Practica 1. Modelado de Pieza

PRÁCTICA No 1. MODELADO DE PIEZAS

MANUFACTURA AVANZADA PRÁCTICA 1.

INGENIERIA MECATRÓNICA

ASIGNATURA:

MANUFACTURA AVANZADA

CATEDRÁTICO:

NG. JAVIER PALACIOS LOPEZ

PRÁCTICA 1. MODELADO DE PIEZA

INTEGRANTES:

CORONACERVANTES ZABDIELRIVERA DELGADO VALERIA

OBJETIVO: El alumno realiza el modelado de dos piezas o productos indicando las características necesarias como dimensión, tolerancias, forma geométrica y procesos de elaboración que se requieran para obtener el productor terminado.

COMPETENCIA A DESARROLLAR EN EL ALUMNO: 1. Uso y aplicación del vernier y mocrometro (instrumentos de medicion)2. Interpretación y realización de planos de productos3. Identificar procesos para la fabricación

MATERIAL Y EQUIPO: Vernier Cuenta-hilos Micrómetro Goniómetro Medidor de altura Dos piezas

INTRODUCCIÓN:

¿QUÉ ES LA MANUFACTURA?La palabra manufactura se deriva de las palabras latinas manus (mano) y factus (hacer); la combinación de ambas significa hecho a mano. La palabra manufactura tiene varios siglos de antigüedad, y “hecho a mano” describe en forma adecuada los métodos manuales que se utilizaban cuando se acuñó la expresión.1 La mayor parte de la manufactura moderna se lleva a cabo por medio de maquinaria automatizada y controlada por computadora que se supervisa manualmente.

Como campo de estudio en el contexto moderno, la manufactura se puede definir de dos maneras: una tecnológica y la otra económica. En el sentido tecnológico, la manufactura es la aplicación de procesos físicos y químicos para alterar la geometría, propiedades o apariencia de un material de inicio dado para fabricar piezas o productos; la manufactura también incluye el ensamble de piezas múltiples para fabricar productos. Los procesos para llevar a cabo la manufactura involucran una combinación de máquinas, herramientas, energía y trabajo manual.

El tipo de manufactura que una empresa realiza depende de la clase de producto que fabrica. Esta relación se va a analizar primero con el examen de los tipos de industrias manufactureras, y después con la identificación de los productos que generan. Industrias manufactureras La industria consiste en empresas y organizaciones que producen o suministran bienes y servicios. Las industrias se clasifican como primarias, secundarias o terciarias. Las industrias primarias cultivan y explotan recursos naturales, tales como la agricultura y minería. Las industrias secundarias toman las salidas de las primarias y las convierten en bienes de consumo y capital. En esta categoría, la manufactura es la actividad principal, pero también quedan incluidas las construcciones y la generación de energía. Las industrias terciarias constituyen el sector de servicios de la economía.


PROCESOS DE MANUFACTURALos procesos de manufactura se dividen en dos tipos básicos: 1) las operaciones del proceso, y 2) las del ensamblado. Una operación del proceso hace que un material de trabajo pase de un estado de acabado a otro más avanzado que está más cerca del producto final que se desea. Se agrega valor cambiando la geometría, las propiedades o la apariencia del material de inicio. En general, las operaciones del proceso se ejecutan sobre partes discretas del trabajo, pero algunas también son aplicables a artículos ensamblados. Una operación de ensamblado une dos o más componentes a fin de crear una entidad nueva, llamada ensamble, subensamble o algún otro término que se refiera al proceso de unión (por ejemplo, un ensamble soldado se denomina soldadura).

EL DISEÑO Y LA MANUFACTURA


El diseño del producto es guiado por la necesidad de crear nuevos y mejores productos, evitando conflictos entre las restricciones, como alta calidad, bajo costo y corto tiempo de entrega. Los diseñadores deben simultáneamente considerar la naturaleza de la parte, las propiedades del material, y las características particulares de los procesos de manufactura. A partir de esta perspectiva, el diseñador puede realizar mejoras a la definición de la pieza que reduzca el costo e incremente la calidad.

Sin embargo, los diseñadores tienen conocimientos limitados sobre el proceso de manufactura y las implicaciones de las decisiones tomadas durante el proceso de diseño, especialmente cuando las tolerancias especificadas en las partes causan problemas. Cualquier ajuste requerido después de la etapa del diseño tendrá como resultado una penalización en tiempo o un costo extra. Las deficiencias en el diseño del producto repercuten en las subsecuentes etapas de la manufactura.

Un importante paso para enfrentar este reto es realizar un análisis de manufactura en las etapas iniciales del proceso de diseño. Realizando este análisis se puede conocer los costos de manufactura del producto, e idealmente el diseñador debería involucrarse en cómo el producto puede ser modificado para incrementar la manufacturabilidad.

Peter Drucker llama a la situación actual de la manufactura como la tercera revolución industrial. La primera revolución se dio con el uso de la potencia generada por motores de vapor, la segunda revolución industrial empieza cuando las máquinas eran movidas con motores eléctricos y la tercera se da cuando se gana flexibilidad y se realiza la manufactura de forma económica. La tercera revolución industrial es en la cual el procesamiento de la información se convierte en parte de la máquina o herramienta, la producción pasa de manual a operaciones basadas en conocimiento.

