Embed Size (px)
Citation preview
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD TICOMAN
“PROCESO DE AJUSTE DE UN TORNO
DE LEVAS M10 PARA EL MECANIZADO
DE ESPREAS DE AIRE”
T E S I N A
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE
INGENIERO EN AERONÁUTICA
PRESENTAN:
ÁLVAREZ JAIMES RICARDO
MEJÍA CONTRERAS DANIEL RODRIGO
VILLEGAS CRUZ MARTIN
ASESOR:
M. EN C. ARMANDO OROPEZA OSORNIO
MEXICO, D.F. 2013
, INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERíA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD TICOMÁN
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO EN AERONÁUTICA POR LA OPCIÓN DE TITULACIÓN: SEMINARIO
DEBERÁN PRESENTAR: LOS CC. PASANTES: ÁLVAREZ JAIMES RICARDO MEJíA CONTRERAS DANIEL RODRIGO VILLEGAS CRUZ MARTIN
"PROCESO DE AJUSTE DE UN TORNO DE LEVAS M10 PARA EL
MECANIZADO DE ESPREAS DE AIRE"
ABSTRACT
RESUMEN
INTRODUCCIÓN
CAPÍTULO I MARCO METODOLÓGICO
CAPÍTULO II CONSIDERACIONES TEÓRICAS
CAPÍTULO III ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD
CAPÍTULO IV AJUSTE DE LA MÁQUINA Y MECANIZADO DE LA PIEZA
CAPÍTULO V CONTROL DE CALIDAD
CONCLUSIONES
REFERENCIAS
ANEXO l. DIBUJO DE INGENIERÍA
México, DF., a 12 de septiembre de 2013.
ASESOR
M. EN C ..... .n.JIUt"11
ING.
1
Abstract
The scope of this work is develops the whole process that involves manufacturing a main jet of
air(Esprea). Was initiated to study the feasibility of manufacturing such pieces on a lathe cam
instead of using a numerical control machine as previously elaborated. The study found that
using CNC machines increased the cost and time of manufacture of the part and therefore the
price of the product, which would lead to the potential loss of a major customer as it is BOCAR
S.A. de C.V. for SAMCO Company S.A. de C.V.
Continued investigation of the theoretical issues involved in the manufacturing of main jet of
air a lathe cam, which were the basis and support feasibility analysis which determined the
amount of tooling to be used, and the description of the sequence of operations that had to be
followed in the manufacturing process.
With feasibility analysis began to develop the process for adjusting the machine and work
piece machining in series, with almost identical parts meeting the tolerances demanded by the
design of the piece. Some of the most critical steps were the height of the piece and the
accuracy of the rope where we focus to ensure proper machine adjustment.
Was applied to quality control an initial sample of 33 pieces where they took measures height,
width, throat and outer chord. With this data, the system automatically preloaded Super Cep
when measuring, proceeded to empty them to a data sheet to calculate the CPK and
determine if it is suitable the manufacturing process of the piece in compliance with the
required tolerances.
With all the data obtained from the calculation of Cpk, you can tell if the adjustment of the
machine is correct and whether the project is viable and so to continue with the manufacture
of parts in series.
2
Resumen
En el presente trabajo se desarrolla todo el proceso que se lleva a cabo para manufacturar una
esprea de aire. Se inició con el estudio de la factibilidad de fabricar dichas piezas en un torno
de levas en lugar de utilizar una máquina de control numérico como anteriormente se
elaboraban. En el estudio se determinó que utilizando las máquinas de CNC se incrementaba
el costo y el tiempo de fabricación de la pieza y por ende el precio de venta del producto, lo
que llevaría a la posible pérdida de un cliente importante tal y como lo es BOCAR S.A. de C.V.
para la empresa SAMCO S.A. de C.V.
Se continuó con la investigación de las cuestiones teóricas que intervienen en la manufactura
de una esprea de aire en un torno de levas, las cuales fueron la base y el sustento del análisis
de factibilidad en donde se determinó la cantidad de herramentales a utilizar, así como la
descripción de secuencias de las operaciones que se tuvieron que seguir en el proceso de
fabricación.
Con el análisis de factibilidad se comenzó a desarrollar el proceso para el ajuste de la máquina
y el mecanizado de la pieza en serie, con piezas casi idénticas cumpliendo con las tolerancias
que exigía el diseño de la pieza. Algunas de las especificaciones más críticas eran la altura de la
pieza y la precisión de la cuerda en donde se consideró para asegurar el correcto ajuste de la
máquina.
Se aplica el control de calidad a una muestra inicial de 33 piezas en donde se toman las
lecturas de las medidas de altura, ancho, garganta y cuerda exterior. Con estos datos,
previamente cargados automáticamente al sistema Super Cep al realizar la medición, se
procedió a vaciarlos a una hoja de datos para poder calcular el CPK y determinar si es apto el
proceso de fabricación de la pieza cumpliendo con las tolerancias requeridas.
Con todos los datos obtenidos del cálculo de Cpk, se puede saber si el ajuste de la máquina es
correcto y determinar si el proyecto es viable y así poder continuar con la manufactura de
piezas en serie.
3
Índice
Abstract ......................................................................................................................................... 1
Resumen ........................................................................................................................................ 2
Lista de figuras .............................................................................................................................. 6
Lista de tablas ................................................................................................................................ 9
Glosario ....................................................................................................................................... 10
Introducción ................................................................................................................................ 13
CAPÍTULO 1 MARCO METODOLÓGICO ....................................................................................... 14
1.1 Planteamiento del problema .................................................................................... 14
1.2 Objetivos................................................................................................................... 15
1.3 Objetivos específicos ................................................................................................ 15
1.4 Justificación .............................................................................................................. 15
CAPÍTULO 2 CONSIDERACIONES TEÓRICAS................................................................................. 17
2.1 Información de la empresa....................................................................................... 17
2.2 Funcionamiento de una esprea ................................................................................ 20
2.3 Evolución de los tornos al paso del tiempo .............................................................. 22
2.4 Técnicas de manufactura esbelta ............................................................................. 24
2.5 Tipos y funcionamientos de los tornos automáticos ............................................... 27
2.6 Síntesis y clasificación de las levas ........................................................................... 30
2.7 Diagrama de desplazamiento y sus derivadas ......................................................... 32
2.8 Movimientos estándar de las levas .......................................................................... 37
2.9 Diseño gráfico de perfiles de levas ........................................................................... 44
2.10 Calidad .................................................................................................................... 45
CAPÍTULO 3 ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD ...................................................................................... 47
3.1 Parámetros de fabricación ....................................................................................... 47
4
CAPÍTULO 4 AJUSTE DE LA MÁQUINA Y MECANIZADO DE LA PIEZA .......................................... 53
4.1 Desarrollo ................................................................................................................. 53
4.2 Ajuste ........................................................................................................................ 59
CAPÍTULO 5 CONTROL DE CALIDAD ............................................................................................ 70
5.1 Instrumentos de medición ....................................................................................... 70
5.2 Procedimiento para el cálculo del Cpk ..................................................................... 77
CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 83
REFERENCIAS ............................................................................................................................... 84
ANEXO I DIBUJO DE INGENIERÍA ................................................................................................. 85
5
6
Lista de figuras
Figura 1 Partes principales de un torno. ..................................................................................... 29
Figura 2 Tipos de levas. ............................................................................................................... 31
Figura 3 Tipos de seguidor. ......................................................................................................... 31
Figura 4 Diagrama de desplazamiento. ....................................................................................... 32
Figura 5 Desplazamiento, velocidades y acelerador del seguidor. ............................................. 33
Figura 6 Tramos de parábola. ...................................................................................................... 34
Figura 7 Diagrama de desplazamiento con movimiento armónico. ........................................... 34
Figura 8 Diagrama de desplazamiento de movimiento cicloidal. ............................................... 35
Figura 9 Diagrama de desplazamiento para el movimiento armónico simple de subida
completa. .................................................................................................................................... 38
Figura 10 Diagrama de desplazamiento para el movimiento cicloidal de subida completa. ...... 39
Figura 11 Diagrama de desplazamiento para el movimiento armónico modificado de subida
completa. .................................................................................................................................... 40
Figura 12 Diagrama de desplazamiento y derivadas para el movimiento armónico simple de
retorno completo. ....................................................................................................................... 41
Figura 13 Diagrama de desplazamiento para el movimiento cicloidal de retorno completo. .... 42
Figura 14 Diagrama de desplazamiento para el movimiento armónico modificado de retorno
completo. .................................................................................................................................... 43
Figura 15 Perfil de una leva con seguidor de rodillo centrado. .................................................. 44
7
Figura 16 Herramentales. ............................................................................................................ 54
Figura 17 Boquillas. ..................................................................................................................... 55
Figura 18 Levas. ........................................................................................................................... 56
Figura 19 Herramientas para ajuste. ........................................................................................... 59
Figura 20 Retiro del herramental anterior. ................................................................................. 60
Figura 21 Liberación de boquillas, brocas y tarrajas. .................................................................. 61
Figura 22 Tuercas de flecha. ........................................................................................................ 62
Figura 23 Herramental de ajuste anterior para entrega. ............................................................ 63
Figura 24 Colocación de engranes y poleas. ............................................................................... 64
Figura 25 Leva de cabezal............................................................................................................ 64
Figura 26 Leva de bascula. .......................................................................................................... 65
Figura 27 Levas verticales............................................................................................................ 66
Figura 28 Levas de cambio. ......................................................................................................... 66
Figura 29 Boquilla 1. .................................................................................................................... 67
Figura 30 Boquilla de cañón. ....................................................................................................... 67
Figura 31 Ajuste del buril de corte. ............................................................................................. 68
Figura 32 Ajuste de altura de los buriles. .................................................................................... 68
Figura 33 Centrado de brocas. .................................................................................................... 69
Figura 34 Micrométrico de exteriores digital. ............................................................................. 71
8
Figura 35 Medición del largo total de la pieza con un calibrador. .............................................. 72
Figura 36 Indicador vertical con base 07-bl-5.35. ....................................................................... 73
Figura 37 Comprobación de la cuerda de la pieza con el gauge de pasa o no pasa. .................. 73
Figura 38 Gauge 07-db-2.35 de pasa o no pasa para la cuerda. ................................................ 74
Figura 39 Desahogo de cuerda. ................................................................................................... 74
Figura 40 Gráfica 1. ..................................................................................................................... 81
Figura 41 Gráfica 2. ..................................................................................................................... 82
9
Lista de tablas
Tabla 1 Análisis de factibilidad. ................................................................................................... 48
Tabla 2 Secuencia de operaciones. ............................................................................................ 51
Tabla 3 Herramentales. ............................................................................................................... 54
Tabla 4 Descripción de boquillas. ................................................................................................ 55
Tabla 5 Descripción de levas. ...................................................................................................... 57
Tabla 6 Descripción de la barra de la materia prima. ................................................................ 57
Tabla 7 Descripción de herramienta utilizada para ajuste. ......................................................... 58
Tabla 8 Lectura de datos utilizados en el cálculo del Cpk. ......................................................... 80
10
Glosario
Alineación: Disposición de componentes de una máquina para que sean “alineados” de
acuerdo con los requisitos de diseño.
Alineación radial: Tipo de alineación que describe si la pieza de trabajo es o no concéntrica a la
línea central del husillo.
