Planificacion de Procesos de Mecanizado

Planificaci ón Procesos

Ingeniería de Diseño y Fabricación

3 - 3 - 2004

Planificación de procesos de mecanizado (CAPP)

Prof. Dr. Emilio J. Royo



Objetivos 

Cono onoce cerr la l as consi c onside dera racio cione nes s bá b ásic sica as pa p ara configur confi gura ar una u na hoja hoj a de procesos de mecaniz mecaniza ado, estable estableciendo ciendo una un a metodolo metodo logía gía de anális análisis is de los re r equerim querimientos ientos de pieza pieza y obse obs erv rva ando cri c riterio terios s en en la defi defini nici ción ón de las las etapa etapas s de configu conf iguración ración del plan plan de fa fabri brica cació ción. n.



A n al An alii zar c r i t er erii o s d e ut u t i l i zac zacii ó n c o n j u n t a o al altt er ern n at atii v a de de los dis distin tintos tos tip tipos os de meca mecaniza nizado, do, centr centrá ándos ndose e esp spe eci cia alm lmente ente en en la l a apli aplicaci cación ón de HSM HSM y EDM EDM en el se s ect ctor or del molde mol de y matr matriz. iz.



A c er Ac erc c ar ars s e a lo l o s d i s t i n t o s t i p o s d e CAPP CA PP (Com (Co m p u t er A i d ed Proce rocess ss Pla lanning) nning) por su import importa ancia en en la planific planifica ación siste sis temática mática de proc proce esos Variacion riaciona al (ba basado sado en Tecno ecnolo logía gía de Gru Grupo pos) s) y Generativ Generativo o (basado (basado en reconoci recono cimi mie ent nto o de caracterí característ stic ica as de mecaniza mecanizado) do)

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Indice 1.

Planific lanifica ació ción n de Proc Proce esos

2.

Meto todol dología ogía de desarrol desarrollo lo

3.

Crit rite erio rios s de apli aplicación cación 

Restr stricc iccion ione es geométricas



Restric ciones tecnológicas



Restricciones económicas

4.

Ejempl jemplo o de d etallado

5.

Crit rite erio rios s de utiliz utili zació ción n ED EDM - HSM

6.

CAPP APP:: Planif Planificación icación de proce proc esos asis sistid tida a por ordena o rdenador dor



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Generalidades 

Planificación de procesos Objetivo:: Esta Establecimiento blecimiento  Objetivo

y secuencia secuenciación ción de procesos, máquinas, utillajes, herramientas y parámetros de corte cort e para la fabricaci fabricación ón de de compon ponentes entes a part partiir de preformas preformas (seleccionar (seleccionar la adecuad adecuada a en func unciión de de la form forma a de la pieza y la importancia de la serie  estándar o proceso de conformación o deformación) • Especificaciones de pieza  Plano (formas, dimensiones, tolerancias (dimensionales, de forma y acabado superficial)); Material; Tratamientos térmicos y superficiales; Superficies de referencia • Importancia de la serie  Can antitidad dad de de piezas; piezas; nº de lotes/año; lotes/año; plazo de entrega entrega  ritmo de producción y coste admisible • Posibilidades y limitaciones del equipamiento disponible: M-H, utillajes, htas, elementos de medida... Sinónimos::  Sinónimos • Planificación de fabricación; Ingeniería de procesos; Enrutamiento de máquinas  Conocimientos

necesarios del Ingeniero de Procesos (Planificador de Procesos):

• Interpretación de planos de ingeniería • Procesos y tecnologías de fabricación disponibles en la fábrica y en el mercado  formación continua • Computación de tiempos y costes de fabricación, estando familiarizado con los costes relativos de las prácticas de fabricación, niveles de automatización, materias primas, herramientas y utillajes...



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Generalidades 

Planificación de procesos Resolución::  Resolución • Manual ( ↑ dependencia del planificador ) • CAPP variacional ( tecnología de grupos ) • CAPP generativo ( sistema experto ) • CAPP dinámico ( carga de máquinas ) Resultado:: Plan de procesos u Hoja  Resultado

de procesos ( hoja de ruta, hoja de operaciones... )

• describe la secuencia del proceso seleccionado con mayor detalle que el grafo de proceso  especificar la secuencia, paso a paso, de operaciones fabricación, detallando estaciones de trabajo, htas, utillajes, actividades de control de calidad, parámetros de proceso, montajes de pieza, planos soporte de fabricación y ensamblaje (planos de ingeniería sólo definen las piezas)...  fundamental para definir y gestionar los recursos de fabricación (PPS o GPAO) • división en: – Fases  operaciones realizadas en una misma Máquina Herramienta

10,20,30...

