lo son: •

•

•

Escuadra: servirá para la verificación de la perpendicularidad de la pieza

Calibrador de agujeros: se utilizara para la verificación de la medida del agujero que se ensamblara con el eje longitudinal, y también se tolerancia.

Vernier (Pie de rey): se usara un vernier digital para facilitar la lectura, este deberá ser constantemente calibrado, se usara en momento cuando se presenten problemas con el encaje de la pieza en la plantilla.


27



28


V. ANALISIS DE FABRICACION DE GUIA DE PALANCA Breve introducción. Denominación: Guía de Palanca de la Engrapadora tipo Pesada. Responsable: Esmeralda del Transito García Zuniga GZ05013. Función: La guía de palanca es importante por que en ella de tienen que encajar la mayoría de piezas de la guía de palanca, por esta razón, los agujeros circulares, rectangulares, embutidos y el doblado que le dan la forma a la pieza deben ser fabricados como se especifica en el diseño para que a la hora del montaje, todas las piezas encajen como se espera, además tiene que ser una pieza fuerte ya que tiene que soportar los esfuerzos que le generan las demás piezas ya en el uso de la engrapadora. Material: Acero de bajo contenido de carbón (Lamina de Acero de 1/16 plg.) Norma: AISI SAE 1020. Propiedades del material: Acero medio carbono bajo la norma SAE. Por su contenido de carbono estos aceros se utilizan para la fabricación de piezas estructurales de mediana resistencia. Composición Química (%):

SAE 1020

Carbono 0.22%

Silicio 0.2%

AISI C1020

Manganeso 0.6%

Fósforo 0.22%

Azufre 0.11%


29


1. Analizar el plano de la pieza para tener un panorama general de lo que se desea.

Ficha de Ruta.

Nombre de la pieza: Guía de palanca. Numero de la pieza: Fecha:18/Nov/2008. Responsable: GZ05013 Nº Especificación. 1 2 3 4

Vista frontal Vista inferior Desarrollo Montaje

5 6 7 8 9

Cantidad Escala Acabado Tratamiento Térmico Esp. de materia prima Materia prima 3-3.3 5-5.3 3.5-3.8 12-12.3 4-4.3 18-18.3 3-3.3 9.3-9.6 20.2-20.5 2.5-2.8 4.5-4.8 3-3.3 8-8.3 8-8.3 20-20.3 36-36.3 26-26.3 57-57.3 Agujero 5-5.1 Ø Agujero 4-4.1 Ø Agujero 9.5*4 ±100 Agujero 6*4 ±100 Agujero 6

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

Depende de Mat. Matriz Prima

Proces Observaciones o

Requisitos de la Operación

Vista muestra propósito (1) por unidad. Cepillo Ninguno. SAE 1020 CRS 0.051’’ espesor Dimens.contorno Dimens.contorno Dimens.contorno Dimens.contorno Dimens.contorno Dimens.contorno Dimens.contorno Dimens.contorno Dimens.contorno Dimens.contorno Dimens.contorno

          

* * * * * * * * * * *

      

•



















Dimens.contorno Dimens.contorno Dimens.contorno Punzonar Punzonar Punzonar Punzonar Permite distorsión


* * * * * * * *

30


34 Tope 3-3.1Ø





35 Medio agujero 1.51.6 R 36 1.5 R



37 Agujero 2.5-2.6 R 38 13 Ø



39 Altura del tope 1-1.3 40 41 42 43





135.5-135.8 124-124.3 115.2-115.5 103.2-103.5









Estampado

*

Permite distorsión Permite distorsión Punzonar Permite distorsión Permite distorsión

*



*

Permite distorsión



47 18-18.3



48 49 50 51





Permite distorsión Permite distorsión



* * *

  





Tolerancia

* *

52 Agujero 4.5*16.4±300 53 12.8



Punzonar



54 Agujero 7*4.8±300 55 43.2



56 7 R



Permite distorsión Punzonar Permite distorsión Permite distorsión Embutido, permite distorsión Punzonar Permite distorsión Punzonar







58 Agujero 5*2.8±300 59 Agujero 2.5 R



60 61 62 63 64 65 66 67 68



Agujero 7*5±300 6-6.3 24.4-24.7 31-31.3 8-8.5 5.5-5.8 6-6.3 Agujero 7-7.3 R 8.5-8.8

* *





57 8-8.05 Øext, 7 Øint.

*



44 83.-83.3 45 53-53.3 46 20-20.3

16.8-17.1 8-8.3 3.5-3.8 16.4-16.7







* * Øint. * * * *

      

Dimens.contorno

*




31


69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

7-7.3 30.8-31.1 121-121.3 126-126.3 36.8-37.1 34-34.3 1.5 R 36-36.3 13-13.3 6-6.3 3.5-3.8 8

      

Dimens.contorno

*

*

   

82 Doblar a 90







Permite distorsión Permite distorsión Doblado

83 Uñeta 4.53-4.56







Doblado

*

84 Uñeta 4.23-4.26







Doblado

*

85 Uñeta 4.48-4.51







Doblado

*



81 25.5

86 Tolerancia perpendicular micras 87 Tolerancia paralelismo micras 88 Nota



50 50

* *

Doblado Doblado Quitar rebabas

las

Lista de las operaciones requeridas: se puede observar en la ficha de ruta para la guía de palanca, los datos ordenados de acuerdo al orden estudiado en el plano del diseño, en el que primero se observa en la vista los contornos y las especificaciones anotadas, tamaño y ubicación de superficies y agujeros.

En la ficha de ruta para la guía de palanca tipo pesada, las especificaciones 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 26, 27 y 51, son superficies que constituyen el perímetro de corte. Las especificaciones 79 y 80 indican los dobleces que le dan la forma a la pieza. La especificaciones 82 indican la forma de las lengüetas, aquí hay una parte de la pieza que no se doblan aunque se ubiquen en le eje de doblez. La especificación 34 indica un tope de media esfera pacha de 3 Ø, el cual tiene que estar alineado en una cara lateral con el otro tope de la otra cara lateral, ya que tienen que sujetar una pieza.


32


La especificación 57 indica un agujero de forma cilíndrica, que sale de la supe superf rfic icie ie infe inferi rior or de la piez pieza, a, este este sirv sirve e para para sost sosten ener er un reso resort rte e de compresión. Las Las perf perfor orac acio ione ness de las las espe especi cifi fica caci cion ones es 83, 83, 84, 84, 85 tien tienen en su form forma a definida como se muestra muestra en el diseño, con el propósito propósito de sujetar resortes resortes de tensión. Los agujeros críticos son los dos de 5-5.1 Ø (numero 29), los dos de 4-4.1 Ø (numero 30) y los dos de 5-5.1 Ø (numero 37), los agujeros mencionados sirven para fijación de otras piezas mediante pin y pasadores, en los que se necesi necesita ta movilid movilidad ad.. Tambié También n se tienen tienen los dos agujer agujeros os de 9.5*4± 9.5*4±100 100 (numero 31) y los dos agujeros de 6*4±100 (numero 32), estos sirven para que se pueda ensamblar y sujetar bien una pieza de plástico. Por esta razón deben quedar alineados, se pueden recortar en lo plano y después doblar la pieza pero se debe tomar en cuenta que de esta forma es muy importante seguir las recomendaciones de las tolerancias geométricas de paralelismo y perpendicularidad. De acuerdo a las tolerancias, de la ubicación de los agujeros, es mejor en cuanto a herramientas económicas recortar los agujeros en la pieza plana, si se dispone de superficies de referencia para la operación de doblado. Por esta razón es que se ocupan los agujeros de las especificaciones 33 y 59 los cuales si se observa en el diseño (plano Nº 3) están separados para mejorar geométricamente geométricamente la fijación. Idealmente, las operaciones de corte y recorte se deben de completar en una sola operación axial como en una matriz compuesta, para tener mas precisión de los agujeros con el corte y en la misma operación se puede realizar la embutición y el estampado que se necesita para la pieza, pero para una construcción mas fuerte de la matriz y mas económica y poder hace hacerr caer caer el punz punzón ón a trav través és de la matr matriz iz se sele selecc ccio iona na una una matr matriz iz progresiva de dos estaciones. Unos pilotos en la estación de corte pueden fijar el material antes del corte del perímetro, en la segunda estación se puede realizar la embutición, punzonado y el estampado. Los agujeros de la especificación 33 y 59 se pueden incluir en la operación de recorte, aun si se produce alguna distorsión en su colocación en la operación final de conformación. Esto es posible ya que la distorsión es permisible en estos agujeros. * Ver el plano de operación de corte Plano Nº 2 La especificaciones 82 corresponden a los dobleces necesarios para darle la forma deseada a la pieza, el dobles se hará en una sola operación usando tres agujeros de las especificaciones 33 y 59, para fijar el material en la matriz. El uso de estos agujeros de fijación asegura el alineamiento de los agujeros de las especificaciones 29, 30, 31, 32 y 37 de igual forma el estampado de la especificación 34. Se nota en la ficha de ruta de la guía de palanca que la opera operació ción n del modela modelado do depend depende e del mater material ial,, matr matriz iz y el proces proceso. o. La


33


operación de modelado sugiere que se haga en una sola operación, para dar una mejor relación de las superficies formadas. Por eso se decidió que los dobleces que requieren de los agujeros de las especificaciones 83, 84 y 85, se hacen en la misma operación de modelado, ose en el doblez. * Ver el plano de fijación para operación de modelado, el plano del doblez de lamina. Si se requiere, por la formación de alguna rebaba, es conveniente quitar las rebabas antes de llevar la pieza a la operación de modelado.

Redactar recomendaciones hacia, o consultar con ingeniería del producto acerca de los cambios del producto. Los cambios cambios que se recomiend recomiendan, an, no son para cambia cambiarle rle la forma a la guía de palanca, ya que esto afectaría de alguna manera su funcionamiento. De acuerdo con el estudio realizado se pudo observar que la pieza tiene un buen diseño que cumple con los requisitos de funcionamiento, estos son los del buen alineamiento de los agujeros que permi permiten ten que pasad pasadore oress y pines pines pueda puedan n ensam ensambla blars rse e sin proble problema ma,, también se puede sujetar otras piezas en la guía de palanca ya que su diseño incluye estampados, embutidos y el uso de uñetas que terminan completando el montaje total. Ahora bien aunque no se cambie el diseño de la pieza, puede haber cambio en el material a utilizar, si presenta un costo mas bajo, siempre y cuando cuando el nuevo nuevo mater material ial cumpla cumpla con los propie propiedad dades es del del mater material ial requeridas, estas propiedades pueden ser como dureza, resistencia, y elasticidad. Para que en el uso la pieza no se quiebre, no se doble y resista a los esfuerzos al que estará expuesta en el uso. En el plano se le recomendó al ingeniero del producto ser mas especifico en cuanto a dimensiones en el dibujo, estas dimensiones incluidas en el plano son:      

Alturas de las uñetas en las especificaciones 83, 84 y 85. La distancia hacia los centros de los radios en las especificaciones 55 y 53. La altura del tope en la especificación especificación 39. La dimensión de la especificaron 15. Verificar si era correcto el radio de la especificación 56. Se agrego el eje de simetría en la vista del desarrollo.

También se recomendó hacer un ajuste en las tolerancias ya que las tolerancias que el ingeniero del producto especificaba eran muy grandes lo que impedía tener una tolerancia mínima en los agujeros criticas, además de el buen ensamble con otras piezas. Se puede observar en el plano 1 que las tolerancias están cambiadas, y esto aunque nos obliga a tener un costo mayor por la utilización de herramientas mas precisas, es posible llegar a la tolerancia nueva con una buena maquina y se asegura Engrapadora Tipo Pesado

34


que las las dimension iones sean como las requerida idas para el buen funcionamiento de la pieza.

Elaborar un listado de las operaciones básicas requeridas para producir la pieza de acuerdo con el plano de las especificaciones. De acuerdo con el análisis del diseño y con la información organizada en la ficha de ruta de la guía de palanca las operaciones básicas que se necesitan para darle la forma a la pieza son:      

Cizallar Recortar Perforar Embutir Estampar Doblar

Operación de corte: Ya que en primera instancia el material para hacer la pieza viene en pliegos, es necesario cortar en tira el material. Esta operación consiste en corte de metal que implica un sometimiento a un esfuerzo de de corte superior a su resistencia resistencia límite entre filos cortantes cortantes adyacentes conforme la herramienta con filo desciende sobre el metal. La presión produce primero una deformación plástica cuando el metal se somete a un esfuerzo muy alto entre los filos y las fracturas se inician en la lámina a medida que continúa la deformación cuando se alcanza el límite de resistencia del material. La fracción se alcanza si el juego es correcto y ambos filos tienen el mismo aguzado. Operación de Recortado: El recortado es una operación de corte, con el mismo principio que el punzonado. El recortado consiste en dar un corte perimetral el cual define sobre la lamina todas las superficies exteriores de la pieza. Operación de perforado: Es una operación por medio de la cual se hacen agujeros en chapas metálicas, esta operación se puede realizar a mano y a maquina. El perforado a maquina se realiza con cualquier maqu maquin ina a que que teng tenga a la prop propie ieda dad d de gira girarr y pued pueda a adap adaptá társ rsel ele e un dispositivo que ejecute la acción de perforar. Operación de embutición: Dar a una chapa metálica la forma de un molde o matriz matriz prensándola prensándola o golpeándola sobre ellos. Para una hoja de metal, operación de formación que transforma un disco plano en una copa hueca con un fondo cerrado. Las operaciones de dibujo también pueden crear cajas y otras formas más complejas. Operación de estampado: Se usa para crear indentaciones en una lámina, como venas, letras o costillas de refuerzo. Se involucran algunos estir estiram amien ientos tos y adelga adelgazam zamien ientos tos del metal. metal. Esta Esta opera operació ción n puede puede Engrapadora Tipo Pesado

35


parecer similar al acuñado (grabado). Sin embargo, las matrices de estampado poseen contornos y cavidades que coinciden, el punzón contiene los contornos positivos y la matriz los negativos, mientras que las matrices de grabado pueden tener cavidades diferentes en las dos mitades de la matriz, por este motivo las deformaciones son más significativas que en el estampado. Operación de doblado: Consiste en someter el material a esfuerzos elásticos sin sobrepasar el limite de elasticidad del material, para que este no se deforme o rompa.

Determinar el método de fabricación más conveniente y económico, y la forma de las herramientas para cada operación. Para poder determinar el método de fabricación mas conveniente es necesario cumplir con los requisitos del diseño, tomando en cuenta consideraciones muy importantes como:     

Viabilidad Factibilidad Costos Calidad Ritmo de producción.

Viabilidad → Que por sus circunstancias tiene probabilidades de poderse llevar a cabo. Factibilidad → Que se pueda hacer. Costo → Que exija poco gasto, comparada la alternativa con otras. Calidad → Superioridad, excelencia. Por que se pretende que cumpla con los requerimientos exigidos que presenta el diseño. Ritmo de producción → Cumplir con la cantidad de piezas demandada.

Para el ritmo de producción demandado de la guía de palanca se toma en cuenta la demanda de la engrapadora de tipo pesada a nivel regional se ha estimado que se deben de producir 200,000 engrapadoras/año. La guía de palanca por ser pieza única de la engrapadora tipo pesada, tiene una demanda igual a la de la engrapadora.

R. P .

=

volumendeproduccion / ano hrs

−

lab / ano

200 ,000 =

2116

=

94 .52 piezas hora

Tomando en cuenta las consideraciones ya mencionadas, se procede a evaluar las alternativas existentes para hacer la mejor selección. Engrapadora Tipo Pesado

36


Fundición: proceso de producción de piezas metálicas a través del vertido de un metal o una aleación fundida sobre un molde hueco, por lo general hecho de arena. La fundición es un antiguo arte que todavía se emplea, aunque ha sido sustituido en cierta medida por otros métodos como el fundido a presión, la forja, la extrusión, el mecanizado y el laminado.

La fundición implica tres procesos diferentes: en primer lugar se construye un modelo de madera, plástico o metal con la forma del objeto terminado; más tarde se realiza un molde hueco rodeando el modelo con arena y retirándolo después, y a continuación se vierte metal fundido en el molde (este último proceso se conoce como colada). En los casos en que el número de piezas fundidas va a ser limitado, el modelo suele ser de madera barnizada, pero cuando el número es elevado, puede ser de plástico, hierro colado, acero, aluminio u otro metal. El modelo presenta dos diferencias importantes con respecto al original: sus dimensiones son algo mayores para compensar la contracción de la pieza fundida al enfriarse, y los modelos de objetos huecos tienen proyecciones que corresponden a los núcleos (véase más adelante). Aunque los modelos pueden hacerse de una sola pieza, cuando su forma es complicada resulta más fácil sacar el objeto fundido del molde si tiene dos o más partes. Por esa misma razón, los modelos de objetos con lados rectos se suelen fabricar con un ligero rebaje en su espesor. Las distintas partes de un modelo tienen salientes y entrantes coincidentes para alinearlas de forma correcta al montarlas. La desventaja principal de utilizar moldes temporales es que estos se destruyen en el proceso de fundición, por lo que se tiene que hacer un molde por cada pieza fabricada, además es mas difícil controlar las tolerancias de los agujero y el acabado de la superficie. Mecanizado: Este proceso de producción consiste en fabricar la pieza utilizando maquinaria como taladros, tornos, fresadoras, soldadura, etc. y herramientas como limas, escuadras, etc. Una de las desventajas de utilizar este proceso de producción, es que aunque se pueda cumplir con la calidad requerida de la pieza, resulta costoso en cuanto a tiempo de producción ya que es mas difícil respetar las tolerancias requeridas por la forma de fabricación y es costoso también por el hecho de que para conseguir el ritmo de producción deseado se requiere de mayor contrato de mano de obra. Troquelado de metales: En términos sencillos, el troquelado es un método para trabajar láminas metálicas en frío, en forma y tamaño predeterminados, por medio de un troquel y una prensa. El troquel determina el tamaño y forma de la pieza terminada y la prensa suministra la fuerza necesaria para efectuar el cambio. Cada troquel está especialmente construido para la operación que va ha efectuar y no es adecuado para otras operaciones. El troquel tiene dos mitades, entre las cuales se coloca la lámina metálica. Cuando las dos mitades del troquel se juntan se lleva a cabo la operación. Normalmente, la mitad superior del troquel es el punzón (la parte más pequeña) y la Engrapadora Tipo Pesado

37


mitad inferior es la matriz (la parte más grande). Cuando las dos mitades del troquel se juntan, el punzón entra en la matriz. En la matriz se realizan unas aberturas, por medio de varios métodos. La forma del punzón corresponde a la abertura de la matriz pero es ligeramente más pequeño, en una cantidad igual a la determinada por el “Juego entre matriz y punzón” requerida. El tipo y espesor del material y la operación que se va a llevar a cabo establecen dicho juego. Las dos partes se encuentran montadas en un porta troquel: la matriz montada sobre la base y el punzón en una zapata superior. El uso de un porta troquel asegura una alineación adecuada del punzón y la matriz, sin importar el estado de la prensa. Los troqueles más simples son los que se emplean para hacer agujeros en una lámina. La prensa usada para llevar a cabo estos cambios de forma tiene una mesa estacionaria o platina, sobre la cual se sujeta la matriz. Una corredera guiada o carro, que sujeta el punzón, se mueve hacia arriba y abajo perpendicularmente a la platina. El movimiento y la fuerza del carro son suministrados por un cigüeñal, un excéntrico o cualquier otro medio mecánico. También se emplean prensas accionadas hidráulicamente. El troquelado de láminas metálicas incluye el corte o cizallado, el doblado formado y las operaciones de embutido superficial o profundo. El corte alrededor de toda la periferia de una pieza se llama “recortado". El corte de agujeros en una pieza de trabajo se llama "punzado" o, “perforado". La figura siguiente muestra un troquel recortador con regla de acero.

FIGURA Vistas de un troquel recortador con regla de acero. Engrapadora Tipo Pesado

38


Porta troquel maestro: troquelado en troquel ajustable: es un método útil para operaciones de troquelado secundarias (después del recortado). El punzonado, recorte en ángulo, avellanado y otras operaciones se encuentran entre las que se pueden efectuar. Este sistema emplea combinaciones reutilizables de matriz y punzón para cada agujero u otro elemento que se troquela en la pieza de trabajo. Estas combinaciones se sujetan a un porta troquel maestro reutilizable. El número de juegos de punzón-matriz usados y su posición determinan la configuración de la pieza de trabajo troquelada. En cada combinación punzón-matriz se tienen incorporados dispositivos botadores, los cuales están atornillados al porta troquel maestro o sostenidos magnéticamente. Con frecuencia se emplean plantillas para colocar las combinaciones punzón-matriz en especial si el trabajo se realiza periódicamente. Este proceso de producción es aceptable ya que este puede realizar operaciones básicas simultáneamente y de acuerdo al estado o tipo de matriz se pueden conseguir las tolerancias requeridas, prácticamente la maquina realiza con facilidad todas las operaciones que le dan la forma a la pieza y se requiere de una mínima utilización de mano de obra por lo que baja los costos de producción. 

Se selecciona el proceso de producción de troquelado, por ser el que cumple con todas la consideraciones que se planteaban para escoger el método.

¿Que tipo de maquina troqueladora necesito comprar? Se puede decidir entre una maquina troqueladora convencional o troqueladora de acabado fino, las diferencias son las siguientes: Troquelado convencional. Las piezas troqueladas pueden maquinarse después del recortado o doblado si se requieren dimensiones más precisas de las que pueden producirse por troquelado, o cuando se requieren formas que no son factibles solamente por troquelado. Ejemplos de esto es el escariado de los barrenos centrales de poleas o engranes troquelados, superficies rectificadas para darles planicidad y ranuras o áreas de alivio que requieren un cambio en el espesor de la pieza. El troquelado convencional es un proceso de alta producción. La producción es muy rápida, de 35 a 500 o más golpes por minuto. Si la producción total es suficiente para justificar el uso de troqueles compuestos o progresivos, tanto el recortado como el doblado pueden realizarse en un solo golpe de prensa. En estos casos, las piezas pueden producirse completas a una velocidad de miles por hora. Troquelado fino. El proceso de troquelado fino es una técnica de prensado que utiliza una prensa especial y herramientas y troqueles de precisión para la producción de piezas que quedan casi terminadas y listas para usar cuando salen de la prensa de troquelado fino, a diferencia de las piezas que se troquelan por métodos convencionales. El troquelado fino produce piezas con superficies cortadas limpiamente a lo largo de todo el espesor del material. En comparación, las piezas troqueladas Engrapadora Tipo Pesado

39


convencionalmente por lo general exhiben un borde cortado con limpieza sólo sobre un tercio del espesor del material y el resto presenta fracturas. Con el troquelado convencional, cuando estas superficies desempeñan alguna función, se puede requerir alguna forma de operación secundaria de acabado, como, rectificado, escariado, pulido, etc. A menudo se necesitan varias de estas operaciones para terminar la pieza. Cuando se emplea el troquelado fino, aparte del mejoramiento de la calidad de las superficies cortadas, puede obtenerse una mayor precisión dimensional; además el proceso permite operaciones que normalmente no se realizan con troquelado convencional. Visto de otra manera, Las razones para considerar el troquelado fino incluyen la necesidad de acabados superficiales mejorados, forma de escuadra en los bordes cortados, mayor precisión dimensional y una apariencia y forma plana superior, comparadas con las que se obtienen mediante el troquelado convencional. 

Debido a que las tolerancias de los agujeros son importantes por que tiene que tener juego con pines, pasadores y ajustar con otras piezas, se escoge el proceso de troquelado fino, ya que el convencional, no asegura producir una pieza con dimensiones precisas, agujeros alineados y además que no asegura la planicidad que es bien importante para la pieza.

Ya que se tiene definido que tipo de maquina troqueladora se usara, se procede a escoger la clase de matriz que conviene para la producción. Hay varios tipos de matrices.

Los tipos de matrices troqueladoras o estampadora, se refieren al número de operaciones separadas que se ejecutan en cada acción de la prensa y cómo se realizan dichas operaciones como: Matriz simple: Ejecuta una sola operación con cada golpe de la prensa. Matriz compuesta: Realiza dos operaciones en un solo lugar, tales como corte y punzonado, o corte y embutido, tiene problemas de costos para composiciones de corte grandes. Matriz combinada: Es menos común; ejecuta dos operaciones en dos diferentes posiciones de la matriz. Matriz progresiva: Ejecuta dos o más operaciones sobre una lámina de metal en dos o más posiciones con cada golpe de prensa. La pieza se fabrica progresivamente. El rollo de lámina se alimenta de una posición a la siguiente y en cada uno de estos lugares se ejecutan las diferentes operaciones (por ejemplo, punzonado, muescado, doblado y perforado).

