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organizacin de empresas e sistemas de produccin e fabricacin 1

Descriptor: Calidad Dimensional

ndice

Introduccin

Normalizacin

Tolerancias y ajustes.

Tolerancias geomtricas

Extensin de la N. al proceso de

fabricacin

IGES

STEP

STEP-NC

Tema 1.- La Normalizacin en los procesos de fabricacin

Objetivos.-

Revisar conceptos de

normalizacin. Tolerancias

geomtricas y de formas

Introducir formatos estndares

para intercambio de

informacin geomtrica


Necesidad a partir de la evolucin de una fabricacin artesana a una fabricacin en serie en la que se exige repetitividad y se deben obtener productos con una tolerancia donde la dimensin puede variar sin afectar su intercambiabilidad.

Aspectos competitivos:

globalizacin de la economa

elementos diferenciadores entre las empresas

valor aadido

acercamiento al cliente

Calidad: Entendida como garanta de satisfaccin de necesidades de los clientes, es una forma de concretar esos valores y, todava ms, es importante que existan garantas ante terceros de la permanencia en la calidad.

Referencia ISO 9000: Conceptos bsicos de la calidad, Configuracin del Sistema, Redaccin de Procedimientos, Certificacin

Introduccin


Normalizacin (i)

Actividad por la que se unifican criterios respecto a determinadas materias

y se posibilita la utilizacin de un lenguaje comn en un campo de actividad

concreto" (Ley 21/1992, de 16 de julio, de Industria)

"Actividad propia a dar soluciones de aplicacin repetitiva a problemas que

provienen esencialmente de las esferas de la ciencia, de la tcnica y de la

economa, con vistas a la obtencin del grado ptimo, en un contexto dado"

(Definicin de ISO " International Organization for Standardization").

En particular, esta actividad consiste en la elaboracin, difusin y aplicacin

de normas.

En el mundo de la fabricacin es el modo de garantizar las caractersticas de

piezas o montajes


Qu es una norma?

"Especificacin tcnica de aplicacin repetitiva o continuada cuya observancia no es obligatoria, establecida con participacin de todas las partes interesadas, que aprueba un organismo reconocido a nivel nacional o internacional, por su actividad normativa" (LEY 21/1992, de 16 de julio, de Industria).

"Especificacin tcnica, u otro documento accesible al pblico, establecido con la cooperacin y el consenso general de todas las partes interesadas, fundado en los resultados conjugados de la ciencia, la tecnologa y la experiencia, con vistas al progreso ptimo de la comunidad, y aprobado por un organismo con actividades normativas" (Definicin de ISO " International Organization for Standardization" ) http://www.iso.ch

Cuando en las anteriores definiciones de "norma", se dice que se establecen con el consenso de "las partes interesadas", se refieren a: Fabricantes; Administraciones; Usuarios y consumidores; Centros de investigacin y laboratorios; Asociaciones y Colegios Profesionales; Agentes Sociales, etc.

Normalizacin (ii)


Quin elabora las normas?

Organismos de Normalizacin, que se clasifican por su mbito geogrfico: Nacionales, Regionales, Internacionales.

Nacionales: organismo reconocido legalmente en mbito nacional. Espaa: AENOR (RD 2200/1995).

Regionales: organismo de normalizacin regional, de mbito continental, agrupa a un nmero de Organismos Nacionales. Europa: CEN, CENELEC y ETSI. AENOR canaliza intereses y participacin de los agentes socioeconmicos de nuestro pas en la normalizacin europea.

Internacionales: organismos de normalizacin de mbito mundial. Los ms conocidos son: CEI/IEC (Comit Electrotcnico Internacional) para el rea elctrica, UIT/ITU (Unin Internacional de Telecomunicaciones) para el sector de las telecomunicaciones e ISO (Organizacin Internacional de Normalizacin) para el resto. AENOR organismo nacional miembro de CEI/IEC e ISO.

Normalizacin (iii)


Sobre qu tratan las normas?

El campo de actividad al que puede hacer referencia una norma es muy amplio:

Caractersticas de materiales.

Productos: Tuberas, persianas, cables, bolsas, juguetes, ventanas, etc.

Mtodos de ensayo.

Gestin de la calidad.

Gestin medioambiental.

Etc.

Dada la diversidad de las materias que se normalizan, las normas pueden constar de:

Definiciones y terminologa

Especificaciones de productos y materiales.