Avance de la herramienta: Velocidad que ya sea la pieza de trabajo o la herramienta de corte
cambia de posición durante la longitud del corte. El avance generalmente define un
movimiento lineal o de contorno.
Broca de centro: En barrenos de precisión se ocupa como guía para localizar el centro de la
pieza y poder barrenar posteriormente.
Calibración: Comparación de un dispositivo con precisión desconocida con un dispositivo con
una precisión estándar conocida para eliminar cualquier variación en el dispositivo a revisarse.
Calibrador de altura: Tipo de instrumento de medición con una base terminada a precisión,
una barra que está a un ángulo recto a la base y un indicador.
Calibre: Instrumento de medición con dos pares de mordazas en un extremo y una barra larga
que contiene una escala marcada de divisiones de unidades. Un par de mordazas mide las
características externas y el otro mide las características internas.
Concéntricidad: Que tiene un centro común o comparten el mismo eje con otro objeto.
Descentrado: Variación radial desde un círculo real.
Excéntrica: Que no tiene el mismo centro.
Flexionar: Cantidad que una pieza dobla debido a la presión desde la herramienta de corte.
Garganta: Es similar a la ranura, la diferencia radica en que las gargantas son más profundas y
tienen un fin específico, ej. Alojar seguro, registro de otra pieza, etc.
11
Gauge de cuerda: Instrumento de medición que sirve para verificar que una cuerda esté
maquinada correctamente.
Herramienta de corte: Dispositivo hecho de material duro y resistente que se utiliza para
eliminar el metal creando virutas.
Juego de holgura: Movimiento relativo de las piezas mecánicas enclavadas que ocurre cuando
el movimiento se invierte.
Lecturas: Procesos de remover información desde un dispositivo y visualizarlo de una forma
comprensible.
Micrómetro: Dispositivo de medición portátil usado para inspeccionar las dimensiones de las
piezas. El micrómetro típico tiene precisión dentro de 0.001 pulgadas o 0.02 mm.
Palanca de avance del deslizador transversal: Una palanca ubicada en el montaje del carro que
controla el movimiento del deslizador transversal.
Plano: Documento que contiene todas las instrucciones necesarias para fabricar una pieza. Las
secciones claves de un plano son el dibujo, las dimensiones y las notas.
Refrigerante: Sustancia que se utiliza para evitar que la pieza de trabajo alcance temperaturas
excesivamente altas durante el mecanizado.
Separación: Otro nombre para la partición. La separación es la última operación que separa la
pieza terminada desde la materia prima.
Sujetadores: Dispositivos que sujetan dos o más objetos juntos. Los sujetadores comunes
incluyen pernos y tornillos.
Tolerancias: Especificaciones del plano que indican una desviación no deseada pero aceptable
desde dimensiones dadas.
Torneado: Operación realizada en un torno que alimenta una herramienta de corte a lo largo
de una pieza cilíndrica para reducir su diámetro.
12
Torno CNC: Torno que está controlado por programas operados por una computadora que
contiene todas las instrucciones necesarias para mecanizar piezas.
Torno paralelo: Tipo de torno original y más básico.
Tratamiento térmico: Procesos de calentamiento y enfriamiento controlados usados para
cambiar la estructura de un material y alterar sus propiedades físicas y mecánicas.
Velocidad del husillo: Velocidad a la cual el husillo de la máquina gira. La velocidad del husillo
generalmente se mide en rpm.
13
Introducción
La palabra productividad es actualmente un concepto verdaderamente importante para las
organizaciones modernas, las cuales cada vez más integran a su filosofía de trabajo.
La demanda en los mercados y el surgimiento de nuevos competidores hacen de vital
importancia que las empresas implementen sistemas de calidad que les permita asegurar que
sus métodos y procedimientos son los adecuados y con los cuales permiten darle la
satisfacción que sus clientes están buscando cumpliendo los estándares establecidos, lo cual
permite tener un antecedente documentado que pueda optimizarse , con esto los clientes
tendrán la confianza que están recibiendo un producto de calidad.
Manufactura es la fabricación de productos a partir de materias primas mediante varios
procesos, en los cuales se utiliza maquinaria en diferentes operaciones, por medio de un
proceso bien organizado para cada una de las actividades a realizar. El objetivo del proceso es
obtener un elemento manufacturado que se convierte en un producto útil, obteniendo un
valor, o un precio de mercado.
El propósito de la presente investigación consiste en desarrollar una memoria descriptiva del
proceso de fabricación de una esprea en un torno de levas así como, un análisis para hacer
más eficiente los tiempos de fabricación y reducción de fallas.
En el análisis planteado en el presente trabajo se considera el cómo se realiza hasta ahora la
fabricación de la pieza en la empresa SAMCO S.A. de C.V. dedicada a la elaboración de piezas
torneadas y maquinadas de alta precisión en tornos automáticos tipo suizo y tornos CNC; para
la industria electrodoméstica, electromecánica y automotriz entre otras. Siendo actualmente
los únicos fabricantes en el ramo de micro-maquinados en México.
14
CAPÍTULO 1 MARCO METODOLÓGICO
En el presente capítulo se describirá la situación actual que muestra la empresa SAMCO S.A. de
C.V. en la elaboración de piezas mecánicas, haciendo énfasis en la pieza llamada esprea, que es
de suma importancia en el funcionamiento del sistema de aire de algunos motores, se analiza
específicamente la esprea para el cliente BOCAR S.A. de C.V.
1.1 Planteamiento del problema
Existen en el mercado nacional grandes compañías que se dedican a la manufactura de partes
fabricadas de diversos tipos materiales, como metales y plásticos de alta calidad y precisión
que son utilizadas para ensambles complejos de aplicaciones automotrices, una de ellas es la
empresa BOCAR, cliente potencial de la empresa SAMCO S.A. de C.V. la cual se dedica a la
manufactura de piezas específicas una de ellas es la esprea, la cual es un componente principal
en los sistemas de inyecciones.
Revisando el proceso de fabricación se encontró que la pieza manufacturada en máquinas de
control numérico no es eficiente, porque el costo de la esprea se incrementa al utilizar el
actual tipo de tecnología, las ganancias no son las esperadas, generando un incremento en la
factura del cliente, lo que puede ocasionar inconformidad por pagar un alto precio en una
pieza y desencadenar la posible pérdida de su cliente.
Derivado de lo anterior se planteó la posibilidad de crear la esprea de aire en un torno de levas
con el cual ya cuenta la compañía SAMCO S.A. de C.V. y no necesitaría una inversión inicial, el
mantenimiento a la máquina es más barato y se podría mantener la misma calidad en cada
una de las piezas y su costo disminuiría así como también el tiempo de manufactura.
Los puntos a considerar en la implementación del cambio de tecnología a utilizar son:
Mantener la calidad de la pieza, cumpliendo con los requerimientos de las dimensiones y
tolerancias de la pieza mecánica.
Reducir los tiempos de manufactura.
Disminución en el costo de fabricación de la pieza.
Aumentar la productividad.
15
1.2 Objetivos
El presente trabajo tiene como finalidad llevar a cabo el proceso para montar todas las partes
como son herramentales, levas, poleas, engranes y todo lo necesario para llevar acabo la
manufactura de la pieza, con el fin de producir la pieza en serie y obtener una automatización
de piezas casi idénticas pero cumpliendo con los requerimientos de medidas y tolerancias;
logrando así piezas funcionales en mayor cantidad y calidad.
1.3 Objetivos específicos
Algunos de los objetivos específicos del trabajo son:
Disminuir del nivel y los costos de desperdicios en el proceso productivo.
Reducir del tiempo de cambio de productos en procesos cuello de botella.
Reducción de tiempos en cada uno de los ajustes.
Tener una herramienta útil para la capacitación del personal que realice un nuevo ajuste.
Aumentar la productividad y eficiencia del proceso crítico.
Reducción de los desperdicios y fuentes de desperdicios
Optimizar la producción de la esprea en un torno de levas M10, al mismo tiempo detectar
áreas de oportunidad.
1.4 Justificación
Derivado de la necesidad que tienen los clientes de la empresa SAMCO S.A. de C.V. tales como
BOCAR S.A. de C.V. en adquirir espreas de alta calidad para sus productos que tienen
aplicaciones en equipo contra incendio, enfriamiento, lavado, humidificación, dosificación,
pre-tratamiento de superficies (túneles de fosfato) aplicación de recubrimientos, lavado de
tanques, reactores e instalaciones, así como muchas otras aplicaciones en la industria
moderna.
Para ser competitivos surge la necesidad de adquirir espreas maquinadas de alta calidad con
un costo cada vez menor, lo cual se logra evitando excesivas cantidades de merma que a su
vez se traduce en pérdida de recursos financieros y materiales generados en la empresa
SAMCO S.A. de C.V. para evitar esto es necesario definir un plan de manufactura con datos
actualizado, el plan describe que es lo que se fabrica, cómo se fabrica, los recursos necesarios
y dónde se producirá.
16
Todos los datos y los procesos se deben administrar y conectar correctamente en un entorno
donde todas las partes de la organización involucradas tengan acceso, para comunicarse y
colaborar en cualquier parte del proceso.
Durante la planeación, es fundamental que se conozcan los procesos de producción para
definir la secuencia de las etapas, herramientas, máquinas e instalaciones, asegurando la
factibilidad de la fabricación, optimizando todos los recursos y consiguiendo la calidad
deseada.
17
CAPÍTULO 2 CONSIDERACIONES TEÓRICAS
El capítulo 2 referirá el sustento teórico de la investigación, el cual brindará las bases para
generar la propuesta del proceso de ajuste de un torno de levas M10 para la manufactura de
espreas de aire. Los temas que se desarrollarán serán de carácter informativo, administrativo,
industrial y las normas de calidad aplicadas a la manufactura de piezas mecánicas.
2.1 Información de la empresa
A continuación se describen los principales aspectos de la empresa SAMCO S.A. de C.V.
Razón Social:
SAMCO S.A. de C.V.
Ramo Industrial:
Metal mecánico
Ubicación:
Avena No. 218 Col. Granjas México
C.P. 08400 México D.F.
Contacto
Tel.: 56 50 50 21, 56 50 49 63 Fax: 56 50 78 42
Correo: [email protected]
SAMCO S.A. DE C.V. se dedica a la fabricación de piezas torneadas y maquinadas de alta
precisión en tornos automáticos tipo Suizo y Tornos CNC; para la industria electrodoméstica,
electromecánica y automotriz entre otras. Siendo actualmente los únicos fabricantes en el
ramo de Micro-Maquinados en México.
18
Algunos de los acontecimientos importantes a lo largo de la historia de SAMCO S.A. de C.V.
fueron:
1 9 8 2 SAMCO inicia sus operaciones fabricando piezas torneadas para la industria
relojera y para la industria fabricante de armazones para lentes.
1 9 8 4 El ser un proveedor confiable para su cliente Vistar Moulinex les permitió un
crecimiento considerable basado en la satisfacción de sus necesidades en
cuanto a productos de alta calidad y en el momento oportuno.
1 9 8 7 Incrementaron su mercado hacia la industria automotriz mediante la incursión
de clientes como: BOCAR, Atsugi Mexicana (Ahora Unisia Mexicana) y Cables
Automotrices. De acuerdo a las exigencias de la rama automotriz se incorporó
el departamento de Control de Calidad.