Para tomar una decisión de la matriz a utilizar, se piden recomendaciones tomando en cuenta las operaciones que necesita la pieza y se comparan Engrapadora Tipo Pesado

40


precios aproximados, estimados en base al diseño de la pieza, material y tipo de operaciones que necesita. Para esto se visito las siguientes fabricas de troqueles EMSA de C.V. y Troquelera Vasca S.A. de C.V. y se obtuvieron los siguientes datos:

Precios consultados en EMSA Matriz Progresiva de recorte y perforado Simple de doblado Combinada.

de C.V. Precio $ 2000

700 5000

Precios consultados en Troquelera Vasca S.A. de C.V. Matriz Precio $ Progresiva de recorte y 1000 perforado. Simple de doblado 500 Combinada No la recomiendan para la pieza.

Se debe tomar en cuenta para una evaluación total todos los costos incluyendo el de las maquinas que aun no se han mencionado, teniendo en cuenta que algunos costos como el de la mano de obra cambia según el tipo de troquel a utilizar.

Operación que necesita la pieza con su respectiva maquina y herramienta . a) La materia prima para fabricar la guía de palanca se consigue en el mercado como lamina de acero SAE 1020, de dimensiones (2m x 1m x 1.5mm); por esta razón se necesita una maquina cizalladora para que corte el material en tiras.

Cizalla de Palanca Manual para cortar METAL de aluminio, acero...1metro de corte $ 737,82

b) Para realizar las operaciones de conformado de la pieza como recorte, punzonado, embutido y estampado. Se necesita de una Prensa, para colocar allí las matrices. Engrapadora Tipo Pesado

41


Determinación de la capacidad de la prensa: Capacidad de la prensa se basa en la fuerza de operación reales y se calcula usando la ecuación: F

=

L * t * s

Donde: F: fuerza (toneladas) L: perímetro total de corte t: espesor del material S: resistencia al cizallamiento del material. F =550mm x 1.5mm x 35Kg/mm² F = 28875 Kg. F = 28.9 toneladas F = 30 toneladas

Prensa hidráulica de 30tn extra-resistente, con reloj de presión grande para una lectura fácil mientras que se trabaja con la prensa, mesa de trabajo ajustable con bloques "V". Capacidad 30tn Distancia mínima de trabajo: 130mm Distancia máxima de trabajo: 820mm Recorrido hidráulico: 150mm Peso: 168 kilos $ 1500

c) Para darle dureza a la pieza y una buena presentación se utiliza una pila electroquímica. Pileta electroquímica para efectuar los baños de níquel o cromo


42


Propuesta 1 Cizalladota Presa Hidráulica de 30 tn. Matriz progresiva de corte, perforado, embutido y estampado EMSA Matriz simple de Doblar EMSA Pileta electroquímica Lamina de acero SAE 1020 (2m x 1m x 1.5mm) Costo de la herramienta Costo de materia prima Costo de mano de obra Costo Total Propuesta 2 Cizalladota Presa Hidráulica de 30 tn. Matriz combinada de corte, perforado, embutido, estampado y doblado EMSA Pileta electroquímica Lamina de acero SAE 1020 (2m x 1m x 1.5mm) Costo de la herramienta Costo de materia prima Costo de mano de obra Costo Total Propuesta 3 Cizalladota Presa Hidráulica de 30 tn. Matriz progresiva de corte, perforado, embutido y estampado EMSA Matriz simple de Doblar EMSA Pileta electroquímica Lamina de acero SAE 1020 (2m x 1m x 1.5mm) Costo de la herramienta Costo de materia prima Costo de mano de obra Costo Total

$737.82 $1500.00 $2000.00 $700.00 $500.00 $300.00 $0.03 $2.86 $0.44 $3.33

$737.82 $1500.00 $5000.00 $500.00 $300.00 $ 0.04 $2.86 $0.30 $3.2

$737.82 $1500.00 $1000.00 $500.00 $500.00 $300.00 $0.02 $2.86 $0.44 $3.32

Como se puede observar en los costos no hay grandes variaciones, si se toma la decisión por los costos, sin dudar seria la propuesta 2, pero hay que recordar que esta matriz es mucho mas compleja por la forma de la herramienta y tiende por esta razón a presentar fallas que luego de un tiempo se tendría que mandar a hacer otra nueva, por lo que se incurriría en otro gasto adicional. En cambio si se selecciona una de las Engrapadora Tipo Pesado

43


otras propuestas talvez presentaran fallas en algún momento de su vida pero no será tan rápido como las otras propuestas. Se selecciona la propuesta 3 porque se tienen las mismas herramientas que en la propuesta 1 con la diferencia que en la propuesta 3 la inversión inicial es menor que en la 1. Descripción de la Selección:

Maquinas a utilizar:   

Cizalladora Troquel Pileta electroquímica

Herramientas a utilizar:  

Matriz de recortado Matriz de perforado, estampado y embutido.

Costos: Ritmo de producción: Ritmo de producción mínimo requerido = 

94.52 piezas / hora

Costo de materia prima: Precio de Lamina (2m x 1m x1.5mm) Numero de piezas por Lamina Costo de materia prima

105 $2.86

Costo de herramientas: Precio de la herramienta (matriz) Numero de piezas por herramienta Costo de herramienta

$4237.82 200,000 $0.02

Costo de mano de obra: Precio de una hora de trabajo Numero de piezas por día laboral (8 horas) Costo de mano de obra

$14.00 94.52 $0.44









Costo total:

$300

$3.32

Proyectar la mejor forma de combinar las operaciones y ponerlas en secuencia. 

Operaciones Primarias: Cortar. Recortar.

• •


44


• • • •



Perforar. Embutir. Estampar. Doblar.

Operaciones Secundarias: Niquelado

•



Operaciones Auxiliares: Lijado. Quitar rebabas. Limpieza de la superficie. Proceso de cobrizazo. Enjuague. Secado. Alimentar la maquina Retirar el material de la prensa Lubricar la maquina. Control de calidad. Trasportar la pieza o el material.

• • • • • • • • • • •



Mejor secuencia de Operaciones: Cortar Trasportar el material hacia el troquel. Lubricar el troquel. Alimentar la maquina. Recortar, perforar, estampar y embutir. Retirar la pieza o el material. Control de calidad. Transportar a matriz de doblado. Quitar rebabas. Alimentar la matriz de doblado. Doblar Retirar la pieza Control de calidad. Limpieza de la superficie. Proceso de cobrizazo. Enjuague. Secado. Control de calidad. Transporte a área de producto terminado.

• • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Especificar los equipos de medición requeridos para el proceso.


45


Para verificar que las piezas estén siendo bien fabricadas esto ocurre en control de calidad, se tendrá que acondicionar ciertas herramientas para medir dimensiones y tolerancias como: 

Calibradores cilíndricos para revisar que los agujeros estén alineados cuando la pieza ya esta doblada



Se necesita un calibrador visual en escuadra para revisar que el doblez este a 90º como se requiere.



Es importante el uso del calibrador de Vernier para revisar que todas las dimensiones de contorno cumplan con las medidas del diseño y también diámetros de agujeros y espesores.



Se pueden verificar que los topes estampados estén alineados con el uso de una pieza que se pueda ensamblar y topar sin ningún problema en los topes estampados.



Se puede recurrir al uso de plantillas para la verificación de ubicación de los agujeros en los laterales.



También se pueden utilizar calibradores rectangulares largos de las dimensiones requeridas para revisar el alineamiento de los agujeros rectangulares.

Es importante el control de calidad en las distintas partes de la fabricación, porque se puede retroalimentar un proceso que talvez no es la mejor secuencia, de esta forma se puede tener conocimiento de donde se ocasionan los problemas cuando los hay.


46


PIEZA Nº 18 Analista: GONZALEZ CRUZ, JOAQUIN ARMANDO Denominación: Soporte de palanca Número de piezas: 1 Parte componente de: Engrapadora tipo pesado

VI. PROCESO DE FABRICACION DEL SOPORTE DE PALANCA

Función: Cuando el usuario aplica una fuerza sobre la palanca, el soporte empuja el muelle por medio de una lámina que esta ajustada entre sus ranuras. Detalles fundamentales de materia prima

Detalles fundamentales del Diseño Materia Prima ACERO ASI-SAE 1020 (UNS G10200)


47


1. Descripción: acero de mayor fortaleza que el 1018 y menos fácil de conformar. Responde bien al trabajo en frío y al tratamiento térmico de cementación. La soldabilidad es adecuada. Por su alta tenacidad y baja resistencia mecánica es adecuado para elementos de maquinaria. 2. Normas involucradas: ASTM A108 3. Propiedades mecánicas: Dureza 111 HB

Esfuerzo de fluencia 205 MPa (29700 PSI) Esfuerzo máximo 380 MPa (55100 PSI) Elongación 25% Reducción de área 50% Módulo de elasticidad 205 GPa (29700 KSI) Maquinabilidad 72% (AISI 1212 = 100%) 4. Propiedades físicas: Densidad 7.87 g/cm3 (0.284 lb/in3) 5. Propiedades químicas: 0.18 – 0.23 % C 0.30 – 0.60 % Mn 0.04 % P máx 0.05 % S máx 6. Usos: se utiliza mucho en la condición de cementado donde la resistencia al desgaste y el tener un núcleo tenaz es importante. Se puede utilizar completamente endurecido mientras se trate de secciones muy delgadas. Se puede utilizar para ejes de secciones grandes y que no estén muy esforzados. Otros usos incluyen engranes ligeramente esforzados con endurecimiento superficial, pines endurecidos superficialmente, piñones, cadenas, tornillos, componentes de maquinaria, prensas y levas. 7. Tratamientos térmicos: se puede cementar para aumentarle la resistencia al desgaste y su dureza mientras que el núcleo se mantiene tenaz. Se puede recocer a 870 °C y su dureza puede alcanzar los 111 HB, mientras que con normalizado alcanza los 131 HB. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

El material a ser utilizado será AISI 1020 de la cual se especifica anteriormente sus principales propiedades , en una medida establecida de 2 x 1 m con un espesor de 1/16’’ , la fabricación de la pieza se ve facilitada debido a este material, este acero entra en la clasificación de los llamados aceros laminado en frio, esto provee exactitud en la pieza, además es idóneo para el sometimiento a doblado para la formación de la pieza y posee de resistencia suficiente para soportar la fuerza a la que la pieza en su uso se vera sometida, fuerza que el usuario impulsara hacia la palanca y que Engrapadora Tipo Pesado

48


El espesor deberá ser el adecuado para considerar lo anterior, el diseño del producto debe estar mecánicamente estudiado mediante ensayos y pruebas en lo que se incluyen la ergonomía de dicho producto. Tipo de Acabado Requerido. Este incluye las irregularidades microgeométricas conocidas como ondulación y rugosidad. Ambas se generan durante el proceso de fabricación. La ondulación que puede presentar esta pieza resulta de la flexión de la pieza durante el maquinado, la falta de homogeneidad del material, liberación de esfuerzos residuales, vibraciones, entre otros. La rugosidad (que es la huella digital de una pieza) son irregularidades provocadas por la herramienta de corte o elemento utilizado en su proceso de producción, corte, arranque y desgaste.

Según se había planteado en la etapa de preproducción, la pieza es formada desde una lámina, que por las características del material ya posee un acabado superficial, pero para brindarle más resistencia a la pieza, protegerla de la corrosión se le aplica un recubrimiento de pintura. Ritmo de Producción. Se considero un ritmo de producción de 94.5 piezas por hora Volumen Total de Producción. El volumen total de producción es de 200,000 unidades por año. Para poder lograr esta producción el ingeniero de procesos debe de diseñar el mejor método para poder cumplir con ésta, para ello debe de tomar en cuenta lo siguiente: Posibles problemas al observar el diseño que se pueden presentar en el proceso de fabricación. •

•

Disposición de la materia prima.

•

Estandarización de los procesos.

•

Normalización de los materiales.

•

Tiempos ociosos.

•

Posibilidad de Reprocesos.

•

Fallo de la maquinaria.

•

Asignación del trabajo a cada operario.

•

Número de máquinas disponibles para que no se acumule el trabajo. Engrapadora Tipo Pesado

49


Alternativas propuestas Propuesta 1

Las operaciones a realizar en la propuesta son las mencionadas anteriormente: En esta propuesta se trabajara con los procesos y operaciones mencionadas en el apartado anterior: cizallado, troquelado, pasado en tambor y baño de cromo. Materia Prima: Lamina de Hierro (AISI 1020) Costo: $120 pliego Numero de piezas por pliego: 260 Costo de piezas por pliego = costo / numero de piezas por pliego =$0.46 c/pieza

Maquinaria Especificaciones Generales:

Maquina Marca Modelo Serie Capacidad Area de mesa Longitud total

Cizalla TROVASA 1812 19632 cal ¼”x12ft 22”x12ft 4.44 mts


50


Equipada con: tope eléctrico, tablero eléctrico de control y motor de 10 h.p. a 1615 r.p.m. Precio: $ 5,700

•

Prensa

Prensas Excéntricas ROUSSELLE

Especificaciones Generales: Maquina Troqueladora Troqueladora:

Ritmo de producción: 3600 piezas/hora ROUSSELLE

País de Origen:

U.S.A

Modelo

2F

No Serie

2 CFS 12301

Capacidad

20 Ton

Área de la mesa

11" x 16"


51


Ajuste Luz:

2" 10-1/2"

Garganta

14"

Distancia del suelo a la mesa

33"

Clutch Golpes por minuto aprox

mecánico 60

Motor

1Hp

Voltaje

220/440

Dimensiones

42" x 32" x 70"

PRECIO

$2,300.00 USD + IVA

Fuente catalogo en línea www.maquinariachicago.com El costo de maquinaria por unidad de pieza es: Cizalla $ 0.0285 Prensa excéntrica $ 0.0115

Herramienta: Se hará la utilización de dos troqueles: Uno de dos pasos que tendrá un costo aproximado de $3100. este realizara un procedimiento de perforado, cortado o perfilado, desarrollando dos piezas a la vez para mayor rapidez de producción; y otro de solamente de un paso que realizara la función de doblado pero este solo hará una pieza a la vez tendré un costo de $2800 . El objetivo es él poder obtener con un solo troquel y con mayor rapidez las dos primeras operaciones indicadas. Y realizar la ultima operación en otro para no forzar mucho a la maquinaria. Es necesario que los punzones estén paralelos entre sí y actúen sincronizados haciéndolos trabajar en forma regular, de esto habrá que cerciorarse en el momento de colocar las herramientas a la maquinaria, cerrando completamente la prensa y Engrapadora Tipo Pesado

52


colocando el punzón y la matriz encajados exactamente. La vida útil de un troquel se estima en 750000 piezas. Costo de Herramientas por pieza =$ 0.0295

Mano de Obra: El pago de un operario para manejar una maquina es de $7 al dia. Tomando en cuenta que son 264.5 dias laborales al año, obtenemos los siguientes costos: Costo de mano de obra por pieza = $0.007

Proceso de Fabricación El proceso de fabricación a utilizar para la fabricación del Soporte mediante esta propuesta se basa en lo siguiente : primero realizar el corte de tiras del material por medio de la cizalladora, colocar las tiras de material en la prensa para que se realice el proceso de perforado y recortado mediante el troquel que desarrolla 2 piezas por golpe , esto aumentara la eficiencia de producción de la pieza pues se trabajaran dos piezas al mismo tiempo , para realizar el proceso de doblado se lleva a la prensa donde se tendrá el troquel doblador , este solo realizara el dobles de una pieza por golpe, luego con la pieza conformada se llevaran a cabo las operaciones de desafilado de contornos y finalmente la protección ante agentes corrosivos por medio del proceso de cromado A continuación se detalla en una mejor manera el proceso de conformado de la pieza:       

Trasladar la materia prima a la zona de trabajo. Cortado en tiras con la cizalladora. Traslado al proceso de troquelado. Realización de redondeo de esquinas en el tambor de rotado Pintado de la pieza. Almacenamiento de la pieza Ensamblado del producto completo Engrapadora Tipo Pesado

53


FACTOR

DESCRIPCIÓN

Prensa excêntrica Inclinable ONAK () Maquinaria Material Usado Herramientas

Cizalla de guillotina - Cincinnati (Modelo 1812,) ASTM A48-41 

Cizalla



2 troqueles  

Operaciones

Cortar en tiras Troquelar



Inspeccionar



Rotado en tambor



Pintar



Inspeccionar

Almacenar 94.5 piezas/hora 

Ritmo de producción

Costos Maquinaria/unidad+ de material / unidad

de $ 0.0285 + $ 0.0115 + $0.46 + $0.001 = Costos $ 0.507

Costos de herramientas / $ unidad Costos de mano de obra / $ unid

0.0295

COSTO TOTAL

0.60

$

$0.007

Propuesta 2

Materia prima Se propone utilizar la materia prima anterior. Lamina de hierro con las características especificadas anteriormente. Ya este material resulta el de mejores propiedades para la pieza a realizar. Maquinaria.


54


La maquinaria a utilizar seria siempre la misma ya que como se menciono anteriormente otro tipo de maquinaria , retrasaría demasiado la producción ocasionando perdidas de tiempo y dinero, la propuesta que se hace es utilizar solamente una prensa para realizar el proceso de troquelado de manera progresiva en un troquel de tres pasos. Herramienta. Si la maquinaria a utilizar es solamente una prensa la herramienta de troquel de tres pasos, de manera que los costos de herramienta aumentarla en gran medida ya que la forma y diseño del mismo seria mas complicado, porque seria para realizar los tres procesos a la vez el perforado, recorte y doblado aumentando el costo de dicha herramienta el cual tendría el valor aproximado de $3900, reduciendo en gran medida a la vez la velocidad de producción ya que en la propuesta uno se realizara dos piezas de un solo golpe en el proceso de perforado y recorte; y además se necesitarla mayor experiencia en la mano de obra para poder llevar a cabo un trabajo de buena calidad.

Mano de Obra: Costo de mano de obra por pieza = $0.007

Factor

Descripción


55


Prensa excêntrica ROUSSELLE 20 Ton Maquinaria

Cizalla de guillotina - operado a pedal (Modelo CTS-5H ,)

Material Usado Herramientas

ASTM A48-41 

Cizalla



1 troquel de 3 pasos Cortar en tiras

 

Operaciones

Troquelar



Inspeccionar



Rotado en tambor



Pintar



Inspeccionar

Almacenar 94.5 piezas / hora 

Ritmo de producción

Costos de material / unidad $ 0.0285 + $ 0.0115 + $0.46 + $0.001 = + costo de acabado $ 0.507 superficial Costos de herramientas / $ unidad Costos de mano de obra / $ unid

0.02

COSTO TOTAL

0.534

$

0.007

Se concluye que en la fabricación del soporte de palanca la mejor alternativa es la número 2 ya que nos proporciona un costo unitario menor, es mas económico un troquel progresivo, además es mas económico un troquel a utilizar dos troqueles como la alternativa 1. Por lo tanto la alternativa 2 será el proceso de fabricación del soporte de palanca. Engrapadora Tipo Pesado

56


PASOS PARA AL PLANEAR UN PROCESO DE FABRICACION 1. Análisis del plano de la pieza para tener un panorama general de lo que se desea. Engrapadora Tipo Pesado

57


Para efectuar el análisis del plano se puede realizar de varias formas, pero dos son los métodos más comunes: Método de poner marcas. •

•

Uso de la ficha de ruta.

La selección del método depende de la complejidad de la pieza y de la experiencia del ingeniero; para el análisis del plano del ensamble de empuje se usara una ficha de ruta, que nos proporciona un registro grafico de las especificaciones, proporcionándonos información detallada de las dimensiones, tolerancias, acabados, materia prima y detalles de su fabricación.


58

depende de materi N ESPECIFICACION proces Análisis de Fabricación a matriz º ES Tecnología Industrial III o prima

1 2 3 4 5 6

Vista Lateral Vista Inferior Sección A – A Vista desarrollo Cantidad Escala

7 Acabado Tratamento Térmico Esp. de Materia 9 Prima 1 Materia Prima 0 1 Ultima Fecha 1 1 50 2 1 50 3 1 25 4 1 25 5 1 96.5 6 1 24.9 7 1 13 8 1 13 9 2 17 0 2 6 1 2 65 2 2 78 3 2 42 4 2 21 5 2 24.5 6 2 16° 7 2 30º 8 2 44° 9 3 24 0 8

*

*

*

observaciones

1:1 Sin exigencia alguno (en bruto), Ra=25 máximo


*

Ninguno AISI-1020, SAE-1020 Norma relacionada (ASTM A 108) 1.5 mm Aceptada *

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

Perpendicularidad (en micras) Centricidad (en micras) Simetría (en micras) Dimensión de contorno

*

Dimensión de contorno

*


*


*


*


*

Posición horizontal ranura

*

Posición horizontal ranura

*

Distancia entre agujeros

*

*

Distancia de eje central a agujero

*

*

*

Distancia a contorno

*

*

*

*

* *

Paralelismo (en micras)

*

Angulo de corte de contorno

*

Angulo de corte de contorno

*

Angulo posición Engrapadora Tipo de Pesado * *

*

ranura 59

Largo superior ranura

* *


2. Redactar recomendaciones hacia o consultar con ingeniería del producto acerca de los cambios del producto. Para aumentar el ahorro de material se había pensado disminuir la longitud de la pieza o algunos de sus agujeros, pero dicho procedimiento no se ve autorizado por el ingeniero de producto ya que considera que la pieza no requiere cambios. Con referencia al agujero en el que se acopla el pin el Ing. de producto recomienda que mantenga su diámetro original ya que si se reduce dicho pin no podría girar libremente en el y ocasionaría trabas para realizar su función y si se agranda el agujero se haría un juego demasiado grande en el que a la hora de manipular el mecanismo se sentiría un poco flojo lo cual no causa seguridad al accionado del producto en conjunto Cada dimensión depende de la matriz utilizada en el troquelado, así esto incurriría en cambios en la matriz y por tanto costos aumentarían se sugiere a lo sumo un cambio en material para la pieza los cuales mantienen su costo en un intervalo similar al ya utilizado. Podría someterse a revisión y verificar si es factible cambiarlo por uno de un espesor que se considere conveniente con relación al aligeramiento de la pieza, siempre revisando el diseño, para compensar esa aparente perdida de firmeza. Se recomienda realizar un agujero que servirá para sujeción en la operación


60


3. Elaborar un listado de las operaciones básicas requeridas para producir la pieza de acuerdo con el plano de las especificaciones. MECANIZADO

Se descarta como proceso de producción, ya que para producir la pieza, se generaría un excesivo desperdicio de material, por la forma hueca que posee, con tanto se incurre en costos elevados. FUNDICION EN MATRIZ Este es un proceso económico, rápido y eficiente, en la producción de partes de metal. Es posible producir un gran numero de piezas fundidas con exactitud, mediante este proceso, eliminando así, o reduciendo aceptablemente los costos de maquinado. La limitante que tiene este proceso es que la aplicación económica, esta restringida a las aleaciones no ferrosas. Por tanto este proceso se descarta por los siguientes motivos: 1) Es aplicable económicamente solo a algunas aleaciones no ferrosas 2) El tamaño de las piezas el limitado 3) El alto costo del equipo limita el proceso a la resistencia de las fundiciones, que en nuestro caso es fundamental que la pieza resista. TROQUELADO

Debido a las formas que tiene la pieza, y la recomendación que se hace de el material a utilizar que es una lamina metálica, este proceso es el que mejor se adapta al proceso a utilizar para la fabricación, además frecuentemente los proyectistas buscan reemplazar fundiciones o forjas altamente costosas con partes de resistencia igual, construidas a partir de laminas metálicas, teniendo como razones principales las siguientes: 1) Producción más rápida a causa de la velocidad de operaciones de las prensas. 2) Costos más bajos, ya que muchas de las operaciones de prensa pueden ser ejecutadas por mano de obra no especializada. 3) Construcciones más livianas mediante arreglo inteligente de los componentes de lámina metálica. 4) Es posible obtener partes de gran precisión, acabado completo y buenas especificaciones y tolerancias mantenidas durante un periodo indefinido de tiempo, lográndose así economías de mano de obra y hora de trabajo que de otro modo tendrían que gastarse en el taller.