Medidas, mediciones y tolerancias.

Medios de verificacin, ensayo y anlisis.

Smbolos grficos.

Etc.

Normalizacin (iv)


Ventajas

La normalizacin presenta las siguientes ventajas a los agentes sociales:

Para los fabricantes:

Clasifica los tipos de productos;

Facilita la comercializacin de los productos y su exportacin;

Ayuda a definir las especificaciones de los productos en los documentos de compra

Para los consumidores:

Establece niveles de calidad y seguridad de los productos y servicios;

Informa de las caractersticas del producto;

Facilita la comparacin de las caractersticas de los productos de diferentes ofertas.

Para la Administracin:

Simplifica la elaboracin de textos legales;

Ayuda a establecer polticas de calidad, medioambientales y de seguridad; Facilita el comercio.

Normalizacin (v)


Problema:

Imposibilidad de fabricar piezas de dimensiones exactas.

La precisin de fabricacin depende de la mquina-herramienta

Ninguna mquina puede fabricar con error cero

Tolerancias dimensionales:

Fijan una zona de tolerancia

permitida a las cotas funcionales.

Se puede garantizar un error mximo

en la fabricacin

Se puede especificar un error

mximo para que la pieza cumpla

especificaciones

Tolerancias y ajustes (i)

Sistema de tolerancia: conjunto de

principios, reglas, frmulas y tablas

que permiten una seleccin racional

de tolerancias para la produccin

econmica de piezas intercambiables


Nuevo problema:

Esta forma de especificar tolerancias no garantiza la correccin de las piezas

Pueden cumplir especificaciones piezas que no serviran para el montaje

Por tanto No se ha garantizado la intercambiabilidad

Solucin: TOLERANCIAS GEOMTRICAS o DE FORMA

Se garantiza cilindricidad, rectitud, etc.

Tambin se establecen mrgenes de aceptacin

Tolerancias y ajustes (ii)


Tolerancias y ajustes (iii)

Notaciones (ISO, salvo las desviaciones) en las tolerancias dimensionales:

Dimensin nominal (dN, DN) o cota nominal (CN) Dimensin mxima (dM, DM) o cota mxima admisible

Dimensin mnima (dm, Dm) o cota mnima admisible

Tolerancia especfica (t, T )

Desviacin superior ( ds, DS)

Desviacin inferior (di, Di


Posicin de la tolerancia:

La zona de t. no tiene porqu estar centrada respecto de la cota nominal

La posicin de la zona de t. determinar el comportamiento en cuanto a ajuste

Se consideran tres tipos de ajuste distintos:

Ajuste fijo (con aprieto): el juego es siempre menor que cero

Ajuste mvil (con juego): el juego es siempre mayor que cero

Ajuste indeterminado: juego mayor o menor que cero

Tolerancias y ajustes (iv)

Ajuste: relacin entre las medidas de 2 piezas que encajan: eje y agujero

Eje: pieza que encaja en otra (independientemente de su forma)

Agujero: pieza en la que encaja la primera (independientemente de su forma)

Juego: diferencia entre la medida exterior del eje y la medida interior del agujero


Tolerancias y ajustes (v)


Para caracterizar la tolerancia de una dimensin se utilizan dos valores:

1. Magnitud de la zona de tolerancia

2. Posicin de la zona de tolerancia respecto de la lnea cero

1. Magnitud de la tolerancia:

Se mide en micras

La norma establece calidades o ndices de tolerancia

Los ndices de tolerancia se numeran en orden decreciente de calidad

IT01 indica mxima calidad

IT18 indica mnima calidad

El valor de la tolerancia en micras es funcin de IT y de la cota nominal

Tolerancias y ajustes (vi)


Tabla de t. en micras para una determinada medida

Tolerancias y ajustes (vii)


2. Estandarizacin de las posiciones de tolerancia:

Se indica la posicin relativa de la zona de tolerancia respecto de la lnea cero

(diferencia de referencia)

Se establece una tabla para ejes y una tabla para agujeros con 21 posibles

posiciones (de la A a la Z)

a-h: para ejes indica una medida siempre menor que la medida nominal

k-z: para ejes indica una medida siempre mayor que la medida nominal

A-H: para agujeros indica una medida siempre mayor que la medida nominal

K-Z: para agujeros indica un medida siempre menor que la medida nominal

Tolerancias y ajustes (viii)


Tolerancias y ajustes (ix)

Posiciones de tolerancia para ejes


Tolerancias y ajustes (x)

Posiciones de tolerancia para agujeros


Tolerancias geomtricas (i)

Tolerancia geomtrica para un

elemento:

Define la zona donde debe

encontrarse dicho elemento

Se evitan as los problemas

mostrados para las tolerancias

dimensionales.

