Tema 1 4 hojas de operaciones que incluyen diseños de dispositivos

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA UNIVERSIDAD DAVINCI CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO CNC UNIDAD I FUNDAMENTOS DE CNC TEMA 1.4 Hojas de operaciones que incluyen diseños de dispositivos

Facilitador y desarrollador de materiales: Victor Raúl Camargo Ruiz

Abril 2016 1.4 Hojas de operaciones que incluyen diseños de dispositivos

Una hoja de operaciones detalla cada acción del proceso de fabricación estableciendo: •

Operación a realizar.

•

Especificación de las herramientas.

•

Número de pasadas.

•

Velocidad de Corte.

•

Avance.

•

Profundidades de corte.

•

Revoluciones por minuto del husillo.

•

Tiempo de maquinado por operación.

De manera opcional, se incluyen las operaciones de montaje como son: 

Montaje principal (por ejemplo en el Chuck de un torno, usando uno o dos puntos).



Montajes secundarios (Contrapuntos, lunetas, perros de arrastre).

Normalmente esta hoja viene acompañada por la hoja de control que especifica las dimensiones relevantes a considerar dentro de los procesos de fabricación, así como los instrumentos que se utilizarán para establecer dicho control, de modo que no deja lugar a dudas las acciones a seguir para lograr la pieza deseada.

A continuación, se presenta un ejemplo de una hoja de operaciones para la fabricación de una base de chumacera, acompañada por la hoja de control dimensional, especificando los instrumentos que se utilizarán para tal fin y el momento en que se debe realizar la verificación de cada proceso de fabricación realizado.

HOJA DE OPERACIONES Nombre de la Pieza: Base de chumacera

No. de parte A2238

Material: Acero AISI 4140

Dimensiones en bruto: 1.5”X 3”

Pasada

Velocidad

Detalle de maquinado

No. de Operación

Descripció n de operación

No.

11

Cilindrado

3

12

Careado

13

14

Avance

Profundida d

Corte

Herramienta

Tiempo

RPM

(mm/min)

(m/min)

2

200

143.6

1200

DCLNR/L 1616H09

3 min

1

2

200

143.6

1200

DCLNR/L 1616H09

0.5 min

Taladrado

1

76.2

150

52.7

1600

SD10314/16.9998-0750 R5

1 min

Cilindrado interior

3

1.5

120

60.3

1200

A08KSCLCR06

4 min

(mm)

VER DIBUJO SR-1012

15

Careado de contracara

1

2

200

143.6

1200

DCLNR/L 1616H09

0.5 min

Figura 1.4.1. Hoja de operaciones.

HOJA DE CONTROL VER DIBUJO SR-1012

FASE 10

20

Cotas a controlar

Nombre de la pieza:

Número de piezas:

Base de Chumacera

145

Instrumento de medida

Control operario

Control Inspección

23.05+-1

Regla metálica

Antes de mecanizar

Al finalizar la fase

22+-0.05

Vernier

Después de cilindrar

19.05+0.04 -0.0

Vernier

Después de cilindrar

8+-0.04

Vernier

Después de cilindrar

9.65+-0.05

Vernier

Después de taladrar

3.30+-0.04

Vernier

Después de taladrar

Al finalizar la fase

35

Rosca M4

Probador de roscas

Después de tallar rosca

Al finalizar la fase

Figura 1.4.2. Hoja de control.

Las hojas de control contienen las tolerancias de la pieza a controlar. Estas tolerancias están en función de la aplicación del producto y deben ser correctamente seleccionadas ya que influyen directamente en el tiempo de mecanizado, y la calidad de la pieza, redundando finalmente en el costo de la misma. De acuerdo a Fernández et al. a modo de guía acerca de la dificultad de mecanizar con unas tolerancias requeridas puede decirse que:

•

“Tolerancias entre 0,125 y 0,25 mm se obtienen fácil y rápidamente.

•

Tolerancias entre 0,025 y 0,05 mm son ligeramente más complicadas de obtener e incrementan los costos de producción.

•

Tolerancias de 0,0125 mm e inferiores requieren herramientas precisas, operarios con más entrenamiento y habilidad, y aumentan sustancialmente los costos de producción”.