61


En el trabajo por prensa o troquelado (Nombre de la herramienta), se identifican las fases de un trabajo en prensa, incluyendo, operaciones básicas del procesos. Estas operaciones son: 1) Ajuste de la carrera 2) Alimentación de la materia prima 3) Accionamiento de la prensa seguido del golpe(s) (acá se realiza la operación específica). 4) Extracción de la pieza 5) La tira de material avanza, con cada golpe hasta que se termina. 6) Se reinicia el ciclo

4. Determinar el Método de Fabricación más conveniente y Económico, y la forma de las Herramientas para cada Operación. Este proceso de fabricación más conveniente, es aquel que satisfaga o supere los requisitos de diseño y que además genere un costo bajo respecto a otras alternativas que existan MATERIAL La pieza terminada debe poseer robustez, ser firme y durable, además debe ser posible el trabajo de este material en prensa, por lo que debe ser suministrado en forma de laminas metálicas y debe poseer un espesor que ayude a cumplir con la especificación de ser durable OBSERVACIONES DE LA HERRAMIENTA La herramienta principal en el trabajo en prensa es el Troquel, y cabe mencionar que para cada pieza se debe diseñar un troquel especial, pero para este diseño se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: 1. Debe poseer una holgura de corte apropiada, que es necesaria en cuanto se refiere a la vista de un troquel y a la calidad de las partes de la holgura deficiente ocasiona desgastes de los miembros de corte de la herramienta a causa del mayor esfuerzo de punzonado requerido. 2. El corte hecho en la pieza o en la materia prima, es hecho mediante el borde o corte de la abertura del troquel. Por consiguiente, la abertura del troquel determina el tamaño de la pieza de corte. 3. La holgura angular, que es un achaflanamiento o aguzamiento que se aplica a las paredes laterales de la abertura del troquel, a fin de que


62


se liberen las presiones internas de la pieza a medida que esta pasa a través de la abertura. OPERACIÓN DE TROQUEL

La materia prima se suministra en forma de tiras de 2m por 200mm de ancho. Se alimenta a través de la superficie de troquel, de derecha a izquierda, hasta que su extremo delantero entra en contacto con el tope. En este momento, se dispara la prensa ocasionando el corte de la primera pieza. Luego de este corte el puente de retal se pasa sobre el tope y la tira se suelta nuevamente contra la superficie del troquel. La cabeza del tope queda entonces dentro de la abertura anteriormente cortada entra en contacto con el tope. Este proceso se repite a cada golpe de prensa hasta que la tira haya sido utilizada completamente. CIZALLADO


63


El cizallado también llamado guillotinado es un proceso de corte en frió realizado en laminas o placas de metal. Esta operación es empleada cuando se realizan cortes rectos a lo ancho o a lo largo del material, perpendicular o en ángulo. Algunas ventajas de cortar láminas o placas de metal a través del cizallado son: Mientras se realiza el corte no se produce viruta, calor ni reacciones químicas. El proceso es limpio, rápido y exacto, pero esta limitado por el espesor, dureza y densidad del material, pues de esto depende que la maquina pueda cizallar. o

o

Para la placa dentada se cizallaran tiras de metal de acero AISI-1020 con un espesor de 1/16’’ que tienen un área de 2m x 1m. Las tiras de metal deben de tener un ancho de 80 mm. La acción básica del corte consiste en bajar la cuchilla hasta la mesa de la maquina, para producir la fractura o rotura controladas durante el corte.

Cizalladora volante con troquel intercambiable. La cizalladora volante tiene una estructura (20, 21, 22, 23) con dos columnas anterior (20) y posterior (21), un motor único (15) para la rotación sincronizada de las partes superior (6) e inferior (7) del troquel, y los medios de engrane (24) para la transmisión del motor (15) a los respectivos ejes excéntricos (14, 14"') están dispuestos en la columna posterior (21), quedando libre la columna anterior para abrir una ventana (18) por la que se extrae el troquel (6, 7) para su substitución. Las dos partes del troquel (6, 7) tienen medios de acoplamiento (5a, 5b) y de desbloqueo (10, 11, 12, 13) al respectivo bastidor soporte (1, 2). CORTE O PUNZONADO Engrapadora Tipo Pesado

64


La posición del vástago de la prensa se ubica en la parte alta del golpe. En este momento el vástago esta a la mayor distancia posible de la cama de la prensa. Al dispararse la prensa el embrague permite el engranaje del eje de levas con el volante de la prensa. El eje de levas gira 360 grados o un ciclo completo en este momento. Durante la primera mitad del ciclo (parte alta del golpe a parte baja del golpe) es llamada golpe de prensa. Luego que la operación de corte o punzonado, ha tenido lugar, el punzón es regresado por el vástago de la prensa, hasta la posición abierta que cumple su ciclo. La materia prima se desprende al punzón y permanece así a no ser que se emplee algún elemento para prevenirlo. Este elemento es el extractor: evita que el material es retenido por el extractor; el punzón se libera de este durante el golpe de regreso. Un factor que entra en juego en la operación de troquelado/Punzonado es la fuerza requerida para troquelar el material, la cual está relacionada directamente con el espesor, la longitud de corte y la resistencia de la cizalladura del material F = L * t * Ss Donde: F: Fuerza. L: Perímetro total de recorte. t: Espesor del material. Ss: Resistencia al cizallamiento del material. Se tiene: L = 258mm. t = 1.5 mm. Ss = 55 Kg/mm2 F = (258)(1)(55)(2.205)(1/2000) F = 15.64 Toneladas EMBUTIDO


65


EL embutido es una operación de formado de laminas metálicas que se usa caja para hacer piezas de forma acopada, de caja o de otras formas huecas mas complejas. Se realiza colocando una lámina de metal sobre la cavidad de un dado y empujando el metal hacia la cavidad de este con un punzón. En esta operación, la fuerza de sujeción aplicada sobre la forma se ve ahora como un factor critico del embutido profundo. Si esta es muy pequeña ocurre el arrugamiento; si es muy grande, evita que el metal fluya adecuadamente hacia la cavidad del dado, ocasionando estiramiento y posible desgarramiento de la lamina de metal. El movimiento del punzón hacia abajo ocasiona la continuación del flujo de metal, causado por el estirado y la compresión que se han descrito previamente. A la fuerza que aplica el punzón se opone la del metal, en forma de deformación y fricción durante la operación. Una parte de la deformación involucra estiramiento y adelgazamiento del metal al ser jalado sobre el borde de la abertura del dado. DOBLADO

Se usan para doblar una porción de la parte de la pieza o de la parte de corte en alguna posición angular con relación al plano original de la pieza. La línea de doblez es una recta a lo largo de la longitud total de la parte. Si la línea de doblez es curva, se usara un troquel deformado. Para la localización de la parte de la pieza se utilizan dos pasadores fijos sobre los cuales se suelta la pieza basta. Se utiliza una superficie de asiento de presión, localizada en el bloque del troquel y accionada mediante muelles o sistemas hidráulicos, que desempeñan las siguientes funciones: 1. Sostiene la pieza durante el doblado; 2. Sirve como bloque de base para instalar el doblez o (dobleces); 3. Actúa como extractor o separador auxiliar en la remoción de la parte de pieza o del dado. El operador carga de la pieza sobre los pasadores, la troqueladora se dispara y el vástago de la misma desciende, agarrando de la parte entre el asiento de presión y el punzón, forzándola entre los bloques del troquel.


66


El doblez, se ocupa para eliminar el borde agudo de la pieza, para incrementar la rigidez y para mejorar su apariencia, además con fines de seguridad, resistencia y estética. Para la operación de doblado se muestra la fuerza necesaria para realizar esta operación: P = Sr * b * s P: Fuerza necesaria para doblar la chapa. Sr: Rotura a la tracción. b: Ancho de tira. S: espesor de la chapa. Se tiene: Sr = 48 kg/mm2 b = 76mm. s = 1.5 mm. P = (48)(76)(1.5)(2.205)(1/2000) P = 6.033 toneladas. EQUIPO Y MAQUINARIA UTILIZADA

ROUSSELLE Troqueladora Pais de Origen: U.S.A. Modelo: 2F No.: 2 Serie: CFS 12301 Capacidad: 20 Ton Area de la mesa: 11" x 16" Ajuste: 2" Luz: 10-1/2" Garganta: 14" Distancia del suelo a la mesa: 33" Clutch: mecanico Golpes por minuto aprox: 60 Motor; 1Hp Voltaje: 220/440 Dimensiones: 42" x 32" x 70" $2,300.00 USD + IVA Maquina Troqueladora

Ritmo de producción: 3600 piezas/hora Engrapadora Tipo Pesado

67


Herramienta empleada (*) La selección de las herramientas para partes troqueladas complejas con propiedades internas se reduce al conocimiento de los requerimientos mecánicos reales para la precisión mecánica en una aplicación y la longitud de los tirajes esperados. Para tirajes largos de aplicaciones con requerimientos moderados de tolerancias mecánicas, los troqueles progresivos son por lo general la mejor opción. Sin embargo, si existen tolerancias mecánicas muy estrechas en un trabajo de largo tiraje, una configuración de troqueles compuestos puede ser justificable en términos de costos. Para tirajes cortos (es decir de 5.000 o 10.000 partes) de aplicaciones con tolerancias mecánicas laxas, la herramienta preferida sería un troquel de plecas de bajo costo. Debido a su bajo costo y al corto tiempo que demanda su preparación, los troqueles de plecas se usan a menudo en trabajos de prototipos que podrían finalmente utilizar herramientas duras de uno u otro tipo, porque para cualquier trabajo en el orden de 1 o más millones de partes es muchas veces menos costoso pagar por una herramienta dura que estar reemplazando continuamente los troqueles de plecas.

Se ha definido por conveniencia de estudio de alternativas el proceso el cual se utiliza una matriz progresiva cumple con el ritmo de producción y es baja en costos con respecto a la otra alternativa MATERIAL Se ha definido el tipo de material , como lamina de acero bajo contenido de carbono sae1020 de 1/16’’ de espesor según norma ASTM A108 como equivalente a la SAE1020 OPERACIONES Las operaciones de Troquelado se dividen en: 1) Ajustar la carrera de la maquina 2) Se coloca la tira de materia prima 3) Se acciona la maquina y se da el golpe (cualquier operación) 4) Se repite la pieza 5) Se repite el ciclo hasta acabar la materia prima.

5. Proyectar la mejor forma de combinar las operaciones y ponerlas en secuencia. Las operaciones que se describieron en el paso anterior, se deben colocar en la mejor secuencia, para ello se deben determinar las operaciones primarias, secundarias y auxiliares del proceso.


68


Operaciones Primarias Punzonado Corte Embutido Doblado

Operaciones secundarias Ajustar la carrera de la maquina Introducir los tramos de material hasta el topo Retirar piezas y quitar rebabas Retirar la pieza y colocar otra hasta el tope

Operaciones Auxiliares Pintado al Horno

Recoger desperdicios

La maquina ha sido calibrada, y se acciona dando el golpe al material Usando los agujeros Punzonado como guías, se acciona la maquina y corta la pieza Se coloca la pieza y se sujeta con topes, y se acciona la maquina Usando los topes para embutir se fija la pieza, y se acciona la maquina

La maquina esta lista para usarse, después de calibrarse La tira de materia prima, se sujeta sobre la mesa y se puede accionar la maquina, hasta acabar el material. Se recogen las piezas ya recortadas y se llevan a la maquina para trabajar y quitar las rebabas. La colocación y retiro de las piezas, se realiza manualmente, ya que son piezas recortadas, y se fijan con topes.

Luego que la pieza pasa por la matriz de doblado, se recoge y se le aplica la pintura, luego se lleva al horno, para fijar la pintura Cada vez que una tirase termina se recogen junto con los bocados generados por el Punzonado y el corte, y se almacena

Mejor Combinación de Operaciones Orde

Operaciones

Tipo Engrapadora Tipo Pesado

69


n 1 2

3 4 5 6 7 8 9 10 11

Ajustar la carrera de la maquina Introducir los tramos de material hasta el tope Punzonado Corte Retirar piezas y quitar rebabas Ajustar la carrera de la maquina Embutido Doblado Retirar la pieza y colocar otra hasta el tope Pintado al Horno Recoger desperdicios

Secundaria Secundaria Primaria Primaria Secundaria Secundaria Primaria Primaria Secundaria Auxiliar Auxiliar

Diagrama de Operaciones 1

2 3

Simbología

Cizallado

4 5

Punzonado de la lamina

6

Corte del contorno de la pieza

8 9

Operación y almacenamiento Transporte

Transporte de la lámina a Corte

Trasporte de la tiras de laminas a la prensa

7

Operación

Recepción Almacenamiento de materia prima

1 0

Doblado Transporte de la pieza al área de inspección Inspección de la pieza por medio de calibradores Acabado (Pintado al Horno)

Inspección Transporte a Almacén de producto terminado (Recoger desperdicio) Engrapadora Tipo Pesado 70

11

Almacenamiento del montaje

12

Almacenamiento



71

Análisis de Fabricación Tecnología Industrial III NUMERO DE LA PARTE: NUMEROPIEZA DE LA 9 PARTE: PIEZA 9 OPERACION Nº: 2 OPERACION Nº: 2

NOMBRE DE LA PARTE: NOMBRE DEGRAPAS LA PARTE: RIEL DE RIEL DE GRAPAS NOMBRE DE LA OPERACIÓN: PUNZONADO DE AGUJEROS

CLIENTE CLIENTE

NIVEL DE NIVEL DE INGENIERIA INGENIERIA

Material: AISI Material: 1020 AISI 1020

NOMBRE DE LA OPERACIÓN: PUNZONADO DE AGUJEROS SEGUNDO PASO

LINEA LINEA

PRIMER PASO PRIMER PASO

SEGUNDO PASO

ESPECIFICACIONES DE INGENIERIA ESPECIFICACIONES DE INGENIERIA NO 1 1

CARACTERISTICA Agujeros Embutido de ranueras

2

Recorte de contorno y Recorte ranura de contorno y ranura

DIMENSION Ø 411 de Dos de diametro Según dibujo A 90º

SECUENCIA SECUENCIA DE DE OPERACION OPERACION 1. 1.

Ajustar la carrera de la maquina Ajustar la carrera de la maquina

2. 2.

Introducir la pieza hasta el tope y fijarla Introducir la pieza hasta el tope y fijarla

3. 3. 4. 4. 5. 5.

Accionar la maquina y embutir Accionar la maquina y embutir Fijar la pieza y recortar Fijar la pieza doblar Retirar las piezas cortadas y quitar rebabas Retirar la pieza y colocar otra hasta el tope

6. 6.

Repetir Repetir el el ciclo ciclo hasta hasta terminar terminar las las piezas piezas

MUESTRA MUESTRA CLASE

TAM

INSTRUM. INSTRUM. DE MEDICION

FREC Barra calibrada Vernier Método pasa no pasa Escuadra

REACCION Y CORRECCION REACCION Y CORRECCION 1.Detener el proceso 2.Avisar a supervisor 1.Detener el proceso 3. Ajustar proceso 2.Avisar a supervisor 4.Retirar herramienta 3. Ajustar proceso 5. Separar 4.Retirarmaterial. herramienta 5. Separar material.

ESTANDARES ESTANDARES DE DE OPERACIÓN OPERACIÓN Std/hora Std/hora

300 300

Ton Ton

65 65

Elaboró: Elaboró: GC05033 GC05033 Aprobó: Aprobó: Fecha: Fecha: 26/11/07 26/11/07

6. Especificar los equipos de medición requeridos para el proceso.


72


Para verificar las dimensiones del magno, se requiere de dispositivos, especiales como lo siguientes: Una barra calibrada de diámetro 4 para verificar el diámetro de los agujeros •

•

•

•

•

•

Sistema pasa, no pasa en los contornos rectos de la pieza, para verificar la rectitud del corte.

Calibrador pie de rey: se utilizará para dimensionales de la pieza (soporte de palanca).

medir

longitudes

Micrómetro: se utilizara para medir longitudes dimensionales en partes de mayor presicion.

Calibradores para orificios: se utilizaran para medir la tolerancia del orificio así como la linealidad entre ellos.

Escuadras: se utilizarán para medir la perpendicularidad de las partes dobladas.


73


•

•

Transportadores: se utilizaran para medir ángulos que dan la forma al soporte de palanca.

Probadores de dureza y rugosidad superficial: nos servirán para verificar que el soporte de palanca tenga la calidad superficial especificada.


74


VII. BASE DE ENGRAPADORA INDUSTRIAL Denominación: Base de engrapadora tipo pesado. Responsable: González Zetino, Jorge Luis GZ05006 Función: Debe soportar los esfuerzos más importantes que se producen sobre la engrapadora, como es las fuerzas verticales producidas por el peso de cada una de las demás piezas del mecanismo y el esfuerzo producido por la fuerza aplicada en la palanca al momento de engrapar. Material: Acero de bajo contenido de carbón Lamina de Acero de 1220 x 1400 mm (calibre 14 = 1.9 mm) Norma: AISI SAE 1020. Composición Química (%): SAE 1020

Carbono

Silicio

0.22%

0.2%

AISI C1020

Manganes o 0.6%

Fósforo

Azufre

0.22%

0.11%

Proceso de Fabricacion

En el proceso de fabricación se debe determinar el método más conveniente y económico para fabricar la pieza, dentro de las alternativas de solución que se expusieron en la fase de Pre-Producción, se establece además las secuencias y el tipo de operaciones implicadas en la fabricación de la pieza. En este análisis se tratan además otros tópicos importantes para determinar completamente el proceso de fabricación como lo son: las herramientas y el equipo necesario.

Planeación de Fabricación Las decisiones que se tomen al hacer un planeamiento óptimo de la fabricación, tienen un efecto determinante sobre los departamentos relacionados con la fabricación (Costos, Métodos y Tiempo, control de calidad y ritmo de Producción). Las decisiones que tome el profesional responsable de los procesos deben de ser rentables, es decir que los costos deben mantenerse bajo un mínimo o un presupuesto estipulado. Por lo tanto, un proceso de fabricación eficiente puede definir las perdidas o la ganancia en un producto determinado. Engrapadora Tipo Pesado

75



76


PASOS PARA AL PLANEAR UN PROCESO DE FABRICACION 1. Análisis del plano de la pieza para tener un panorama general de lo que se desea.

FICHA DE RUTA Nombre de la pieza: Base para Engrapadora Tipo Pesado Fecha: 18/11/08 Responsable: GZ05006


77

N º 1 2 3 4

Depende de Materia Proces ESPECIFICACIONES Matriz prima o Análisis de Fabricación VistaTecnología Frontal Industrial III Vista Inferior Desarrollo Montaje

Requisitos de operación

Plano en ambos lados (1) Por unidad 1:1 Ninguno

5 Remache 6 Cantidad 7 Escala 8 Acabado Tratamiento 9 térmico 1 Esp. Materia Prima 0 1 Materia prima 1 1 Ultima fecha 2 1 Paralelismo 3 1 Perpendicularidad 4 1 295.00 5 1 66.00 6 1 82.2 – 83.2 7 1 301.00 8 1 116.00 9 2 76.00 0 2 23.50 1 2 42.00 – 43.50 2 2 72.70 3 2 87.00 4 2 60.30 5 2 12.50 6 2 Agujeros de 8.00 Ø 7 2 Agujero de 5.00 Ø 8 2 Ranura de 67.30 x 9 10.20 3 Ranuras de 23.00 0 x 6.30 3 19.50 1 3 14.50

OBSERVACIONES

Ninguno SAE 1020 CRS 1.90 mm Aceptada

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

Tol. ± 1.00 respecto A Tol. ± 1.00 respecto B Dimensión de contorno Dimensión de contorno Dimensión de contorno Dimensión de contorno

*


*


* *

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

Distancia entre agujeros

* *

*

* *

Permite distorsión Permite distorsión

*

Permite distorsión


*

*


*

*


78


La ficha de ruta proporciona una información detallada de las dimensiones y especificaciones de diseño para ser utilizadas en la fabricación de dicha pieza. Las especificaciones 1, 2 pertenecen a las vistas de la pieza que se quiere fabricar. Las especificación 3 y 4 corresponden al desarrollo de la pieza y al montaje respectivamente, la especificación 5 muestra los elementos de unión para el montaje. Las numeraciones 13 y 14 corresponden a las tolerancias de perpendicularidad y paralelismo que se deben obtener en la pieza. Las especificaciones 15, 16, 17, 18, 19, 20, 31,32 y 33 son superficies que constituyen el perímetro de corte, y los ángulos de corte son las especificaciones 34 y 35. Los ranurados se detallan en las especificaciones 29 y 30. Los agujeros del punzonado se designan por las especificaciones 27 y 28. Los detalles del estampado para la viñeta y el yunque se presentan en las especificaciones 36, 37, 38, 39, 40, 41 y 42; las especificaciones 43 y 44 corresponden al modelado de las lengüetas. La especificación 45 completa la lista de operaciones. Los agujeros de 8.00 Ø J13 (27) que se pueden utilizar para propósito de fijación en el proceso de modelado. El agujero de 5.00 Ø (28) y las ranuras de las especificaciones 29 y 30 se pueden incluir en la operación de recorte, aun cuando se pueda producir una distorsión en sus dimensiones en la operación final de estampado. Un análisis de la función de las ranuras laterales de las lengüetas cuya función es detener la base anti-deslizamiento, indica que no son completamente necesarias porque existen bases que entran a presión; además el agujero de 5.00 Ø ubicado en el centro (para el yunque) no se puede utilizar con fines de fijación ya que esa zona debe ser estampada. Por lo tanto se autorizo un cambio de ingeniería para eliminar dichas ranuras de 14.65 x 3.50 para disminuir el numero de perforaciones en la pieza, y se autorizo agregar un agujero de 5.00 Ø en la parte frontal de la base que servirá de fijación en la operación de estampado y doblado; ambos cambios no afectan a la pieza en su función. El resultado del análisis de las operaciones de corte de la lista se muestra gráficamente en el plano del proceso (plano Nº 2). El sistema de fijación para la operación de modelado, se muestra en el plano del proceso (plano Nº 3) para dicha operación.


79


Redactar recomendaciones hacia o consultar con ingeniería del producto acerca de los cambios del producto. Este es el siguiente paso del planeamiento de fabricación. Se efectúan consultas con ingeniería del producto para aclarar dudas sobre el plano y sugerir posibles cambios en el diseño del producto. Es de esperar que los cambios que se sugieran sean para facilitar y economizar en la producción, sin afectar la funcionalidad del producto. Una correcta y bien establecida comunicación entre el ingeniero de fabricación y el ingeniero del producto es de vital importancia para la puesta en marcha de nuevos proyectos ya que con esto no importa que tan experimentado sea el ingeniero de fabricación a este siempre le surgirán dudas en especial si es un proyecto de gran complejidad, esto se debe que a pesar de su capacidad comprobada para interpretar y comprender los reportes técnicos donde se establecen todos los pormenores del proceso a seguir, el ingeniero de fabricación tal vez quiera sugerir un cambio en el diseño con el fin de reducir los costos o facilitar la elaboración del producto, también puede suceder que a el no le quede claro alguna medida o detalle de la pieza. Ante estas situaciones u otras que pudieran surgir es importante aclarar cualquier duda ante lo que se va a fabricar con el ingeniero del producto. Los cambios que se sugieren en la pieza son: Hacer un cambio en el espesor de la chapa metálica. Ampliar las tolerancias Eliminar las ranuras en las superficies laterales de la pieza • • •

La Primera Propuesta: Se recomienda cambiar el calibre (espesor) de la lamina de acero, por una más delgada, cambiar de 2.50 mm a 2.90 mm, ya que al hacer el cambio siempre se sigue manteniendo el funcionamiento (dureza y resistencia) del producto, además se reducen costos de material. Segunda Propuesta: Las tolerancias establecidas se pueden ampliar ya que estas no necesitan ser tan pequeñas para el tipo de pieza que se desea producir, tomándose en cuenta que este cambio no afectara el desempeño de las demás piezas para su funcionamiento ya que esta pieza no se ajusta con otras. Únicamente se une a otras por medio de elemento de unión; en este caso se utilizaron remaches. Esto podría llevar a que los costos de fabricación se vean considerablemente disminuidos para la realización de la pieza. Se recomienda al ingeniero del producto revisar y si es posible cambiar el tipo Engrapadora Tipo Pesado

80


de tolerancia por una más amplia para reducir los costos de fabricación, para esto se presenta el plano de la pieza con las tolerancias propuestas, para su revisión y respuesta por parte del ingeniero del producto Tercera Propuesta:

Se recomienda al ingeniero del producto que se eliminen las ranuras en las superficies laterales ya que estas solamente están diseñadas para la fijación de una base plástica pero se puede fijar una base plástica que entre a Presión sin afectar así el funcionamiento final que es evitar el deslizamiento del montaje completo. Con este cambio se evita hacer mas orificios sobre la pieza y así evitar la utilización y verificación de más tolerancias en la pieza disminuyendo por ende el costo de fabricación sin afectar la calidad y el funcionamiento requerido.


81


Elaborar un listado de las operaciones básicas requeridas para producir la pieza de acuerdo con el plano de las especificaciones. A continuación se listan las operaciones básicas para el buen desarrollo de la Base para Engrapadora Tipo Pesado:



Cortar el material en tiras Conformar Perforar Ranurar Estampado Doblar



Cortar

    

La operación de corte consiste en la separación o desprendimiento de material, generalmente es usado para reducir grandes dimensiones a secciones más pequeñas. La operación de cortado se puede realizar de diferentes maneras: Con desprendimiento de viruta: herramientas como sierras, pulidoras o limas. Sin desprendimiento de viruta: usando matrices y prensas, cizalladoras Rayo laser: se usa un laser Corte a la flama: se origina una llama a temperatura elevada que por la acción del calentamiento, permite el corte. •

•

• •



Conformado

Proceso para la remoción de metal de superficies planas. Consiste en pasar una herramienta de un solo filo sobre la superficie de una pieza de trabajo fija. 