Tres grupos de t. geomtricas:

Forma de elementos aislados

Orientacin de elementos

asociados

Posicin de elementos

asociados


Tolerancias geomtricas (ii)

Tolerancias: se especifican en recuadros normalizados

Elementos de referencia: se sealan con tringulos


Extensin al proceso de fabricacin (i)

Factores para la consideracin global de los problemas de normalizacin:

1er Factor: Los medios de descripcin de productos a fabricar han evolucionado,

y lo seguirn haciendo, hacia descripciones ms completas y complejas.

Plano digital

Descripciones

inteligentes


Extensin al proceso de fabricacin (ii)

2 Factor: Necesidad de intercambiabilidad a escala global


Intentos de estandarizacin:

IGES: nivel CAD-CAM

STEP: comprende todo el ciclo de vida de un producto

PDES: versin ANSI de STEP

IGES: Initial Graphics Exchange Specification

Estndar ANSI (SET en Francia, y VDAFS en Alemania)

Pensado para compatibilizar los distintos entornos CAD-CAM

Acta como un sistema intermediario

Extensin al proceso de fabricacin (iii)


The first version of IGES was developed in 1980 in response to demands from government and industry for a neutral file format permitting the exchange of data between dissimilar CAD or CAM systems. In 1981, IGES was approved as an ANSI standard. Since then, many enhancements have been made, including the significant additions listed in the following table.

IGES version Date Added features

1.0 1980 Mechanical 2D and 3D drawings.

2.0 1983 Sculptured surfaces, rational B-splines, finite elements, and electricaldrawings.

3.0 1986 Manufacturing AEC (architecture, engineering, and construction), and piping drawings.

4.0 1985. CSG (constructive solid geometry) solids.

5.0 1990 Primarily consolidation and rationalization of existing formats to improve the quality and robustness of existing entities.

5.1 1991 Boundary-representational (B-rep) solids. See Overview of Solid Modeling and IGES.

5.2 1993 European character set and several clarifications; published as an ANSI standard.

5.3 1996 Unbounded Lines (110:1 and 110:2), several new Properties (406), and further clarifications. Year 2000 compliance.

IGES


STEP: STandard for the Exchange of Product model data

Estndar ISO para todos los aspectos de datos tcnicos de productos

Puede representar caractersticas fsicas y funcionales de los productos

Casi todos los sistemas CAD/CAM contienen un mdulo de lectura y escritura de datos definidos por uno de los APs de STEP.

Soporta muchos protocolos bajo la misma estructura. Cada AP desarrolla un estndar de intercambio de datos para cada aplicacin (CAD, CAPP (Computer Aided Process Planning).

El objetivo es cubrir el ciclo de vida del producto, desde diseo a deshecho, para todo tipo de productos

PDES: Product Data Exchange Standard

Intento de estandarizacin previo a STEP

Es un estndar ANSI

Actualmente se cie a las especificaciones STEP

STEP (i)


Ejemplos de protocolos utilizados por STEP

Part 201 Explicit Drafting

Part 202 Associative Drafting

Part 203 Configuration Controlled Design

Part 207 Sheet Metal Dies and Blocks

Part 208 Life Cycle Product Change Process

Part 209 Design Through Analysis of Composite and Metallic Structures

Part 210 Electronic Printed Circuit Assembly, Design and Manufacturing

Part 213 Numerical Control Process Plans for Machined Parts

Part 214 Core Data for Automotive Mechanical Design Processes

Part 215 Ship Arrangement

Part 238 Integrated CNC Machining

Part 240 Process Planning

STEP (ii)


STEP-NC (i)

STEP-NC defines a CNC part program as a series of operations that remove material defined by features. The features supported include holes, slots, pockets and volumes defined by 3D surfaces.

STEP-NC has the AP-238 within the STEP framework. A key feature of STEP-NC AP-238 programs is that they are machine and organization independent.