1 9 9 3 Iniciaron la fabricación de partes maquinadas que substituyen importaciones
para: Phoenix-International (Mars Electronics International de México y
Triquest) de la industria electromecánica.
1 9 9 6 Iniciaron la fabricación de flechas de mando para el mecanismo de elevador
de cristales para Robert Bosch, (Plastic Tec y Tomco Plastic, Ahora ITW
Tomco) y CW Tool & Mold CO., INC. (Ahora ATS Precision).
Realizan su primera exportación a Alemania para FTE Automotive asimismo se
inicia la integración de partes del sistema de frenos a través de FTE Mexicana
para el proyecto A4 de Volkswagen en México.
1 9 9 7 Se realiza un proyecto con DIPESA. (Grupo Clarión) fabricando piezas del ramo
de micro-maquinados mecanismos de toca cassettes. Ampliando la
infraestructura de la empresa con 1 nave.
1 9 9 9 Se adquiere el compromiso firme de certificarse en el Sistema de Calidad
basado en la norma ISO-9002-1994.
2 0 0 0 Se desarrolla un nuevo proyecto para DIPESA en un nuevo mecanismo de CD.
Nuevamente ampliando la infraestructura con una nave más.
19
2 0 0 1 Se desarrolla un nuevo proyecto con HEWLETT PACKARD fabricando piezas
para sus mecanismos de impresora.
2 0 0 2 SAMCO S.A. de C.V. actualiza y mejora el sistema de gestión de la calidad con
base en la norma NMX-CC-9001-IMNC-2004 con el fin de obtener resultados a
corto plazo como la certificación y la mejora continua en los procesos y
productos.
2 0 0 3 Se inician entregas del proyecto con Sumida Electrónica de México S.A. de C.V.
de la fabricación de 3 partes para el mecanismo decodificador de monedas.
2 0 0 4 Se logra la Certificación en ISO 9001:2000. Se adquiere su primer Torno CNC
(Guss & Roch)
2 0 0 8 Se inician entregas en gran volumen del proyecto con High Precision Moulding
and Tools.
2 0 0 9 Se logra un proyecto muy importante de 86 números de parte del Cliente MEI
Querétaro.
2 0 1 0 Se adquiere el primer torno CNC de la marca Poly Gym y se logra la transición
hacia la Norma ISO 9001:2008.
Algunos de los clientes con los que actualmente colabora SAMCO S.A. de C.V. son:
Auma S.A. de C.V.
Behr Thermot Tronik Prettl México, S.A. de C.V.
BOCAR S.A. de C.V.
EMZ Hanahuer Gmbh &CO.
FTE Automotive Gmbh
FTE Mexicana S.A. de C.V.
Formula Plastics, S.A. de C.V.
GW Plastics Mexicana, S de R L de CV
HIGH PRECISION MOULDING AND TOOLS
IMS GEAR, S.A. DE C.V.
Industrias KI de México, S.A. de C.V.
ITW Tomco.
Gleason, S.A. de C.V.
20
Manufacturera Alear, S.A. de C.V.
MEI INC.
NYPRO KANAAK GUADALAJARA, S.A. DE C
Plastic Tec. S.A. de C.V.
Productos Infantiles Selectos, S.A. de C.V.
Rauschert, S.A. de C.V.
Resortes y Partes, S.A. de C.V.
Robert Bosch Tool Corporation
Servicios Vistamex, S.A. de C.V.
Siemens, S.A. de C.V.
Sumida America INC. Manufacturing Division
Unisia Mexicana, S.A. de C.V.
2.2 Funcionamiento de una esprea
Para que un carburador funcione correctamente, es necesario que el motor tenga una
compresión equilibrada entre cilindros, lo que quiere decir que un motor con baja compresión
o con lectura de compresión dispareja; hará que un carburador falle.
Asimismo cuando un motor tiene problemas de sincronización en el tiempo de encendido y/o.
válvulas perforadas o dobladas, el carburador expulsa gases o fuego por la garganta, en el
momento de pretender arrancarlo accionar el motor de arranque.
En un carburador los solenoides se activan electrónicamente al activar la llave de encendido.
Al apagar el encendido, se corta la activación de los solenoides.
Como consecuencia, se abren unos pasajes de aire, empobreciendo la mezcla residual y así
evitándose de esa manera el sobre encendido.
El sobre encendido, es una consecuencia natural, en el funcionamiento de un carburador; una
forma de solucionarlo es cuando se apaga el motor o los solenoides.
Los carburadores comienzan su función de trabajo, en el momento en que se inicia la carrera
de admisión del motor, él pistón baja dentro del cilindro y la presión interior del cilindro
disminuye, aspirando aire desde el purificador (filtro), carburador y colector de admisión
fluyendo hasta el cilindro.
21
Cuando el aire pasa por el Venturi, disminuye su presión y succiona gasolina de la taza del
flotador; si el papalote del acelerador se encuentra muy abierto entra aire rápidamente y al
disminuir la presión de aire, entra más gasolina lo cual produce mayor potencia en las cámaras
de combustión.
Los carburadores que se utilizan en los automóviles, tienen que cumplir con requisitos, de
ahorro de combustible y contaminación, por esta razón los fabricantes diseñan, los
carburadores, tratando de optimizar todas las etapas de funcionamiento del carburador.
Siguiendo el razonamiento descrito, los carburadores tienen al menos 6 sistemas (circuitos)
distintos de dosificación, para producir la mezcla de aire-gasolina, adecuada en diferentes
condiciones de manejo.
Sistema de la taza del flotador
Sistema de marcha mínima
Sistema de potencia
Sistema del ahogador
Sistema principal de dosificación
Sistema de la bomba de aceleración
La cantidad máxima de gasolina que pueda circular en cualquiera de los sistemas anteriores se
controla con una esprea.
La esprea de aire es un tubo o tornillo muy pequeño con un agujero calibrado, en el centro.
Si se cambian las espreas se altera la potencia del motor, el consumo de gasolina y la cantidad
de contaminantes que despide el motor [se entiende; que las espreas, varían su número de
identificación, de acuerdo con la calibración del agujero, barreno u orificio central]
El aire y la gasolina tienen características de circulación diferentes, si el aire pasa más
rápidamente se hace menos denso, y la densidad de la gasolina se mantiene constante
cualquiera que sea la velocidad con la que pase.
Si, el paso de aire gasolina no se regulara, el carburador abastecería al motor una mezcla
cada vez más rica al aumentar la velocidad del motor, y por lo tanto la velocidad del aire en el
Venturi.
22
Varias espreas de aire, mezclan el aire con la gasolina antes de atomizarlo en la garganta del
carburador, y diluyen poco a poco la mezcla, conforme aumenta la velocidad del motor,
regulando así, la relación de aire gasolina, para cualquier velocidad del motor; a las cuales se
les conoce como espreas correctoras de aire.
Cuando la mezcla es demasiado pobre, el motor pierde fuerza y se apaga, como también
cuando la mezcla es demasiado rica, el motor se ahoga y por lo tanto se apaga. Si el motor esta
frío necesita una mezcla rica para iniciar el arranque.
Para que un motor, estando caliente mantenga sus revoluciones (RPM) estables en marcha
mínima (ralentí) necesita que el carburador, esté ajustado a una mezcla equilibrada (14.7
partes de aire por 1 de gasolina.)
En conclusión a mayor cantidad de combustible, mayor será la necesidad de aire.
A diferencia del sistema de inyección actual que es fuel inyección, que trabaja con presión
positiva, los carburadores trabajan con presión negativa o sea por succión, ésta se hace con la
succión del motor. La esprea sirve para suministrar o dejar pasar el combustible necesario, en
las espreas los diámetros es milimétrico y van hacia el múltiple de admisión para ahí hacer la
mezcla.
2.3 Evolución de los tornos al paso del tiempo
Desde principios del siglo XX hasta el nacimiento del control numérico (CN) e incluso después,
se mantienen prácticamente en todas las máquinas las formas arquitectónicas que, en este
sentido, alcanzaron su plenitud a finales del siglo XIX. Sin embargo evolucionaron y se
construyeron otras más potentes, rígidas, automáticas y precisas, pudiendo alcanzar mayores
velocidades de giro, con la incorporación a los cabezales de cojinetes o rodamientos de bolas;
contribuyendo rentablemente al extraordinario incremento de productividad logrado por la
industria en general y en especial por la automovilística y aeronáutica.
En 1948, John Parson inicia la aplicación del control numérico a la máquina-herramienta, con el
objeto de resolver el problema del fresado de superficies complejas tridimensionales para la
aeronáutica. En 1949 Parson contrató con el Instituto Tecnológico de Massachusetts el diseño
de los servomecanismos de control para una fresadora. En 1952 funcionaba un control
23
experimental, aplicado a una fresadora Cincinnati. La programación utilizaba un código binario
sobre cinta perforada, y la máquina ejecutaba movimientos simultáneos coordinados sobre
tres ejes. En 1955 se presentan unas pocas máquinas en la Feria de Chicago, gobernadas por
tarjetas y cintas perforadas La U.S. Air Force se interesa por el sistema y formula un pedido de
170 máquinas-herramienta por valor de cincuenta millones de dólares, beneficiándose del
mismo varios prestigiosos fabricantes americanos. Pero los modelos desarrollados durante los
años cincuenta y sesenta fueron poco eficientes y resultaron muy caros.
Fue a partir de los años setenta, con el desarrollo de la microelectrónica, cuando el CN pasa a
ser control numérico por computadora (CNC) por la integración de una computadora en el
sistema. Pero definitivamente fue durante los años ochenta cuando se produce la aplicación
generalizada del CNC, debido al desarrollo de la electrónica y la informática.
Nuevas tecnologías, CNC
El avance tecnológico del control numérico ha constituido el aspecto dominante, afectando a
todas las máquinas-herramienta, incluso a las universales. En cierto aspecto, las máquinas se
han convertido en más simples, porque ciertas funciones han sido transferidas del sistema
mecánico al electrónico. Se ha logrado el control simultaneo de varios ejes, como es el caso de
los centros de mecanizado, de los tornos, etc, lo cual no era posible hasta la aplicación del
CNC.
24
2.4 Técnicas de manufactura esbelta
Las técnicas de manufactura esbelta que son utilizadas actualmente en muchas de las
empresas dedicadas a la manufactura de piezas mecánicas se describen a continuación.
5S.- El método de las 5s hace referencia a mantener un orden y limpieza permanente en la
planta de manufactura y oficinas para reducir desperdicios en espacios y tiempos de
búsqueda. Las 5S se denominan así por considerar 5 aspectos cuyo significado en japonés inicia
con S:
Seiri.-Organización
Seiton.- Orden
Seiso.- Limpieza
Seiketsu.- Estandarización
Shitsuke.- Disciplina y entrenamiento
La metodología de las 5 S inicia con la organización, es decir, retirando todo lo que no se usa
en las áreas de trabajo, identificando con una tarjeta roja lo que está dudoso y colocándolo en
un área específica para revisión posterior; el orden implica tener un lugar bien especificado
para cada cosa, para lo cual pueden usarse siluetas, cuadros, colores, etc. La limpieza significa
tener pulcras las áreas de trabajo, por lo que se deben proporcionar los accesorios adecuados
para ello. La estandarización implica desarrollar procedimientos para asegurar el
mantenimiento del orden y la limpieza, mientras que la disciplina se refiere a crear su hábito,
más que por procedimiento por costumbre.
