Procesos De Manufactura

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD)

Facultad de ciencias Básicas e Ingeniería

Programa de Ingeniería Industrial

Procesos de Manofactura

ACTIVIDAD. 10 TRABAJO COLABORATIVO No 2

presentado por,

VÍCTOR ALEXANDER POVEDA SÁNCHEZ

Cód. 1052390141

vicpoveda7@gmail.com

GINA MIREYA USCATEGUI

DIANA MARLENY PAIPILLA GONZALEZ

LEIDY JOHANNA TORRES DÍAZ

Tutor, Alberto Mario Pernett

Curso 332571/ Grupo 114

UNAD

NOVIEMBRE, 10 DE 2012 

INTRODUCCIÓN

Como parte de la formación estudiantil que llevamos en proceso, y reuniendo esfuerzos se a crea el presente trabajo que contiene los diferentes temas de procesos de configuración, el cual para la comprensión de los diferentes subtemas se crearon variadas estrategias para la complementación de la temática.

CONTENIDO

Introducción 2

PARTE I 4

PARTE II 6

PARTE III 8

PARTE IV 11

Conclusiones 14

Bibliografía 15

PARTE I

La figura define una operación de mecanizado en un torno convencional para la pieza mostrada, en acero 1045. (Medidas en mm). Asuma que se le va a realizar una operación de cilindrado al diámetro de la barra (materia prima) hasta llevarla a las medidas mostradas en la figura anterior.

Velocidad de corte para el material (Vc)= 70 m/min

Velocidad de avance F= 0,2 mm/rev

Profundidad máxima (dmax)= 1,5 mm

Si el diámetro de la barra utilizada como materia prima es de 60 mm, ¿Cuánto tiempo toma maquinar toda la pieza?

Vc (velocidad de corte)=70mm/min

S (avance)=0,2mm/rev

a(profundidad)=1,5mm

∅ diametro=60mm

Determinamos el número de RPM así:

n=1000Vc/πd=(1000(70))/(3,1416(60))=371,3

Ya con estos datos obtenidos procedemos a calcular el tiempo principal y tiempo total, según la siguiente tabla:

OPERACIÓN No. HERRAMIENTA Vc N S a la lu l L Nv Tp

DESBASTE" a" 1 BURIL DE DESBASTE 15 37 1 1 5 1 350 346 3 28,054

CAREAR "c" 2 BURIL DERECHO 15 37 1 1 5 1 65 71 45 86,351

DESBASTAR "d" 3 BURIL DE DESBASTE 15 37 1 2 5 0 99 104 25 70,27

CAREAR "d" 4 BURIL DERECHO 15 37 1 1 5 0 49,5 54,5 1 1,473

AFINADO "b" 5 UTIL DE AFINO 24 59 0,5 0,1 5 0 100 105 1 3,5593

VOLTEO 6

DESBASTE "e" 7 BURIL DE DESBASTE 15 37 1 2 5 0 89 94 25 63,514

DESBASTE "f" 8 BURIL DE DESBASTE 15 37 1 1 5 0 49,5 54,5 1

AFINADO "e" 9 UTIL DE AFINO 24 59 0,5 0,1 5 0 90 95 1 3,2203

CAREAR "g" 10 BURIL DERECHO 15 37 1 1 5 0 15 20 45 24,324

TOTAL 280,77

HASTA AQUÍ HEMOS DETERMINADO EL TIEMPO PRINCIPAL Tp=280,77, CONSIDERADO COMO EL 60 % DEL TIEMPO TOTAL DE FABRICACION DE LA PIEZA, REALIZANDO UNA REGLA DE TRES PODEMOS DETERMINAR QUE EL TIEMPO TOTAL

T= 393,07 MINUTOS

Tp 280,766

Tpr 56,1532

Ta 28,0766

Tinp 28,0766

TOTAL 393,073

UTIL SS

PARTE II

Una empresa ensambladora de motores para vehículos quiere contratar la manufactura de un lote de 10.000 pistones como el que se muestra en la figura. Ustedes como grupo asesor de expertos en el tema, ¿Qué material, proceso de conformación forzada y maquinado recomendarían para la fabricación del pistón mostrado? (Justificar ampliamente el material y procesos de manufactura elegidos).Mínimo 2, máximo 4 páginas de extensión.