Tipos de sistemas que usan STEP


If a machine has the underlying capabilities (axes, table size etc), then a STEP-NC "compiler" should be able convert the part program into a sequence of tool movements for that machine.

If a CNC has a Tool Cutter Programming (TCP) interface then the tool movements can be executed directly without converting to axis movements. This has two significant consequences for industry. This has two significant consequences for industry:

1.If parts can always be rapidly manufactured from an AP-238 description, then there is no longer a requirement to keep copies of those parts in the inventory.

2. If parts can be made independently of the axis codes, then the same CNC program can be run on many machines. This allows a part program to be made once and run anywhere. A study has shown that a mid sized machine shop could save as much as $0.5M per year in reduced CAM costs, less waste, and greater throughput if it received reliable machine independent CNC data from its customers.

STEP-NC (ii)


STEP-NC (iii)


Information can be lost in the pipeline because incomplete data is sent from the CAD to the CAM, because fixes to the geometry are made in the CAM and not communicated back to the CAD, because only the surface data is communicated to the post, and most of all, because the RS274D standard only allows axis movement data to be communicated to the control. This means that no adjustments can be made on the control in response to changes in the available tooling, the control cannot optimize the machining process for the capabilities of the selected machine, and the operator cannot rely on software in the control to check the safety of the set-up and the program.

In the new method enterprises can continue to use their existing systems for CAD, CADD and CAM, but the end result is sent to the CNC as a STEP-NC AP-238 file instead of an RS274D file

STEP-NC (iv)


The change is small because no systems need to change only the interfaces, but the advantages are significant:

The AP-238 file can make developing a CNC part program more efficient because the programmer only has to describe the tasks to be performed on the machine and not the tool motions necessary to achieve those tasks.

The AP-238 file allows a CNC to optimize and check a part program for the tooling available at the time of manufacturing instead of having it fixed at the time of planning.

The AP-238 file reduces the requirement for drawings on the shop floor and it allows manufacturing to send requests for changes back to design by annotating the original full fidelity design information.

The AP-238 file makes manufacturing data portable between machines and organizations and allows a part to be made on any machine with sufficient resources (axes, table size etc).

STEP-NC (v)

Org. de empr. e sistemas de produccin e fabricacin 1

Indice:

Introduccin.

Trabajo de deformacin plstica

Mtodo del Trabajo Ideal.

Aplicacin a procesos de trefilado

Aplicacin a extrusin de una

barra.

Reduccin mxima de estirado.

Deformacin homognea y no

homognea

Tema 6. Clculo de cargas en deformacin plstica

Bloque Temtico I: Procesos y Sistemas de Fabricacin

Objetivos

Entender y saber aplicar los

principios de calculo de tensiones

para procesos de deformacin

plstica


La teora del conformado de los metales tiene dos objetivos principales:

Clculo de la deformacin del material.

Clculo de las cargas requeridas para producir esa deformacin.

Prctica industrial basada en originar cambios de forma requeridos, sin introducir tensiones ni deformaciones perjudiciales. Esto rige el tipo de procesos elegido, y el equipo se proyecta de manera que proporcione y resista las cargas implicadas.

El clculo de las cargas y la evaluacin de los efectos de las variaciones de los parmetros del proceso de conformado, tiene gran importancia en la utilizacin adecuada de los recursos (mquinas y equipos) para tratar de conseguir las ms altas productividades posibles.

Introduccin (i)


La estrategia es, sin ignorar reglas y frmulas empricas, utilizar mtodos adecuados al nivel de dificultad que entrae el clculo, dada la complejidad, en muchos casos, de las operaciones reales. En procesos fundamentales sencillos (laminacin, forja, extrusin, estirado) se puede conseguir una buena exactitud.

En este curso se ver slo el Mtodo del trabajo ideal o para deformacin homognea, sin contemplar mtodos que permitan valorar otras contribuciones al trabajo, como el rozamiento y la distorsin interna.

Aplicaremos este mtodo a algunos procesos, para as poder elegir adecuadamente ciertas condiciones de trabajo, como por ejemplo la reduccin mxima.

Introduccin (ii)


El trabajo total WT , tiene tres componentes: WT = WH + WR + WA WH ; Trabajo ideal o para deformacin homognea.

WR ; Trabajo debido al rozamiento en la interfase herr.-pieza.