Se puede definir como un estado ideal en el que:
Los materiales y útiles innecesarios se han eliminado,
Todo se encuentra ordenado e identificado,
Se han eliminado las fuentes de suciedad,
Existe un control visual mediante el cual saltan a la vista las desviaciones o fallos.
Todo lo anterior se mantiene y se mejora continuamente.
25
Mejoramiento continúo y trabajo en equipo (método Kaizen Blitz)
El método de mejoramiento continuo se usa para encontrar una solución rápida a problemas
que se presentan en plantas de manufactura, a través de un equipo de acción rápida. El
término Blitz se refiere a un ataque rápido de problemas, normalmente se trata de problemas
sencillos de solucionar, pero que afectan de manera importante a la producción. Como primer
paso se integran los equipos de acción rápida denominados Kaizen Blitz incluyendo a
trabajadores, supervisor, mecánicos, etc., es decir, personal con entrenamiento cruzado y
multifuncionales. El objetivo es aprovechar la larga experiencia de los operadores para que
identifiquen el problema y sus causas, aporten ideas y sugerencias y participen en la
implantación de las soluciones.
El ciclo de mejora Kaizen se forma de cuatro pasos: persuadir al personal; motivarlos a hacer
propuestas y generar ideas; revisión, evaluación y guía; reconocimiento y recomendaciones.
La solución de problemas con equipos kaizen debe tomar entre uno y cinco días como máximo,
reconociendo al equipo de manera adecuada al final de cada solución implantada. Para
problemas crónicos que lleven un largo periodo presentándose, es mejor que sean abordados
por la modalidad de equipos de trabajo permanentes denominados Círculos de Control de
Calidad que pueden tardar entre tres meses y un año para la solución de problemas, donde la
urgencia de solución no es importante, más bien el objetivo es la mejora continua.
Mantenimiento productivo total (TPM)
El método de mantenimiento productivo se usa para maximizar la disponibilidad del equipo y
maquinaria productiva de manufactura, evitando las fallas inesperadas y defectos generados;
el mantenimiento se logra al conservar la máquina actualizada y en condiciones óptimas de
operación a través de la participación de diversos departamentos en un esquema parecido al
de la Calidad Total, pero enfocado a los equipos de manufactura.
Bajo este método, el mantenimiento productivo es realizado en diferentes etapas:
mantenimiento correctivo de fallas sólo en casos muy raros; mantenimiento autónomo
realizado por operadores, haciendo actividades simples de mantenimiento en sus equipos;
26
mantenimiento preventivo para prevenir desgaste prematuro; mantenimiento predictivo para
anticipar fallas mayores en los equipos y programar el reemplazo de partes críticas; y el
mantenimiento proactivo enfocado a actualizar y hacer mejoras en los equipos.
Distribución de planta
La distribución de planta es colocar las áreas de manera que permita a los materiales avanzar
con mayor facilidad, al costo más bajo y con el mínimo de manipulación desde que se reciben
las materias primas hasta que se despachan los productos terminados.
Una buena distribución en planta debe cumplir con seis principios:
Principio de la Integración de conjunto.- La mejor distribución es la que integra las
actividades auxiliares, así como cualquier otro factor.
Principio de la mínima distancia.- Es mejor la distribución en la que la distancia a recorrer
por el material sea la más corta.
Principio de la circulación o flujo de materiales. En igualdad de condiciones, es mejor
aquella distribución o proceso que este en el mismo orden a secuencia en que se
transforma, tratan o montan los materiales.
Principio de espacio cúbico. La economía se obtiene utilizando de un modo efectivo todo el
espacio disponible, tanto vertical como horizontal.
Principio de la satisfacción y de la seguridad. A igual de condiciones, será siempre más
efectiva la distribución que haga el trabajo más satisfactorio y seguro para los productores.
Principio de la flexibilidad. A igual de condiciones, siempre será más efectiva la distribución
que pueda ser ajustada o reordenada con menos costo o inconvenientes.
Verificación del proceso (JIDOKA)
Es un método que permite detectar y corregir defectos de la producción, llegando al punto de
detener una máquina para impedir la elaboración de productos defectuosos. Esto asegura que
la calidad sea controlada en el proceso mismo, de tal forma que se impide el paso de unidades
defectuosas de un proceso al siguiente.
La filosofía Jidoka establece los parámetros óptimos de calidad en el proceso de producción,
compara los parámetros contra los estándares establecidos, y si los parámetros del proceso no
corresponden a los estándares preestablecidos el proceso se detiene alertando que existe una
situación inestable de producción la cual debe ser corregida, esto con el fin de evitar la
27
producción masiva de partes o productos defectuosos. Los procesos Jidoka son sistemas
comparativos de lo “ideal” o estándar contra los resultados actuales de producción.
Método SMED
El método SMED se usa para reducir los tiempos de cambios de modelo en las máquinas o
líneas de producción. El método fue desarrollado por Shigeo Shingo y lo denominó: “Cambio
de dados en menos de diez minutos”, cuyo objetivo es hacer efectivamente los cambios de
herramentales en menos de diez minutos.
El tiempo de cambio es el tiempo entre la última parte o pieza del lote anterior y la primera
pieza o parte buena del próximo lote.
Se puede hacer una analogía con las actividades que suceden en los pits de autos de carreras.
Se descubrió que las mejores plantillas de mecánicos preparan previamente todo lo necesario
antes de que llegue el coche (preparación externa con el coche en la pista), de tal forma que
cuando entra el coche, los cambios de llantas y llenado del tanque de combustible toma sólo
15 segundos (preparación interna con los coches en los pits).
2.5 Tipos y funcionamientos de los tornos automáticos
Todos los tornos en general se basan en el mismo principio de funcionamiento. La pieza gira
sujeta en el cabezal y las herramientas de corte fijas en sus respectivos porta-herramientas
cortan el material al entrar en contacto con la superficie de la pieza, que solamente gira no se
desplaza. Sin embargo, son las herramientas las que si se desplazan para quitarle a la pieza el
material sobrante para darle la forma deseada. En los diferentes tornos no automáticos las
operaciones de profundidad de corte el desplazamiento manual o automático de la
herramienta y todos los movimientos son causados por el operario al manipular palancas
manivelas y además determina el orden en que las herramientas cumplan su función.
En los tornos automáticos no ocurre así, se establece un orden preestablecido y una vez
puesto en marcha hace que cada una de las herramientas trabaje en su momento preciso y a la
28
velocidad requerida, efectuando todas las operaciones hasta lograr que la pieza quede
terminada sin la intervención de ningún operario.
Se consigue el sistema automático por una serie de dispositivos y mecanismos eléctricos,
mecánicos, neumáticos, hidráulicos donde figura como elemento principal la leva.
Al producirse en forma automática todos sus movimientos se obtienen rendimientos mayores
a los obtenidos en cualquier otro tipo de torno. El tiempo empleado en la preparación de los
elementos necesarios para la fabricación de nuevas piezas es alto y debe ser menor al de la
fabricación de las piezas por lo que se recomienda emplear tornos automáticos en el
mecanizado de grandes producciones.
En la fabricación de una nueva serie de piezas se debe tomar en cuenta para el costo total de
la pieza. El tiempo de preparación de las herramientas de corte (afilado), la preparación del
nuevo juego de levas (cálculo, trazado y maquinado) y la herramienta de la máquina.
Tipos de trono automático
Los tornos automáticos que trabajan en el material a partir de barra son:
1) TORNO AUTOMATICO DE CABEZAL FIJO. Es el más empleado en la industria para el
maquinado de piezas de diámetros pequeños y regulares. El cabezal se encuentra fijo a la
bancada y recibe el movimiento por medio de bandas planas, bandas trapezoidales y
cadenas.
2) TORNO AUTOMATICO DE CABEZAL MOVIL. Son llamados tornos Suizos y se emplean para
el maquinado de piezas de diámetros pequeños, generalmente piezas de relojería. Una de
sus características principales es el desplazamiento longitudinal del cabezal por medio de
un mecanismo de leva y palanca.
3) TORNO AUTOMATICO DE HUSILLOS MULTIPLES. Se emplean en el maquinado de altas
producciones ya que disponen de 4 a 8 husillos y cada uno de ellos con una barra de
material. En lugar del cabezal tiene un tambor con un número de husillos determinado,
29
cada uno de ellos puede girar a diferentes velocidades para llevar a cabo las operaciones
de roscado interior o exterior y estampado. El tambor gira para colocar el husillo frente a
la herramienta 1/4 , 1/5 o 1/8 de vuelta de acuerdo al número de husillos del tambor y en
cada giro se desprende de la barra una pieza terminada.
Partes y órganos principales
Las partes principales del torno automático son: bancada, cabezal, carros, contra-cabeza, árbol
de levas y cadena cinemática.
Figura 1 Partes principales de un torno.
Órganosprincipales
1. Cabezal.
2. Eje principal.
3. Plato.
4. Punto.
5. Garra de plato.
6. Carro transversal.
7. Plataforma giratoria.
30
8. Portaherramientas.
9. Carro orientable.
10. Guías de la bancada.
11. Contrapunto.
12. Eje del contra cabezal.
13. Contra cabezal.
14. Eje de cilindrada.
15. Eje de roscar.
16. Cremallera.
17. Bancada.
18. Carro principal.
19. Bandeja.
20. Caja de cambios para avances.
Algunas de las partes principales de los tornos son: el pedestal, también conocido como
bastidor, su interior es hueco para alojar el motor que transmite el movimiento a la cadena
cinemática, en la parte superior está sujeta firmemente a la bancada.
Y el cabezal, que por la posición del cabezal se clasifican en dos grupos: Tornos automáticos de
cabezal fijo y tornos de cabezal móvil.
2.6 Síntesis y clasificación de las levas
Las levas son unos mecanismos compuestos generalmente por un eslabón Impulsor llamado
"leva" y otro eslabón de salida llamado "seguidor" entre los que se transmite el movimiento
por contacto directo.
Son mecanismos sencillos, poco costosos, tienen pocas piezas móviles y ocupan espacios
reducidos. Además su principal ventaja reside en que se pueden diseñar de forma que se
obtenga casi cualquier movimiento deseado del seguidor.
Los mecanismos de levas se pueden clasificar principalmente por dos categorías:
Tipo de leva
a) Leva de placa, llamada también de disco o radial.
b) Leva de cuña.
c) Leva cilíndrica o de tambor.
d) Leva lateral o de cara.
31
Figura 2 Tipos de levas.
Tipo de seguidor
a) Seguidor de cuña.
b) Seguidor de cara plana.
c) Seguidor de rodillo.
d) Seguidor de cara esférica o zapata curva.
Figura 3 Tipos de seguidor.
32
Otra clasificación de las levas se puede hacer teniendo en cuenta el movimiento del seguidor,
pudiendo ser éste rectilíneo alternativo (traslación) u oscilante (rotación). Teniendo en cuenta
la posición relativa entre el seguidor y la leva, pueden ser de seguidor centrado, cuando el eje
del seguidor pasa por el centro de la leva o de seguidor descentrado.
El tipo de leva más común es el formado por una leva de placa y un seguidor de rodillo con
movimiento rectilíneo alternativo.