El pistón es un cilindro abierto por su base inferior, cerrado por en la superior y sujeto a la biela en su parte intermedia. El movimiento del pistón es hacia arriba y abajo en el interior del cilindro, comprime la mezcla, transmite la presión de la combustión al cigüeñal a través de la biela, fuerza la salida de los gases resultantes de la combustión en la carrera de escape y produce un vacío en el cilindro que “aspira” la mezcla en la carrera de aspiración.

El pistón, que a primera vista puede parecer de las piezas más simples, ha sido y es una de las que ha obligado a un mayor estudio. Debe ser ligero, de forma que sean mínimas las cargas de inercia, pero a su vez debe ser lo suficientemente rígido y resistente para soportar el calor y la presión que se desarrolla dentro de la cámara de combustión.

COMO FUNCIONA UN PISTÓN

Para que un pistón funcione se necesita de una serie de piezas entre las que se encuentran anillos, pasador, pines, cilindro, culata, cigüeñal, biela, rodamientos empaques carburador, combustible, aceite, corriente, bujía etc. Con estos elementos bien graduados o sincronizados se necesita que el pistón realice cuatro procesos que son: admisión compresión explosión y escape y con estos factores un motor funciona. Con la anterior información ya tenemos un conocimiento más profundo y nos permite conocer de qué estamos hablando, esto para poder argumentar los criterios a tener en cuenta para su elaboración.

Un pistón es una pieza que trabaja a entre 500 y 17000 rpm revoluciones o vueltas por minuto eso varía dependiendo el tipo de motor además trabaja con comestible y corriente trasformada en chispa cuando se mezcla con el combustible pulverizado con aire, lo que significa que mientras está funcionando este permanece a unas temperaturas muy altas(400 a 500 ºC) debido a la explosión que ocurre producto de la chispa y el combustible pulverizado que estos generen una explosión dentro del motor que le afecta directamente la parte superior del pistón El material elegido para la fabricación de pistones es el aluminio con otras aleaciones porque tiene características especiales que lo hacen ser de gran utilidad para este trabajo y suelen utilizarse aleaciones como: cobre, silicio, magnesio y manganeso entre otros..

Pistones de aluminio fundido (Sufijos P, NP)

Uno de los procesos más antiguos y aún vigente, es el de la fundición de lingotes de aluminio en grandes Crisoles (donde se calientan los metales hasta que se funden o pasan de sólido a líquido) que luego se vacían en moldes enfriados por agua bajo sistemas especiales.

Posteriormente, comienza el proceso de mecanizado, efectuado por diferentes maquinarias controladas por computadoras y por último pasan por una serie de procesos térmicos que les dan las propiedades requeridas por las empresas fabricantes de equipo original. Estos mismos pistones de la marca Sealed Power son los que tienen los vehículos que salen de la fábrica y son los mismos ofrecidos en las repuesteras como piezas de reposición.

Pistones Hipereutecticos (Prefijo H)

Estos pistones son fabricados con modernos sistemas de la más alta tecnología metalúrgica en la cual se emplean nuevas formulaciones que permiten agregar una mayor cantidad de silicio, lográndose una expansión molecular uniforme de los elementos utilizados en su composición. Esta técnica de manufactura proporciona a éstos pistones características especiales, tales como soportar mayor fuerza, resistencia y control de la dilatación a temperaturas altas, disminuyendo el riesgo de que el pistón se pegue o agarre en el cilindro, la vida útil es

Mayor ya que las ranuras de los anillos y el orificio del pasador del pistón son más duraderos, además se puede instalar en los nuevos motores e igualmente se usan en motores de años anteriores. Esta particular tecnología de los pistones Sealed Power se impone en especial para las nuevas generaciones de motores de alta compresión. Al usar pistones con prefijo “H” su reparación será confiable (figura 2).

PISTONES CON CAPA DE RECUBRIMIENTO (SUFIJO C)

Los primeros minutos de funcionamiento de un motor nuevo o reparado son cruciales para la vida del motor. Los pistones de la marca

Sealed Power han estado a la vanguardia de la tecnología del recubrimiento de las faldas del pistón. Inicialmente se utilizó el estaño (éste le da un color opaco figura 3) pero por ser nocivo a la salud ha sido eliminado por los fabricantes de pistones. En sustitución se está aplicando el nuevo recubrimiento anti-fricción compuesto por molibdeno y grafito en las faldas (dándole un color negro, figura

Los pistones FORJADOS:

Los pistones forjados están construidos con aleaciones de aluminio y como mencionamos con anterioridad el material tiene una densidad muy alta, esa mayor densidad en el material nos permite poder disipar mayor temperatura en el mismo tiempo que un pistón original, otra ventaja es de que los pistones forjados son un poco más livianos que los pistones originales, esto es gracias a que el fabricante puede construir pistones con una pared de menor espesor para conseguir la misma resistencia.