WA ; Trabajo adicional debido a la distorsin interna

En la fig. un estirado a travs con matriz en cua, la matriz obliga al metal a deformarse de manera que existe una cizalladura adicional provoca el WA

Trabajo de deformacin plstica


La manera ms sencilla de deformarse un metal es la que se ve en un ensayo de traccin. La probeta es libre de deformarse, sin estar restringida por ningn cuerpo externo.

Es un principio general que esta deformacin homognea requiere menos trabajo y, en consecuencia, una carga menor que cualquier otro tipo de deformacin.

Proporciona un valor mnimo para la carga necesaria que en cualquier otra operacin que produzca la misma variacin final del rea de la seccin transversal. En un trefilado con matriz, se introduce rozamiento y distorsin, incrementando el trabajo.

Mtodo del Trabajo ideal (i)


Frmula de trabajo para la deformacin homognea

En el ejemplo anterior la carga acta directamente sobre la seccin transversal que se deforma y, por tanto, el mtodo no es aplicable a otros casos, por lo que se debe plantear uno ms general.

Para condiciones sencillas de traccin o compresin, as como para procesos ms complejos, como estirado, se puede considerar el trabajo realizado en la deformacin de un pequeo elemento, e integrarlo a lo largo de toda la regin de deformacin. As para una traccin uniaxial:

El incremento de trabajo, al aumentar la longitud de la probeta

es:

Por unidad de volumen:

lYAW )(W W l

YV Al l

0, 321 Yl

Mtodo del Trabajo ideal (v)


Podemos suponer que V = cte, e integrar entre l0 y l1:

El trabajo ideal para deformacin homognea es, por

tanto, el rea de la curva tensin deformacin, que se

puede obtener directamente considerando la tensin de

fluencia media :

1 1

0 0

l

l

W dlY Yd

V l

Y

1

0

1

0

lnl

l

lW dlY Y

V l l

Mtodo del Trabajo ideal (vi)


Es el mtodo ms simple basado en un balance energtico. El trabajo externo

debe igualarse a la energa consumida en la deformacin de una pieza. El

proceso se asume que sea ideal en el sentido que el trabajo externo es

completamente utilizado, nicamente, en causar deformacin. Los efectos de

la friccin y de la deformacin no homognea son ignorados.

Para emplear esta tcnica, es necesario prever un proceso ideal, que produzca

el cambio de forma deseado mediante deformacin homognea. Como

ejemplo se puede pensar en el estirado o extrusin de barras, cuyo proceso

ideal que representa el cambio de forma es un ensayo de traccin.

Para reducir una barra de A0 hasta A bajo una tensin de traccin requiere,

como hemos visto, un trabajo por unidad de volumen igual al rea bajo la

curva de tensin real-deformacin natural dentro de los lmites

comprendidos.

Mtodo del Trabajo ideal (vii)


En el trefilado (fig. pg. 14), el trabajo realizado por la fuerza de

estirado F1 cuando que se mueve desde la posicin de partida hasta la

longitud total l1 del alambre estirado es

Como se supone deformacin homognea: entonces

y puesto que V = l0A0 = 11A1, la carga vale:

Es generalizado, tambin, el uso de la reduccin de rea, por lo que la

frmula anterior se puede expresar como:

, y la tensin de trefilado vale:

111 lFW

0

1lnl

lYVW

11

1 0

lnlV

F Yl l

1

01

0

11 lnln

A

AYA

l

lYAF

rYAF

1

1ln1 r

YA

F

1

1ln

1

1

Aplicaciones a procesos de trefilado (i)


Aplicaciones a procesos de trefilado (ii)


Podemos aplicar tambin la frmula de trabajo para

obtener la presin de extrusin. En la extrusin la

fuerza se aplica al tocho original de rea A0. Esta fuerza

se mueve una distancia igual a la longitud del tocho

original y su trabajo es:

Este trabajo es igual al de deformacin homognea y al

despejar nos queda:

000 )( lpAW

1

0lnA

AYExtr

Aplicaciones a extrusin de una barra


La reduccin mxima de estirado en una pasada viene determinada por la tensin mxima posible que es la de fluencia del material a la salida de la matriz

Se supone que hay poca acritud: Ya = Ymedia con lo cual:

De esta manera vemos que la reduccin mxima posible, para deformacin homognea (lubrificacin perfecta), es de un 63%.