– Subfases  operaciones realizadas en una misma sujeción de pieza con un Utillaje – Operación  operaciones realizadas con una misma Herramienta / ciclo de mecanizado

A,,B,C... A a,b,c...



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Metodología 

Metodología de desarrollo 1) Determinación del Proceso: • formas  tipo de mecanizado • dimensiones  capacidad de máquina • material  potencia de máqu áquiina; tipo tipo de mecan ecaniizado zado;; htas; htas; cond. cond. cort corte e • tratamientos térmicos  procesos intermedios, precisan un posterior acabado • tratamientos superficiales  al final del proceso 2) Determinación de las Fases: • tolerancias (dimensionales, de forma y posición, acabado superficial)  tipos de mecanizado necesarios; precisión de posicionamiento y repetibilidad – Ejemplo: agujeros de precisión: fundición  taladrado  escariado  re rec ct. in inte terio riorr  honeado • importancia de la serie, equipamiento disponible  selección y secuenciación de máquinas 3) Determinación de las Subfases: • tolerancias de forma y posición, superficies de referencia  diseño y secuenciación de posicionamientos y sujeciones de la pieza ( plan planifificación icación de de los los utillajes) utillajes) – Sup up.. de parti partida da:: elegir mejor mejor sup. meca mecanizad nizadas, as, las las bil bilimitadas imitadas (19±0.3) de menor tolerancia • importancia de la serie, equipamiento disponible se selección leccióny y diseño diseño de util utillajes lajes – Objetivos: reducir tiempo no productivo  ↓ nº de util utillajes, lajes, nº de atada atadas s pieza, pieza, cam cambios de de hta, hta, nº pasadas y longitud de trayectorias de hta...



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Metodología 

Metodología de desarrollo 4) Determinación de Operaciones: • restricciones geométricas, tecnológicas, económicas  diseño y secuenciación de operaciones; ciclos fifijos jos / param paramétricos étricos de dell control control • análisis de movimientos necesarios  tipo de control de máquina para trayectorias de mecanizado • rugosidad, operatividad (↓ tiempo o coste de mecanizado)  selecc selección ión htas y ajuste de cond condici icione ones s de mecanizado para cada tipo de pasada (desbaste, semiacabado, acabado)  ap, ae, f, Vc, n, refrigerante, sistema de sujeción hta... 5) Obtención de programa CNC • locali localizac zación ión de htas htas en la torreta; torreta; reg reglaj laje e de htas; confi configu guración ración de orígene orígenes s de pieza; cálculo de trayectorias de mecanizado; simulación y postprocesado • selección del sistema de programación: aprendizaje, ISO, WOP, CAM 6) Mecanización y verificación • selección de los elementos de medición y verificación • chequeo del proceso definido (calidad, tiempos, costes) y realimentación antes de aplicar a toda la serie



Metodología 

Secuencia de aplicación (Boothroy)

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Criterios 

Secuencias habituales por gamas tipo de piezas • Piezas rígidas  desbaste  acabado  sup sup.. frágiles frágiles (rosc (roscad ado) o) (ran (ranurad urado o an antes) tes) • Piezas con grandes sobreespesores  desbaste  tratamiento de estabilización de tensiones internas  acabado • Piezas semirrígidas  no deformar la pieza  cuidar elección puntos de apoyo, limitar esfuerzos de sujeción, colocar soportes que limiten la deformación, limitar esfuerzos de corte • Piezas deformables  inmovilizar parte flexible; soportes; limitar esfuerzos de corte • Piezas templadas (R≤100daN/mm2)  desbaste  acabado sup. poco exactas (IT>9)  temple y revenido  semiacabado y acabado por arranque de viruta • Piezas templadas (R>100daN/mm2)  desbaste  acabado sup. poco exactas  temple y revenido  acabado por rectificado • Piezas cementadas con recubrimiento  dejar menos tolerancia o dimensión si hay tratamiento superficial de recubrimiento

 Los procesos de mecanizado precisan Viruta mínima  

dejar creces para el proceso posterior

Consideraciones habituales en piezas de revolución • L/D ≤ 0.5 (discos): D < 50  barra + tronzado ; D ≤ 300  torno ; D > 300  torno vertical • 0.5 < L/D < 3 : barra (evitar 2 subfases  tronzado final) • L/D ≥ 3 : ejes largos  evitar flexión  lunetas, contrapunto



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Criterios 

Restricciones Geométricas y Dimensionales  Formas

(impuestas por el plano de la pieza)

típicas de superficies  simples o más complejas de mecanizar en distintos tipos de M-H  características de mecanizado (“features”)  Reconocimiento automático/interactivo de características a partir de geometría en CAD 2D/3D.