2.7 Diagrama de desplazamiento y sus derivadas
El diagrama de desplazamiento "y = f (Ø)" (Figura 4) representa, en el caso más general, la
posición del seguidor respecto de la posición de la leva. Por ejemplo en una leva de placa con
seguidor de movimiento rectilíneo alternativo, representaría la posición del seguidor respecto
del ángulo girado por la leva, pero en otros casos, tanto "y" como "Ø", pueden ser
desplazamientos lineales o angulares.
Figura 4 Diagrama de desplazamiento.
Un movimiento muy típico a conseguir por medio de un mecanismo de leva es el movimiento
uniforme en el cual la velocidad del seguidor será constante siempre que sea constante la
velocidad de la leva, (quizás sería mejor llamarlo movimiento proporcional). Este tipo de
movimiento queda reflejado en el diagrama de desplazamiento por medio de un segmento
rectilíneo.7
33
Figura 5 Desplazamiento, velocidades y acelerador del seguidor.
Si se tuviese una leva con la que se pretende, por ejemplo, realizar: una subida con
movimiento uniforme, una detención y finalmente un retorno, y no se tomase ningún tipo de
precaución resultaría que podrían aparecer aceleraciones del seguidor tendiendo a infinito, tal
como se ve en la figura 5.
Si la aceleración del seguidor tiende a infinito, también lo harán las fuerzas de inercia, con lo
que llegarían a romperse las piezas que componen la leva. Como esto es inadmisible, se debe
prever un diagrama de desplazamiento que no produzca discontinuidades en el diagrama de
velocidades.
Para suavizar el inicio o final de un movimiento uniforme se suele utilizar una rama de
parábola, consiguiendo que las pendientes de los tramos de parábola coincidan con la
pendiente del movimiento uniforme. (Figura 6).
34
Figura 6 Tramos de parábola.
Cuando se desea realizar un desplazamiento del seguidor de subida y bajada sin detenciones,
un movimiento muy adecuado es el armónico (Figura 7), ya que este tipo de movimiento tiene
velocidades y aceleraciones que son funciones continuas.
Figura 7 Diagrama de desplazamiento con movimiento armónico.
Si se desea que el seguidor realice unos desplazamientos de subida y bajada entre
detenciones, un movimiento adecuado es el cicloidal (Figura 8), puesto que este movimiento
tiene aceleraciones nulas al inicio y al final, correspondiéndose con las aceleraciones nulas de
las detenciones.
35
Figura 8 Diagrama de desplazamiento de movimiento cicloidal.
Cuando se precisen otros tipos de movimientos se ajustarán por medio de curvas estándar que
se verán más adelante.
En cuanto a derivadas en una leva de placa con seguidor de movimiento rectilíneo alternativo,
que es la más común, el diagrama de desplazamiento, representa la posición del seguidor en
función del ángulo girado por la leva.
y = f ( )
El diagrama de desplazamiento se puede derivar respecto de "y" respecto de "t"
Derivando "y" respecto de " " se obtiene:
36
Estas derivadas dependen solamente del perfil de la leva y son independientes de la velocidad
de giro de la leva. La primera derivada (y') representa la pendiente del diagrama de
desplazamiento y sus unidades serían, por ejemplo, milímetros / radian. La (y") representa la
pendiente de la (y') y sus unidades serían, por ejemplo, milímetros / radián 2.
Derivando respecto de "t" se obtiene:
Las derivadas primera y segunda del diagrama de desplazamiento respecto de "t" representan
la velocidad y aceleración del seguidor respectivamente.
Entre las derivadas de respecto de " " y respecto de "t" existen las siguientes ecuaciones:
Si la leva girase con velocidad constante, movimiento que es muy común en las máquinas, la
aceleración sería:
37
2.8 Movimientos estándar de las levas
Para conseguir cualquier tipo de movimiento en el seguidor, no siempre resultará suficiente
con los movimientos que se han visto en el apartado anterior, por ello, hay toda una serie de
curvas estándar por medio de las cuales resultará más sencillo enlazar los movimientos
deseados de forma que resulten funciones continuas tanto el diagrama de desplazamiento
como sus dos primeras derivadas.
“Este tipo de curvas están basados en curvas armónicas y cicloidales y son las que se
acompañan a continuación, primero las de subida completa.
38
Derivadas para el movimiento armónico simple de subida completa
Figura 9 Diagrama de desplazamiento para el movimiento armónico simple de subida completa.
39
Derivadas para el movimiento cicloidal de subida completa
Figura 10 Diagrama de desplazamiento para el movimiento cicloidal de subida completa.
40
Derivadas para el movimiento armónico modificado de subida completa
Figura 11 Diagrama de desplazamiento para el movimiento armónico modificado de subida completa.
41
A continuación las tres curvas estándar de retorno completo.
Derivadas para el movimiento armónico simple de retorno completo.
Figura 12 Diagrama de desplazamiento y derivadas para el movimiento armónico simple de retorno completo.
42
Derivadas para el movimiento cicloidal de retorno completo.
Figura 13 Diagrama de desplazamiento para el movimiento cicloidal de retorno completo.
43
Derivadas para el movimiento armónico modificado de retorno completo.
Figura 14 Diagrama de desplazamiento para el movimiento armónico modificado de retorno completo.
44
Una vez escogidos los movimientos estándar más apropiados para cada tramo, se debe
intentar conseguir que tanto el diagrama de desplazamiento como las velocidades y
aceleraciones sean funciones continuas, para conseguirlo se pueden variar la elevación y la
amplitud de los movimientos estándar.
La continuidad es imprescindible en los diagramas de desplazamiento y de velocidades cuando
son levas que giran a gran velocidad, aunque es recomendable siempre”6.
2.9 Diseño gráfico de perfiles de levas
Una vez establecido cómo debe ser el diagrama de desplazamiento, se debe dibujar el perfil de
la leva que haga que se cumpla el diagrama previsto. El perfil de la leva será diferente en
función del seguidor sobre el que actúe.
Para dibujar el perfil de la leva se inicia dibujando el seguidor en la posición correspondiente al
punto "0" del diagrama de desplazamiento. Se realiza una inversión cinemática haciendo girar
el seguidor en sentido contrario al del giro de la leva y dibujándolo en varias posiciones de
acuerdo con el diagrama de desplazamiento. El perfil de la leva será la curva envuelta por las
diferentes posiciones que alcance el seguidor.
Cuanto en mayor número de posiciones se dibuje el seguidor, mayor será la precisión del perfil
de la leva.
Figura 15 Perfil de una leva con seguidor de rodillo centrado.
45
En las levas se pueden considerar dos tipos de fuerzas:
Estáticas, debidas a las fuerzas exteriores que actúan sobre el seguidor y a la fuerza del
muelle.
Dinámicas, debidas a la masa del seguidor.
Si no se toma ningún tipo de precaución, la fuerza entre el seguidor y la leva debe ser positiva,
ya que si no se perdería el contacto entre ellos dejando de ser un mecanismo.
2.10 Calidad
La calidad desde una perspectiva de producción puede definirse como la conformidad relativa
con las especificaciones, a lo que al grado en que un producto cumple
las especificaciones del diseño, entre otras cosas, mayor su calidad o también como
comúnmente es encontrar la satisfacción en un producto cumpliendo todas las expectativas
que busca algún cliente, siendo así controlado por reglas las cuales deben salir al mercado para
ser inspeccionado y tenga los requerimientos estipulados por las organizaciones que hacen
certificar algún producto.
La calidad significa aportar valor al cliente, esto es, ofrecer unas condiciones de uso del
producto o servicio superiores a las que el cliente espera recibir y a un precio accesible.
También, la calidad se refiere a minimizar las pérdidas que un producto pueda causar a la
sociedad humana mostrando cierto interés por parte de la empresa a mantener la satisfacción
del cliente.
Aseguramiento de la calidad
El aseguramiento de la calidad, se puede definir como el esfuerzo total para plantear,
organizar, dirigir y controlar la calidad en un sistema de producción con el objetivo de dar al
cliente productos con la calidad adecuada. Es simplemente asegurar que la calidad sea lo que
debe ser.
En las industrias manufactureras se crearon y refinaron métodos modernos de aseguramiento
de la calidad. La introducción y adopción de programas de aseguramiento de la calidad en
servicios, ha quedado a la zaga de la manufactura, quizá tanto como una década.
46
Verificación de los productos
La verificación del producto o proceso hay que considerarlo como una parte integral del
control de producción, pudiendo encontrar tres tipos:
Inspección y ensayos de entrada de materiales.
Inspección durante el proceso.
Inspección en los productos acabados.
Control de los equipos de inspección, medida y ensayo
Algunas de las actividades necesarias para asegurar un buen control de los equipos de
medición y ensayo son:
Elaborar un inventario.
Elaborar un plan anual de calibración.
Controlar las calibraciones y establecer las trazabilidades.
Realizar un mantenimiento preventivo y productivo de los equipos.
Gestionar los equipos.
Identificar las medidas que se realizarán y la exactitud que se requerirá para ello.
47
CAPÍTULO 3 ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD
Este análisis es el primero que se realiza y es de suma importancia ya que es la base para
realizar el cálculo del proceso porque se definen los parámetros básicos de fabricación, de los
cuales se describirá uno por uno.
3.1 Parámetros de fabricación
Máquina: Para seleccionar la máquina adecuada al proceso es necesario considerar la cantidad
de piezas a fabricar, características de la materia prima (diámetro, longitud, material),
tolerancias del dibujo del cliente, herramental, etc.
Herramientas: Los herramentales se eligen dependiendo de las especificaciones del dibujo de
ingeniería. A continuación se enlistan todos los herramentales requeridos para fabricar la
pieza.
Instrumentos de medición: Seleccionar los instrumentos de medición es tan importante como
la selección de herramental. Si no se eligen de manera adecuada los instrumentos de
medición, puede resultar en un incremento en el costo de producción debido al rechazo de
piezas fuera de especificaciones y también demora en la producción.
Materia prima: La materia prima se especifica en el dibujo de ingeniería del cliente. En esta
sección del análisis de factibilidad se anotan todas las características del material y también el
tiempo de entrega. Este último puede variar dependiendo de la complejidad de la pieza,
disponibilidad de máquinas, material, herramental, etc.
Segundas operaciones: En este campo se especifican las operaciones requeridas para cumplir
con el dibujo de ingeniería. Esta pieza no necesita segundas operaciones. Ejemplos de
segundas operaciones pueden ser: rectificado, tratamiento térmico, niquelado, cromado o
galvanizado.
En la Tabla 1 se muestra el ejemplo del “Análisis de factibilidad” para la esprea de aire. Se han
incluido todos los parámetros previamente descritos.
48
Tabla 1 Análisis de factibilidad.