Debemos tener en cuenta que la distorsin interna y el rozamiento disminuyen este porcentaje.

aa Y

1 11; ln ln

1 1

aa a

a m m

Y YY r r

7,21

1 1

erm

63,07,2

11 mr

Reduccin mxima de estirado


Deformacin homognea y no homognea

Organizacin de empresas y Sistemas de Produccin y Fabricacin 1 1

TEMA 1.- Introduccin. Clasificacin de los Procesos de

Fabricacin

ndice

Objetivos del curso en Tecnologas de Fabricacin

Contenido curricular en ingeniera de fabricacin

Clasificacin de los Procesos de Fabricacin.

Objetivos de la Clasificacin

Modelo morfolgico de Procesos de Fabricacin

Taxonoma de los Procesos de Fabricacin

Taxonoma de Materiales

Descriptor: Ingeniera de Fabricacin


Clasificar procesos de fabricacin. Familiarizacin. Conocer relaciones mutuas.

Identificar caractersticas y capacidades de diferentes procesos para poder hacer recomendaciones respecto a su idoneidad para fabricar distintas piezas

Entender relaciones causa/efecto de parmetros de los procesos, para, a partir de los datos, hacer recomendaciones de qu parmetros permiten obtener los resultados deseados.

Aprender a tomar decisiones bsicas respecto al diseo de la pieza.

Ejecucin pre-profesional de procesos, con equipo real y virtual, para desarrollar perspectiva ingenieril de capacidades de procesos.

Objetivos del curso


Contenido curricular en ingeniera de

fabricacin (i)*

Materiales y Procesos de Fabricacin

Entender comportamientos y propiedades de los materiales a medida que son alteradas e influidas por los procesos de fabricacin

Procesado, Ensamblaje, e Ingeniera del Producto

Entender el diseo de productos, del equipo, utillaje y entorno necesario para su fabricacin.

Fabricacin Competitiva

Entender la creacin de ventajas competitivas a travs de la estrategia, planificacin, y el control de la fabricacin

Diseo de Sistemas de Fabricacin

Entender el anlisis, sntesis, y control de las operaciones de fabricacin usando mtodos basados en la estadstica y el clculo

* Debidas a ABET (Acreditation Board for Engineering and Technology)



fabricacin (ii)



fabricacin (iii)

Qu se fabrica? Definir piezas y elementos constituyentes bajo

especificaciones del proyecto de diseo.

Con qu? Determinar materiales, medios, mquinas, utillaje,

herramientas, as como los recursos humanos adecuados.

Cmo? Organizacin de los recursos y de la tecnologa para optimizar

el proceso. Determinar procedimientos y parmetros adecuados. Definir

secuencias o gamas de fabricacin, hojas de ruta e instrucciones, etc.

Cundo? Programar la produccin teniendo en cuenta el proceso, sus

tiempos de preparacin y fabricacin. Determinar las influencias sobre

los tiempos de ciclos productivos y de diseo.

Por qu? Se ha de justificar la seleccin de medios y utillaje en funcin

de la viabilidad econmica de la industrializacin del proyecto de

diseo, teniendo en cuenta la calidad requerida por las especificaciones.


Clasificacin de los Procesos de Fabricacin

Un factor determinante en mejorar la fabricacin y el desarrollo de sistemas de produccin automatizados es un profundo conocimiento de los procesos, datos y condiciones bajo las cuales se llevan a cabo

Decisiones de diseo (materiales, tolerancias, formas, tamaos, funcin del producto) repercuten hasta en un 70 % sobre los costes de fabricacin, decisiones que tambin afectan a calidad, respuesta rpida y satisfaccin a clientes.

Fabricacin: Actividad Interdisciplinar, afecta a todas las fases de la empresa

300 procesos identificados. Su nmero sigue en aumento.

No es posible ensearlos todos. Dificultad de informacin sobre posibilidades de procesamiento.

Planteamiento: agruparlos en familias. Estudiar sus caractersticas para obtener y asimilar ms fcilmente bases de conocimiento slidas.

Conocimientos nuevos pueden incorporarse fcilmente.


Objetivos de la Clasificacin

Facilita la planificacin del proceso (CAPP)

Permite valorar mejor las capacidades de proceso: raramente descritas

por los gestores de fabricacin, provocando desajustes entre

capacidades y necesidades, como por ejemplo, tolerancias bajas que

aumentan piezas defectuosas o altas que incrementan los costos

Ayuda a la recuperacin e integracin de la informacin en las

actividades de ingeniera de diseo y fabricacin, con una referencia de

informacin relacionada con los procesos ms usados

Permite de forma simultnea el estudio de un proceso individual,

identificando a la vez sus atributos crticos.