Características típicas simples en piezas rotacionales



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Criterios 




Características típicas más complejas en piezas rotacionales



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Criterios 

Restricciones Geométricas y Dimensionales


 Formas

típicas de superficies  simples o más complejas de mecanizar en distintos tipos de M-H  características de mecanizado (“features”)  Reconocimiento automático/interactivo de características a partir de geometría en CAD 2D/3D. Características típicas simples en piezas no rotacionales

• A Ag guje jerros: pasantes / cie ieg gos; roscados; aborcardados / avelllla anados • Ranu anuras: ras: pasa pasantes ntes / ciegas; ciegas; abiertas abiertas / cerr cerrada adas s



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Criterios 




Características típicas más complejas en piezas no rotacionales



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Criterios 

Restricciones Geométricas y Dimensionales 


Tolerancias Tole rancias de forma y posici ón  secuenciación del mecanizado: superficies de referencia se mecanizan 1º • Pa Paral raleli elism smo, o, Pe Perpend rpendiiculari cularidad dad  1º mecanizar la la de ref referenci erencia a para que que sirva sirva de apoyo apoyo o bien mecanizar mecanizar am ambas bas en un mi mism smo o montaje (sujeción de pieza)



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Criterios 

Restricciones Geométricas y Dimensionales 


Tolerancias Tole rancias de forma y posici ón  secuenciación del mecanizado: superficies de referencia se mecanizan 1º • Coaxialidad  mecanizado entre puntos previo para tener eje de referencia en las fases y subfases • Planitud  cuidar las deformaciones por tensiones internas



Criterios 

Restricciones Geométricas y Dimensionales (impuestas por el plano de la pieza) 

Tolerancias Tolera ncias dimensionales dim ensionales y rugosi dad  secuenciación de procesos de mecanizado • Caracterización de procesos de mecanizado por valores típicos de tolerancias y acabados superficiales

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Criterios 


Tolerancias Tolera ncias dimensionales dim ensionales y rugosi dad  secuenciación de procesos de mecanizado • Caracterización de procesos de mecanizado por valores típicos de tolerancias y acabados superficiales

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Criterios 


Tolerancias dimensionales Tolerancias dim ensionales y rugosi dad  secuenciación de procesos de mecanizado • Existe correlación entre tolerancia dimensional y rugosidad • Existe correlación entre tolerancia dimensional y tamaño de pieza

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Criterios 


Tolerancias Tolera ncias dimensionales dim ensionales y rugosi dad  secuenciación de procesos de mecanizado • Cuidar la acumulación de tolerancias al secuenciar y definir las operaciones y las superficies de referencia  cuidar la

acotación (líneas base de cotas)



Criterios 


Tolerancias Tolera ncias dimensionales dim ensionales y rugosi dad  secuenciación de procesos de mecanizado • Cuidar la acumulación de tolerancias al definir las operaciones (distancias y tolerancias de mecanizado)  cuadro de

tolerancias para ajustar las tolerancias de mecanizado Ejemplo

Sub ubfas fase e 1: - Alim Ali mentar de barra; Suje jettar con pla latto de 3 garras autocentrantes -Cilindrar φ.8125 una L = 1.5 ± .005 -Cilindrar φ1.187 una L = 3 -Tronzar a L = 2.78 ± .005 (se deja deja .03 pa para ra refrentar en la 2ª sub subfase) fase) Sub ubfas fase e 2: -Sujetar por φ.8125, haciendo tope en sup. B -Refrenta efrentarr a L = 1.25 1.25 ± .005

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Criterios 

Restricciones Geométricas y Dimensionales (impuestas por el plano de la pieza) • cuadro de tolerancias

-Transform Transformar ar previam previamente ente las las dimensiones para que tengan tolerancias bilaterales (±) -Las dimensiones se suman o restan, pero las tolerancias siempre suman -Se van calculando las dimensiones resultantes y el stock por mecanizar -Se comparan los resultados finales con los requerimientos del plano

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Criterios 

Restricciones Geométricas y Dimensionales (impuestas por el plano de la pieza) • cuadro de tolerancias

- Aju Ajus star tole lerrancia ias s de mecaniz iza ado para lograr los requerimientos del plano de la pieza

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Criterios 

Restricciones Tecnológicas (impuestas por los medios de fabricación)  secuenciación de operaciones  Se mecanizan al final las operaciones que generan: secciones débiles; posibles flexiones de pieza y desviaciones de hta.