Perforado

Consiste en una operación de corte que crea un agujero abierto sobre una superficie en un material dado, al separar una sección interior. La sección de metal removida es desperdicio. En esta operación el material remanente es la parte deseada. Engrapadora Tipo Pesado

82


Esta operación se puede llevar a cabo con el uso de taladradoras (brocas) o punzones. 

Ranurado

Corte de agujero alargado en la placa de metal 

Estampado

Se usa para crear indentaciones en la lámina, como venas, letras o costillas de refuerzo. Se involucran algunos estiramientos y adelgazamientos del metal. Esta operación puede parecer similar al acuñado (grabado). Sin embargo, las matrices de estampado poseen contornos y cavidades que coinciden, el punzón contiene los contornos positivos y la matriz los negativos

(a) sección transversal de la configuración de la matriz y punzón durante el prensado; (b) parte terminadas con bordes estampados.  Doblado El doblado se define como la deformación del material alrededor de un eje recto. Es el formado del material tensando el material alrededor de un eje recto. Una operación de doblado comprime el lado interior del doblez y estira el lado exterior. El doblez toma una forma permanente al remover los esfuerzos que lo causaron. Además existen otras operaciones que son necesarias para fabricar la Base, pero no son básicas sino secundarias o auxiliares:  Recepción y Almacenamiento de Materia Prima  Quitar rebabas  Preparación de Refrigerante  Aplicación de Refrigerante  Preparación de pintura  Transporte al área de recubrimiento  Aplicación del recubrimiento  Inspección  Almacenamiento Engrapadora Tipo Pesado

83




Y todas las operaciones de transporte


84


Determinar el Método de Fabricación más conveniente y Económico, y la forma de las Herramientas para cada Operación. La programación, el orden y el control sobre las actividades de producción de una empresa tienen una gran repercusión en el coste de los artículos fabricados y en los plazos de entrega, es decir, hoy en día son los principales aspectos en los que se basa la competitividad de una empresa. En cuanto a este apartado hay que hacer ciertas consideraciones con respecto con las herramientas, materias primas y procesos. Este Proceso de fabricación más conveniente, es aquel que satisfaga o supere los requisitos de diseño, y que además genere un costo bajo respecto a otras alternativas que existan. Se presentan las siguientes propuestas de métodos de fabricación, de los cuales se seleccionará el más conveniente.

MECANIZADO 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. Se realiza a partir de productos semielaborados como lingotes, tochos u otras piezas previamente conformadas por otros procesos como moldeo o forja. Los productos obtenidos pueden ser finales o semielaborados que requieran operaciones posteriores.

Mecanizado por arranque de viruta El material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un desperdicio o viruta. La herramienta consta, generalmente, de uno o varios filos o cuchillas que separan la viruta de la pieza en cada pasada. 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). Sin embargo, tiene una limitación física: no se puede eliminar todo el material que se quiera porque llega un momento en que el esfuerzo para apretar la herramienta contra la pieza es tan liviano que la herramienta no penetra y no se llega a extraer viruta . Engrapadora Tipo Pesado

85


Mecanizado por abrasión La abrasión es la eliminación de material desgastando la pieza en pequeñas cantidades, desprendiendo partículas de material, en muchos casos, incandescente. Este proceso se realiza por la acción de una herramienta característica, la muela abrasiva. En este caso, la herramienta (muela) está formada por partículas de material abrasivo muy duro unidas por un aglutinante. Esta forma de eliminar material rayando la superficie de la pieza, necesita menos fuerza para eliminar material apretando la herramienta contra la pieza, por lo que permite que se puedan dar pasadas de mucho menor espesor. La precisión que se puede obtener por abrasión y el acabado superficial puede ser muy bueno pero los tiempos productivos son muy prolongados.

Algunas de las maquinas utilizadas para el proceso de mecanizado son: • • • •

Torno Fresadora Taladro Cepilladora

Se descarta como proceso de producción, ya que para fabricar la pieza, se generaría un excesivo desperdicio de material, tendrían que fabricarse plantillas para cortar la forma de la pieza, además la exactitud del conformado y los agujeros dependería de la habilidad del operario, que podría dar cabida muchos reprocesos y errores, además los costos de tiempo de producción son muy elevados, por tanto se incurre en tiempos elevados.

CORTE CON LASER En el corte mediante Láser se utiliza la radiación para calentar la pieza hasta alcanzar la temperatura de fusión, al tiempo que una corriente de gas a presión arrastra el material fundido. La utilización del Láser en este campo ofrece muchos aspectos positivos. El haz láser enfocado sobre la pieza actúa como una herramienta puntual. La zona afectada Engrapadora Tipo Pesado

86


térmicamente es muy limitada, lo que evita la aparición de distorsiones. El contorno de la pieza a cortar puede ser de cualquier forma y complejidad, pudiéndose realizar el proceso a altas velocidades. El proceso consiste en la focalización del haz láser en un punto del material que se desea tratar, para que éste funda y evapore lográndose así el corte. Como pretende simbolizar la figura el haz láser, con una determinada potencia procedente del generador y de un sistema de conducción (1), llegará al cabezal (2). Dentro de éste, un grupo óptico (3) se encarga de focalizar el haz con un diámetro determinado, sobre un punto de interés del material a tratar. El posicionamiento del punto focal del rayo respecto de la superficie que se desea cortar es un parámetro crítico. El proceso requiere de un gas de asistencia (4), que se aplica mediante la propia boquilla del cabezal, coaxial al propio rayo láser. Este gas puede ser inerte para evitar oxidaciones o activo para catalizar el proceso. A su vez favorece la eliminación de material fundido, vapor y plasma de la zona de corte (5). Es típica la aparición de ciertas estrías o rugosidades en las superficies cortadas (6). La conjunción de todos estos factores, junto con otros como la velocidad relativa entre el cabezal y la pieza, producen una densidad de energía que origina el corte para cada tipo de material.

Posibilidad de actuar sobre zonas de tamaño reducido. El diámetro del spot que incide sobre la superficie a cortar tiene un valor medio en torno a las tres décimas de milímetro. Esto acarrea la consecución de surcos de corte muy estrechos de dimensiones muy parecidas a las del propio spot o ligeramente superiores. Asimismo, las distorsiones que origina en el material son mínimas.

• Accesibilidad. La posibilidad de transmitir el haz láser mediante fibra óptica hace que, montado un cabezal de corte en un robot antropomórfico, se pueda alcanzar cualquier orientación de corte dentro del campo de trabajo del robot

• No contacto mecánico con la pieza . No se produce desgaste de la herramienta por contacto ya que el grupo óptico que enfoca el haz origina que en posición de trabajo exista una separación entre la boquilla de la que sale el rayo y la pieza .

• Sistemas sofisticados. La programación se hace de una forma cómoda y precisa. Los dispositivos pueden incluir tablas de parámetros para cortar diferentes materiales. Es posible la automatización del proceso así como la comunicación de la Engrapadora Tipo Pesado

87


máquina láser con otro tipo de dispositivos como CNC, centros de procesado, elementos de control de calidad, sistemas de gestión de errores y alarmas así como dispositivos de monitorización on-line de la máquina y del proceso láser. Se descarta como proceso de producción, y a pesar de ser muy preciso y eficiente, la maquinaria es de un costo muy elevado debido a que son del tipo CNC, además el ritmo de producción no es lo suficientemente grande como para considerar este método, y únicamente aumentaríamos el costo por pieza al emplearlo.

TROQUELADO Troquel o matriz Herramienta empleada para dar forma a materiales sólidos, y en especial para el estampado de metales en frío. En el estampado se utilizan los troqueles en pares. El troquel más pequeño, o cuño, encaja dentro de un troquel mayor, o matriz. El metal al que va a darse forma, que suele ser una lámina o una pieza en bruto recortada, se coloca sobre la matriz en la bancada de la prensa. El cuño se monta en el pistón de la prensa y se hace bajar mediante presión hidráulica o mecánica. Cada troquel está especialmente construido para la operación que va a efectuar y no es adecuado para otras operaciones. El troquel tiene dos mitades, entre las cuales se coloca la lámina metálica. Cuando las dos mitades del troquel se juntan se lleva a cabo la operación. Normalmente, la mitad superior del troquel es el punzón (la parte más pequeña) y la mitad inferior es la matriz (la parte más grande). Cuando las dos mitades del troquel se juntan, el punzón entra en la matriz.

Tipos de matrices troqueladoras o estampadoras. Se refieren al número de operaciones separadas que se ejecutan en cada acción de la prensa y cómo se realizan dichas operaciones. Matriz simple: Ejecuta una sola operación con cada golpe de la prensa. Matriz en V: Ejecuta operaciones simples. Matriz compuesta : Realiza dos operaciones en un solo lugar, tales como corte y punzonado, o corte y embutido. •

• •


88


•

•

Matriz combinada: Es menos común; ejecuta dos operaciones en dos diferentes posiciones de la matriz. Matriz progresiva: Ejecuta dos o más operaciones sobre una lámina de metal en dos o más posiciones con cada golpe de prensa. La pieza se fabrica progresivamente. El rollo de lámina se alimenta de una posición a la siguiente y en cada uno de estos lugares se ejecutan las diferentes operaciones (por ejemplo, punzonado, muescado, doblado y perforado).

Prensas Son máquinas herramienta que tienen una mesa estacionaria y un pisón, cepo o corredera, el cual puede ser accionado hacia la mesa y en dirección contraria para ejecutar varias operaciones de corte y formado. Cuando se monta una matriz en la prensa, el porta punzón se fija al pisón y el porta matriz se fija a la placa transversal de la mesa de la prensa. Hay prensas de varias capacidades, sistemas de potencia y tipos de armazón. La capacidad de una prensa es su disposición para manejar la fuerza y energía requerida para realizar las operaciones de troquelado. Ésta se determina por su tamaño físico y por sus sistemas de potencia. El sistema de potencia se refiere a la clase de fuerza que usa, ya sea mecánica o hidráulica, así como al tipo de transmisión empleada para enviar la potencia al pisón. La velocidad de producción es otro aspecto importante de la capacidad. El tipo de armazón de la prensa se refiere a la construcción física de la misma. Hay dos tipos de armazón o estructura de uso común: de escote o estructura en C y estructura de lados rectos. Prensas de escote: Su estructura tiene la configuración general de la letra C y es frecuentemente llamada estructura o armazón en C. Las prensas de escote proporcionan buen acceso a la matriz. Prensas con armazón de lados rectos: Para trabajos que requieren Engrapadora Tipo Pesado

89


alto tonelaje se necesitan armazones de prensa con una rigidez estructural mayor. Las prensas de lados rectos tienen lados completos que le dan una apariencia de caja. Esta construcción aumenta la resistencia y rigidez del armazón. Quizá la principal característica de las piezas metálicas troqueladas es que, con unas cuantas excepciones, el espesor de la pared es esencialmente el mismo en toda la pieza. Las piezas troqueladas terminadas son, algunas veces, bastante complicadas en forma, con muchas salientes, brazos, agujeros de varias formas, huecos, cavidades y secciones levantadas. En todos los casos, el espesor de la pared es esencialmente uniforme

Corte Se realiza por una acción de cizalla entre dos bordes afilados de corte. El borde superior de corte (punzón) se mueve hacia abajo sobrepasando el borde estacionario inferior de corte (matriz). Cuando el punzón empieza a empujar el trabajo, ocurre una deformación plástica en las superficies de la lámina, conforme éste se mueve hacia abajo ocurre la penetración, y corta el metal.

Doblado El doblado se define como la deformación del metal alrededor de un eje recto. El metal dentro del plano neutral se comprime, mientras que el metal por fuera del plano neutral se estira. El doblez toma una forma permanente al remover los esfuerzos que lo causaron.


90


Para doblar la chapa, es importante que ésta no sufra alargamientos ya que de lo contrario tendrá variaciones en el espesor. Para que esto no suceda, es necesario calcular con ciertos procedimientos analíticos las herramientas y una regulación exacta de la carrera del troquel. Para la operación de doblar, hay que tener en cuenta los siguientes factores: el radio de curvatura y la elasticidad del material. Estos radios de curvatura se consideran normalmente dentro de los siguientes rangos: Para materiales dulces, de 2 veces el espesor de la chapa Para materiales duros de 3 a 4 veces el espesor. Una vez terminada la operación, el material tenderá a recuperar su posición inicial. Para lograr el doblez deseado, será necesario doblar el material un poco más de lo requerido a fin de que en el momento de la recuperación no se salga de las tolerancias estipuladas. • •

Debido a las formas que tiene la pieza, y la recomendación que se hace de el material a utilizar que es una lámina de Acero SAE 1020 con espesor de 2.00 mm, este proceso es el que mejor se adapta al proceso a utilizar para la fabricación, el conformado por el proceso de troquelado es lo más factible para la realización de la pieza, porque otros métodos de fabricación llevarían a costos más elevados de producción, teniendo como razones principales las siguientes: Producción más rápida a causa de la velocidad de operación de las prensas Costos más bajos, ya que muchas de las operaciones de prensa pueden ser ejecutadas por mano de obra no especializada y se necesitan pocos operarios Construcciones más livianas mediante arreglo inteligente de los componentes de la lámina metálica •

•

•

Es posible obtener partes de gran precisión, acabado completo y buenas especificaciones y tolerancias mantenidas durante un periodo indefinido de tiempo, lográndose así economías de mano de obra y horas de trabajo que de otro modo tendrían que gastarse en el taller. En el trabajo por prensa o troquelado (Nombre de la Herramienta), se identifican las partes de un trabajo en prensa, incluyendo operaciones básicas del proceso. Estas operaciones son:     



Ajuste de la carrera Alimentación de la materia prima Accionamiento de la prensa seguido del golpe Extracción de la Pieza La tira de material avanza, con cada golpe hasta que se termina Se reinicia el ciclo.


91


El método de fabricación más conveniente y económico será por medio del proceso de troquelado por ser una operación, en que sus pasos establecen una buena realización de la pieza requerida, otros métodos de fabricación no se consideran por acarrear costos más elevados en el desarrollo. Para obtener el volumen de producción requerido que es de 200,000 piezas al año, con un ritmo de producción requerido de 95 piezas por hora.

Herramienta (Troquel) La herramienta principal en el trabajo en prensa es el troquel, y cabe mencionar que para cada pieza se debe diseñar un troquel especial, pero para este diseño se deben tener en cuenta los siguientes aspectos : 1. Debe de poseer una holgura de corte apropiada, que es necesaria en cuanto se refiere a la vida de un troquel y a la calidad de las partes de la pieza. Una holgura excesiva resulta en características deficientes de la parte de la pieza; una holgura deficiente ocasiona desgastes de los miembros de corte de la herramienta a causa del mayor esfuerzo de punzonado requerido. 2. El corte hecho en la pieza o en la materia prima, es hecho mediante el borde de corte de la abertura del troquel. Por consiguiente, la abertura del troquel determina el tamaño de la pieza de corte. 3. La Holgura Angular, que es un achaflanamiento o aguzamiento que se aplica a las paredes laterales de la abertura del troquel, a fin de que se liberen las presiones internas de la pieza a medida que esta pasa a través de la abertura. 4. Desgaste De Matriz: El esfuerzo de corte afecta los filos luego de producir una gran cantidad de piezas, como consecuencia tenemos piezas con rebabas y contorno indefinido y por ende se necesita rehabilitar la matriz, perdiendo en el proceso hasta 1 mm, siendo la cota de afilado máximo de 6 mm, a razón promedio de 0,15 mm por cada rectificado, resultando posible rectificar unas 40 veces.


92


Determinación de los costos de fabricación Costo del proceso (Con 2 troqueles) Para obtener la Base de la Engrapadora Tipo Pesado, por medio de troqueles separados, se requiere de los siguientes elementos:  1 Maquina cizalladora.  1 Prensa hidráulica  1 Matriz de punzonado y corte.  1 Matriz de modelado y estampado. _________________________________  1 maquina rebarbadora  1 Rebarbadora de contornos  1 cabina para pintura  1 sistema para pintado con pistola de aire 

Maquina Cizalladora Capacidad de Funcionamiento AREA DE MESA: 2500 x 1300 mm  LONGITUD TOTAL: 2.54 m  Altura: 1200 mm  Peso: 900 kgs Equipada con:  BRAZO DE CARGA  MOTOR DE 3 H.P. A 850 R.P.M.  2 Guías de soporte 



Maquina MARCA: MODELO: SERIE: Precio:



Maquina rebabadora

  

Cizalladora Main D-024 G408746 $3, 200

Maquina rebarbador: mediante banda de lija

Dimensiones de banda: 50-60 x 2000

Marca:

Motor: 220 – 380 V 1500 RPM

GAMOR


93


Modelo: 

Precio:

TG-2000

$ 800.00

Prensas Hidráulica (2)

Capacidad de Funcionamiento      

Equipada con:  Motor Eléctrico de 7.5 HP  Inclinación máxima de la mesa : 30ª Dimensiones Largo x Ancho x Alto



Maquina Troqueladora MARCA: OBI MODELO: JC23-6.3 TIPO: C Precio: $ 5,200



Toquel de punzonado y corte

  

Parte superior (macho)

Área de mesa: 500 x 800 Capacidad: 86 Ton. Altura del Carrera: 80 mm Ajuste: 20mm Golpes por Minuto: 80 Peso Aproximado: 600 kg.

915 x 700 x 1690

Pieza inferior (Hembra)


94


    

Datos: Material: Berkel 23 Perforado: 4 punzones Ranurado: 3 punzones Vida Útil: 5 años Precio: $1, 500

Troquel Armado 

Troquel para modelado (doblado) y estampado     



Datos: Material: Berker21 Perforado: 4 punzones Ranurado: 3 punzones Vida Útil: 2 años Precio: $ 700

Rebabadora de contornos

Rebarbadora de contornos Marca:

Cuttograf

Modelo:

No. 69791

Dimensión: 26 mm Espesor: Precio:



Ø 2.50 mm $ 30.00

Cabina para pintura


95


Cabina de pintura Marca:

WAGNER

Modelo:

CFS – 1000

Ventiladores: 1 Iluminación: 2 x 25w Espacio de cabina: 1.00 x 1.25 m Precio:



$ 280.00

Sistema para pintura con pistola de aire comprimido Compresor de aire 1,8 HP Marca:

Gamma G2801

Capacidad: 24 litros monofásico Precio: $ 340 Marca: Serpion Modelo: GS0064 Caudal: 7 kg/ cm2 Precio:

$34.00


96


Accesorios para trabajar este método de pintura Precio aproximado: $100 Total

$474


97


Costo del proceso (Con 1 troquel progresivo)

Para obtener la Base de la Engrapadora Tipo Pesado, por medio de troqueles separados, se requiere de los siguientes elementos:  1 Maquina cizalladora.  1 Prensa hidráulica  1 Matriz de progresiva (punzonado, corte, doblado y estampado)  1 maquina rebarbadora  1 Rebarbadora de contornos  1 cabina para pintura  1 sistema para pintado con pistola de aire Nota: Para este proceso la maquinaria y herramientas son la misma que la propuesta anterior, únicamente cambia es que solamente se necesita un solo troquel progresivo y una prensa con una mesa mas grande. Capacidad de Funcionamiento      

   

Maquina Troqueladora MARCA: OBI MODELO: JC23-6.3 TIPO: C Precio: $ 6, 400

Área de mesa: 400x600 Capacidad: 86 Ton. Altura del Carrera: 80 mm Ajuste: 20mm Golpes por Minuto: 80 Peso Aproximado: 600 kg.

Equipada con:  Motor Eléctrico de 11 HP  Inclinación máxima de la mesa : 30ª Dimensiones Largo x Ancho x Alto

915 x 700 x 1690


98


    

Datos: Troquel progresivo Material: Berker21 Perforado: 4 punzones Ranurado: 3 punzones Vida Útil: 2 años Precio: $ 3, 200

Selección de proceso en base a costos Proceso (1) con Dos troqueles Cizalladora

3200

Prensa hidráulica

5200

Troquel de punzonado y corte Troquel de modelado y estampado Maquina rebabadora

1500

Rebabadora de contornos Cabina de pintura Sistema de pintura de aire compresionado Total:

700 800 30 280 474 1218 4

Proceso (2) con Troquel Progresivo Cizalladora

3200

Prensa hidráulica

5200

Troquel progresivo

3200

Maquina rebabadora Rebabadora de contornos Cabina de pintura Sistema de pintura de aire compresionado Total

1318 Engrapadora Tipo Pesado

99



100


Determinación de las operaciones. Transporte. Todas las operaciones de transporte se hacen en forma manual de un área de trabajo a otra. 

Recepción y almacenamiento de materia prima. Se reciben y almacenan las materias primas que se utilizan en la producción. Laminas de acero SAE 1020 de dimensiones requeridas, 1220 x 2440 x 1.90 mm Pintura para la operación de recubrimiento •

•

Transporte a corte. Corte. Se coloca la lámina de acero en la cizalladora y se corta en tiras con dimensiones de 2000 x 305 mm. Es requerido una cizalladora de 80 Ton. (a) vista lateral de la operación.

(b) vista frontal de la

cizalla.

Transporte a troquel Las tiras son transportadas manualmente hacia al troquel de corte.

Conformado en troquel (ver plano 2) Calculo del tonelaje para la prensa F

L * t * Ss

=

F: máxima fuerza que aparece en el proceso (Ton). L: Perímetro total de Corte. t : Espesor del Material Ss.: Resistencia al cizallamiento del material (ton/pulg², kgf/mm², etc.)

F = (817.11mm) (1.90mm) (55 Kgf/mm 2) = 85 388.00 Kgf Se requiere una prensa con tonelaje de: 86 Ton o mayor •

El material entra con una medida de 305 mm de ancho a través de una escuadra introductora, esta longitud es detenida por el primer tope que igual es de 305 mm. Engrapadora Tipo Pesado

101


•

•

•

•

En esa posición la prensa realiza un golpe y simultáneamente se perforan los agujeros (dos de 8.00 Ø mm y dos de 5.00 Ø mm), el ranurado (una ranura de 67.30 x 10.20 mm y dos ranuras de 23.00 x 6.30 mm). Además un corte longitudinal reduciendo 2.00 mm a cada extremo (el ancho resultante es de 301.00 mm) para que el material pueda avanzar. La tira avanza 8 mm y es detenido por el tope anterior, aquí se realiza el recortado de la pieza (las longitudes mayores son de 301.00 76.00 y 66.00 mm) y los cortes con ángulos de 13.6º y 6.6º; para hacer estos cortes existe desprendimiento de material de 2.00 mm en los extremos (a lo largo) del material, dándole así la forma final de la pieza antes de ser doblada. Durante el proceso de troquelado se debe lubricar continuamente el troquel para evitar que se caliente y se desgaste rápidamente (esta operación se describe en operaciones auxiliares). Nota: la maquina es automática (el golpe debe estar regulado a 66 Ton), el operario únicamente sitúa la tira de acero sobre la escuadra de introducción del troquel, activa la prensa, y alimenta de forma manual el material ya que la matriz posee topes para regular el avance de la tira. En resumen los pasos a seguir para el troquelado son: Ajustar la Carrera de la maquina Se coloca la tira de Materia Prima (o avanza) Se acciona la maquina y se da el golpe (Cualquier Operación) Se retira La Pieza Se repite el ciclo hasta acabar la materia Prima • • • • •

Transporte al área de quitar rebabas Las piezas se transportan en forma manual al área de remover rebabas Rebarbado e inspección de medidas Una vez terminada la forma de la pieza se verificaran las medidas y especificaciones del diseño y a la vez se le quitaran las rebabas dejadas por el proceso de troquelado. La pieza plana es rebarbada, los contornos por medio de lija con la ayuda de una maquina rebarbadora y los agujeros con una rebarbadora para contornos circulares, de esta forma se asegura que las rebabas no afecten el proceso de modelado y estampado. Nota: El operario manipula las RPM de la lija, y se encarga de retirar las rebabas con las herramientas ya mencionadas. Engrapadora Tipo Pesado

102


Transporte a troquel doblador La pieza es llevada al troquel de doblado, por medios manuales.

Doblado. Cuando se coloca la pieza en el troquel doblador es fijado a través de los dos agujeros de 8.00 mm y el de 5.00 mm, además tiene topes en la parte frontal de la base, baja el macho del troquel que contiene el área que hace contacto con las lengüetas que serán dobladas sobre un eje recto y los filetes deben ser de 4.00 mm R. En el mismo golpe se efectuara el estampado de las zonas para el yunque y la viñeta con las medidas y profundidades según las especificaciones (36 hasta 42). Nota: la maquina es automática, el operario únicamente sitúa la pieza en la matriz y activa la prensa, luego retira la pieza doblada.

Transporte al área de recubrimiento. La pieza es transportada por medios manuales al área de recubrimiento.

Preparación de pintura Se aplicara pintura en polvo por medio de pistola de aire comprimido, ya que es más rápido que otros y proporciona una película de espesor uniforme, es fundamental disponer de un compresor que proporcione un caudal adecuado de aire. La pistola de pintura se adapta a un compresor de aire. El aire comprimido llega del compresor a la pistola a través de una manguera. Este sistema no requiere una fuerte presión Herramientas, materiales y accesorios necesarios Pistola eléctrica o pistola de aire comprimido con compresor Boquillas pulverizadoras, dependiendo del tipo de pintura (indicado por el fabricante) Viscosímetro o densímetro de precisión Pintura • •

• •

- Compruebe el buen funcionamiento de la pistola y verifique que no esté obstruida.