Familiarizacin con los procesos de fabricacin de dispositivos a

disear o mejorar, lo que puede conducir a la realizacin de productos

ms prcticos, menos costosos y mejor diseados para el consumidor.


Modelo morfolgico de Proceso de

Fabricacin (i)

Se pueden describir los procesos a travs de modelos que representen sus caractersticas comunes.

El modelo morfolgico, desarrollado por Alting, muestra que un proceso puede ser descrito mediante un sistema de flujos: flujo de material, flujo de energa y flujo de informacin

Nos centramos en el flujo de material, que puede ser descrito, a su vez, por tres caractersticas:

Tipo de proceso

Estado del material de la pieza

Naturaleza de la energa del proceso


Modelo morfolgico de Proceso de

Fabricacin (ii)


Tipo de Proceso

Se pueden establecer dos grandes categoras o divisiones:

Procesos de Conformado en los que se cambia la geometra o forma bsica de la pieza.

Procesos de no conformado o procesos de Tratamiento, que cambian las propiedades del material de la pieza.

Los procesos de conformado pueden dividirse a su vez en tres subcategoras, atendiendo al tipo de flujo de material:

Conservacin de masa: dM = 0, dM es el cambio de masa

Reduccin de masa: la geometra se obtiene eliminando parte del material de trabajo inicial de la pieza, dM < 0.

Procesos de unin: dos o ms componentes se unen, de forma permanente, para producir un nuevo componente, dM > 0.


Estado del material

Dentro de cada uno de los tres tipos bsicos de procesos de conformado, el material de la pieza puede existir en diferentes estados fsicos.

El material de la pieza puede ser procesado en estado

Slido

Lquido

Granular

vapor.

En cada estado, se puede usar una energa de procesado diferente para conformar el material


Naturaleza de la Energa del Proceso

Para cada tipo de proceso de conformado y para un estado de material de la pieza, slo se pueden utilizar ciertos mtodos de

procesamiento del material en funcin del tipo de energa

proporcionada al proceso. Este mtodo bsico, o naturaleza, de

interaccin entre proceso y pieza puede ser:

Mecnica (p.ej., deformacin plstica, corte)

Trmica (p.ej., fusin, evaporacin)

Qumica (p.ej., disolucin)

Los procesos de tratamiento modifican propiedades de los

materiales. Estos procesos se clasifican de acuerdo con sus

funciones (p.ej., un tratamiento trmico puede modificar las

propiedades de la superficie)


Etapas de un proceso de conformado

Normalmente la ejecucin de un proceso de conformado puede ser dividida en las siguientes tres etapas:

Preparacin del material de la pieza

Conformado

Estabilizacin de la forma del material de la pieza

Ejemplo: En un proceso de fundicin,

La preparacin es la fusin del material.

El conformado es la operacin de rellenar, de forma

mecnica, la cavidad de la matriz con el material fundido.

La estabilizacin es la etapa de solidificacin del material de

la pieza


Taxonoma de Procesos de Fabricacin (i)

Basndonos en los tres elementos del sistema de flujo de material, se pueden agrupar los procesos por familias creando una taxonoma* de los procesos de fabricacin conocidos.

En los captulos siguientes analizaremos distintas familias, basndonos en sus caractersticas comunes.

Se seleccionarn algunos procesos individuales, aportando informacin adicional para su comprensin y aplicacin.

La descripcin de cada proceso tratar de seguir, en principio, un formato preestablecido.

La seleccin de los procesos individuales se basa en las prioridades del entorno industrial y en las indicaciones establecidas en el proyecto de clasificacin considerado.

* Ciencia que trata de los principios, mtodos y fines de la clasificacin. Se aplica para la

ordenacin jerarquizada y sistemtica ( con sus nombres, grupos, etc.)


Taxonoma de Procesos de Fabricacin (ii)

Fuente: Allen, Dell K., y Paul R. Smith, Process Classification, Monografa No. 5, Computer Aided

Manufacturing Laboratory Brigham, Brigham Young University, Provo, Utah, Enero 1980.


Taxonoma de materiales en ingeniera

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