La Figura 1.4.3 muestra el cambio en los costos de producci贸n de piezas de acero al modificar las tolerancias.

Figura 1.4.3. Costo relativo de mecanizado vs. Tolerancia y acabado superficial (Fern谩ndez et al., s.f.).

Diseño de dispositivos de sujeción especiales En ocasiones para el trabajo de producción de manufactura y ensamble se requiere diseñar dispositivos que permitan montar los componentes de manera rápida y con la precisión requerida. Para ello los dispositivos deben cumplir con las características siguientes: •

Aumentar la velocidad de montaje.

•

Brindar las fuerzas de montaje correctas.

•

No dañar la pieza durante el montaje, desmontaje y maquinado.

•

Brindar montaje en posición única.

•

Garantizar el cumplimiento de las tolerancias sobre puntos o superficies de referencia.

•

Ser ergonómico.

•

Contar con elementos guías.

•

No contaminar la pieza.

•

No desajustarse.

De manera general las operaciones para el montaje dentro del diseño de manufactura y ensamble son: a) Manipulación •

Identificación de una pieza o componente.

•

Identificación de las caras y puntos de sujeción.

•

Movimientos para orientar la pieza o componente.

•

Sujeción de la pieza o componente

b) Integración •

Inserción de elementos.

•

Colocación de conductores (tuberías y cableados).

•

Llenado de depósitos.

•

Uniones. o

Desmontables (tornillos, chavetas entre otros).

o

Por deformación de herrajes (remaches).

o

Permanentes (Soldadura, caldeo).

c) Ajuste •

Retoque de piezas (rebabeo y limado).

•

Calibraciones mecánicas y eléctricas (detallado de posiciones, uso de torquímetros).

d) Verificación •

Verificaciones dimensionales.

•

Verificación de la funcionalidad del producto.

Estos dispositivos pueden ser de tipo manual o automático, en cuyo caso debe decidirse el sistema de impulsión que puede ser: 

Neumático.



Hidráulico.



Eléctrico.

De acuerdo al tipo de dispositivo de montaje, será la operación indicada en la hoja de ruta, de modo que se pueden simplificar las acciones y con ello reducir los tiempos totales del proceso.

Diseño de dispositivos de alimentación especiales.

Los dispositivos de alimentación especial reducen las operaciones manuales de montaje de piezas en las máquinas herramientas, de modo que la hoja de operaciones se modifica. En el caso del torno se cuenta con: 

Alimentadores de barras largas.



Alimentadores de barras cortas.

Figura 1.4.4. Cargador de barras

En el caso de máquinas fresadoras y taladradoras se cuenta con: 

Mesas duales de montaje.



Sistemas alimentadores por gravedad.

Figura 1.4.5. Mesa dual

De cualquier manera es muy común que las soluciones del mercado no sean 100% adecuadas para las necesidades de fabricación, por lo que puede requerirse un rediseño de estos componentes, una adaptación o bien un diseño completo del sistema para la aplicación particular.

CONCLUSIÓN Las hojas de operaciones detallan la producción de una pieza en particular y definen tanto las herramientas, los accesorios e incluso los dispositivos que deberán fabricarse para optimizar el proceso de producción.

REFERENCIAS Cabrero, J. (2013). Operaciones de mecanizado por medios automáticos.

FMEE0208. México: IC Editorial.

Fernández, J., López, V., Sánchez, R. & Antuña, R. (s.f.). DISEÑO PARA FABRICACIÓN Y ENSAMBLAJE. Gijón, Asturias: Fundación Prodintec Groover, M. (2007). Fundamentos de Manufactura moderna. México: Mc. Graw Hill.

Larrea, M. (2010). Diseño y manufactura asistida por computador (CAD-CAM) en la construcción de pieza con torneado de control numérico CNC. Ecuador: Escuela Superior Politécnica del Litoral.

REFERENCIAS DE FIGURAS Figura del cargador de barras tomada de: Direct Industry. (2016). EL SALÓN ONLINE DE LA INDUSTRIA. Abril 19, 2016, de Direct Industry. Sitio web: http://www.directindustry.es/prod/lns/product-5636506018.html