Sin embargo el material de los pistones forjados a menudo tiene mucho menos contenido de Silicio que los pistones originales y sufre una dilatación mayor hasta llegar a su temperatura normal de funcionamiento. Esto requiere que los cilindros tengan más “luz” que si utilizáramos pistones normales.

Tener más luz en los cilindros no es beneficioso, con esto aumenta el consumo de aceite y podemos perder rendimiento por perdidas de sellado en el cilindro.

También podemos decir que los pistones forjados pueden ser más ruidosos en su funcionamiento en frío, debido a la mayor luz que tiene con su cilindro, pero una vez que alcanzan su temperatura normal de funci0onamiento no hay diferencias con uno original.

Ventajas:

-Son mucho más resistentes

-Soportan mayor número de rpm de motor sin riesgo de rotura

-Permiten una mayor disipación de temperatura

Desventajas:

-Sufren una dilatación mayor

-Debido a la mayor dilatación los cilindros deberán llevar mas “luz con lo cual se puede llegar a aumentar un poco el consumo de aceite

-En frío el motor puede tener un funcionamiento más ruidoso. PARTE III

PARTE III

¿En qué se distingue el maquinado de otros procesos de manufactura?

Mecanizado.

El mecanizado es un proceso de fabricación el cual consiste en la remoción de material por medio de desprendimiento de viruta o por abrasión, con el cual se logra la formación de una pieza con una figura geometría especifica. Este proceso no está compuesto por una sola operación si no, por el conjunto de varias operaciones las cuales logran alcanzar la pieza final. Este proceso lo podemos realizar a partir de piezas ya elaboradas como lingotes, al maquinar estas piezas podemos obtener el producto ya acabo o semi-acabado para posteriormente darle el acabado final.

Hay tres tipos de maquinados en los cuales tenemos el maquinado convencional, el cual una herramienta de corte conocida como buril es utilizada mecánicamente para cortar el material y así poder obtener la pieza deseada, en este tipo te maquinado tenemos 3 operación importantes que son el torneado, el fresado y taladrado. En el otro tipo de mecanizado tenemos dos procesos que son las operaciones de molido y los demás procesos abrasivo y por ultimo como, tercer clase de mecanizado tenemos el maquinado no convencional el cual esta compuesto por 3 procesos que son, el maquinado electromecánico, el proceso de energía térmica, el proceso de energía mecánica y el maquinado químico.

Al ser el mecanizado uno de los procesos de manufactura más importantes y utilizado en la industria, no hace ponernos a pensar cuales son las ventajas y las desventajas que este proceso de fabricación nos brinda. Como ventajas del proceso de maquinado tenemos que:

• Podemos obtener gran precisión en el acabado de la pieza. Es decir es mucho más preciso que otros procesos.

• Mejores acabados que muchos otros procesos de fabricación.

• La obtención de variedades de figuras y formas de las piezas.

• Amplia gama de materiales a los cuales se le puede aplicar el proceso de mecanizado.

Y como todo proceso de fabricación el mecanizado también tiene varias desventajas desde el punto de vista tecnológico y comercial como:

Se requiere mano de obra calificada para trabajar en este proceso.

Desperdicio del material.

Consumo de tiempo.

Tipos de operaciones de maquinado.

El proceso de maquinada como se había nombrado antes no es un proceso unitario si no una grupo de varios procesos, a continuación vamos a nombrar los procesos de maquinado básicos y los principales que son: el torneado, taladrado y fresado. Aunque estas son solo algunas de las varias operaciones de maquinado, este es un proceso el cual cuanta con múltiples procesos como lo son el cepillado, el perfilado, escariado, entre otra. Por lo general estos procesos son utilizados para darla el acabado final a la pieza.

Identifique algunas de las razones por las que el maquinado es comercial y tecnológicamente importante.

Por las fuerza en el corte de materiales lo que implica el diseño de piezas que lo hacen netamente comercial por lo que implica este producto en el mercado.