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Criterios 

Restricciones Tecnológicas (impuestas por los medios de fabricación)  secuenciación de operaciones Se mecanizan al final las operaciones que generan superficies frágiles como las roscas, protegiéndolas en caso si es imposible cumplir esta regla. 

 Tratamientos superficiales tras mecanizado



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Criterios 

Restricciones Tecnológicas (impuestas por los medios de fabricación)  secuenciación de operaciones 

Mand andririnad nados os seca secantes ntes  1º el más más exacto exacto o largo.

 Evitar corte interrumpido. 

Mecanizado de agujeros: Centrado  Taladrado  Mand andririnad nado o / escariado escariado (según diám diámetro etro pieza)  A Ab bocardado / avelllla anado  Roscado // Acabado más preciso



Criterios 

Restricciones Tecnológicas (impuestas por los medios de fabricación)  secuenciación de operaciones 

Evitar rebabas  chaflanes al final

 Operaciones de precisión tras las operaciones que pueden provocar deformaciones de pieza y tratamientos térmicos.

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Criterios 

Restricciones Económicas (reducción de costes) • Incremento del coste con: tolerancias, acabado superficial, relación L/D y posicionamiento de agujeros

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Criterios 

Restricciones Económicas (reducción de costes) • Reducción de tiempos improductivos  acortar trayectorias; asociar htas; ajustar parámetros de corte • Red educ ucción ción de de htas htas y utillajes utillajes

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Criterios 

Restricciones Económicas (reducción de costes)  DFM: Diseño para Fabricación 

consideraciones en el diseño de pieza para reducir costes de fabricación

• Seleccionar los materiales más adecuados  mejor maquinabil maquinabilidad idad / menor menor coste / preforma estánda estándar r • Estandarizar diseños, características de mecanizado (taladros, ranuras, redondeos…)  ↓ nº he herram rramientas ientas - familias de piezas  CAP APP P vari variacional acional (hoja de procesos procesos para para famili familias de piezas) • Reducir máquinas necesarias (M-H estándar si es posible)  ↓ nº fa fas ses ( ↓ manipulación y WIP) • Elegir adecuadamente la preforma - mínimo coste de producción - ajustar dimensiones para ↓ material sobrante (pasada mínima)

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Criterios 



• Simplificar el diseño - Reducir o eliminar operaciones de mecanizado complejas y secunda secu ndaririas as (tr (tratam atamiientos, aca acabad bados) os) - ↓ sup a meca mecanizar nizar y disponerl disponerlas as para para ↓ nº su subfa bfase ses s al no no ten tener er que mecan ecanizar izar sup inaccesibles en una una sujeción (por ejem ejemplo, plo, torneado acabando la pieza con un tronzado) - Simplificar las características de mecanizado  facilidad de mecanizado, accesibilidad de htas

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Criterios 



• Simplificar el diseño - Diseños rígidos para soportar las fuerzas de mecanizado - Utilizar las máximas tolerancias y acabados superficiales posibles - Ranuras de salida de muela, ranuras de salida de rosca, evitar aristas vivas... - A Ag guje jerros y mandrin ina ados cililííndric ico os, con baja rela lac ció ión n L/D, parale lelo los s a eje jes s de máquin ina a, y de fácil entrada de hta

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Ejemplo 1. Dibujo e información de la pieza 2. Estudio de la información geométrica del plano 3. Determinación de los volúmenes de mecanizado 4. Determinación de los procesos y secuencia de mecanizado 5. Selección de superficies de referencia y sujeción 6. Selección de Máquina Herramienta 7. Determ Determinació inación n de las operaciones; operaciones; Selección Selección de htas y condiciones condiciones de corte corte 8. Elección y/o diseño del utillaje 9. Confección del programa máquina 10. Diseño del proceso de inspección y transporte 11. Determinación de tiempos y costes de fabricación