- Seleccione las boquillas pulverizadoras que correspondan al tipo de pintura a utilizar. - Proceda a la regulación del chorro en función de la pintura a utilizar (siga siempre las instrucciones del fabricante). - Diluya la pintura para poder pulverizarla:


103


- Con un disolvente o diluyente (según las indicaciones dadas por el fabricante) para pintura sintética o al poliuretano. - Con agua para pintura acrílica. - Controle la densidad o viscosidad de la pintura: - Directamente con la pistola pulverizando un poco sobre una superficie vertical (la pintura no debe chorrear ni formar grumos).

Recubrimiento de pintura La pieza terminada es colocada en la cabina de pintura (suspendida con los agujeros para los remache) y se procede al pintado.



Sujete la pistola verticalmente y colóquela a unos 25 cm de la superficie a pintar (1).



Desplace la pistola paralelamente a la superficie, de una manera lenta y regular, sin movimientos bruscos de muñeca.



Cubra la superficie con al menos dos capas de pintura, efectuando cuadros. En la primera capa, dibuje "eses" horizontales y en la segunda "eses" verticales, haciendo que se monten unas sobre otras (2).

Haga que cada tira de pintura monte aproximadamente un tercio de su ancho sobre la siguiente (3).



Aplique la pintura desplazando siempre la pistola, ya que de lo contrario la capa quedará demasiado espesa y la pintura chorreará. Suelte el gatillo cada vez que interrumpa el movimiento. Engrapadora Tipo Pesado

104


Limpieza de la pistola Es preciso limpiar la pistola íntegramente, tan pronto como se termine de pintar, para ello: 

 



Vacíe el depósito de pintura y llénelo con medio vaso de disolvente, pulverice entonces sobre un papel de periódico con el fin de limpiar tanto el recipiente como los tubos de la pistola y el interior de la boquilla pulverizadora (4).

Desmonte la boquilla y límpiela con un pequeño pincel mojado en disolvente. Limpie el exterior de la pistola con un trapo empapado en disolvente.

Cuando se trate de una pistola eléctrica, vierta un poco de aceite de vaselina en el fondo del recipiente y pulverice durante algunos segundos: el aceite se depositará en el mecanismo y lo mantendrá lubrificado hasta la siguiente utilización (5).

Importante Durante el proceso de pintado es necesario ventilar adecuadamente el lugar y protegerse con una mascarilla.

Demora. La pieza deber reposar por lo menos 30 minutos para que la pintura seque y luego pueda ser inspeccionada

Inspección y empaque En el área de secado, después del tiempo de secado la pieza es inspeccionada para verificar que cumpla con las especificaciones. Inmediatamente después de ser inspeccionada, la pieza es empacada para su almacenamiento .

Transporte a almacenamiento. El producto ya empacado es transportado al almacén por medios manuales.

Almacenamiento La Base es almacenada en bodegas, para su próxima distribución .


105


Proyectar la mejor forma de combinar las operaciones y ponerlas en secuencia. Las operaciones que se describieron en el paso anterior, se deben colocar en la mejor secuencia, para ello se deben determinar las operaciones primarias, secundarias y auxiliares del proceso. Una de las primeras decisiones al elegir las operaciones, se relaciona con el grado de flexibilidad o adaptación deseada. Las máquinas y herramientas se pueden clasificar como de propósito general y de propósito especial. Las máquinas de propósito general son las más flexibles y constituyen la mayoría de las máquinas y herramientas que se utilizan en la actualidad.

Determinar las superficies primarias para posicionar y calibrar Las áreas criticas en esta parte son los agujeros de 8.00 ϕ (numero 27), el agujero especificados en el numeral 48 son fabricados para propósitos de fijación durante el proceso de troquelado. Por supuesto, estos dos agujeros (27) deben de quedar alineados tal como se especifica. Un análisis de las tolerancias de la ubicación de los agujeros, indica lo adecuado de recortar todos los agujeros en la pieza plana, si se dispone de superficies de referencia para la operación de doblado. Por lo tanto se autorizo dicho cambio (numero 47) en ingeniería. Para poder visualizar mejor el orden de las operaciones y su importancia para el proceso estas operaciones se clasifican en primarias, secundarias y auxiliares. Tomando en cuenta una serie de pasos descritos anteriormente se pueden clasificar así: Operaciones Primarias  Doblar  Cortar  Conformar  Perforar Operaciones Secundarias  Ranurar  Recubrimiento de pintura  Estampado

Operaciones Auxiliares    

Recepción y almacenamiento de Materia Prima Quitar rebabas Preparación de pintura Aplicación del recubrimiento

  

Inspección Almacenamiento Y todas las operaciones de transporte

Diagrama de Operaciones


106



107


Especificar los equipos de medición requeridos para el proceso. Para la comprobación del diseño de la pieza se hace necesario contar con el equipo preciso para el control de la calidad si bien se desconoce el tipo y la forma de estos puede suponerse que pueden ser calibradores de diversas formas, y que no solo se hace necesario medir diámetros externos sino medidas internas, como externas, curvas de radios. Aparte de los implementos de comprobación dichos, también se puede contar con instrumentos de medición ya establecidos. Para verificar las dimensiones de la base de la Engrapadora Tipo Pesado, se requiere de dispositivos, especiales como los siguientes: -

Calibradores cilíndricos para los agujeros de ϕ5.00 mm y los de Ø8.00 mm para verificar el diámetro de los agujeros, estos deben poseer las medidas especificadas en los planos de diseño y fabricación de la pieza.

-

Para verificar los dobleces a 90° de las superficies laterales de la pieza se utilizara una escuadra que posea las respectivas tolerancias perpendiculares

-

Para Verificar las ranuras se hará uso de un calibrador vernier .

-

Se determino que la revisión de las medidas de contorno se puede lograr con la construcción de una plantilla que poseerá todas las medidas de la pieza ya fabricada, esto nos proporcionara una rápida comprobación de la pieza con sus tolerancias especificadas en los planos de diseño y fabricación.


108


VIII. UNIDA DE BASE Generalidades El establecimiento del proceso de fabricación de un producto es una de las partes más esenciales e importantes que se debe de plantear el ingeniero de proceso, éste determina mediante un conjunto de pasos cual será el proceso más adecuado para la fabricación de cada una de las piezas de un producto, evaluando tanto la calidad de producto como el costo del mismo llegando a obtener un producto óptimo. La unidad de base está diseñada para ser un puente entre la base de la engrapadora y la palanca, a la vez soporta a la guía de palanca con todo el subensamble que esta posee. La unidad de base tiene dos orificios a los lados en el cual se coloca un pin que servirá para unir todo lo anterior. También consta de superficies de alto relieve de igual ancho y de diferente largo ubicadas a los extremos de cada lado de la unidad de base, estas tienen la función de dar fijeza a la guía de palanca. Al final la unidad de base posee una pestaña que es ahí donde la guía de palanca topa para mantenerse en equilibrio. La pieza será realizada en un acero de bajo contenido de carbono (lámina de acero de 1/16 pulg.), en específico AISI SAE 1020. El acero de bajo contenido de carbón por tener propiedades mecánicas que otros aceros no poseen. Es utilizado cuando se requieren superficies más duras recurriendo al método térmico de cementación, obteniendo muy buena dureza superficial (tomando en cuenta que su núcleo es blando). Por ser rectificado a la medida exacta es muy aplicable en un sin número de repuestos industriales.

Planteamiento del Proceso de Fabricación 1. Análisis del plano de la pieza A continuación se hace un análisis del plano de la Unidad de base, para el cual existen dos procesos:  Método de poner marcas  Ficha de rutas


109


La selección del método depende de la complejidad de la pieza y de la experiencia del ingeniero; para nuestro caso se utilizará el método de la ficha de ruta. Es en la ficha de rutas que se detallan las especificaciones, observaciones y requisitos de operación de la pieza, así como su terminación depende de la materia prima, matriz y proceso; éste es un procedimiento efectivo que proporciona un registro gráfico más concentrado de las especificaciones requeridas de la unidad de base.

Ficha de Ruta Nombre de la pieza: Unidad de Base Nº de pieza: 1 Fecha: 18 de noviembre de 2008 Responsable: LF05002 N º

ESPECIFICACIONES

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

Vista derecha Vista frontal-sección Vista superior Montaje Cantidad Escala Acabado Tratamiento térmico Esp. Materia prima Materia prima Última fecha 58.30 23 40.5 9.2 99 42 21.25 2° A escuadra 0.25 Agujero 5 Agujero 8.2 21.3 12.8 3.4 3.4 48.35 29.5 6.3 10.95 4.85 6.75 2.5 29.35

Depende de: Materi Matri Proces z a o Prima

* * * * *

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

*

* * * * * * * * * * * * * * * *

OBSERVACIONES

Vista muestra propósito (1) por unidad 2:1 Pintura al horno Ninguno AISI SAE 1020 Lámina de 1/16” Aceptada Dimen. contorno Dimen. contorno Dimen. contorno Dimen. contorno Dimen. contorno Dimen. contorno Dimen. contorno Dimen. contorno Tolerancia lengüeta


Requisitos de Operación

* * * * * * * * * * * * * *

110


35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49

6.2 21.4 18.55 6.7 80.4 18.6 61.8 17.0 Lengüeta a 90° Lengüeta a 90° Lengüeta a 90° 42.10 3.7 Nota Nota

* * *

* * * * * * * * * * * *

* * * * * * * * * * * *

Distancia entre centros Espesor Quítese las rebabas Agregar agujeros de 3 p/ proceso.

*

Descripción de especificaciones Las especificaciones 1, 2 y 3 pertenecen a las vistas de la pieza a fabricar, siendo la número 2 la vista de sección. Los numerales 4, 7 y 8 son del montaje de la pieza, acabado y tratamiento térmico respectivamente. Las especificaciones 9 y 10 corresponden a la materia prima, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 y 19 conciernen a las dimensiones de contorno. Los numerales 21 y 22 son de los agujeros de la pieza; desde la especificación 23 hasta 42 son las que dependen de la matriz y proceso, siendo 23, 24, 25 y 26 dependientes también de la materia prima ya que corresponden al embutido de la pieza. Las especificaciones 43, 44 y 45 dependen de la materia prima, matriz y proceso pues son las lengüetas que son dobladas a 90°. El numeral 48 hace nota a quitar rebabas de la pieza y el numeral 49 detalla que son agujeros para la sujeción de la pieza durante su fabricación.

Redactar recomendaciones hacia o consultar con ingeniería del producto acerca de los cambios del producto. Al hacer un análisis minucioso del plano de fabricación de la pieza y al funcionamiento del producto total se decide no realizar ningún cambio en las en la unidad de base debido a lo siguiente: 

Las dimensiones de la pieza son las óptimas para realizar la función para la cual fue diseñada. Si sus dimensiones fuesen más grandes no permitiría el libre movimiento del guía de palanca, y si fuese más pequeña no podría soportar todo la fuerza que se le suministrará para que la engrapadora pueda unir hasta 200 páginas.


111












Los agujeros de los extremos son de mucha importancia porque es por ellos que se pueden ensamblar a la unidad de base, por medio de un pin la guía de palanca y la palanca. Los dos agujeros de la parte inferior de la pieza ya que con ellos es más conveniente unirse por medio de remaches a la base de la engrapadora. La pestaña no se puede obviar pues ésta es la que evita que todo el ensamble que va sobre ella se vaya por completo hacia atrás. Esta pestaña es importante ya que permite poner en equilibrio a la guía de palanca. Los embutidos no pueden ser eliminados o reemplazados pues impiden que se produzca el completo contacto con la guía de palanca y de esa manera se elimina el completo desgaste que tendrían ambas piezas, además proporciona fijeza a la guía de palanca. Tampoco de modifican los tamaños de los embutidos; con respecto a que sea más largo los embutidos de la parte izquierda es por que tienen contacto por completo con la guía de palanca cuando ésta es accionada por la palanca hacía abajo. No se cambiará de igual manera los embutidos de la parte derecha, su tamaño es idóneo pues es el exacto con respecto al contacto de ambas piezas.

2. Elaborar un listado de las operaciones básicas requeridas para producir la pieza de acuerdo con el plano de las especificaciones. En este paso decidiremos con anticipación el proceso de fabricación más adecuado para la fabricación de la unidad de base de acuerdo a sus características, debido a que necesitamos conocer el proceso de fabricación para fijar las operaciones básicas del mismo. •

Mecanizado

Al analizar los factores que se deben tomar en cuenta, este método resultaría factible quizá únicamente por el tipo de materia prima de la pieza, ya que si se toma en cuenta la forma se podría notar que el proceso provocaría mucho desperdicio de materia prima lo que a su vez se transformaría en costos más altos.


112


Otra desventaja es que se necesitarían una gran cantidad de máquinas y operarios muy calificados y cuidadosos en su trabajo, además el proceso requiere de mucho tiempo para la fabricación de una pieza lo que llevaría a no poder cumplir con el ritmo de producción establecido para esta pieza. •

Fundición en matriz

Este es un proceso es económico y relativamente rápido, es posible producir un considerable número de piezas al día, pero es tardado en el sentido de la preparación del colado de la tierra y de los moldes dándole la forma indicada de la pieza, así como de la fundición del metal esperando que llegue a su punto óptimo, la colocación del metal fundido en los moldes, enfriamiento y el desmolde. Es un proceso que puede dar varias piezas por día pero no llega a alcanzar el nivel de producción que se requiere; además es necesario muchas manos de obra. •

Troquelado

Debido a las formas que posee la pieza, al material AISI SAE 1020 requerido, al ritmo de producción y a las exigencias de tolerancias y medidas, es este el procedimiento que mejor se adapta a la fabricación de la unidad de base. La operación primaria es la función de la matriz progresiva permanente que se utilizará en el troquel con las siguientes operaciones básicas: o

o

o o

o

Corte en el inicio de la matriz para dar el contorno indicado a la lámina Embutido a los extremos según el tamaño indicado en el plano en la siguiente estación Perforar 4 agujeros esto se realiza junto al embutido Corte de la pieza perforada y embutida con la que lámina que está en la estación anterior. Doblado de la lámina

3. Determinar el Método de Fabricación más conveniente y Económico, y la forma de las Herramientas para cada Operación. La determinación del método de fabricación más eficiente se escoge dentro de las alternativas de solución que se planteó en el análisis anterior. Luego de analizar cada alternativa se escogió el proceso de fabricación por troquelado, debido a las características y requisitos de diseño de la pieza, el ritmo de producción requerido y el costo de la pieza que la alternativa posee siempre que este sea el menor costo, además sus pasos establecen una buena realización de la pieza. Los otros métodos de fabricación se descartan debido a que presentan pérdidas con referente al tiempo y a costo de material. Engrapadora Tipo Pesado

113


Por ejemplo si se realizara la pieza por medio de un proceso fundición esto con llevaría a un costo alto, por la cantidad de tiempo que se lleva preparando la fundición, la preparación de moldes de arena, el colado y el enfriamiento de las piezas, llegando a la conclusión que no se llega al ritmo de producción requerido. Las ventajas que presenta hacer el proceso por medio de troquelados son:  Trabajo rápido y sin esfuerzo  Menos correcciones  Componentes de punzón y embutido más resistentes  Cumple el ritmo y volumen de producción requerido 200, 000 piezas al año  Es económico por la cantidad de piezas a producir al día.

Análisis de las Herramientas La cizalladora:

Es la operación de corte de una lámina de metal a lo largo de una línea recta entre dos bordes de corte. El cizallado se usa típicamente para reducir grandes láminas a secciones más pequeñas para operaciones posteriores de prensado. Se ejecuta en una máquina llamada cizalla de potencia, cizalla recta o guillotina . La cuchilla superior de la cizalla de potencia está frecuentemente sesgada, para reducir la fuerza requerida de corte. Cuando el punzón empieza a empujar el material de trabajo, ocurre una deformación plástica en las superficies de la lámina, conforme éste se mueve hacia abajo ocurre la penetración, en la cual comprime la lámina y corta el metal. Esta zona de penetración es generalmente una tercera parte del espesor de la lámina. A medida que el punzón continúa su viaje dentro del trabajo, se inicia la fractura del material de trabajo entre los dos bordes de corte. Si el claro entre el punzón y el dado es correcto, las dos líneas de fractura se encuentran y el resultado es una separación limpia del material de trabajo en tiras. El troquel:

En términos sencillos, el troquelado es un método para trabajar láminas metálicas en frío, en forma y tamaño predeterminados, por medio de un troquel y una prensa. El troquel determina el tamaño y forma de la pieza Engrapadora Tipo Pesado

114


terminada y la prensa suministra la fuerza necesaria para efectuar el cambio. Cada troquel está especialmente construido para la operación que va ha efectuar y no es adecuado para otras operaciones. El troquel tiene dos mitades, entre las cuales se coloca la lámina metálica. Cuando las dos mitades del troquel se juntan se lleva a cabo la operación. Normalmente, la mitad superior del troquel es el punzón (la parte más pequeña) y la mitad inferior es la matriz (la parte más grande). Cuando las dos mitades del troquel se juntan, el punzón entra en la matriz. Corte: Este es el primer paso que dará la matriz al momento que se active su funcionamiento. Cuando la lámina llega al primer tope ésta es recortada al ancho que se requiere en el diseño y al mismo tiempo es punzonada. 

Esto se realiza de la siguiente manera: La posición del vástago de la prensa se ubica en la parte alta del golpe. En este momento el vástago esta a la mayor distancia posible de la cama de la prensa. Al dispararse la prensa, el embrague permite el engranaje del eje de levas con el volante de la prensa. El eje de levas gira 360 grados o un ciclo completo en este momento. Durante la primera mitad del ciclo, el vástago se dirige hacia la cama de la prensa. La distancia recorrida por el vástago durante medio ciclo (parte alta del golpe a parte baja del golpe) es llamada golpe de prensa. Luego que la operación de corte o punzonado, ha tenido lugar, el punzón es regresado por el vástago de la prensa, hasta la posición abierta que completa su ciclo. La materia prima se desprende al punzón y permanece así a no ser que se emplee algún elemento para prevenirlo. Este elemento es el extractor; el punzón se libera de este durante el golpe de regreso. Embutido: Luego del corte y punzonado pasa a la siguiente estación que es donde se le practica el embutido. Mediante la embutición, el material, que originalmente tiene una forma plana, se transforma en un cuerpo hueco por medio de alargamiento. Este proceso funciona de la siguiente manera de acuerdo a la imagen: 

-

Se coloca un disco de chapa D sobre el aro a embutir. Descienden el pisón de sujeción y el punzón de embutir. El pisón entra antes en contacto con le disco de chapa y lo sujeta ejerciendo presión sobre su contorno exterior.


115


-

El punzón de diámetro dp a menudo designado abreviadamente d, establece ahora contacto con la chapa y, presionando, la embute a través de la abertura del aro para embutir, con lo que el material del disco de chapa <> por encima de la arista de embutición de radio r y el diámetro exterior D de dicho disco disminuye hasta alcanzar el valor D´. La Valona que así se forma queda todavía entre el aro para embutir y el pisón sujetador, denominándose brida de chapa. Ésta va disminuyendo de diámetro a medida que el punzón continúa introduciéndose, desapareciendo finalmente cuando se ha embutido totalmente la pieza. VA FIGURA QUE TENGO QUE ESCANEAR

Doblado: Se usan para doblar una porción de la parte de la pieza o de la parte de corte en alguna posición angular con relación al plano original de la pieza. La línea de doblez es una recta a lo largo de la longitud total de la parte. Para la localización de la parte de la pieza se utilizan dos pasadores fijos sobre los cuales se suelta la pieza basta. Se utiliza una superficie de asiento de presión, localizada en el bloque del troquel y accionada mediante muelles o sistemas hidráulicos, que desempeñan las siguientes funciones: 1. Sostiene la pieza durante el doblado 2. Sirve como bloque de base para instalar el doblez o (dobleces) 3. Actúa como extractor o separador auxiliar en la remoción de la parte de pieza o del lado. 

El operador carga la pieza sobre los pasadores, la troqueladora se dispara y el vástago de la misma desciende, agarrando la parte entre el asiento de presión y el punzón, forzándola entre los bloque del troquel. El doblez, se ocupa para eliminar el borde agudo de la pieza, para incrementar la rigidez y para mejorar su apariencia, además con fines de seguridad, resistencia y estética. Determinación de la fuerza necesaria de la prensa para el corte, punzonado, embutido y doblez de la pieza. F L * t * Ss =

F: máxima fuerza que aparece en el proceso (Ton). L: Perímetro total de Corte. t : Espesor del Material SS.: Resistencia a la cizalladura del material (ton/pulg 2., kgf./mm², etc.) F = (246.05mm) (2.7mm) (40 Kgf/mm 2 ) = 26,573.4 Kgf

Tonelaje de la prensa será de: 30.88 Ton.


116


Una vez seleccionado el proceso por el cual se hará la producción en este caso por troquelado y calculado el tonelaje necesario para que la prensa trabaje adecuadamente, es importante seleccionar qué matriz nos conviene más si una matriz progresiva de tres estaciones (ver anexo 1) o dos matrices que se estarían cambiando de prensa. El proceso de fabricación más conveniente es aquel que cumple o supera los requisitos de producción del producto y que posea un costo bajo respecto a otras propuestas. La evaluación en detalle se presenta continuación: PRIMERA PROPUESTA MATRIZ Dos matrices MATERAL AISI SAE 1020 RITMO DE PRODUCCION 85 piezas/hora COSTO DE MATERIALES/80 US$ 0.13 COSTO DE HERRAMIENTAS/80 US$ 50.00 COSTO DE RECUBRIMEINTO DE PINTURA US$0.10 COSTO DE MANO DE OBRA/80 US$ 0.02 US$ 50.25 COSTO TOTAL DE 80 PIEZAS

MATRIZ

SEGUNDA PROPUESTA Matriz progresiva de 3 estaciones

MATERAL RITMO DE PRODUCCION COSTO DE MATERIALES/80 COSTO DE HERRAMIENTAS/80 COSTO DE RECUBRIMEINTO DE PINTURA COSTO DE MANO DE OBRA/80 COSTO TOTAL DE 80 PIEZAS

AISI SAE 1020 100 piezas/hora US$ 0.13 US$ 43.75 US$0.10 US$ 0.02 US$ 44.00

De las tablas anteriores se puede observar que solo una propuesta cumple con el requisito de tener un ritmo de producción adecuado (igual o mayor al solicitado). Al igual, al analizar los costos totales, la Propuesta No. 2 es la que presenta menores costos totales en relación a la otra propuesta. Es por este motivo que se selecciona la Propuesta No. 1 como la que presenta la mejor solución a este problema de fabricación. De la evaluación realizada anteriormente, se detalla la información referente a la maquinara, equipo y material que se utilizará para la producción en serie del dispositivo. 

Maquinaria: Prensa excéntrica Inclinable ONAK (anexos) Engrapadora Tipo Pesado

117


Cizalla de guillotina - operado a pedal (Modelo CTS-5H ,anexos) 

Herramienta: Troqueladora progresiva de 2 estaciones



Material: AISI SAE 1020



Operaciones: - Cortar en tiras - Troquelar - Inspeccionar - Almacenar

5. Proyectar la mejor forma de combinar las operaciones y ponerlas en secuencia. Las operaciones definidas en el paso anterior se deben colocar en la mejor secuencia. Para lograrlo se deben determinar superficies primarias para posicionar, establecer operaciones primarias, secundarias y auxiliares. Para tener una guía para seleccionar la mejor secuencia, se debe determinar las superficies primarias para posicionar y calibrar, establecer las operaciones primarias de fabricación, determinar las operaciones secundarias y ordenarlas en secuencia aparentemente mejor y decretar insertar las operaciones auxiliares, como quitar rebabas, lavar o tratamientos térmicos en la secuencia. Para tener una mejor idea como será la secuencia de operaciones para la fabricación de la unidad de base se muestran a continuación clasificadas en primarias, secundarias y auxiliares:

Operaciones primarias Cortar

Se corta la lámina según los contornos que indica el plano de fabricación para luego pasar a la siguiente estación de la matriz. Perforar y EmbutirA l Al pasar la lámina ya cortada a la siguiente estación se perfora y se hace el embutido. Aquí se perforan por medio de punzones todos los agujeros incluidos los de sujeción. Doblar Usando los topes se fija la pieza, y se acciona la maquina a fin de doblar perpendicularmente las superficies laterales

Operaciones secundarias


118


Recubrimiento de pintura

Al estar la pieza ya terminada tal cual indican los planos de fabricación de le hace un recubrimiento de pintura al horno.