PARTE: Esprea de Aire CLIENTE:
BOCAR, S.A de C.V
No. PARTE: 3.39295.5 NIVEL: CLIENTE SAMCO
TORNOS MEDICION
MAQUINA: HERRAMIENTAS/ No. PROVEEDOR INSTRUMENTOS DE MEDICION APLICA
BOQUILLA: 06.3576/58F15 16 CALIBRADOR no
CAÑON: 06.35B212A 16 COMPARADOR OPTICO si
BOQUILLA DE SUBHUSILLO:
INDICADOR VERTICAL si
HTA. 1 40.08 ACLDINOX 16 MICROMETRO DE EXTERIORES si
HTA. 2 41.08.200 ALTDINOX 16 MICROMETRO DE CUCHILLAS no
HTA. 3 08.08.1604B0806 16 DISPOSITIVOS ESPECIALES
HTA. 4 08.08.1604B0806 16
Base 07-BL-5.35 y Gauge 07-DB-2.35 HTA. 5 08.08.1604B0806 16
HTA. 6 Broca Plana Ø 2.35 16
HTA. 7 Broca Media Caña Ø 2.00 16 APROBO:
HTA. 8 Tarraja M-6x0.80 16 PROCESO EXTERNO
HTA. 9
HTA. 10 N/A
HTA. 11
HTA. 12 TIEMPO DE ENTREGA:
HTA. 13
HTA. 14
HTA. 15
HTA. 16
HTA. 17 APROBO:
HTA. 18 SEGUNDAS OPERACIONES
HTA. 19 PROCESOS: HERRAMIENTAS/PROVEEDOR
HTA. 20 RECTIFICADO
1 2
49
HTA. 21 N/A
HTA. 22
HTA. 23
APROBO: LEVA/PROGRAMA
: 97
MATERIA PRIMA
TIPO: Latón SAE 360
DIAMETRO: Ø 6.35 mm
TOLERANCIA: +0.00/ -0.05 APROBO:
GRAMOS POR PIEZA: 3.163 APLICACIÓN Y FUNCIONALIDAD
PROVEEDOR: Aprobado
TIEMPO DE ENTREGA: 6 - 8 Semanas
APROBO: APROBO:
REQUISITOS LEGALES Y/O REGLAMENTARIOS:
Normas de sustancias prohibidas
APROBO:
ISO 9001:2008 FOR-GPR-07-03-5
50
Metodología para el cálculo de levas
Con la ayuda del cálculo del proceso de torneado, en este caso la secuencia de las operaciones,
se calculan las levas que serán usadas para la manufactura de la pieza.
En el análisis de factibilidad se debe hacer una simulación del proceso de torneado en papel, es
decir, se hace un borrador o “Draft” utilizando el dibujo de proceso como guía para definir
herramentales y operaciones generales. A continuación se muestra el borrador de la esprea de
aire.
Analizando el dibujo de proceso se determinó que son necesarios 5 buriles para el torneado, 2
brocas para hacer los barrenos y una tarraja para hacer la cuerda exterior.
En la Tabla 2 se muestran las brocas y la tarraja respectivamente simulando su posición real
con respecto a la pieza.
Cada uno de los herramentales tiene una función específica durante el proceso de torneado, a
continuación se resumen sus funciones:
51
Tabla 2 Secuencia de operaciones.
SECUENCIA OPERACION
1 Entra BURIL 4 para hacer barreno guía
2 Avanza cabezal para sacar material
3 Se barrena guía
4 Regresa cabezal
5 Sale BURIL 4
6 Entra BURIL 1
7 Avanza cabezal para tornear chaflán frontal a 30°
8 Regresa BURIL 1 para tornear sanco a 3.80 mm
9 Entra BROCA Plana para barrenar Ø 2.35 mm
10 Avanza cabezal (torneado de sanco & barreno de 2.35)
11 Pausa
12 Sale BROCA Plana
13 Cambio a BROCA Media Caña
14 Regresa BURIL 1 para tornear superficie de cuerda a 5.90 mm
15 Avanza cabezal
16 Entra BROCA Media Caña para barrenar Ø 2.00 mm
17 Pausa
18 Sale BURIL 1
19 Sale BROCA Media Caña
20 Cambio a Tarraja
21 Entra BURIL 3 para cortar garganta con radio de 0.5mm y chaflán a 30°
22 Sale BURIL 3
23 Avanza cabezal
24 Entra Tarraja para hacer cuerda M-6
25 Sale Tarraja
26 Regresa cabezal
27 Entra BURIL 5 para hacer chaflanes a 45°
28 Pausa
29 Sale BURIL 5
30 Entra BURIL 2 para hacer corte final y careado de la siguiente pieza
31 Fin de corte
52
Para llevar a cabo el cálculo de levas en la tabla de cálculo de proceso de torneado se llena el
encabezado comenzando por Cliente, Parte, Número de parte, Máquina, Materia prima,
Diámetro de la materia prima y tolerancia, Velocidad de corte, Revoluciones del cabezal
(tomando en cuenta el factor de luz; Europa 50 Hz, América 60Hz) dividir el valor real entre el
factor de 1.20 para buscar el valor en la tabla de la máquina, Polea motor, Polea torno, No de
leva, Nivel cliente, Nivel SAMCO, Nivel de cálculo, Distancia de buril 1 y 2 de la materia prima.
Después se hace una descripción del proceso de maquinado paso por paso esto se logra con la
ayuda de los datos de la máquina y los herramentales.
Se definen alturas de maquinados reales y alturas de levas tomando en cuenta las medidas y
tolerancias en el dibujo de ingeniería de la pieza.
Se definen los avances con la ayuda de las tablas y los proveedores de herramientas y se
calculan revoluciones por cada operación.
53
CAPÍTULO 4 AJUSTE DE LA MÁQUINA Y MECANIZADO DE LA PIEZA
Para que un torno funcione correctamente y garantice la calidad de sus mecanizados, es
necesario que periódicamente se someta a una revisión y puesta a punto donde se ajustarán y
verificarán todas sus funciones.
Las tareas más importantes que se realizan en la revisión de los tornos son las siguientes:
Nivelación: Se refiere a nivelar la bancada y para ello se utilizará un nivel de precisión.
Concéntricidad del cabezal: Se realiza con un reloj comparador y haciendo girar el plato a
mano, se verifica la concéntricidad del cabezal y si falla se ajusta y corrige adecuadamente.
Redondez de las piezas: Se mecaniza un cilindro a un diámetro aproximado de 100 mm y con
un reloj comparador de precisión se verifica la redondez del cilindro.
Alineación del eje principal: Se fija en el plato un mandril de unos 300 mm de longitud, se
monta un reloj en el carro longitudinal y se verifica si el eje está alineado o desviado.
Alineación del contrapunto: Se consigue mecanizando un eje de 300 mm sujeto entre puntos y
verificando con un micrómetro de precisión si el eje ha salido cilíndrico o tiene conicidad.
4.1 Desarrollo
Para llevar a cabo el ajuste de todas las piezas mecánicas involucradas en la fabricación de la
pieza se puede dividir en 4 grupos principales que son:
Montaje de los herramentales.
Montaje de los dispositivos de sujeción (Boquillas).
Montaje de levas de báscula y de cabezal.
Montaje de la materia prima.
El modo de funcionamiento y montaje de las diferentes levas dependerá del cálculo del
proceso de torneado para poder modificar los recorridos del carro completo y de la influencia
que ejercen sobre el avance.
54
Descripción de herramentales
Los herramentales se eligen dependiendo de las especificaciones del dibujo de ingeniería. A
continuación se enlistan todos los herramentales requeridos para fabricar la pieza.
Figura 16 Herramentales.
En la tabla 3 se describen cada uno de los herramentales utilizados en el ajuste, así como el
material del cual están fabricados.
Tabla 3 Herramentales.
HERRAMENTALES FUNCIÒN MATERIAL
BURIL 1 Chaflán frontal a 60° y torneado del sanco a 3.80mm.
Carburo de tungsteno
BURIL 2 Corte final y careado. Acero rápido (10% cobalto)
BURIL 3 Corte de garganta con radio de 0.5mm y chaflán a 30°.
Acero rápido (10% cobalto)
BURIL 4 Barreno guía. Acero rápido (10% cobalto)
BURIL 5 Chaflanes a 45°. Acero rápido (10% cobalto)
Broca Plana Ø 2.35 mm
Barreno a 2.35 mm Barra gorton
Broca Media Caña Ø 2.00 mm
Barreno a 2.00 mm Barra gorton
Tarraja M-6 x 0.80 Cuerda tipo M-6
55
Descripción de dispositivos de sujeción (boquillas).
Figura 17 Boquillas.
En la tabla 4 se describen las boquillas utilizadas en el ajuste, la función que desempeñan y el
material del cual están fabricados
Tabla 4 Descripción de boquillas.
BOQUILLAS FUNCIÒN MATERIAL
BOQUILLA 1 Sujetar y girar la barra Acero
BOQUILLA 2(CAÑON) Guide Bushing
Eliminar las vibraciones en las herramientas
Acero con interior de carburo
Descripción de levas
Para el correcto funcionamiento, este mecanismo necesita, al menos: árbol, soporte,
leva y seguidor de leva (palpador) acompañado de un sistema de recuperación (muelle o
resorte).El árbol es el eje de giro de la leva y el encargado de transmitirle su movimiento de
giro. El soporte es el encargado de mantener unido todo el conjunto y, normalmente, guía el
movimiento del seguidor. La leva es siempre la que recibe el giro a través del eje o del árbol en
el que está montada. Su perfil hace que el seguidor ejecute un ciclo de movimientos muy
preciso. El seguidor (palpador) apoya directamente sobre el perfil de la leva y se mueve a
medida que ella gira. Para conseguir que el seguidor esté permanentemente en contacto con
56
la leva es necesario dotarlo de un sistema de recuperación normalmente un muelle o un
resorte.
Figura 18 Levas.
En la tabla 5 se describen cada uno de las levas utilizados en el ajuste, la función de cada una
de ellas y el material del cual están fabricados.
57
Tabla 5 Descripción de levas.
LEVAS FUNCIÒN MATERIAL
LEVA1 Cabezal Longitudes de la pieza Hierro colado
LEVA2 bascula Controla diámetros de buriles 1 y corte del buril 2
Hierro colado
LEVA 3 verticales Diámetro de la garganta Hierro colado
LEVA 4verticales Guía para broca y chaflán interior Hierro colado
LEVA 5verticales Chaflanes Hierro colado
LEVA6 de barrenado
Broca de primer barrenado Hierro colado
LEVA7 de barrenado
Broca segundo barrenado Hierro colado
LEVA8 de roscar Empuja la tarraja para la cuerda Hierro colado
LEVA9 cambio Cambia aparato de roscar para que entre el segundo husillo (barrenado)
Hierro colado
LEVA10 cambio Cambia el aparato de roscar para que entre el tercer husillo (cuerda)
Hierro colado
Descripción de la materia prima (barra).
La materia prima se especifica en el dibujo de ingeniería del cliente. En la sección del análisis
de factibilidad se obtienen todas las características del material con las que debe cumplir la
pieza.
Tabla 6 Descripción de la barra de la materia prima.
BARRA FUNCIÒN MATERIAL
DIAMETRO: Ø 6.35 mm
Material en bruto de donde se fabricara la pieza.
Latón SAE 360
58
Herramientas
Para llevar a cabo el montaje de la máquina es necesario diferentes herramientas para apretar,
aflojar, montar o ajustar algunas de las diferentes partes de la máquina.
Tabla 7 Descripción de herramienta utilizada para ajuste.
HERRAMIENTA FUNCIÒN
Juego de llaves milimétricas 4.5,5.5,6.5,7.5 mm Apretar tornillos de los herramentales
Llaves astriadas 10,11,13 21 mm Para engranes y centrado de aparato de roscar
Llaves Allen Tornillos de levas de cambio
Desarmador plano Tornillo de presión de la boquilla
Martillo Poleas de la maquina
Mazo de goma Quitar dispositivo de levas de cambio
Extensión con maneral Tambores de levas de cambio y de aparato de roscar
Llave española 34 mm Afloja levas en general.