Utilizados fuerzas perpendiculares como son la fuerza de fricción: es la que resiste el flujo de la viruta a lo largo de la cara inclinada de la herramienta.

La fuerza normal a la fricción es perpendicular a la fuerza de fricción. Estos dos componentes se pueden utilizar para definir el coeficiente de fricción entre la herramienta y la viruta.

Defina la diferencia entre las operaciones de desbaste primario y las de acabado en maquinado.

Las de acabado en maquinado se puede aplicar a una amplia variedad de materiales de trabajo prácticamente todos los metales sólidos se pueden maquinar. Los plásticos y los compuestos plásticos se pueden cortar también por maquinado. Mientras las operaciones de devasté primario mientras que la de devaste primario se usan para remover grandes cantidades de material de la pieza de trabajo inicial tan rápido como sea posible a fin de producir una forma cercana a la requerida pero dejando algún material en la pieza para una operación posterior de acabado

PARTE IV

Investigando en las diferentes fuentes bibliográficas sugeridas para la actividad, establezcan un cuadro comparativo que muestre, a nivel general, las similitudes y diferencias que logren identificar entre el moldeo, extrusión, laminación y soldadura de materiales plásticos y los mismos procesos para materiales metálicos.

Materiales Plásticos / Materiales Metálicos

PROCESO SIMILITUDES DIFERENCIAS

Moldeo De alguna u otra forma los procesos para los materiales plásticos que son las técnicas de composición, contacto, inyección, soplado. Pueden ser aplicados a los materiales metálicos, pero se deben tener en cuenta los compuestos que se irán a trabajar para cada material En los metales para moldear una pieza solida es necesario los procesos de maquinado por medio del torneado, taladrado, fresado, cepillado, aserrado, mandrilado, brochado; siendo estas herramientas de corte, ya que para los líquidos es necesario tener una pieza para el colado combinando las ventajas de la fundición y la forja del material metálico. (El rincon del Vago, 2009) (WIKIPEDIA, 2012)

Extrusión Método en el cual un material calentado o sin calentar, es forzado a pasar por un orificio que le da forma y lo transforma en una pieza larga de sección transversal constante. Las diferencias se basan más directamente con los materiales a los cuales se les aplica este proceso.

Para metales son aluminio, cobre, plomo estaño, magnesio, zinc, acero y titanio.

Para los plásticos usa astillas plásticas o pellets que están usualmente secas en un depósito de alimentación. (WIKIPEDIA, 2012) (Construmatica)

Laminación Aplicable para ambos materiales ya que es trabaja como el proceso de deformación volumétrica en el que se reduce el espesor inicial del material manipulado, mediante las fuerzas de compresión que ejercen dos rodillos sobre estos materiales. (LABORATORIO DE PRODUCCIÓN, 2008)

Por el tipo de trabajo que se lleva a cabo en la laminación se puede concluir que no tiene diferencias pos es el mismo proceso para ambos materiales. (WIKIPEDIA, 2012)

Soldadura Pos la única semejanza es la unión de una pieza con la otra. La soldadura para los materiales plásticos se basa en fusión (unión de piezas), la soldadura se efectúa moderadamente con sopletes eléctricos de alta frecuencia.

Para los materiales metálicos, encontramos los tipos de soldaduras que son por arco, a gas, por resistencia, por rayo de energía. (WIKIPEDIA, 2012)

CONCLUSIONES

la importancia de los procesos industriales de manufactura es que cumplen unas funciones que las maquinas automatizadas no pueden realizar tales como: costuras finas - procesos diminutos, entre otros. Aunque en el futuro existirán maquinas automatizadas capaces de realizar este trabajo pero no con la misma calidad, esta es la ventaja de la manufactura en relación a los procesos automatizados.

Como trabajo colaborativo final, nos enseña a que el compromiso y la buena comunicación hace que se vean resultados satisfactorios a la hora de una buena consolidación.

La aplicación de éste programa, coopera el trabajo en equipo y garantiza el compromiso del personal, ya que tiene relación directa e involucra la participación de los integrantes del grupo.

BIBLIOGRAFÍA

Guerrero, O. E. (2008). Procesos de manofactura. Bogotá: Universidad Nacional Abierta y a Distancia - UNAD.

Hydro en Argentina. (s.f.). Recuperado el 4 de Noviembre de 2012, de http://www.hydro.com/es/Hydro-en-Argentina/Aluminio/Propiedades/

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