Operaciones auxiliares Quitar rebabas

Se recogen las piezas ya recortadas y se llevan a la máquina para trabajarlas y quitar las rebabas Limpiar superficie Lu Luego se limpian las superficies que se les quitó la rebaba. Preparación de Se Se prepara la pintura para hacer el último pintura paso. Secado Se colocan las piezas ya pintadas en un horno para su secado.


119


Diagrama de Operaciones

6. Especificar los equipos de medición requeridos para el proceso. Para mantener cierta calidad en la producción es necesario verificar continuamente las dimensiones de la pieza que se fabrica, es así que se hace necesario, el utilizar equipos de medición confiables para dicho fin. -

-

Para verificar los dobleces a 90° de las superficies laterales de la pieza se utilizara una escuadra que posea las respectivas tolerancias perpendiculares Se determino que la revisión de las medidas de contorno se puede lograr con la construcción de una plantilla que poseerá todas las medidas de la pieza ya fabricada, esto nos proporcionara una rápida comprobación de la pieza con sus tolerancias especificadas en los planos de diseño y fabricación.


120


-

El calibre, también denominado cartabón de corredera o pie de rey, es un instrumento para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños, desde cm. hasta fracciones de milímetros (1/10 de milímetros o hasta 1/20 de milímetro). Mediante piezas especiales en la parte superior y en su extremo permite medir dimensiones internas y profundidades." Los hay analógicos (todo mecánico) y digitales este último es el que nos ayudará para dar una medición exacta a nuestra pieza.

La necesidad que tiene en la actualidad de poder competir en los mercados cada vez más competitivos nos obliga a que los productos que fabricamos sean de la mayor calidad para mantener un prestigio de nuestra marca y por eso que el control de la calidad es de vital importancia, para tal fin es necesario equipos de medición adecuados para la geometría y formas de esta pieza.


121


IX. PALANCA DE ENGRAPADORA Responsable: Henry Adolfo Moran Martínez. Función: La palanca de la engrapadora se ha diseñado con el objetivo de que por medio de una fuerza aplicada en forma manual se ejercerá presión suficiente al resorte ubicada en el soporte de palanca para que este accione al muelle y a la lamina impulsora, los cuales generaran la expulsión de las grapas, que por medio del yunque se le dara la forma a la grapa para la sujeción de las paginas. Material: Acero de bajo contenido de carbono. Norma: AISI-1020, SAE-1020. Propiedades: El acero de bajo contenido de carbón por tener propiedades mecánicas que otros aceros no poseen, es utilizado cuando se requieren superficies mas duras recurriendo al método térmico de cementación, obteniendo muy buena dureza superficial (tomando en cuenta que su núcleo es blando). Por ser rectificado a la medida exacta es muy aplicable en un sin numero de repuestos industriales. Composición Química:

Carbono 0.22%

Silicio 0.2%

Manganeso 0.6%

Fósforo 0.22%

Azufre 0.11%


122


Pasos al planear un proceso de fabricación: 1. Analizar el plano de la pieza para tener un panorama general de lo que se desea. Este análisis se puede efectuar mediante anotaciones en el plano observado o por medio de una ficha de ruta la cual utilizaremos ya que nos proporciona las especificaciones de la pieza como dimensiones, tolerancias, materia prima y detalles de su fabricación.

Ficha de Ruta

Fecha: 02/11/08

Nombre de la pieza: Palanca Numero de la pieza: 9/28 Responsable: MM05021


123

depende de materi N ESPECIFICACIONE matri proces Análisis de Fabricación a º S z o Tecnología Industrial III prima

1 2 3 4 5 6 7 8

Vista Frontal Vista Inferior Desarrollo Sección Montaje Cantidad Escala Acabado Tratamiento 9 termico 1 Esp. De Materia 0 Prima 1 Materia Prima 1 1 Ultima fecha 2 1 Recubrimiento 3 Superficial 1 Perpendicularidad 4 1 Centricidad 5 1 Simetría 6 1 R2 7 1 39º 8 1 R33 9 2 147 (Form B) 0 2 44 1 2 16 2 2 16 3 2 24 4 2 Agujero 4Ø 5 2 Agujero 4Ø 6 2 52 7

(1) Por unidad 1:1 En bruto , Ra= 25 maximo Ninguno AISI-1020, SAE-1020 1.90 mm Aceptada Pintura Tol. ± 1.00 Tol. ± 1.00 Tol. ± 1.00 *

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

2 26 8 2 35 9 3 Doblado a 90° 0 3 Doblado a 90°

observaciones


Dimensión de contorno con Tol. ± 100 Inclinación con Tol. ± 1º

*

Dimensión contorno

*

Dimensión contorno (Form B)

*

Dimensión contorno

*

Dimensión contorno

*

Dimensión contorno

*

Dimensión contorno

*

Permite Distorsión

*

*

*

*

*

*

*

Permite Distorsión Distancia entre agujeros para desarrollo Posición de agujero para desarrollo Ubicación de agujero de R2


*

*

*

124


Según las especificaciones dadas en la hoja de ruta se representan las vistas de la pieza que se va a fabricar por medio de las especificaciones 1 y 2. Con respecto al desarrollo y montaje de la pieza se especifican en la 3 y 4 respectivamente. Las especificaciones 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 y 24 son superficies que constituyen el perímetro de corte o contorno de la pieza. Las especificaciones 30, 31 y 32 indican dobleces de las caras que le darán la forma a la pieza. La especificación 14 indica la tolerancia de perpendicularidad respecto a la vista superior, la especificación 15 corresponde a la tolerancia de centricidad respecto a ubicación de los agujeros en el plano de desarrollo y la especificación 16 la tolerancia de simetría. Los agujeros de 4Ø de la especificación 25 y 26 tienen el propósito de fijación de la pieza mediante un pin por lo cual es importante la realización bajo exigencias para su mejor funcionamiento y desempeño de la pieza. Las especificaciones 13 da la presentación de la pieza a través de un revestimiento de pintura y las especificaciones 8 y 33 completan la lista de operaciones necesaria para dar la forma y el tamaño a la pieza. El sistema de fijación para la operación de modelado se muestra en el plano de matriz y corte (especificación 34) después de esta operación se lleva a cabo la soldadura de la parte de la palanca según la especificación 35.

Redactar recomendaciones hacia, o consultar con ingeniería del producto acerca de los cambios del producto. Independientemente de la capacidad y experiencia del ingeniero de fabricación de interpretar y comprender el reporte técnico donde se especifica detalle a detalle las medidas, tolerancias y todo lo necesario para la fabricación de la pieza es de vital importancia una buena comunicación con el ingeniero del producto para poder poner en marcha el proyecto ya que seguramente al ingeniero de fabricación le surgirán inquietudes q solo puede resolver en conjunto con el ingeniero del producto sean estas dudas con respecto a dimensiones, tolerancias , acabados , etc. O bien alguna sugerencia de cambios en el diseño del producto con el fin de reducir costos o facilitar la elaboración del mismo. Las recomendaciones de cambio para la pieza son: Modificación de forma en el extremo para sujetar la palanca Aumentar el tamaño de las tolerancias utilizadas para la pieza.

Propuestas de cambios: Propuesta 1:


125


Para poder reducir los costos de fabricación se sugiere un cambio en el diseño de la pieza: El extremo para accionar la palanca se modifico la forma de redondez a cuadrada con lo cual se reduce las dimensiones de longitud de esta lo que genera una reducción en el material a utilizar al igual que facilita el tipo de soldadura aplicada (ya que en se hace lineal en vez de curva), por tanto se reducen significativamente los costos de la pieza. Estos cambios no afectan el funcionamiento de la pieza haciendo más fácil su fabricación. Propuesta 2: Se observa tanto en la hoja de ruta como en el dibujo técnico de la pieza que las tolerancias establecidas son considerablemente pequeñas para el tipo de pieza esto conlleva a un alza en los costos de fabricación por lo tanto se recomienda (al ingeniero del producto): Verificar las tolerancias especificadas y analizar la posibilidad de cambiar el tipo por una más amplia para reducir los costos de fabricación para esto se presenta el plano de la pieza con las tolerancias propuestas, para su revisión y respuesta por parte del ingeniero del producto esperando con dicho cambio reducir los costos de fabricación sin alterar la calidad y funcionamiento de la pieza

Elaborar un listado de las operaciones básicas requeridas para producir la pieza de acuerdo con el plano de las especificaciones. Las operaciones básicas para llevar a cabo el buen desarrollo de la Palanca de la engrapadora son las siguientes: • • • • •

Cortado Perforado Recortado Doblado Soldadura

Descripción de Operaciones Cortado:

Esta operación consiste en separar o desprender material reduciendo grandes dimensiones a secciones más pequeñas. Esta operación puede llevarse a cabo en forma manual o mecánica. La forma manual consiste en presionar empujando y deslizar la pieza sobre la mesa de avance hacia el punto de operación de la maquina y recoger del producto ya cortado. Otro modo es desplazar la herramienta de corte sobre las superficies de las piezas a seccionar. Engrapadora Tipo Pesado

126


En el corte mecánico el trabajador prepara el material a seccionar y lo recoge una vez cortado. Es el carro el que realiza el empuje de las piezas hasta el punto de operación acompañando a la pieza hasta que el corte esta totalmente realizado. Perforado:

Esta operación consiste en hacer un agujero en una superficie atravesándola en parte o en su totalidad, la sección de material removida es desperdicio y el material remanente es la parte deseada. Para llevar a cabo esta operación se usan taladradoras (brocas) o punzones. Recortado:

Esta operación se da en una parte ya formada para remover exceso de material y fijar su tamaño, consiste en separar la pieza del material circundante, o sea es el corte del material a lo largo del perímetro y esto es la parte o pieza deseada.

Doblado:

En el trabajo de láminas metálicas el doblado se define como la deformación del metal alrededor de un eje recto, como se muestra en la figura (a). Durante la operación de doblado, el metal dentro del plano neutral se comprime, mientras que el metal por fuera del plano neutral se estira. Estas condiciones de deformación se pueden ver en la figura (b), El metal se deforma plásticamente así que el doblez toma una forma permanente al remover los esfuerzos que lo causaron. El doblado produce poco o ningún cambio en el espesor de la lámina metálica.

Soldadura:

La Soldadura es un metal fundido que une dos piezas de metal, de la misma manera que realiza la operación de derretir una aleación para unir dos


127


metales, pero diferente de cuando se soldán dos piezas de metal para que se unan entre si formando una unión soldada.

Además existen otras operaciones que son necesarias para fabricar la Palanca de la engrapadora, pero no son básicas sino secundarias o auxiliares:  Recepción y Almacenamiento de Materia Prima  Quitar rebabas  Preparación de pintura  Transporte al área de recubrimiento  Aplicación del recubrimiento  Inspección  Almacenamiento  Y todas las operaciones de transporte

Determinar el método de Fabricación más conveniente y económico y la forma de las herramientas para cada operación. Para determinar el método de fabricación mas conveniente se debe hacer una evaluación de todos los procesos que puedan utilizar para elaborar la pieza estudiando: fases, parámetros de corte, tiempos,..., a partir de los planos de despiece y de las especificaciones técnicas, asegurando la factibilidad del método, consiguiendo la calidad del proceso y optimizando los tiempos y costos. Por lo tanto se deben considerar aspectos tales como: •

•

•

•

•

La interpretación de los planos y especificaciones técnicas permite conocer con claridad y precisión el trabajo que se debe realizar. El proceso aceptable debe obtener la calidad adecuada y optimizar los tiempos siendo los costos los más bajos posibles. Los parámetros del método a escoger se seleccionan en función del material y de las características de la pieza que hay que elaborar, así como de las herramientas a utilizar. Las operaciones del método deben estar adecuadas a la máquina y se determinan en función del material y de la calidad requerida. Se prevén las actuaciones necesarias sobre las operaciones, anteriores o posteriores, que afectan al proceso escogido. Engrapadora Tipo Pesado

128


El método escogido se realiza teniendo en cuenta las operaciones previas y posteriores al mismo. En la determinación del proceso se conjugan adecuadamente: · Las características de la pieza (forma geométrica, dimensiones, precisión, peso,...). · Los medios disponibles para elaborar la pieza (máquinas, herramientas, utillajes,...). · Las disponibilidades de las máquinas en el momento de hacer la pieza. •

•

Se presentan las siguientes propuestas de métodos de fabricación, de los cuales se seleccionará el más conveniente.

Mecanizado

Un mecanizado 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. Se realiza a partir de productos semielaborados como lingotes, tochos u otras piezas previamente conformadas por otros procesos como moldeo o forja. Los productos obtenidos pueden ser finales o semielaborados que requieran operaciones posteriores. Mecanizado por arranque de viruta

El material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un desperdicio o viruta. La herramienta consta, generalmente, de uno o varios filos o cuchillas que separan la viruta de la pieza en cada pasada. 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). Sin embargo, tiene una limitación física: no se puede eliminar todo el material que se quiera porque llega un momento en que el esfuerzo para apretar la herramienta contra la pieza es tan liviano que la herramienta no penetra y no se llega a extraer viruta por lo que se considera no apto para la elaboración de la pieza ya que no cumplirá con los detalles del diseño. Mecanizado por abrasión

La abrasión es la eliminación de material desgastando la pieza en pequeñas cantidades, desprendiendo partículas de material, en muchos casos, incandescente. Este proceso se realiza por la acción de una herramienta característica, la muela abrasiva. En este caso, la herramienta (muela) está Engrapadora Tipo Pesado

129


formada por partículas de material abrasivo muy duro unidas por un aglutinante. Esta forma de eliminar material rayando la superficie de la pieza, necesita menos fuerza para eliminar material apretando la herramienta contra la pieza, por lo que permite que se puedan dar pasadas de mucho menor espesor. La precisión que se puede obtener por abrasión y el acabado superficial pueden ser muy buenos pero los tiempos productivos son muy prolongados por lo tanto se descarta para su aplicación ya que no cumple con el ritmo de producción establecido. En general el mecanizado se puede llevar a cabo de manera manual o con maquina herramienta pero debido a las limitaciones como: • •

•

•

La maquinaria y equipo a utilizar son de alto costo. Se necesitan varias maquinas para alcanzar el volumen de producción establecido. Se necesita contratar personal capacitado y en cantidad para operar el uso de toda la maquinaria y equipo para el proceso de fabricación incurriendo en altos costos. El tiempo de elaboración de la pieza será muy prolongado lo que afectaría para tener el ritmo de producción deseado.

Por lo tanto el método de mecanizado se descarta por completo para la realización de la pieza.

Método de Chorro de agua: El corte con chorro de agua (en inglés WJC) usa una corriente fina de agua a alta presión y velocidad dirigida hacia la superficie de trabajo para producir un corte. También se emplea el nombre de maquinado hidrodinámico para este proceso, pero el corte por chorro de agua es el término de uso más frecuente en la industria. Para obtener una fina corriente de agua, se usa una pequeña abertura de boquilla de un diámetro de 0.004 a 0.016 In (0.1 a 0.4 mm). A fin de que la corriente tenga la energía suficiente para cortar se usan presiones hasta de 60 000 lb/in (400 Mpa), y el chorro alcanza velocidades hasta de 3000 pies/seg (900 m/seg). Una bomba hidráulica presuriza el fluido al nivel deseado. La unidad de boquilla consiste en un soporte y una boquilla de joya. El soporte está hecho de acero inoxidable y la boquilla de Zafiro, rubí o diamante. El diamante dura más, pero es el de mayor costo, En el WJC deben usarse sistemas de filtración para separar las virutas producidas durante el proceso. Los fluidos de corte en ese sistema son soluciones de polímeros, las cuales se prefieren debido a que tienden a producir una corriente coherente. Los parámetros de proceso importantes en el WJC incluyen la distancia de separación, el diámetro de abertura de la boquilla, Engrapadora Tipo Pesado

130


la presión del agua y la velocidad de avance del corte. La distancia de separación es la abertura entre la boquilla y la superficie de trabajo. En general, se prefiere que esta distancia sea mínima para reducir la dispersión de la corriente del fluido antes de que golpee la superficie. Una distancia de separación normal es de 1/8 de In. (3.2 mm). El tamaño del orificio de la boquilla afecta la precisión del corte; las aberturas más pequeñas se usan para cortes más finos sobre materiales más delgados. Para cortar materia prima más gruesa se requieren corrientes de chorro más densas y mayores presiones. La velocidad de avance del corte se refiere a la velocidad a la que se mueve la boquilla a lo largo de la trayectoria de corte. La velocidad de avance típica varía desde 12 in/min (5mm/seg) hasta 1200 in/min (500mm/seg), dependiendo del material de trabajo y su grosor. Por lo general, el WJC se hace en forma automática usando un control numérico computarizado o robots industriales para manipulación de la unidad de boquilla a lo largo de la trayectoria deseada. El WJC se usa en forma eficaz para obtener tiras de materia prima plana, como plásticos, textiles, materiales compuestos, mosaicos para pisos, alfombras, piel y cartulinas. Se han instalado celdas robóticas con boquillas para WJC ensambladas como herramienta de un robot para seguir patrones tridimensionales de corte irregular, por ejemplo para cortar y recortar tableros de automóvil antes del ensamble. En estas aplicaciones, la ventaja del WJC es que la superficie de trabajo no se tritura ni quema como en otros procesos mecánicos o térmicos, en consecuencia, la pérdida de material es mínima porque la ranura de corte es estrecha, esto reduce la contaminación ambiental y existe la facilidad de automatizar el proceso usando controles numéricos o robots industriales. Una limitación del WJC es que no es conveniente para cortar materiales frágiles (por ejemplo, vidrio), porque tiende a resquebrajarlos durante el proceso. Por lo general esta maquina es usada para la fabricación de piezas especiales por lo que no es rentable debido a que se ocuparían varias maquinas con un valor de adquisición muy alto además la función solo es de corte por lo que necesitaríamos otros tipos de maquinaria y equipo para completar el proceso de fabricación.

Forjado:

El forjado es un proceso de formado de metal capaz de producir grandes cantidades de piezas idénticas. El diseño de piezas forjadas está limitado cuando se necesitan secciones con cortes, o con formas complicadas. Los productos forjados pueden ser pequeños o grandes y pueden estar compuestos por diferentes materiales (Acero, aleaciones, estaño, tungsteno, etc.). Se calcula que todos los productos forjados en el planeta están concentrados en las siguientes áreas: 30% en la industria Aeroespacial, 20% en la industria automotriz, 10% en la industria de


131


transportación (no automóviles), 10% en equipamiento militar y el restante en otro tipo de aplicaciones. El Forjado cambia el tamaño y la forma de un pedazo de metal, pero no afecta el volumen. Este cambio es realizado aplicando una fuerza mayor al punto de fluencia del metal, lo cuál le obliga a deformarse acorde con la fuerza y los límites físicos de la misma. Si bien la fuerza tiene que ser lo suficientemente fuerte para deformar el metal, esta última tiene que tener cuidado de no destruir el material, es decir no tiene que forzar al material al punto de llegar a su punto de fractura. En el forjado, un bloque de metal es deformado gracias a un impacto o presión ejercida de manera externa y con una forma específica. Existen dos tipos de forjado; en caliente y en frío, este último generalmente está limitado a metales relativamente suaves, los cuales tienen un punto de fluencia bajo. Por otro lado, gran parte de los metales son forjados en caliente, gracias a que las elevadas temperaturas causan que en el metal, sus granos se agranden y asuman estructuras fibrosas lo cuál baja su fuerza en dirección del flujo. Este es un proceso de alto costo y el volumen de producción no se satisface por lo tanto se descarta este método.

Troquelado:

Instrumento o máquina de bordes cortantes para recortar o estampar, por presión, planchas, cartones, cueros, etc. El troquel consiste en: Una base de una matriz con mayor resistencia o dureza que las cuchillas o estampa de elaboración de la pieza. Las regletas cortadoras o hendedoras. Sus funciones son las siguientes: cortar , bien para perfilar la silueta exterior, bien para fabricar ventanas u orificios interiores hender , para fabricar pliegues perforar , con el fin de crear un precortado que permita un fácil rasgado •

•

o

o o


132


o

•

semicortar , es decir, realizar un corte parcial que no llegue a

traspasar la plancha Gomas. Gruesos bloques de goma que se colocan junto a las cuchillas y cuya función es la de separar por presión el recorte sobrante.

Tipos de troqueles

Existen dos tipos básicos de troqueles: 1. Troquel plano. Su perfil es plano y la base contra la que actúa es metálica. Su movimiento es perpendicular a la plancha consiguiendo así una gran precisión en el corte. 2. Troquel rotativo. El troquel es cilíndrico y la base opuesta está hecha con un material flexible. Al contrario que en el troquelado plano, el movimiento es continúo y el registro de corte es de menor precisión. Ello es debido a que la incidencia de las cuchillas sobre la plancha se realiza de forma oblicua a la misma. Los embalajes fabricados en rotativo son, por tanto, aquéllos que no presentan altas exigencias estructurales tales como las Wrap Around o algunas bandejas. Por su movimiento continuo, el troquelado rotativo consigue mayores productividades en fabricación que el plano.

El troquelado convencional es un proceso de alta producción. La producción es muy rápida, de 35 a 500 o más golpes por minuto. Si la producción total es suficiente para justificar el uso de troqueles compuestos o progresivos, tanto el recortado como el doblado pueden realizarse en un solo golpe de prensa. En estos casos, las piezas pueden producirse completas a una velocidad de miles por hora. El costo de los troqueles de doblez varía considerablemente, según su complejidad y tamaño. Un troquel simple convencional para formar un doblez puede ser muy barato, mientras que un troquel para doblado complejo o un troquel de embutido para una pieza grande puede requerir una inversión grande. Como resultado de estos significativos costos de herramental para el troquelado de metales, aun con bajos costos de mano de obra por unidad con operaciones múltiples, el troquelado convencional es un proceso para alta producción. El proceso productivo para la fabricación de piezas se realizara en forma continua y coordinada. Para obtener el volumen de producción requerido que es de 200,000 piezas al año, con un ritmo de producción requerido de 94 piezas por hora. Con el fin de alcanzar lo anterior y para la obtención de las características de un buen producto el proceso debe otorgar: Durabilidad en su uso. Alto grado de precisión en las dimensiones de la pieza. • •


133


• •

Material específico para el óptimo funcionamiento de la pieza. Resistencia al choque y materiales abrasivos.

Conclusión para escoger el proceso El método de fabricación mas conveniente y económico será por medio del proceso de troquelado por ser una operación, en que sus pasos establecen una buena realización de la pieza requerida, otros métodos de fabricación no se consideran por elevar los costos de fabricación. Por la forma que tiene la pieza a fabricar y sus especificaciones, se adaptan de mejor forma a este proceso además se necesita poco personal (mano de obra) generando menos costos, al igual que la producción se vera satisfecha por el ritmo de operación de las prensas.

Determinación de los costos de fabricación Equipo y Maquinaria:

Para seleccionar la maquinaria y equipo para el proceso de fabricación es necesario seleccionarlos en función del tipo de pieza y del proceso de troquelado. Esta herramientas deben ser seleccionados para poder realizar el método en función del tipo material, calidad requerida y disponibilidad de lo equipos. Se debe de tomar en cuenta las especificaciones del fabricante para elegir las herramientas. Elegir la maquinaria y equipo que hagan el proceso en el menor tiempo posible y costo posible

Costo del proceso (Con 2 troqueles)

Para obtener la Palanca de la Engrapadora de Tipo Pesado, por medio de troqueles separados, se requiere de los siguientes elementos:

   

1 Maquina cizalladora. 1 Prensa hidráulica 1 Matriz de punzonado y corte. 1 Matriz de modelado y estampado. _________________________________ Engrapadora Tipo Pesado

134


   



1 maquina rebarbadora 1 Rebarbadora de contornos 1 cabina para pintura 1 sistema para pintado con pistola de aire

Maquina Cizalladora

Capacidad de Funcionamiento AREA DE MESA: 2500 x 1300 mm  LONGITUD TOTAL: 2.54 m  Altura: 1200 mm  Peso: 900 kgs Equipada con:  BRAZO DE CARGA  MOTOR DE 3 H.P. A 850 R.P.M.  2 Guías de soporte 



Maquina Cizalladora MARCA: Main MODELO: D-024 SERIE: G408746 Precio: $4, 000



Maquina rebabadora

  


135


Maquina rebarbador: Dimensiones de banda: 50-60 mediante banda de lija x 2000



Marca:

GAMOR

Motor: 220 – 380 V 1500 RPM

Modelo:

TG-2000

Precio:

$ 650.00

Prensas Hidráulica (2)

Capacidad de Funcionamiento      

Área de mesa: 550 x 700 Capacidad: 86 Ton. Altura del Carrera: 80 mm Ajuste: 20mm Golpes por Minuto: 80 Peso Aproximado: 600 kg.