59
Figura 19 Herramientas para ajuste.
4.2 Ajuste
La compañía SAMCO S.A. de C.V. cuenta con una hoja de instrucción de ajuste de tornos la cual
nos servirá de guía para aumentar, corregir y mejorar para que el personal que este por
realizar el ajuste tenga una mejor visión de todo el proceso.
Se comienza con lavar la máquina, retirando las rebabas de material que pudieran haber
quedado atoradas en cualquier parte de la máquina. También se incluyen las boquillas y el
cañón.
Se retira el herramental del ajuste anterior, esto puede o no incluir brocas, buriles, tarrajas,
etc. Para quitar los buriles es necesaria una llave milimétrica de 6.5mm Procurando no barrer
los tornillos.
60
Figura 20 Retiro del herramental anterior.
Se retiran las boquillas para la liberación de las brocas y las tarrajas con una llave estriada de
16 mm procurando no golpear los herramentales con la llave.
61
Figura 21 Liberación de boquillas, brocas y tarrajas.
Se afloja las tuercas de la flecha de las levas con una llave española de 34 mm para poder
liberar tanto las levas como los bujes o espaciadores que pudieran contener.
62
Figura 22 Tuercas de flecha.
Todo el herramental del ajuste anterior se limpia con trapo y desengrasante y se entrega al
personal del departamento de métodos con su cálculo de proceso de torneado y su dibujo
correspondiente.
63
Figura 23 Herramental de ajuste anterior para entrega.
Una vez entregado se recoge el nuevo paquete que incluye el cálculo del proceso de torneado
y su dibujo y los herramentales.
Se colocan poleas y engranes según el cálculo de proceso de torneado. En el caso de que falte
una polea, al ajustador debe consultar con el departamento de métodos para calcular una
polea sustituta.
Nota: en todos los dibujos de producción se hace mención de las poleas y engranes, en el caso
de que los que están colocados no coincidan con los que requiere el nuevo ajuste, se
desmontarán y se entregarán al departamento de métodos, de igual manera limpios.
Se colocan los engranes de acuerdo al cálculo, respetando el número de engrane y su posición
y de igual manera se colocan las poleas en su lugar.
64
Figura 24 Colocación de engranes y poleas.
Se inicia con la colocación de levas de bascula y de cabezal en la posición 0 conforme al
seguidor de cada leva con la llave de 34 mm.
Figura 25 Leva de cabezal.
65
Figura 26 Leva de bascula.
Se continúa con las levas verticales en la posición que corresponde, con la ayuda de la llave
española de 34mm junto con los separadores; cada una de ellas es conforme al cálculo del
proceso dependiendo los grados en donde entra y sale.
66
Figura 27 Levas verticales.
Y las levas de Cambio del aparato de roscar al husillo 3.
Figura 28 Levas de cambio.
67
Posteriormente se solicita al almacén de Materia Prima la entrega de 1 barra de Materia
prima (en este caso será latón SAE 360 de 6.35 mm de diámetro) para proceder al ajuste de la
pieza conforme al dibujo y cálculo de proceso, comenzando con el ajuste de la presión de la
barra y juego de la misma en el cañón.
Para esto es necesario colocar la boquilla junto con el resorte, el cilindro y los bujes en el
cañón.
Figura 29 Boquilla 1.
Figura 30 Boquilla de cañón.
68
Se continúa con la colocación de herramental iniciando con el buril de corte para ajustar el
largo total de la pieza y hasta finalizar el término de la pieza.
Figura 31 Ajuste del buril de corte.
Ahora se pueden colocar todos los buriles en su posición para poder hacer pruebas con cada
una de las herramientas, es decir, tornear una pieza y con el buril y ajustar la altura, distancia
de torneado en la leva y la distancia de avance del cabezal.
El buril No 4 que es el que será la guía de la broca es el único que se ajusta delante de la barra
y al centro, todos los demás de ajustan de acuerdo a la distancia de torneado en la pieza.
Figura 32 Ajuste de altura de los buriles.
69
La broca de espada y la tarraja deben comenzar del centro de la barra de la materia prima.
Para esto se deberán ajustar cada uno en la posición de la leva que le corresponde, los grados
donde entra y sale la herramienta dependiendo del número de la herramienta, la distancia de
avance que tiene en la pieza y la altura para comenzar en el centro.
Figura 33 Centrado de brocas.
Para cada una se coloca en su boquilla y se aprieta con la ayuda de una llave de 16mm y para
corregir la altura y la distancia se ajusta con una llave de 13 mm
Nota: la broca de media caña es la última que se coloca, después de que se encuentren
ajustados todos y cada una de las herramientas, estos es porque debido a que es muy pequeña
y delgada tiende a ser muy frágil y romperse.
70
CAPÍTULO 5 CONTROL DE CALIDAD
La orientación a los procesos del cliente y a los empleados son elementos importantes de la
Gestión de la Calidad. Los requisitos del cliente se determinan y complementan regularmente
con el objeto de incrementar la satisfacción del cliente. Se acuerdan objetivos con las personas
responsables de los procesos en cada unidad de responsabilidad y se mide su consecución
regularmente.
Objetivos, métodos y resultados de la Gestión de la Calidad son continuamente distribuidos a
fin de apoyar la concienciación y cooperación de todos los empleados en el proceso de mejora
continua de la Calidad. En lugar de reparar posteriormente, se desarrolla el principio de evitar
defectos. Se llevan a cabo medidas organizativas y de personal a fin de asegurar la consecución
de los objetivos de la Calidad.
5.1 Instrumentos de medición
Para asegurar la calidad en cada una de las piezas es necesario medirlas para saber que
cumplen con las tolerancias que te da el cliente en este caso seleccionar los instrumentos de
medición es tan importante como la selección de herramental. Si no se eligen de manera
adecuada los instrumentos de medición, puede resultar en un incremento en el costo de
producción debido al rechazo de piezas fuera de especificaciones y también demora en la
producción. Algunos problemas resultados de la mala elección de los instrumentos son los
siguientes:
Piezas fuera de tolerancia debido a la resolución del instrumento.
Mala lectura causa de una mala sujeción del instrumento.
Dificultad para medir gargantas o chaflanes.
Mala lectura debido a que la geometría del instrumento no es compatible con la geometría
de la pieza.
En el proceso de ajuste se obtienen piezas llamadas “no conformes” que con la ayuda de
instrumentos de medición sirven para ajustar la máquina al torneado de la pieza y así cumplir
con las medidas que te pide el dibujo de ingeniería.
71
Los instrumentos de medición requeridos para este proceso son:
a) Comparador óptico.
b) Indicador vertical.
c) Micrómetro de exteriores.
d) Base 07-bl-5.35 y gauge 07-db-2.35.
e) Calibrador vernier (pie de rey).
Estas piezas como su nombre lo dice son piezas que no cumplen las medidas requeridas, pero
son de gran ayuda para que al ajustar la máquina se mide la pieza obtenida y con esto ajustar
las distancias, las alturas y la posición de los instrumentos.
El instrumento que se utiliza para medir el ancho de la pieza es un micrométrico de exteriores
digital.
Figura 34 Micrométrico de exteriores digital.
72
Y para medir el largo total de la pieza utilizamos un calibrador vernier pie de rey
Figura 35 Medición del largo total de la pieza con un calibrador.
Para medir la distancia interior en la garganta se utilizó un indicador vertical primero se ajustó
a cero con la ayuda de un gauge.
73
Figura 36 Indicador vertical con base 07-bl-5.35.
Para la medición de la cuerda se utiliza otro gouge de pasa y no pasa.
Figura 37 Comprobación de la cuerda de la pieza con el gauge de pasa o no pasa.
74
Figura 38 Gauge 07-db-2.35 de pasa o no pasa para la cuerda.
Se utilizó un comparador óptico para la medición del desahogo de la cuerda.
Figura 39 Desahogo de cuerda.
75
La empresa tiene una política para estas piezas no conformes y para el arranque de la
máquina una vez aprobado el ajuste y se describe a continuación.
Las piezas no-conformes obtenidas durante el proceso de ajuste se deberán colocar
inmediatamente después de ser checadas en el contenedor rojo de cada máquina.
Cuando se encuentre completamente ajustada la máquina , se registran las piezas conforme a
lo indicado en la hoja de instrucción general de inspección (HIN-GAC-O7-01) en el sistema
Super Cep. Todas las medidas deben cumplir con las especificaciones.
El ajustador deberá esperar a que termine el proceso en la máquina para poder proceder a
realizar su limpieza , la cual incluirá que deberá sacar todas la piezas buenas de la máquina y
entregar las 33 piezas que registro y su reporte de ajuste al departamento de calidad para
liberación.
Al mismo tiempo deberá entregar las piezas de no-conforme de ajuste y dependiendo del
tamaño de la pieza y el número de las mismas, éstas deberán ir en el contenedor rojo o bien
en una bolsa de plástico y sellada con grapas ye en ambos casos claramente identificadas con
su tarjeta de producto no-conforme.
Inmediatamente después el encargado de calidad deberá enviar un inspector para verificar la
limpieza de la máquina, para que en caso satisfactorio registrar en la columna de limpieza de
máquina del programa súper Cep la aceptación con su clave y además avisar al Almacén de
Materia Prima la liberación de entrega de material de dicha O.P y ala justador para arrancar la
máquina.
Las producciones trabajadas antes de la liberación por aseguramiento de calidad, se deben
identificar con una tarjeta de material concesionado. En el caso que aseguramiento de calidad
encuentra medidas fuera de especificación, este material concesionado debe seleccionarse al
100 %.
76
La hoja de inspección del estado de los tornos automáticos (FOR-GPR-07-14) se debe llenar
durante el ajuste o cambio de orden de producción por parte del ajustador el cual elaborara
las solicitudes de mantenimiento necesarias por duplicado y entregar una al departamento de
mantenimiento correspondiente, solicitando firme la que se quede en su poder y ésta debe
engraparse en la hoja de inspección del estado de los tornos automáticos llenado.
El ajustador entregara la hoja de inspección y las solicitudes cuando sea el caso al área de
calidad junto con las piezas apara ser liberado de lo contrario se rechaza el ajuste hasta que se
tenga el documento. Cuando se libere el ajuste se deberá regresarlos documentos al jefe de
producción para su archivo correspondiente.
Para la revisión de cálculos de levas existentes se lleva acabo los siguientes puntos :
1. Revisar la velocidad de corte y revoluciones del cabezal
2. Calcular las dos revoluciones, broca y material y escoger la que aplica
3. Tomar las velocidades de corte de las tablas correspondientes o de los catálogos de
herramientas
4. Revisar la producción (pzas/min)
Producción = Revoluciones del cabezal entre revoluciones totales por pieza
5. El resultado permite una variación de ±7% debido a las posibilidades de la máquina
(engranes y producción disponible)
6. Revisar los avances (mm/revolución)
Si existe una diferencia mayor al 7% en el paso anterior, hay que calcular los avances
reales y corregirlos en el cálculo.
7. Determinación del factor de corrección:
Factor =Calculo de producción (producción / minutos). Producción teórica
(revoluciones del cabezal entre las revoluciones totales por pieza)
8. Calcular los avances reales.
9. Multiplicar los avances por el factor para obtener los avances reales
10. Revisar los nuevos avances obtenidos con la tabla de avances para definir en qué
rango se encuentran. (Fino, mediano o fuerte)
Observaciones: Los grados del cálculo no varían pero las revoluciones por operación sí.