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Ejemplo 1. Dibujo e información de la pieza

• Material: Acero fundido R = 55 kg/mm2 ; HB = 200 • Crece Creces: s: 5 mmen mm en superfi superficies cies a mecan mecaniizar ; Ag Agujeros ujeros ciego ciegos s • Es Espe pecif cificacione icaciones: s: Ra = 3.2 en sup supa a meca mecanizar, nizar, salvo indicación indicac ión con contrari traria a



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Ejemplo 1. Dibujo e información de la pieza 2. Estudio de la información geométrica del plano • Numeración de superficies a mecanizar • A Anál nálii s is de espec es pecifific icaci acion ones es su s u per perff ic icii ales • A Anál nálii s is de tol t oleran erancc ias di dim m ens ensio ional nales es • A Anál nálii s is de tol t oleran erancc i as de d e for fo r m a y pos p osic icii ón • A Anál nálii s is de mater m aterial ial y for f orm m a de part p artid idaa • A Anál nálii s is d el rest r estoo de d e especi esp eciff ic icaci acion ones es

Cuadro resumen

3. Determinación de los volúmenes de mecanizado 4. Determinación de los procesos y secuencia de mecanizado 5. Selección de superficies de referencia y sujeción 6. Selección de Máquina Herramienta 7. Determ Determinació inación n de las operaciones; operaciones; Selección Selección de htas y condiciones condiciones de corte corte 8. Elección y/o diseño del utillaje 9. Confección del programa máquina 10. Diseño del proceso de inspección y transporte 11. Determinación de tiempos y costes de fabricación



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Ejemplo 2. Estudio de la información geométrica del plano

4 57

10

6

8 9

9

9

3 2

1



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Ejemplo 2.Estudio de la información 2.Estudio geométrica del plano • Las superficies son básicamente cilindros y planos de una pieza de revolución • Crece Creces: s: 5 mm mm y agujer agujeros os ciegos coaxialidad

paralelismo

localización de centro



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Ejemplo 1. Dibujo e información de la pieza 2. Estudio de la información geométrica del plano 3. Determinación de los volúmenes de mecanizado • De Determi terminació naciónn del material m aterial a mecanizar mecanizar • División en subvolúmene subvol úmeness • A Ass oc ociac iacii ón de sup s uperf erfii c ies • Procesos de eliminación de volúmene volúm eness

Diagrama Procesos de Desbaste

4. Determinación de los procesos y secuencia de mecanizado 5. Selección de superficies de referencia y sujeción 6. Selección de Máquina Herramienta 7. Determ Determinació inación n de las operaciones; operaciones; Selección Selección de htas y condiciones condiciones de corte corte 8. Elección y/o diseño del utillaje 9. Confección del programa máquina 10. Diseño del proceso de inspección y transporte 11. Determinación de tiempos y costes de fabricación



Ejemplo 3.Determinación de los volúmenes 3.Determinación de mecanizado • Restri estricciones cciones tecnológicas por por la interfer interferenc enciia de de volúm volúmene enes s de mecanizado  evitar corte interrumpido; mejorar entrada de hta. • Restricciones económicas  reducir trayectorias; procesos más convenientes

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Ejemplo 1. Dibujo e información de la pieza 2. Estudio de la información geométrica del plano 3. Determinación de los volúmenes de mecanizado 4. Determinación de los procesos y secuencia de mecanizado • Procesos que satisface satisf acenn requisitos r equisitos de acaba acabado do • Inventario de operaciones operacion es a realiza realizar r • Determinación de relaciones de precedencia • De Determinación terminación de fases fases y subfases agrupar por M-H y sujeción s ujeción

Diagrama Fases y Subfases

5. Selección de superficies de referencia y sujeción 6. Selección de Máquina Herramienta 7. Determ Determinació inación n de las operaciones; operaciones; Selección Selección de htas y condiciones condiciones de corte corte 8. Elección y/o diseño del utillaje 9. Confección del programa máquina 10. Diseño del proceso de inspección y transporte 11. Determinación de tiempos y costes de fabricación



Ejemplo 4.Determinación de los procesos y 4.Determinación secuencia de mecanizado • Procesos más adecuados para tolerancias y acabado superficial... • A Aju jus starse al equip ipa amie ien nto dis isp ponib ible le....