Equipada con:  Motor Eléctrico de 7.5 HP  Inclinación máxima de la mesa : 30ª



Maquina Troqueladora MARCA: OBI MODELO: JC23-6.3 TIPO: C Precio: $ 5,500



Troquel para modelado (doblado) y estampado

  

Dimensiones Largo x Ancho x Alto

915 x 700 x 1690


136


    



Datos: Material: Berker21 Perforado: 4 punzones Ranurado: 3 punzones Vida Útil: 2 años Precio: $ 700

Toquel de punzonado y corte

Pieza inferior (Hembra)

Parte superior (macho)

    

Datos: Material: Berkel 23 Perforado: 4 punzones Ranurado: 3 punzones Vida Útil: 5 años Precio: $1, 500

Troquel Armado





137


Rebarbadora de contornos Marca:

Cuttograf

Modelo:

No. 69791

Dimensión: 26 mm Espesor: Precio:



Ø 2.50 mm $ 30.00

Cabina para pintura

Cabina de pintura Marca:

WAGNER Modelo:

CFS – 1000

Ventiladores: 1 Iluminación: 2 x 25w Espacio de cabina: 1.20 x 1.55 m Precio:



$ 350.00

Sistema para pintura con pistola de aire comprimido


138


Compresor de aire 1,8 HP Marca:

Gamma G2801

Capacidad: monofásico

20

litros

Precio: $ 200 Marca: Serpion Modelo: GS0064 Caudal: 10 kg/ cm2 Precio:

$64.00

Accesorios para trabajar este método de pintura Precio aproximado: $100 Total

$364

Costo del proceso (Con 1 troquel progresivo)

Para obtener la Base de la Engrapadora Tipo Pesado, por medio de troqueles separados, se requiere de los siguientes elementos:  1 Maquina cizalladora.  1 Prensa hidráulica Engrapadora Tipo Pesado

139


    

1 Matriz de progresiva (punzonado, corte, doblado y estampado) 1 maquina rebarbadora 1 Rebarbadora de contornos 1 cabina para pintura 1 sistema para pintado con pistola de aire

Nota: Para este proceso la maquinaria y herramientas son la misma que la propuesta anterior, únicamente cambia es que solamente se necesita un solo troquel progresivo y una prensa con una mesa mas grande. Capacidad de Funcionamiento Área de mesa: 500x1000 Capacidad: 86 Ton. Altura del Carrera: 80 mm Ajuste: 20mm Golpes por Minuto: 80 Peso Aproximado: 600 kg. Equipada con: Motor Eléctrico de 11 HP Inclinación máxima de la mesa : 30ª

   

Maquina Troqueladora MARCA: OBI MODELO: JC23-6.3 TIPO: C Precio: $ 5, 500

Dimensiones Largo x Ancho x Alto

915 x 700 x 1690

    

Datos: Troquel progresivo Material: Berker21 Perforado: 4 punzones Ranurado: 3 punzones Vida Útil: 2 años Precio: $ 3800


140


Selección de proceso en base a costos Proceso (1) con Dos troqueles Cizalladora

4000

Prensa hidráulica

5500

Troquel de punzonado y corte Troquel de modelado y estampado Maquina rebabadora

1500


700 650 30

Cabina de pintura

350

Sistema de pintura de aire compresionado Total:

364 1309 4

Proceso (2) con Troquel Progresivo Cizalladora

4000

Prensa hidráulica

5500

Troquel progresivo

3800

Maquina rebabadora Rebabadora de contornos Cabina de pintura Sistema de pintura de aire compresionado Total

1469


141


Pasos generales para fabricar la pieza

Los pasos a seguir para la fabricación de la pieza se detallan a continuación: Recepción y almacenamiento de materia prima. Se reciben y almacenan las materias primas que se utilizan en la producción. Laminas de acero de bajo contenido de carbono SAE 1020, de dimensiones de 2440 x 1220 x 1.9 mm Además se tiene la pintura para la operación de recubrimiento. 

Transporte Todas las operaciones de este tipo se hacen manualmente siguiendo el proceso de fabricación. 

Corte: La lámina es colocada en la guillotina o cizalladora para cortarla en tiras de dimensiones de 2440 x 135 mm. La decisión de tomar estas medidas es ya que se aprovecha al máximo la materia prima esto se obtuvo haciendo un análisis de la mejor forma de alimentación cuyos resultados fueron los siguientes: •

El método adoptado para la alimentación es el siguiente: haciendo una alimentación longitudinal con un ancho de 119mm + 8mm a cada lado de la pieza se obtienen 9 piezas, con un desperdicio de 5mm; ahora tomando el largo de la pieza esta queda en paralelo al eje longitudinal de la lamina con una medida de 255mm + 13mm de espaciado entre pieza, obteniendo 9 piezas, con un desperdicio de 28mm; por lo tanto se generan un total de 81 piezas por lamina siendo la forma


142


mas conveniente para la fabricación de la pieza ya que se optimiza la materia prima y reducen los costos. 

Transporte a troquel:



Corte o punzonado en troquel:

El punzonado o corte es una operación mecánica con la que se consigue separar una parte mecánica de otra y se obtiene la figura deseada. Esta operación se realiza mediante un punzón y una matriz de corte. Mediante presión, el punzón realiza esta actividad comprimiendo el material, con lo que se origina una deformación plástica; después sigue su camino dentro de la matriz, ocasionando una expansión lateral de la parte troquelada. En estas condiciones, sobreviene un desgarro y el pedazo oprimido por el punzón se separa del resto de la placa; en ese momento se ha completado la operación de punzonado. El esfuerzo de corte repercute sobre el filo de corte de las matrices, que se pierde después de haber producido una gran cantidad de piezas. Por esto las piezas iguales presentan contornos poco definidos o rebabas. Para corregir esta anomalía, se afila la matriz después de determinar la cantidad de piezas. El desgaste de las matrices también puede ser producido por hechos accidentales como astillados, desgranamientos y resquebrajaduras. Las causas de éstos pueden ser múltiples. La exactitud de las piezas que se obtienen mediante el troquelado depende básicamente de la precisión que tengan las matrices. Cuando son formas geométricas sencillas, la precisión se puede obtener en algunos casos, mediante instrumentos comunes de medición. Cuando son figuras geométricas son más complicadas, se utiliza el sistema óptico de aumento (comparador óptico), para medir matrices pequeñas, este sistema óptico es ideal. Ahora bien, debe existir un juego u holgura entre el punzón y la matriz que depende del espesor del material a cortar y de la dureza de éste. Para espesores de chapa delgada, la holgura prácticamente debe ser nula, aunque no se debe olvidar que el juego nunca será igual a cero, ya que el punzón golpearía sobre la matriz. Un material duro tendrá un juego de punzón y matriz mayor que para un material blando, de donde se deduce que la holgura va en razón proporcional al espesor y dureza del material. Generalmente estos valores de holgura fluctúan entre el 5% y el 13% del espesor de la chapa. La lamina será puesta en la troqueladora (escuadra inductora) llegando a su posición de inicio que es cuando la lamina llega a su primer tope, luego la prensa realiza un golpe en el cual se perforan los agujeros de 4mm de Engrapadora Tipo Pesado

143


diámetro, y se genera a la vez un corte longitudinal de 4mm a cada extremo de la lamina para que pueda avanzar a la siguiente operación o sea al segundo tope en la cual se realiza el recortado de la pieza según especificaciones de ficha de ruta obteniendo la forma final antes de pasar al proceso de doblado En resumen los pasos a seguir para el troquelado son: Ajustar la Carrera de la maquina Se coloca la tira de Materia Prima (o avanza) Se acciona la maquina y se da el golpe (Cualquier Operación) Se retira La Pieza Se repite el ciclo hasta acabar la materia Prima • • • • •

Inspección después del corte Se hace un minucioso estudio de las piezas cortadas, quitando rebabas de aquellas a las cuales les sea necesario por lo filos. 



Transporte al área de quitar rebabas



Quitar rebabas:

En esta área se eliminan las rebabas por medio de una rebabadora quitar filos o rebabas para luego pasar al área de doblado. 

Transporte a troquel doblador.



Doblado.

Después de la operación de punzonado y corte, el doblado es más sencillo. Esta operación se puede producir por medio de varios procesos, pero se describirá sólo el doblado por medio de troqueles. La operación de doblados es muy importante en el troquelado ya que muchos productos, después de haber sido cortados, son sometidos a esta operación. Para doblar la chapa, es importante que ésta no sufra alargamientos ya que de lo contrario tendrá variaciones en el espesor. Para que esto no suceda, es necesario calcular con ciertos procedimientos analíticos las herramientas y una regulación exacta de la carrera del troquel. Para la operación de doblar, hay que tener en cuenta los siguientes factores: el radio de curvatura y la elasticidad del material . Es aconsejable tratar de evitar los filos vivos; para este propósito, hay que fijar los radios de curvatura interiores iguales o mayores que el espesor de la chapa a doblar; esto se hace con objeto de no estirar excesivamente la fibra exterior de la placa y para que el doblez no tenga roturas. Estos radios de curvatura se consideran normalmente dentro de los siguientes rangos: Para materiales dulces, de 2 veces el espesor de la chapa. •


144


•

Para materiales duros de 3 a 4 veces el espesor.

Una vez terminada la operación, el material tenderá a recuperar su posición inicial. Para lograr el doblez deseado, será necesario doblar el material un poco más de lo requerido a fin de que en el momento de la recuperación no se salga de las tolerancias estipuladas. Para fines de cálculo, lo mejor es realizar pruebas empíricas, ya que dicha recuperación depende del ángulo de doblez. Para desarrollar una cierta forma en una chapa, la operación de doblado se puede sustituir por la operación de embutido, realizada con un troquel para embutido. 

Transporte al área de soldadura.



Soldadura.

En esta área se procede a unir el extremo de agarre de la pieza aplicando una soldadura de punto. 

Transporte al área de recubrimiento. Preparación de pintura

Se aplicara pintura en polvo por medio de pistola de aire comprimido, ya que es más rápido que otros y proporciona una película de espesor uniforme, es fundamental disponer de un compresor que proporcione un caudal adecuado de aire. La pistola de pintura se adapta a un compresor de aire. El aire comprimido llega del compresor a la pistola a través de una manguera. Este sistema no requiere una fuerte presión Herramientas, materiales y accesorios necesarios Pistola eléctrica o pistola de aire comprimido con compresor Boquillas pulverizadoras, dependiendo del tipo de pintura (indicado por el fabricante) Viscosímetro o densímetro de precisión Pintura Compruebe el buen funcionamiento de la pistola y verifique que no esté obstruida. • •

• • •

•

•

- Seleccione las boquillas pulverizadoras que correspondan al tipo de pintura a utilizar. - Proceda a la regulación del chorro en función de la pintura a utilizar (siga siempre las instrucciones del fabricante). Engrapadora Tipo Pesado

145


•

•

- Diluya la pintura para poder pulverizarla: - Con un disolvente o diluyente (según las indicaciones dadas por el fabricante) para pintura sintética o al poliuretano.

•

- Con agua para pintura acrílica.

•

- Controle la densidad o viscosidad de la pintura:

•

- Directamente con la pistola pulverizando un poco sobre una superficie vertical (la pintura no debe chorrear ni formar grumos).



Recubrimiento: La pieza terminada es colocada en la cabina de pintura (suspendida con los agujeros para los remache) y se procede al pintado.



Sujete la pistola verticalmente y colóquela a unos 25 cm de la superficie a pintar (1).



Desplace la pistola paralelamente a la superficie, de una manera lenta y regular, sin movimientos bruscos de muñeca.



Cubra la superficie con al menos dos capas de pintura, efectuando cuadros. En la primera capa, dibuje "eses" horizontales y en la segunda "eses" verticales, haciendo que se monten unas sobre otras (2).

Haga que cada tira de pintura monte aproximadamente un tercio de su ancho sobre la siguiente (3).



Aplique la pintura desplazando siempre la pistola, ya que de lo contrario la capa quedará demasiado espesa y la pintura chorreará. Suelte el gatillo cada vez que interrumpa el movimiento. Engrapadora Tipo Pesado

146


La limpieza Es preciso limpiar la pistola íntegramente, tan pronto como se termine de pintar, para ello: 

 



Vacíe el depósito de pintura y llénelo con medio vaso de disolvente, pulverice entonces sobre un papel de periódico con el fin de limpiar tanto el recipiente como los tubos de la pistola y el interior de la boquilla pulverizadora (4).

Desmonte la boquilla y límpiela con un pequeño pincel mojado en disolvente. Limpie el exterior de la pistola con un trapo empapado en disolvente.

Cuando se trate de una pistola eléctrica, vierta un poco de aceite de vaselina en el fondo del recipiente y pulverice durante algunos segundos: el aceite se depositará en el mecanismo y lo mantendrá lubrificado hasta la siguiente utilización (5).

Importante

Durante el proceso de pintado es necesario ventilar adecuadamente el lugar y protegerse con una mascarilla. Secado. Luego se mantiene un tiempo estimado 30 minutos en el area de secado para luego ser inspeccionadas. 



Transporte al área de inspección.

Inspección. Se examinan detalladamente las piezas para ser aprobadas y llevarlas al almacén de producto terminado. 

Transporte al almacén de producto terminado. Los productos se transportan manualmente al almacén. 

Almacenamiento y montaje. Se hace el montaje con las demás piezas y se empaca para estar listo para enviar a los distribuidores. 

Relaciones Insumo Producto:


147


Para la fabricación de la palanca de la engrapadora son necesarios lo elementos siguientes: Laminas de acero SAE 1020 de 2440 x 1220 mm. Maquina Cizalladota o Guillotina. Prensa Hidráulica. Matriz de punzando y Recortado. Matriz Dobladora.

Determinación de la fuerza necesaria de la prensa para el corte, punzonado y el doblez de la pieza. F

L

=

*

t * Ss

F: máxima fuerza que aparece en el proceso (Ton). L: Perímetro total de Corte. t : Espesor del Material Ss.: Resistencia al cizallamiento del material (ton/pulg², kgf/mm², etc.) F = (644mm)(1.9mm)(55Kgf/mm²)= 67,298 Kgf. Tamaño de la prensa: 68 Ton. Material para la pieza: Se ocuparan láminas de acero SAE 1020 de dimensiones 2440 x 1220 x 1.9mm

Proyectar la mejor forma de combinar las operaciones y ponerlas en secuencia. Una de las primeras decisiones al elegir las operaciones, se relaciona con el grado de flexibilidad o adaptación deseada. Las máquinas y herramientas se pueden clasificar como de propósito general y de propósito especial. Las máquinas de propósito general son las más flexibles y constituyen la mayoría de las máquinas y herramientas que se utilizan en la actualidad. Se deben de separar todas las operaciones ya mencionadas en: Operaciones Primarias Operaciones Secundarias Operaciones Auxiliares • • •

PRIMARIAS

Corte (tiras de acero) Punzonado y recortado (en troqueladora) Modelado Engrapadora Tipo Pesado

148


SECUNDARIASº

AUXILIARES

Soldadura Recubrimiento (pintura) Quitar rebabas Secado Preparación para la pintura Transporte Retiro de material sobrante Retirar residuos en maquina y matriz Retiro de la pieza después de su acabado Limpieza de la matriz y maquina


149



150


Especificar los equipos de medición requeridos para el proceso. Para la comprobación del diseño de la pieza se hace necesario contar con el equipo preciso para el control de la calidad si bien se desconoce el tipo y la forma de estos puede suponerse que pueden ser calibradores de diversas formas, y que no solo se hace necesario medir diámetros externos sino medidas internas, como externas, curvas de radios. Aparte de los implementos de comprobación dichos, también se puede contar con instrumentos de medición ya establecidos. Para verificar las dimensiones de la base de la Engrapadora Tipo Pesado, se requiere de dispositivos, especiales como los siguientes: Calibradores cilíndricos para los agujeros de φ5.00 mm y los de Ø8.00 mm para verificar el diámetro de los agujeros, estos deben poseer las medidas especificadas en los planos de diseño y fabricación de la pieza. Para verificar los dobleces a 90° de las superficies laterales de la pieza se utilizara una escuadra que posea las respectivas tolerancias perpendiculares

Para Verificar las ranuras se hará uso de un calibrador vernier.

Se determino que la revisión de las medidas de contorno se puede lograr con la construcción de una plantilla que poseerá todas las medidas de la pieza ya fabricada, esto nos proporcionara una rápida comprobación de la pieza con sus tolerancias especificadas en los planos de diseño y fabricación.


151


IX. REVISTA FRONTAL DE ENGRAPADORA TIPO PESADO Denominación: REVISTA FRONTAL Responsable: José Roberto Santos Marroquín Función.

Material. Acero de bajo contenido de carbón (Lamina

de Acero de 1/16 plg.)

Norma: SAE 1020, AISI 1020: Composición química.

Carbono

Silicio

Manganeso

Fósforo

Azufre

0.22%

0.2%

0.6%

0.22%

0.11%

PROPIEDADES MECANICAS

Resistencia a la Tracción kg/mm2

Limite elástico kg/mm2

Alargamie nto %

Reducción de Área %

Dureza Brínell Aprox.

Laminado en Caliente

40

31

25

45

140 /180

Calibrado

55

38

15

30

180/220

Estado De Suministro


152


PASOS PARA AL PLANEAR UN PROCESO DE FABRICACION

1. Análisis del plano de la pieza para tener un panorama general de lo que se desea. Para la realización de este análisis se puede recurrir a dos técnicas las cuales son: • •

El Método de Poner las Marcas La Ficha de Ruta

•

En este caso se realizara un análisis por medio de una ficha de ruta la cual nos proporciona un registro gráfico más concentrado de las especificaciones en el cual se presenta atención a la configuración de la pieza, el tipo y forma de la materia prima, los requisitos de tolerancia, el acabado superficial y cualquier proceso especial. Dentro de la ficha de ruta para la Revista frontal para Engrapadora Tipo Pesado, las especificaciones 1, 2 pertenecen a las vistas de la pieza a fabricar. Las especificaciones 3, 4 hacen referencia al desarrollo de la pieza y montaje respectivamente. Las especificaciones 15, 16, 17, 18, 19, 20, 24 representan las superficies que constituyen el contorno de la pieza. Las especificaciones 21, 22, 25, 26, 28 son referencias respecto a las superficies de contorno para la ubicación de las diferentes perforaciones que se realizaran a la pieza. Los agujeros y ranuras a realizar se designan por las especificaciones 20, 23, 27; el primero sirve de soporte para que la pieza no se mueva al accionar de la engrapadora, el segundo sirven para el paso de un pin que permite la unión con la guía de palanca, la tercera es considerado un elemento de sujeción extra a la pieza para la fijación en la matriz q permitirá q la pieza no mueva durante la perforación de los agujeros donde pasa el pin. La especificación 30 indica la realización del doblado de la pieza a 90° realizada por el troquel. El paralelismo se considera necesario por la necesidad de que las perforaciones queden simétricas y permitan el paso del pin directamente esto está indicado en la especificación 31. La especificación 32 únicamente es en mención sobre la eliminación de rebabas.


153


FICHA DE RUTA Nombre de la pieza: Revista Frontal para Engrapadora Tipo Pesado Fecha: 26/11/07 Responsable: SM05008 Depende de N°

Especificación

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Vista derecha. Vista frontal. Desarrollo. Montaje. Cantidad. Escala. Acabado. Tratamiento térmico. Esp. de materia prima. Materia Prima Ultima Fecha Calidad Superficial 16.5 63 31.3 31.3 25.2 Ranura 8x5 10 ½ Agujero 10 Ø 9 20

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Materia Prima

Matriz

Proceso

Requisitos de operación

Observaciones

(1) Por unidad 2:1 Nunguno Ninguno 1.6 mm

* * * * * * * * * *

* *

*

*

24

½ Perforación 3.9 – 4.1 Ø 8

*

*

25

5

*

*

26 27

Agujeros 3.9 – 4.1 Ø 29.3

* *

*

28 29 30 31 32 33

Ranura 10x8 Doblado a 90° Paralelismo 76 46 2

* * * * * *

* * * * * *

34

Nota

* * *

AISI 1020, SAE1020 Aceptada Sin exigencia particular Dimensión de contorno Dimensión de contorno Dimensión de contorno Dimensión de contorno Dimensión de contorno Dimensión de contorno Dimensión de contorno Dimensión de contorno Posición vertical del agujero Posición horizontal del agujero Punzonado Posición vertical de los agujeros Posición horizontal de los agujeros Punzonado Posición de ranura respecto a ranura de contorno Punzonar Paralelismo Distancia entre centros Distancia entre centros Radio de curvatura (Contorno) Eliminar rebabas


154

* * * * * * * *

*

*

*


Redactar recomendaciones hacia o consultar con ingeniería del producto acerca de los cambios del producto. Para la elaboración de un producto satisfactoriamente se debe de tener una buena comunicación entre el ingeniero del producto y el ingeniero de fabricación la cual facilite un mejor anejo de los recursos disponibles, o recursos por adquirir para logra una producción al mas bajo costo y obtener un proceso que sea rentable ante las necesidades del cliente. En este paso se busca identificar posibles cambios, recomendaciones, o consultas sobre el diseño del producto, para lograr un aprovechamiento óptimo de los recursos con los que se dispone. Para el caso particular del proceso de fabricación de la Revista Frontal de engrapadora de tipo pesado se realizarán las siguientes consultas hacia el ingeniero del producto: a) El posible cambio de materia prima por un acero SAE 1010 b) La revisión de Tolerancias que faciliten el proceso de elaboración de la pieza. Propuesta 1: Se recomienda el cambio del tipo de propiedades del acero SAE-1010 mantiene las propiedades que cumplen con los requisitos para el funcionamiento y desempeño de la pieza, la cual no será sujeta a impactos fuertes o presiones elevadas. De esta manera el costo de la materia prima se disminuirá. Propuesta 2: Si bien es cierto la pieza se mantiene unas tolerancias muy ajustadas debido a la conexión que sostiene con la guía de palanca no todas las medidas necesitan tolerancias muy estrictas lo cual reduciría los costos por tener menor necesidad de medidas pequeñas.


155


Elaborar un listado de las operaciones básicas requeridas para producir la pieza de acuerdo con el plano de las especificaciones. 3.

•

Troquelado

Basándose en el diseño de la pieza y las perforaciones que esta contiene, tomando en cuenta la recomendación del material a emplear en la realización de la pieza: SAE 1020, este método se aplica muy firme como el que mejor adaptabilidad tiene a los requerimientos de la pieza. Los proyectistas en el momento de diseñar o de optar por las operaciones por aplicar buscan reducir los costos en procesos adicionales de mecanizado o forjados costosos en este aspecto la operación de troquelado tiene: •

•

•

Producción más rápida a causa de la velocidad de operación de las prensas Costos más bajos, ya que muchas de las operaciones de prensa pueden ser ejecutadas por mano de obra no especializada Es posible obtener partes de gran precisión, acabado completo y buenas especificaciones y tolerancias mantenidas durante un periodo indefinido de tiempo, lográndose así economías de mano de obra y horas de trabajo que de otro modo tendrían que gastarse en el taller.

El ciclo que se realiza la aplicación de esta operación se lista a continuación:  Ajuste de la carrera  Alimentación de la materia prima  Accionamiento de la prensa seguido del golpe (Acá se realiza la operación especifica)  Extracción de la Pieza  La tira de material avanza, con cada golpe hasta que se termina  Se reinicia el ciclo. Por lo tanto se considera como el método más adecuado debido a que el diseño y las propiedades del material nos permiten un conformado directo por medio de este proceso, considerando esta operación como la más factible para la elaboración de la pieza. Ya que decidir por otro tipo de método de fabricación crearía mayores costos no solo en relación al conformado, sino en operaciones adicionales para una superficie deseada o mayores detalles en la elaboración. La secuencia de operaciones para la elaboración de la Revista Frontal para engrapadora de tipo pesado se menciona a continuación: 1. Recepción y almacenamiento del material. 2. Transporte de lámina. Engrapadora Tipo Pesado

156


3. Cizallado. 4. Transporte a troquelado. 5. Punzonado. 6. Recortado. 7. Doblado. 8. Transporte al área de eliminación de rebabas 9. Eliminación de rebabas 10. Transporte al área de inspección de medidas. 11. Inspección de medidas. 12. Transporte al área de limpieza de superficie. 13. Limpieza de superficie. 14. Desengrase. 15. Transporte al área decapado. 16. Decapado. 17. Transporte al área de inspección de superficie. 18. Inspección de superficie. 19. Transporte al área de recubrimiento. 20. Cobrizado 21. Niquelado 22. Transporte al almacén del Producto terminado. 23. Almacenamiento.


157


4. Determinar el Método de Fabricación más Conveniente y Económico, y la forma de las Herramientas para cada Operación.  CIZALLADORA.

La cizalla guillotina es una máquina empleada para cortar metales generalmente en láminas. Las cizallas pueden ser de tipo mecánico o hidráulico. A su vez, las cizallas de tipo mecánico las podemos subdividir en con o sin cuello de cisne y según si tienen embregue mecánico o embrague de fricción.

(a) Vista lateral de la operación

(b) Vista frontal de la cizalla.

 TROQUELADO.