77
5.2 Procedimiento para el cálculo del Cpk
El estudio de capacidad en los procesos de fabricación además de comparar la variabilidad del
proceso con las tolerancias demandadas por el cliente persigue otros objetivos relacionados
con la selección de procesos, como son: Tomar decisiones en el rediseño de procesos, evaluar
procesos y comparar procesos.
En los procesos de fabricación la totalidad de los elementos geométricos de una pieza no son
producidos por un único proceso si no que requieren de una secuencia de procesos simples,
por lo que resulta necesaria la combinación de varios procesos. Por ello, lo más económico es
aprovechar al máximo la capacidad de un proceso inicial de fabricación y darle a la pieza el
máximo de atributos en una sola fase, aunque luego debamos completar con otros procesos y
operaciones. Siguiendo esta línea para aprovechar al máximo la capacidad se perseguirá
obtener el caso óptimo donde los límites de tolerancia natural del proceso se encuentren
dentro de los límites de especificación del producto. De esta manera nos aseguramos que toda
la producción cumplirá con las especificaciones. Por último, es necesario mantener una
consistencia entre tolerancia/capacidad/coste de fabricación ya que por ejemplo carece de
sentido asignar tolerancias que no puedan obtenerse con las capacidades de los procesos y
equipos de fabricación, con las técnicas y equipos de medida y con los procesos de regulación
y control establecidos.
El Cpk es un índice de capacidad. Se utiliza para comprobar la calidad de un proceso,
admitiendo algunos límites en las especificaciones, y siempre conjuntamente con el Cp.
El Cp es el valor resultando de la diferencia entre el Límite de Especificación Inferior (LEI), y el
Límite de Especificación Superior (LEP), dividido por un 1 Sigma de las desviaciones. El proceso
se considera como dentro de las especificaciones si el índice Cp ≥ 1,33.
En la formulación del Cp, nos damos cuenta de que en realidad no toma en cuenta donde la
distribución está, podría estar en cualquier sitio. Al contrario, el Cpk toma en cuenta la
ubicación del centro de la distribución. Así, si los valores conseguidos en Cp y Cpk son
idénticos, o por lo menos con valores muy cerca, ya sabemos que la distribución está centrada
en medio de estos límites de especificaciones. Eso es exactamente lo que se suele buscar para
muchos sistemas.
78
El Cpk no incluye un valor objetivo, lo único que hace el Cpk es comprobar que la distribución
está centrada en relación con los límites de las especificaciones.
Sin embargo, estos estudios son bastante controvertidos, ya que resumen mucha información
en un solo valor.
Resultados posibles de Cp:
Cp> 1 se dice que el proceso es capaz, pues prácticamente todos los artículos que produzca
estarán dentro de las tolerancias requeridas.
CP = 1 habrá que vigilar muy de cerca el proceso, pues cualquier pequeño desajuste provocará
que los artículos no sean aceptables.
CP < 1 se dice que el proceso no es capaz.
Para este caso se analiza la altura de la esprea ya que es una de las medidas más críticas,
teniendo una tolerancia de +-0.10mm, obteniendo una altura nominal de 33mm.
Quedando así con un límite máximo de 33.10mm y un límite Mínimo de 32.90mm.
Por medio del sistema Súper Cep se registran las medidas de 33 piezas tomadas al azar del
primer lote, estas fueron los resultados.
De todos los datos obtenemos el promedio, esto es la suma de todos los valores entre la
cantidad de valores, el resultado fue: 33.01mm, se obtiene sigma, que es la raíz cuadrada de la
sumatoria de todos los valores, el resultado fue: 0.021
De la muestra se obtiene el valor mínimo y el valor máximo los cuales son: 32.95 y 33.03
respectivamente, así nos damos cuenta que todas las medidas se encuentran entes rango que
es .05 mm por debajo del nominal y .03 mm por encima del nominal que es 33mm.
A continuación calculamos la X máxima con respecto de Sigma que es: 33.0944 así mismo la x
mínima con respecto de sigma que es: 32.9262
79
Para calcular el Cp se toma el valor de límite máximo menos el límite mínimo entre seis veces
sigma y el resultado que obtuvimos fue de 1.5851
Y de igual manera se calculó el Cpk que es límite máximo menos el valor promedio de los
valores, entre 3 veces sigma y el resultado que obtuvimos fue 1.4222.
Finalmente se obtiene el cálculo de piezas por millón que saldrían defectuosas o que no
cumplieran con esta tolerancia; se observa que de 1 millón de piezas fabricadas en serie con
este ajuste sólo saldrían 10; por lo tanto tiende a cero, lo que nos indica que con este ajuste las
piezas cumplen con la tolerancia indicada.
80
Tabla 8 Lectura de datos utilizados en el cálculo del Cpk.
Esprea Medidas Nominal 33.00 Límite Máximo 33.10 Límite Mínimo 32.90 Nominal Máx. Mín.
1 33 33.000 33.100 32.900
2 32.98 33.000 33.100 32.900
3 33.03 33.000 33.100 32.900
4 33.03 33.000 33.100 32.900
5 32.98 33.000 33.100 32.900
6 33.03 33.000 33.100 32.900
7 33.02 33.000 33.100 32.900
8 33.03 33.000 33.100 32.900
9 32.98 33.000 33.100 32.900
10 33.02 33.000 33.100 32.900
11 33 33.000 33.100 32.900
12 33.02 33.000 33.100 32.900
13 33.03 33.000 33.100 32.900
14 33.03 33.000 33.100 32.900
15 33.03 33.000 33.100 32.900
16 33.01 33.000 33.100 32.900
17 33.02 33.000 33.100 32.900
18 33.02 33.000 33.100 32.900
19 33.03 33.000 33.100 32.900
20 32.99 33.000 33.100 32.900
21 33.02 33.000 33.100 32.900
22 33.03 33.000 33.100 32.900
23 33.03 33.000 33.100 32.900
24 32.99 33.000 33.100 32.900
25 32.95 33.000 33.100 32.900
26 33.01 33.000 33.100 32.900
27 32.98 33.000 33.100 32.900
28 33.03 33.000 33.100 32.900
29 33.02 33.000 33.100 32.900
30 33.03 33.000 33.100 32.900
31 32.99 33.000 33.100 32.900
32 33.01 33.000 33.100 32.900
33 33 33.000 33.100 32.900
Promedio 33.010
Sigma 0.0210
Mínimo 32.9500
Máximo 33.0300
X bar + 4 sigma 33.0944
x bar - 4 sigma 32.9262
Cp 1.5851
Cpk 1.422
Total % Defectuosas / PPM 0.001% 10
Cp1 / % Arriba del límite 1.7480 0.001%
Cp2 / % Debajo del Límite 1.4222 0.000%
81
Figura 40 Gráfica 1.
Finalmente se grafican los valores y se observó que las mediciones registradas en el sistema
Super Cep se conservan muy cerca del valor nominal, como se observa en la figura 36 tal vez
ligeramente por arriba de la nominal, pero lo más importante es que se encuentran dentro
delos limites tanto superior e inferior de los requerimientos de las tolerancias en la altura de la
pieza.
También se graficaron los valores registrados junto con su frecuencia con la que aparecieron
cada uno de ellos como lo muestra la figura 37. Observamos que 22 de los 33 valores
registrados se encuentran por arriba del valor nominal y solo 8 de los 33 valores registrados se
encuentran por abajo del valor nominal y los 3 restantes se encuentran en el valor nominal.
32.80
32.85
32.90
32.95
33.00
33.05
33.10
33.15
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
X Bar
82
Figura 41 Gráfica 2.
0 2 4 6 8 10 12 14
32.95
32.98
32.99
33
33.01
33.02
33.03
32.95 32.98 32.99 33 33.01 33.02 33.03
Frecuencia 1 4 3 3 3 7 12
Frecuencia de las mediciones
83
CONCLUSIONES
Para llevar a cabo la manufactura de piezas mecánicas tanto en tornos de levas como en
centros de maquinado CNC es importante contar con un equipo de gente con experiencia en
cada una de las actividades que se llevan a cabo para desarrollar cualquier proyecto.
Las mejoras que se obtuvieron en la experiencia y en la observación de llevar a cabo el proceso
de ajuste de la máquina que dio inicio a tomar mediciones, hacer pruebas, intercambiar ideas y
hacer un plan de trabajo para cumplir con los requerimientos de la pieza que el cliente exige.
De acuerdo con información recopilada y a lo que he observado durante mi experiencia en
este ramo, algunos de los factores clave que contribuyen a desarrollar proyectos de
manufactura de piezas mecánicas con resultados significativos son:
Establecimiento previo de un sistema de gestión de calidad tal como ISO 9000, QS 9000 GD&T,
con todo lo que implica el compromiso de la dirección, desarrollo del personal, gerencia
participativa, etc. Para que todo sirva de plataforma en la implementación de los proyectos
con alto grado de calidad, compromiso y seguimiento de avances en los proyectos por la alta
dirección, en reuniones periódicas con los coordinadores y líderes de equipos.
Formación e identificación de coordinadores de proyectos que servirán de enlace entre la
dirección y los equipos de trabajo.
Capacitación a todos los niveles involucrados en el proceso y técnicas de trabajo en equipo.
Levar a cabo el ajuste implica que todas las personas involucradas en el proceso estén al tanto
de los resultados obtenidos, para que una vez que el ajuste este revisado y cumpla con los
requerimientos necesarios se lleve a cabo la producción en serie de la pieza, asegurando la
calidad en cada una de la piezas fabricadas.
84
REFERENCIAS
Libros
1. Chevalier. "Dibujo industrial". Limusa. Francia. 2011
2. De Gamo, Paul. "Materiales y procesos de fabricación". Reverte. EUA. 1978
3. Elwood, Bufa. "Administración de la producción". Ediciones orientación. EUA. 1990
4. Erik Oberg y otros. “Machinery’s Handbook". Industrial pres INC. EUA. 2004
5. KalpakjianSerope y Scmind Steven R, "Manufactura, Ingeniería y Tecnología". Pearson
Education. EUA. 2002
Tesis
6. TobíasLópez, Enrique. “Análisis del Diseño de Levas de Disco”. UniversidadAutónoma
de Nuevo León. México. 1987
7. ZabalzaVillava. "Síntesis de Mecanismos y Maquinas". UniversidadPública de Navarra.
España. 2010
85
ANEXO I DIBUJO DE INGENIERÍA
Isometric viewScale: 2:1
Front viewScale: 4:1
33 ±0.1
25.7 ±0.2
0.6 ±0.1
30
2 ±0.1
4.7 ±0.1
6.35
±0.05
0.2 x45°
0.2 x45°
4.4
0.5R 30
2±0.1
2.35
±0.1
3.8
±0.1
6M
5 .1 ±0.1
0.3 x60°
27.65 REF5.35
1.6
![fo.06 Balducci Alessandro [modalità compatibilità]forges.forumpa.it/.../12541/fo_06_balducci_alessandro.pdfAlessandro Balducci –Politecnico di Milano-Le politiche urbane in Italia](https://img.dokumen.tips/doc/110x75/5f062f027e708231d416b693/fo06-balducci-alessandro-modalit-compatibilit-alessandro-balducci-apolitecnico.jpg)