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Ejemplo • Operaciones agrupadas por M-H  fases, ordenadas por restricciones tecnológicas (corte interrumpido, sup. de referencia...) • Selección de M-H según coste (hora taladro < hora fresadora)

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Ejemplo 4.Determinación de los procesos y 4.Determinación secuencia de mecanizado

• Operaciones agrupadas por sujeciones o montajes cuidando: accesibilidad de htas, huellas de perros de arrastre, sup. de referencia por donde don de posici posiciona onarr la la pieza (en la 2ª subfase subfasedeb deben en ser ser sup. mecan mecaniizad zadas) as)



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Ejemplo 1. Dibujo e información de la pieza 2. Estudio de la información geométrica del plano 3. Determinación de los volúmenes de mecanizado 4. Determinación de los procesos y secuencia de mecanizado 5. Selección de superficies de referencia y sujeción • Posicion Posicionamie amiento nto de la piez piezaa en la máquina simplifi simp lificar car cambios de trayectoria e inercias • Características de unión pieza / utillaje • Condicion Condiciones es de isoestaticid isoestaticidad ad (pla (planifi nificación cación de utillaje, utillaje, axiomas y reglas reglas de diseño) • Simbolización de posi posicion cionamie amiento nto y sujeción

6. Selección de Máquina Herramienta • Ta Tamaño maño de lot lotee nivel niv el de automati automatiza zaci ción ón • Re Requerimientos querimientos del equipamiento • Disponibilidad, subcontratación o adquisición

7. Determ Determinació inación n de las operaciones; operaciones; Selección Selección de htas htas y condiciones condiciones de corte corte 8. Elección y/o diseño del utillaje 9. Confección del programa máquina 10. Diseño del proceso de inspección y transporte 11. Determinación de tiempos y costes de fabricación



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Otros Ejemplos 

ejercicios en Curso CNC Básico 

Secuencia de pasos  Fichas técnicas (criterios) 

ejercicios de examen 

Especificar preforma  Enumerar superficies  Definir claramente la secuencia de fases, subfas sub fases es y operac operacion iones es  Fase  detallar tipo de máquina  Subfase  detallar utillaje y marcar sup. de posicionamiento y sujeción detallar lar hta (forma (forma,, ángul ángulo o  Operación  detal posición, diámetro de fresa) y sup. mecanizadas con cada hta.

1.Interpretación del plano de fabricación 1.Interpretación 2.Tamaño 2. Tamaño de lote de piezas 3.Descripción 3. Descripción del material 4.Definición 4. Definición de las operaciones de mecanizado 5.Sujeción 5. Sujeción de la pieza 6.Tolerancias 6. Tolerancias y especificaciones 7.Asignación 7. Asignación del origen programa, OP 8.Asignación 8. Asignación del origen pieza, PO 9.Análisis 9. Análisis de la fase 10.Elección 10. Elección de herramientas 11.Análisis 11. Análisis de las trayectorias de herramienta 12.Búsqueda 12. Búsqueda de puntos 13.Estudio 13. Estudio de movimientos 14.Hoja 14. Hoja de proceso 15.Hoja 15. Hoja de programa CN

• Ej en tornos CN CNC  ciclo de desb desbaste aste (plq róm rómbica bica de de 80º 80º X=9 =93º), 3º), ciclo ciclo de acab acabad ado o (plq róm rómbica bica de de 35º 35º X=9 =95º), 5º), hta motorizada (fresa φ12 12), ), tronza tronzado do (lama (lama de tronzar), tronzar), ranu ranurado rado (plq an anchu chura ra 3mm 3mm). )... .. • Ej en tornos de levas  dibu dibujar jar las htas de forma forma espe especial cial • Ej en fr fresa esadoras doras CN CNC C  cajeras, perfilado o contorneado (fresa de vástago de φ12), ranura (fresa de disco de 3 cortes anchura 8mm), taladrado (broca φ12), escariado (escariador φ12), roscado (macho de roscar M5)...



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EDM vs. HSM  Alternativas

de utilización de EDM y HSM en la fabricación de moldes

• Uso combinado / alternativo  fuerte competencia entre fabricantes de M-H de ambos procesos de mecanizado por el solape de aplicaciones en la fabricación de moldes y matrices • HSM hasta donde las limitaciones tecnológicas lo permiten y entonces EDM – adaptación a cualquier geometría de pieza / molde – racionalización de inversiones al reducir riesgos excesivos • Mecanización de electrodos mediante HSM.