Por lo que para obtener un diseño apropiado que satisfaga el desempeño, los requisitos tanto del cliente como del fabricante, se debe contar con bases de datos distribuidas que integren la información de diseño y de fabricación, así como, una metodología que permita analizar las diferentes etapas del ciclo del producto.

DISEÑO PARA MANUFACTURAOriginalmente el diseño era responsabilidad de una o dos personas quienes desarrollaban el concepto, el diseño, el prototipo y tenían el conocimiento de cómo manufacturar el diseño. Con los avances de la tecnología y el incremento de la competencia, la estructura de las fábricas cambió.

La experiencia muestra que el 70% del costo de manufactura se decide en el proceso de diseño, también que los resultados del proceso de diseño puede cambiar el costo de manufactura de un producto en 50%. De aquí la importancia del DFM, y el porque se realizan una gran cantidad de trabajos relacionados con diseñar productos que sean fáciles y económicamente manufacturables.


El DFM se define como el enfoque para diseñar productos, donde: el diseño tienen una rápida transición en producción, el producto es manufacturado al mínimo costo, el producto es manufacturado con el mínimo de esfuerzo en términos de procesamientos y manejo de material, y el producto cumple con el nivel de calidad diseñado EVALUACIÓN DE LA MANUFACTURAUna de las partes fundamentales de los sistemas de DFM, es la forma de evaluar la manufacturabilidad. Las métricas de manufacturabilidad usualmente son algunas las siguientes:

Boleana: ésta es la evaluación básica de la manufacturabilidad, la evaluación es sencilla y sólo reporta como resultado si la parte puede o no ser manufacturada. Se utiliza usualmente en la generación de planes de proceso.

Costo: la estimación del costo ha sido una importante área de estudio en manufactura y mercadeo. El costo de manufactura (mano de obra para fabricar el producto, complejidad en términos de número de partes, parámetros, características, nivel de precisión requerida, tolerancias, ajustes, número de elementos de unión) es equivalente a una medida. Dado que las operaciones de manufactura están asociadas con el costo, es sencillo basarse en los recursos requeridos para producir un producto.

Tiempo: el tiempo de manufactura también es equivalente a una medición del proceso de manufactura.

Medición cualitativa: en este caso se definen adjetivos calificadores como bueno, excelente, etc. Sin embargo dichas mediciones son difíciles de interpretar y comparar.

Abstractas: cada atributo de la parte se puede evaluar por un índice asociado.

Muchos de los sistemas de evaluación de la manufactura directamente o indirectamente se basan en características. La evaluación se realiza en dos etapas. En la primera etapa se realiza utilizando guías de DFM y la segunda etapa utiliza la geometría o las características del modelo, después realiza un análisis que se basa en la comparación de planes de manufactura.

DIMENSIONES Y TOLERANCIAS

La ANSI [3] define dimensión como el “valor numérico expresado en las unidades apropiadas de medida, que se indica en un plano y otros documentos junto con líneas, símbolos y notas para definir el tamaño o característica geométrica, o ambas, de una pieza o característica de una pieza”. Las dimensiones de una pieza en un plano o dibujo representan los tamaños nominales o básicos de la pieza y sus características. Éstos son los valores que el diseñador querría que la pieza tuviera, si pudiera fabricarse con un tamaño exacto, sin errores ni variaciones en el


proceso de fabricación. Sin embargo, en el proceso de manufactura hay variaciones que se manifiestan como variaciones en el tamaño de la pieza. Las tolerancias se utilizan para definir los límites de la variación permitida. Al citar otra vez el estándar de ANSI [3], tolerancia es “la cantidad total que está permitido que una dimensión específica varíe. La tolerancia es la diferencia entre los límites máximo y mínimo”.

Las dimensiones límite son un método alternativo de especificar la variación permisible en el tamaño de un elemento de una pieza; consisten en las dimensiones máxima y mínima permitidas:

Ciertos procesos de manufactura son inherentemente más exactos que otros. La mayoría de procesos de maquinado son muy exactos, capaces de alcanzar tolerancias de ±0.05 mm (±0.002 in) o mejores.

Las tolerancias se basan en la capacidad de los procesos para la operación particular de manufactura. La tolerancia que debe especificarse es función del tamaño de la pieza; entre más grandes sean las piezas, requieren tolerancias más generosas. En la tabla se enlistan tolerancias para piezas de tamaño moderado en cada categoría de procesamiento.

ATRIBUTOS GEOMÉTRICOSLas dimensiones y tolerancias normalmente se expresan como valores lineales (longitud). Hay otros atributos geométricos de las piezas que también son


importantes, tales como la planicidad de una superficie, la redondez de una flecha o agujero, el paralelismo entre dos superficies, etcétera.

DESARROLLO:

1) Realizar un plano de pieza indicando las partes que conforman el producto (plano de despiece)

2) Realizar un dibujo isométrico de la pieza o producto donde indique las vistas necesarias para su elaboración, así como también sus dimensiones y tolerancias

3) Elaborar un diagrama de flujo de los procesos requeridos para elaborar la pieza como producto terminado, identificando la forma geométrica y materiales requeridos

CONCLUSIONES


BIBLIOGRAFÍA “Fundamentos de manufactura moderna”, Mikel P. Groover, Mc Graw Hill,

(pp. 2-10,79-87) http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/

132.248.52.100/647/A5.pdf?sequence=5


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