El troquel será alimentado por las tiras de lámina cortada de 2m x mm por medio de la entrada a la matriz de derecha a izquierda hasta el primer tope donde se activa la prensa realizando las primeras perforaciones. Luego de las perforaciones llega al siguiente tope donde se activa la prensa nuevamente para ser recortada mientras la pieza siguiente es perforada y así sucesivamente. Posteriormente llega al último tope donde se ajusta para el doblado separándose finalmente del material quedando la pieza ya formada. El troquelado es un método para trabajar láminas metálicas en frío, en forma y tamaño predeterminados, por medio de un troquel y una prensa. El troquel determina el tamaño y forma de la pieza terminada y la prensa suministra la fuerza necesaria para efectuar el cambio. El troquel tiene dos mitades, entre las cuales se coloca la lámina metálica. La mitad superior del troquel es el punzón (la parte más pequeña) y la mitad inferior es la matriz (la parte más grande). Cuando las dos mitades del troquel se juntan, el punzón entra en la matriz. Las dos partes se encuentran montadas en un portatroquel: la matriz montada sobre la base y el punzón en una zapata superior. El uso de un portatroquel asegura una alineación adecuada del punzón y la matriz, sin importar el estado de la prensa. Los troqueles más simples son los que se emplean para hacer agujeros en una lámina.


158


En la matriz se realizan unas aberturas, por medio de varios métodos. La forma del punzón corresponde a la abertura de la matriz pero es ligeramente más pequeño, en una cantidad igual a la determinada por el “Juego entre matriz y punzón” requerida. El tipo y espesor del material y la operación que se va a llevar a cabo establecen dicho juego. El corte alrededor de toda la periferia de una pieza se llama “recortado". El corte de agujeros en una pieza de trabajo se llama "punzado" o, “perforado".  CORTE O PUNZONADO.

Es una operación mecánica con la que se consigue separar de un material la figura deseada. Esta operación se realiza mediante un punzón y una matriz de corte. Mediante presión, el punzón realiza esta actividad comprimiendo el material, con lo que se origina una deformación plástica; después sigue su camino dentro de la matriz, ocasionando una expansión lateral de la parte troquelada. En estas condiciones, sobreviene un desgarro y el pedazo oprimido por el punzón se separa del resto de la placa; en ese momento se ha completado la operación de punzonado. El esfuerzo de corte repercute sobre el filo de corte de las matrices, que se pierde después de haber producido una gran cantidad de piezas. Por esto las piezas iguales presentan contornos poco definidos o rebabas. Para corregir esta anomalía, se afila la matriz después de determinar la cantidad de piezas. La exactitud de las piezas que se obtienen mediante el troquelado depende básicamente de la precisión que tengan las matrices. Cuando son formas geométricas sencillas, la precisión se puede obtener en algunos casos, mediante instrumentos comunes de medición. Debe existir un juego u holgura entre el punzón y la matriz que depende del espesor del material a cortar y de la dureza de éste. Para espesores de chapa delgada, la holgura prácticamente debe ser nula, aunque no se debe olvidar que el juego nunca será igual a cero, ya que el punzón golpearía sobre la matriz. Un material duro tendrá un juego de punzón y matriz mayor que para un material blando, de donde se deduce que la holgura va en razón proporcional al espesor y dureza del material. Generalmente estos valores de holgura fluctúan entre el 5% y el 13% del espesor de la chapa.


159


Esquema del punzonado (A) Penetración del punzón en la pieza (B) Extracción del recorte

Distintos factores que intervienen en el punzonado.

 DOBLADO.

Después de la operación de punzonado y corte, el doblado es más sencillo. Esta operación se puede producir por medio de varios procesos, pero se describirá sólo el doblado por medio de troqueles. La operación de doblados es muy importante en el troquelado ya que muchos productos, después de haber sido cortados, son sometidos a esta operación. Para doblar la chapa, es importante que ésta no sufra alargamientos ya que de lo contrario tendrá variaciones en el espesor. Para que esto no suceda, es necesario calcular con ciertos procedimientos analíticos las herramientas y una regulación exacta de la carrera del troquel. Para la operación de doblar, hay que tener en cuenta los siguientes factores: El radio de curvatura La elasticidad del material. Es aconsejable tratar de evitar los filos vivos; para este propósito, hay que fijar los radios de curvatura interiores iguales o mayores que el espesor de la chapa a doblar; • •


160


esto se hace con objeto de no estirar excesivamente la fibra exterior de la placa y para que el doblez no tenga roturas. Estos radios de curvatura se consideran normalmente dentro de los siguientes rangos: • •

Para materiales dulces, de 2 veces el espesor de la chapa. Para materiales duros de 3 a 4 veces el espesor.

Una vez terminada la operación, el material tenderá a recuperar su posición inicial. Para lograr el doblez deseado, será necesario doblar el material un poco más de lo requerido a fin de que en el momento de la recuperación no se salga de las tolerancias estipuladas. Para fines de cálculo, lo mejor es realizar pruebas empíricas, ya que dicha recuperación depende del ángulo de doblez.

 NIQUELADO.

El níquel es un metal muy parecido al hierro, es dúctil y maleable, suficientemente duro, maleable y resiste bastante bien a la corrosión peor que el acero inoxidable y peor que el cromo. Es de color parecido al hierro pero un poco más amarillento y menos gris. Cuando se aplica cromo con objeto decorativo se suele hacer siempre sobre una capa de níquel más gruesa. Existen tres diferentes baños de níquel El primero es el baño de níquel mate, el segundo el de níquel brillante y el tercero en baño de níquel con baja concentración y ánodo inactivo. Para la aplicación en la pieza se especificara el baño de níquel brillante. Niquelado brillante.

El niquelado brillante se realiza con un baño que presenta la composición siguiente: • • • • •

Sulfato de níquel 200 g/l Cloruro de níquel 60 g/l Acido bórico 10 g/l Sacarina 1,5 g/l Humectante 0,5 g/l Engrapadora Tipo Pesado

161


Se debe tener en cuenta que si se pretende que el acabado sea de calidad espejo la placa base debe estar pulida con esa calidad, una capa de níquel brillante es brillante y lisa si es muy fina, si se pretende dar una capa gruesa no quedara brillante porque empezaran a surgir imperfecciones conforme aumenta el grueso de la capa. Que es conveniente agitar para evitar las burbujas y para que la capa de níquel sea uniforme. La temperatura óptima de trabajo está entre 40 y 50 ºC, pero se puede trabajar bien a la temperatura ambiente. La sacarina se emplea como agente abrillantador, yo he empleado sacarina de uso domestico y funciona bien. Tener en cuenta que no todos los edulcorantes son sacarina. Como agente humectante y a falta de encontrar otro mejor he empleado Mimosin. DETERMINACION DE LAS OPERACIONES. 1. Recepción y almacenamiento del material.

Se recibe el material y se almacenan las materias primas que se utilizaran, estas se almacenan por propiedades físicas, tipo de material y utilidad. Para la fabricación de la pieza se necesitara: Hojas de platina de acero SAE 1020 de dimensiones variables. Pasta lubricante (compuesta por jabón, grasas y polvos lubricantes). • •

2. Transporte de lámina.

La lámina de 2x1 m es transportada hacia la guillotina para su corte. 3. Cizallado.

En esta etapa el material es cortado en tiras de 2m x mm para la elaboración de las piezas 4. Transporte al área de troquelado.

Una vez cortadas las tiras del material se trasladan hacia la troqueladora, para la posterior elaboración de la pieza. 5. Punzonado

En esta etapa se realiza se lleva el material al troquel se coloca en la cinta transportadora y se acomoda en este caso la platina de acero la perforación se realizara mediante un punzón y una matriz. Debido a la presión ejercida por el punzón este provocará una compresión en el material, lo que da lugar a una deformación plástica, luego sigue su camino dentro de la matriz, esto ocasiona una expansión lateral de la parte troquelada. Bajo estas condiciones sobreviene un desgarro es cual permite la separación final de la pieza de la platina, luego de esto se da por terminada la operación del punzonado.


162


6. Recortado.

Una vez la pieza se le han realizado las perforaciones sigue su paso por la matriz hasta que le es aplicada de una fuerza de compresión sobre la matriz que obligara a éste a penetrar en la chapa, creando una deformación inicial en régimen elastoplástico seguida de un cizallamiento y rotura de la tira metálica por propagación rápida de fisuras entre las aristas de corte. 7. Doblado.

Para la realización de esta operación se deben de tener en cuenta ciertas consideraciones: el radio de curvatura y la elasticidad del material. Es recomendable tratar de evitar los filos vivos; para lograr esto se deben de fijar los radios de curvatura interiores iguales o mayores que el espesor del material (platina), esto se realiza para no estirar de forma excesiva la fibra exterior de la placa y para evitar roturas en el material al momento de realizar el dobles. Ya que es importante el evitar que la placa sufra alargamientos ya que de lo contrario se verán en el momento de la fabricación variaciones en el espesor. Para evitar esto es necesario calcular con ciertos procedimientos analíticos las herramientas y una regulación en la carrera del troquel. 8. Transporte al área de eliminación de rebabas .

Luego de que la pieza es doblada y expulsada por la matiz es transportada para la eliminación de rebabas. 9. Eliminación de rebabas .

Esta operación se realiza para eliminar cualquier rastro de las operaciones realizadas a la pieza durante su paso por la matriz, se realiza con una maquina rebabadora. 10. Transporte al área de inspección de medidas.

Luego de pasar por el proceso de doblado las piezas se transportan por medio de plataformas rodantes o bandas transportadoras, hacia el área de inspección. 11. Inspección.

Se verifica que las medidas de la pieza cumplan con los requisitos establecidos para un buen funcionamiento. 12. Trasporte al área de limpieza de la superficie.

Una vez verificada la pieza será movida al área de limpieza de la superficie. 13. Limpieza de superficie . 14. Desengrase.


163


El desengrase consistirá en eliminar los restos de aceite y grasa que estén sobre la superficie de la pieza, para mejor adherencia al níquel. El desengrase puede efectuarse básicamente de dos formas, estas se resume a continuación: Método Limpieza con solventes

Limpieza con base acuosa

Materiales - Tricloroetano - Metanol - Acetona

-

Detergentes Cáusticos Ácidos

-

Como se usa Desengrasado a vapor Inmersión Frotamiento Tanques calientes Rociado Limpieza ultrasónica

Para esta pieza se usara el método de limpieza con solventes a través del desengrasado a vapor. Se pondrá a hervir un solvente limpiador, con hidrocarburos clorados, para obtener una fase de vapor caliente, en donde se introducirá la pieza. La fase de vapor se condensara sobre la superficie de la pieza, disolviendo cualquier señal de aceite y grasa. Según se condense mas vapor será mayor la suciedad disuelta. Al terminar esto se sacara la pieza del tanque se limpiara y secara. 15. Transporte a decapado .

Una vez realizada la limpieza de la superficie y el desengrasado del material se traslada para la realización del decapado. 16. Decapado.

Se le realizara a la pieza para preparar mejor la superficie. El objetivo de este es eliminar las capas de oxido formadas en la superficie de la pieza debido al contacto entre estas y la atmosfera. El decapado se puede realizar por medio de una solución acida o una alcalina. Una vez desengrasada la pieza se le aplicara el decapado con solución alcalina, para eliminar la herrumbre y oxido, la pieza será introducida a un tanque que contiene soda caustica con aditivos de detergentes y agentes quelantes. 17. Transporte al área de inspección de superficie.

Se envían las piezas a un área de inspección de superficie luego de la realización de su preparación. 18. Inspección de superficie.

Se realiza una inspección para verificar que la pieza cumpla con las características requeridas y hechas hasta el momento en medidas, detalles del diseño y calidad de la superficie para la aplicación del recubrimiento.


164


19. Transporte al área de recubrimiento.

Una vez inspeccionada la pieza se traslada para la realización del recubrimiento. 20. Cobrizado.

El proceso de recubrimiento iniciara con la aplicación de un cobrizado en condiciones óptimas; con el propósito de ser un recubrimiento base para el niquelado que se le hará posteriormente. La pieza será introducida a un tanque que contiene el baño de cobre. El proceso consta de dos etapas: Baño de cobre alcalino: se emplearan ánodos de cobre en forma de bloques, estos son depositados en cestas de titanio las cuales son envueltas en bolsas de polipropileno. El baño se realiza a temperatura ambiente, utilizando un voltaje entre 5 a 7 V, aplicando agitación manual, entre 1 a 10 minutos dependiendo del tamaño de la pieza. Baño de cobre acido: se utilizan ánodos de cobre acido o electrolítico en la misma forma que con el baño anterior. Es operado a temperatura ambiente, utilizando de 1.5 a 5 V, aplicando agitación manual, la permanecía de la pieza en el baño oscila de 1 a 1.25 horas dependiendo del tamaño de la pieza. Cuando la pieza sale de cada baño es enjuagada con agua con la finalidad de eliminar residuos de sales. •

•

21. Niquelado.

El níquel se emplea como protector y como revestimiento ornamental de los metales, en especial de los que son susceptibles de corrosión como el hierro y el acero. El níquel se usa principalmente en aleaciones, y aporta dureza y resistencia a la corrosión en el acero también mejora su apariencia tomando un aspecto brilloso. Las piezas serán sumergidas en tanques que contendrán la solución de níquel que por medio de un proceso electrolítico la pieza adquirirá el níquel. 22. Transporte al almacén del Producto terminado.

Posterior al recubrimiento las piezas son transportadas hacia un almacén. 23. Almacenamiento.

Las piezas se almacenas hasta el momento en que son requeridas en el montaje de la engrapadora de tipo pesado.


165


DETERMINACION DEL EQUIPO NECESARIO Para determinar la capacidad del equipo que se necesitara, se calcula utilizando la ecuación: F

=

L * t * Ss

Donde: F: Fuerza (toneladas). L: Perímetro total de corte. t : Espesor del material Ss.: Resistencia al cizallamiento del material (ton/pulg², kgf/mm², etc.) L = 338.37 mm t = 1.5 mm Ss = 46 Kg/mm 2 F = (338.37)*(1.5)*(46) = 23347.47 Kg = 23.35 Ton Por lo cual usaremos una prensa con capacidad de 25 Toneladas. ALTERNATIVA 1: USANDO 2 MATRICES Descripción Ritmo de producción Material

Herramientas

Acero SAE 1010 (2 x 1) m Cizallas Matriz para punzonar y recortar Matriz para doblar

Cobrizado Niquelado Mano de obra Supervisor Operario directa Revestimiento

Costo($/año)

20.19

19,523.73

600 1,500

200 300

1,700

340

4,50 0 5,300 c/u

900

100 piezas/hora

Cizalladora. (ver anexo) Prensa; se usaran dos; una para cada matriz. (ver anexo) Rebabadora. (ver anexo)

Equipo

Costo($/unidad)


1,060 c/u

8,000 18,000 3,600 2,160

(MOD) Total

$ 55,143.73/año

ALTERNATIVA 2: USANDO UNA MATRIZ PROGRESIVA


166


Descripción Ritmo de producción Material

Cizalladora (ver anexo) Prensa (ver anexo) Rebabadora anexo)

Cobrizado Niquelado Mano de obra Supervisor Operario directa Revestimiento

Costo($/año)

20.19

19,523.73

600 6,200

200 1,240

4,50 0 5,300

900 1,060


8,000 18,000 3,600 2,160

100 piezas/hora

Acero SAE 1010 (2 x 1) m Cizallas Herramientas Matriz para progresiva punzonar, recortar y doblar Equipo

Costo($/unidad)

(ver

(MOD) Total

$ 54,683.73/año

Se seleccionara la alternativa en la cual se tendrán dos matrices una de corte y perforado y un de doblado ya que para el beneficio del proceso conviene realizar las operaciones por separado conservando los costos mas bajos comparado con una matriz que realiza los tres operaciones en un solo troquel beneficiando así las áreas de inspección las cuales permiten verificar que las piezas mantienen los requerimientos necesarios de funcionamiento y los requerimientos del cliente en la necesidad del producto.


167


5. Proyectar la mejor forma de combinar las operaciones y ponerlas en secuencia. Se buscara identificar la mejor secuencia de las operaciones que se requieren para la fabricación de la pieza, inicialmente se deben determinar las operaciones primarias, secundarias y auxiliares del proceso. Considerando los siguientes criterios: a) Determinar las superficies primarias para posicionar y calibrar. b) Establecer las operaciones primarias de fabricación. c) Establecer las operaciones secundarias y ordenarlas en la secuencia aparentemente mejor. d) Establecer las operaciones auxiliares.

Cizallado Punzonado Recortado Doblado Eliminación rebabas Limpieza superficie Desengrase Decapado Cobrizado Niquelado Transporte Inspección Almacenaje

Operación Primaria ✘ ✘ ✘ ✘

Operación Secundaria

Operación Auxiliar

de

✘

de

✘ ✘ ✘ ✘ ✘ ✘ ✘ ✘

El diagrama de las operaciones antes mencionadas colocándolas en la secuencia adecuada se muestra a continuación:


168



169


6. Especificar los equipos de medición requeridos para el proceso. Para la verificación del producto en las diferentes inspecciones que se han considerado como necesarias para tener la certeza de que el producto que se está fabricando cumpla con los requisitos que necesita tanto su funcionalidad en el producto final, las necesidades que tiene el cliente para con el producto y el diseño del ingeniero del producto, se emplearan ciertos instrumentos de medición que se detallarán a continuación: 1. Calibrador pie de rey:

se utilizará para medir longitudes dimensionales de la pieza

(soporte de palanca).

2. Calibradores para orificios:

se utilizaran para medir la tolerancia del orificio así

como la linealidad entre ellos.

3. Escuadras: se utilizarán para medir

la perpendicularidad de las partes dobladas.


170


X. CONCLUSION

Es de mucha importancia en la actualidad el pleno conocimiento basado en un enfoque convencional para la fabricación de un producto, analizando cada una de las etapas desde diseñar hasta conseguir el producto fina; por lo tanto en el trabajo realizado y haciendo una investigación en el planeamiento de forma detallada adquirimos la capacidad de seleccionar los procesos que logren satisfacer las prioridades básicas como la calidad en la maquinaria y equipo con capacidades de producir eficientemente, reduciendo costos debido a una buena implementación de los recursos, obteniendo de esta forma un proceso optimo lo cual genera productos de calidad y rentables, satisfaciendo las necesidades de los clientes y generando experiencia para futuras acciones correctivas para mantener un estatus de competitividad.


171


XI. XI. BIBLIOGRAFIA •

Herramientas de troquelar, estampar y embutir. Gerhard Oehler. Barcelona, 1977

•

Diseño de matrices. J. R. Paquin. Barcelona, 1967

•

Libro Blanco para la minimización de residuos y emisiones: Pintado Industrial

•

•

www.leroymerlin.es http://www.maincasa.com/herramientas4.php

•

http://www.scribd.com/doc/2252086/Tabla-de-Acero

•

http://www.hera.cnice.mecd.es

•

J.E. Shigley y C.R. Mischke, “Diseño en Ingeniería Mecánica”, McGraw Hill 2002.

•

B.J. B.J. Hamr Hamroc ock, k, B. Jaco Jacobs bson on y S.R. S.R. Schm Schmid id,, “Ele “Eleme ment ntos os de Máquinas”, McGraw Hill 2000

•

R.L. Norton, “Diseño de maquinaria”, McGraw Hill 2000.


172


XII. GLOSARIO TECNICO

Acero: Alea Aleaci ción ón de hier hierro ro y carb carbon ono o forj forjab able le.. Con Con la dicc dicció ión n de otro otross elementos se obtienen obtienen los aceros especiales especiales y aleados. aleados. Si el porcentaje de carbono es superior al 0.32%, el acero admite temple y puede sufrir los tratamientos tratamientos térmicos necesarios para sus variadas aplicaciones. Broche: Sinónimo de Grapa. Niquelado: es un proceso electrolítico, que permite aplicar un recubrimiento de níquel duro sobre materiales como el acero, fundición, aluminio, cobre, latón y acero inoxida inoxidable. ble. Con un espesor espesor variable variable según según las necesida necesidades, des, tiene como objetivo objetivo mejora mejorarr las propie propiedad dades es del del mater material ial base base gracia gracias s a su elevad elevada, a, resist resisten encia cia al desgaste, bajo coeficiente de fricción y buena resistencia a la corrosión. También es para dar una apariencia apariencia decorativa.

Ductilidad: Es la propiedad que poseen algunos materiales por la cual se pueden reducir aun a alambres delgadísimos. Tiene especial interés para las operaciones de estirado. Dureza: Capacidad del material para resistir el rayado o la penetración. Lubricante: Cualquier sustancia que se interpone entre dos superficies en movimiento relativo con el propósito de reducir la fricción y el desgaste entre ellas. Matriz: Otro término usado para el botón del troquel. Máquina: Artificio o conjunto de aparatos combinados para recibir cierta forma de energía, transformarla y restituirla en otra más adecuada o para producir un efecto determinado. Operación: Se dice que hay una operación cuando se modifica de forma intenc intenciona ionada da cualqu cualquier iera a de las cara caracte cterís rístic ticas as física físicass o químic químicas as de un objeto como taladrar, cortar, esmerilar, etc. Arreglo: Superficie de contrapresión para el troquelado. Carrera de troquelado: Profundización de la forma durante el troquelado. Desbarbar: recortar los bordes. Forma troqueladora: troqueladora: Es un molde con pletinas que realizan el corte, la Perforación Perforación o hendido. Engrapadora Tipo Pesado

173


Guillotina: Máquina para realizar cortes paralelos. Laminado: Consiste en adherir una lámina de material al soporte. Plegar: Pliegue que se marca bajo el

efecto de una intensa presión.


174


XII. ANEXOS Anexo 1

Propiedades del acero ASI-1020, SAE-1020. Norma involucrada: ASTM A108 Propiedades Químicas Composición química

Cantidad del elemento (% en peso) 0.18 - 0.23 0.05 0.04 0.15 - 0.3 0.3 - 0.6

Carbono (C) Azufre (S) Fosforo (P) Silicio (Si) Manganeso (Mn) Propiedades Mecánicas y Físicas Propiedad

Asignación 3

Densidad Resistencia a la tracción

7860 Kg/m 35 – 53 Kg/mm2

Módulo de elasticidad

207 GPa

Alargamiento

entre 33% a 23%

Dureza

111 HB

Conductividad térmica

52 W/m*˚C 295(MPa) 11.7 ˚C-1*10-6 50%

Resistencia a la fluencia Coeficiente de dilatación

Reducción de área

Anexo 2

Propiedades del acero ASI-1010, SAE-1010. Norma involucrada: ASTM A619 Propiedades Químicas Composición química

Carbono (C) Azufre (S) Fosforo (P)

Cantidad del elemento (% en peso) 0.08 – 0.12 0.04 0.04 Engrapadora Tipo Pesado

175


Silicio (Si) Manganeso (Mn)

0.10 - 0.25 0.45

Propiedades Mecánicas y Físicas Propiedad

Asignación

Densidad Resistencia a la tracción

7860 Kg/m 0.25 – 0.45 Kg/mm2

Módulo de elasticidad

205 GPa

Alargamiento Conductividad térmica

entre 34% a 41% 52 W/m*˚C 285 (MPa) 11.7 ˚C-1*10-6

3

Resistencia a la fluencia Coeficiente de dilatación

Anexo 3 Características:

-

Referencia

Precio Capacidad máxima de corte en acero de bajo carbono, cobre, aluminio. Máxima longitud de corte Área de mesa Dimensiones (largo x ancho x alto) Peso

Modelo D-02. Ideal para el corte de de chapas de acero hasta 3 mm. También puede usarse con aluminio, bronce, cobre, plomo, plástico y zinc. La configuración doble de las cuchillas multiplica por dos la vida de las mismas. Vida útil de 5 años aproximadamente.

Especificación $ 4,500.00 3 mm

2320 mm 2100 x 300 mm 2590 x 540 x1550 mm 460 kg


176


Anexo 4

Características:

-

Prensa troqueladora serie J23. - Prensa troqueladora de tipo Open Back Inclinable. - Estructura fácil y simple operación. - Vida útil aproximadamente 5 años.

ESPECIFICACIONES

Precio Fuerza nominal Carrera bajo fuerza nominal Viaje del carro (porta troquel) Numero de golpes Altura máxima del carro Ajuste de altura del carro Distancia del centro del carro a columna Dimensiones de la mesa (ancho x largo) Dimensiones del agujero del carro (diámetro x profundidad x ancho) Espesor del bolster Dimensiones de la superficie inferior del bloque lateral (ancho x largo) Tamaño del agujero manejable (diámetro x profundidad) Inclinación máxima del ángulo del cuerpo Distancia entre las columnas del cuerpo Motor Dimensiones del contorno (largo x ancho x alto) Neto/ Peso Total Tamaño del paquete exportado (largo x ancho x alto)

UNIDA D $ Ton. mm mm min-1 mm mm mm mm mm

J23

5,300 25 2.5 80 60 180 70 210 400x600 180 x 130 x 260

mm mm

70 210x250

mm

40x70

º mm kw mm

25 260 2.2 1325 x 990 x 2140

kg mm

1900/2300 2400 x 1280 x 1600

Anexo 5 Engrapadora Tipo Pesado

177

otro de engrapadora.doc

Recommend Documents