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EDM vs. HSM Características

Limitaciones

 

formas con cavidades poco profundas y sin aristas vivas (forja)  HSM formas con grandes cavidades y aristas vivas profundas  EDM



EDM vs. HSM 

Criterios de utilización de EDM y HSM  influencia de relación L/D y dureza del material

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CAPP 

CAPP CA PP:: Co Comp mput uter er Ai Aide ded d Pr Proc oces ess s Pl Plan anni ning ng Definición:: Determi Determinación sistem sistemáti ática ca de métodos de de fabricación fabricación y detal detallles de de operación operación por los que las pi piezas  Definición pueden fabricarse económica y eficientemente desde materias primas a productos acabados. [Cornelius Leondes]  Proceso tradicional (manual) consume mucho tiempo y esfuerzo y no es tan eficiente (excesiva dependencia del

planificador de procesos de fabricación)  CAPP  especialmente adecuado para producción discreta de alta variedad y bajo volumen de producción por

múltiples procesos de fabricación y ensamblaje  proporciona múltiples decisiones e información alternativa, ajustándose a estándares de fábrica  debe facilitar la integración y coordinación de actividades de producción: diseño, planificación de

producción, planificación de recursos, fabricación y control  enlace entre CAD y CAM

MES (M (Manufacturi anufacturing ng Ex Executi ecution on Sys Systtem em), ), CAD AD//CAM y MR MRP/ER P/ERP P  integración con MES aplicac caciones iones industri industriales ales todavía todavía no tien tienen en todo el el sop soporte orte compu computacional, tacional, htas y funciones funciones citad citadas as  las apli



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CAPP 

CAPP CA PP:: Co Comp mput uter er Ai Aide ded d Pr Proc oces ess s Pl Plan anni ning ng Beneficios::  Beneficios • Tangibles: (estudio en 20 grandes compañías) – 58% reducción de esfuerzos de planificación – 10% ahorro en mano de obra directa – 4% ahorro en material – 10% ahorro en desechos – 12% ahorro en herramental – 6% reducción de inventario en curso (WIP)

• Intangibles: – Reducción del tiempo de planificación y ciclo de producción  respuesta más rápida a cambios ingenieriles – Mayor consistencia del plan de procesos; acceso a información actualizada en una base de datos central – Mejores procedimientos de estimación de costes y menores errores de cálculo – Planes de proceso más completos y detallados – Mejor planificación de la producción y utilización de la capacidad – Mejor capacidad para introducir nuevas tecnologías de fabricación y actualizar rápidamente los planes de procesos para usar la tecnología mejorada



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CAPP 

Planificación manual

Process Planner

Engineering Drawin Drawin g

• Retri Retrieves eves PP Docum Document ent • Modifies PP to Match a Specific Part Part • Make a Copy Copy for Part Programm Programmer er • File Filed d New PP Document Document

Part Programmer NC Prog Prog ram

• Retr Retrieve ieves s PP Document Document • Modifies PP PP to Match a Specific Part Part • Make a Copy Copy for Part Programm Programmer er • File Filed d New PP Docume Document nt

Filed Process Planning Based Base d on Coding & Classification Cla ssification of Parts



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CAPP 

Planificación semiautomática Process Planning System

Engineering Drawin Drawin g Coding or Other Form of Input

Process Planner Process Production Planner • Scheduling • MRP

Industri al Engi Engi nee neer r • Time Standard • Operation Instruction • Layout

Part Programmer

NC Processo Processor r and Post-processor

NC Prog Prog ram



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Planificación automática

Classification Module

Surface Identification Module Material Selection Module

Parameter Optimization Module

Machinability DB Standard Time DB Standard Cost DB

Process Selection Module

CAD DB Process Capability DB Machine DB

Machine Selection Module

Tool DB

Tool Selection Module

Material DB

Fixture Selection Module

Fixture DB

End Effector Selection Module Cutter Path Generation Module Intermediate Surface Generation Module

End Effe Ef fect ctor or DB Process Plan DB

System Maintenance Module



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CAPP 

CAPP CA PP:: Co Comp mput uter er Ai Aide ded d Pr Proc oces ess s Pl Plan anni ning ng  Enfoque

Variacional : Variacional:

• Uso de Tecnología de grupos para codificar y clasificar las piezas en familias de piezas

• Recuperación de plan de procesos similar asignado a una serie de familias de piezas

 matriz de familia

• Sin límites para detallar el plan estándar recuperado, adaptándolo a la pieza en concreto • Si no existe familia de piezas en la base de datos, permite incorporar interactivamente un plan de procesos nuevo • La mayoría: CAM-I CAPP, MIPLAN, MITURN, MIAPP, ACUDATA/UNIVATION, CINTURN, COM-CAPPV)



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• Etapa de preparación

Engineering Drawing

XXX-XX XXX-XX XXX-XX Famil Fa mil y Code

Coding Family Formation Process Plan

Standard Plan File (Index by Famil Fa mil y Matrix)



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• Etapa de producción

Engineering Drawin Drawin g

XXX-XX XXX-XX XXX-XX

Coding

Famil Fa mil y Code

Family Search Standard Plan File (Index by Family Fa mily Ma Matrix trix )

Process Plan

Editing

XXX-XX - - XXX-XX - - XXX-XX - - -

Standard Plan Retrieval



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CAPP 


Generativo : Generativo:

• Sistema experto sintetiza la información del proceso para crear uno nuevo automáticamente  elimina la fase preparatoria • Se parte de un modelo 3-D y códigos de material, tecnología de grupos...  reconocimiento automático de características de fabricación • Se genera el plan de procesos a partir de la información disponible en la base de datos de conocimientos, mediante el motor de inferencia • Se debe capturar y programar el conocimiento  KBM (fabricación basada en el conocimiento) • Más recient recientes: es: CPP CPPP, P, AUTAP, APPAS, APPAS, GENPLAN GENPLAN,, CAR, MetCAPP, ICEM-PART, TURBO CAPP, TOM, GARI, SIPS



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Tecnología de Grupos  Tecnología de grupos (GT)

Definición:: Ahorro de tiempo y esfuerzo al encontrar una única solución aplicable a un conjunto de problemas  Definición agrupados por su similitud.  A Ag grupación de piezas en famililia as de característic ica as similares de diseño y/o de proceso de fabricación. (inicio en Europa, a principios de los 90)  Codificación y Clasificación Utilización:: Determinación de planes de procesos y diseño de la disposición de los medios de producción  Utilización (fabricación celular) Codificación::  Codificación • Mon onoc ocód ódigo igo (j (jera erarqu rquía): ía): significados dependientes de los dígitos precedentes • Policód olicódigo igo (ca (cade dena na): ): signif significados icados inde indepen pendientes dientes • Híbrido: la mayoría



Tecnología de Grupos 

Vuoso-Praha • Híbrido; 4 dígitos - Tipo de pieza (forma) - Clase de pieza (tamaño, proporción) - Grupo de piezas (características adicionales) - Material

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Vuoso-Praha

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Tecnología de Grupos (Aach chen en Te Tech ch Unive niversity) rsity)  Opitz (Aa

• Híbrido; 9 dígitos (5 de forma y 4 suplementarios) + 4 dígitos secundarios (tipo y secuencia de operaciones de fabricación)

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Tecnología de Grupos  Opitz

• Muy difundido, conciso y fácil de usar. Aplicación CAM-I CAPP.

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• Códigos de piezas rotacionales

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• Códigos de piezas rotacionales

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• Códigos de piezas no rotacionales

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• Códigos de piezas no rotacionales

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Ejemplo • Código Vuoso VuosoPrah Praha:3 a:3 3 2 1 • Código Opitz:1 1 1 0 2

• Pieza rotacional, con agujero pasante • D = 75 mm; ratio L/D = 0.67 • A Ag guje jerros no en el eje • A Ac cero

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KK-3 • 1976, Sociedad japonesa para la promoción de la industria de maquinaria • 21 dígitos  más información, con nombre funcional de pieza

 MICLASS

(Meta (M etall Ins Instititute tute Class lassifification ication Sys ystem tem))

• Neth etherla erlans ns Orga rganiza nization tion for App pplied lied Scie cientific ntific Res esea each ch  Orga rganiz nization ationfor for Ind Indus ustrial trial Resea Re seach ch (US (USA) A)

• 12 dígitos (+18 adicionales)  estr. cade cadena na con inf inform ormación ación de de diseño diseño y fabricación • tedioso y laborioso  asistencia computacional interactiva • A Ap plilic cacio ion nes MULTIPLAN, Mult ltiC iCA APP. 

DCLASS • Ed Educac ucación ión e Inve Investi stigación gación • 8 dígitos; estr. de árbol

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Planificacion de Procesos de Mecanizado

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