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Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Mecánica

Trabajo de Tópicos I

Mecanizado de un Niple en torno CNC

Alumno:



Patricio García Leyton

Profesor:



Pedro Corral

Asignatura:



Topico I- Procesos

Fecha: 01/02/2012

Índice.-

Índice.-................................................................................................................ 2 Resumen.-........................................................................................................... 3 Objetivos.-........................................................................................................... 4 Características de los instrumentos y equipos utilizados.-..................................5 Desarrollo del procedimiento de fabricación.-...................................................10 Características de la pieza.-...........................................................................10 Esquema de montaje.-................................................................................... 10 Características de la pieza a mecanizar.-.......................................................14 Planos de fabricación.-................................................................................... 15 Diagrama de trayectorias de la herramienta.-...............................................16 Programación.-............................................................................................... 21 Primera programación................................................................................ 21 Segunda programación (invertir toma de la pieza).....................................21 Tiempos de mecanizado.-................................................................................. 23 Tiempo de programación.-............................................................................. 23 Tiempo cambio de herramienta.-...................................................................23 Tiempo posicionamiento de la pieza en bruto.-.............................................24 Tiempo propio de mecanizado de la pieza.-...................................................24 Primera programación.-.............................................................................. 24 Segunda programación.-............................................................................. 26 Costo de fabricación del Niple.-........................................................................29 Costo Materia Prima....................................................................................... 29 Costo mano de obra....................................................................................... 29 Costo de mantención.-................................................................................... 29 Costo de controlador.-.................................................................................... 30 Costo de programación.-................................................................................ 30 Costo de control de procesos y determinación de fechas mas el costo de preparación fuera de la maquina...................................................................31 Conclusiones.-................................................................................................... 32

Resumen.En el presente informe correspondiente al mecanizado de un Niple mediante la utilización de un torno CNC, presta su principal enfoque a estudiar y analizar todo procesos o etapa para poder logara la obtención de cierta pieza en particular mediante la utilización de un torno CNC, esto hace referencia tanto a la elección del material, datos geométricos de la pieza en cuestión, selección de herramienta de corte, estudio de tiempo, costos asociados ya sean de índole propios del procesos de mecanizado como previos a el , entendiéndose esto ultimo como el costo del programador, mantención, etc. El enfoque principal del proyecto será estudiar y diseñar las etapas que contempla el mecanizado de una pieza, en este caso un Niple, a fin de satisfacer una cierta demanda de producción mensual equivalente a 100.000 piezas al mes. Esto implica que en las siguiente páginas se detallaran una serie de parámetros necesarios para comprender todas la etapas que conforman la construcción de una pieza. Finalmente se debe tener presente que los apartados tiene diversos enfoques, pero todos necesarios para lo que sea desea obtener, es decir, esto parámetros llevados al plano real son exactamente los requeridos. Se debe tener presente que las cualidades de la empresa no son una especificación del trabajo, por lo cual las características propias que tendrá esta empresa serán detalladas en sus apartados correspondientes a fin de destacar y definir tanto la forma de producción como los tiempos asociados a la construcción.

Objetivos.Objetivo General Realizar y aplicar un proyecto de la fabricación de una pieza en un Torno Control Numérico Computarizado evaluándolo bajo las distintas áreas posibles para la ingeniería involucrada. Objetivos Secundarios 

Aplicar conocimientos y teoría de corte de material de una pieza metálica.



Desarrollar documentos e información necesaria para la fabricación de la pieza respectiva del trabajo. Esto es, Planos respectivos, selección adecuada de herramientas de cortes necesarias, etc.



Elaborar y mostrar Código G respectivo de la fabricación de la pieza a realizar



Aplicación de estudios complementarios necesarios de costos, tiempos a nivel de grandes producciones de la pieza de trabajo.



Realizar análisis de los trabajos realizados en este informe enfocado principalmente en las labores y estudios realizados.

Características de los instrumentos y equipos utilizados.En el siguiente apartado se procederá a exponer e identificar los equipos necesarios para la fabricación del Niple en cuestión, por lo cual se darán las características del equipo a utilizar y una breve descripción junto con las características de las herramientas de corte. 1. Torno Control Numérico Computarizado (CNC)  Torno Marca SAEIL  Modelo TNL-35  Panel e interfaz FANUC OT 2. Herramientas de corte: Para esta ocasión se presentaran las características de las herramientas de corte a fin de identificar su geométrica, como sus dimensiones más características junto con el porta herramientas asociado. Se debe tener presente que las herramientas de corte serán seleccionadas del catalogo SANDVICK COROMAN. 2.1. Herramienta de Refrentado (T0101). Esta herramientas es utilizada para realizar la operación de refrentado que permita la obtención de una superficie plana perpendicular al eje de rotación de la pieza. El movimiento de avance es, por tanto, transversal, es decir, perpendicular al eje Z y paralelo al eje X. La herramienta seleccionada corresponde a una placa cuadrada SNMM-PR la cual presente las características de tener un ancho de 12 mm y un IC ½. Esta placa tiene un angulo de incidencia neutro y es Tipo M. El portaherramientas asociado a esta placa en cuestión corresponde al representado en el siguiente esquema, y cuyas características geométricas corresponde a las del cuadro adjunto:

2.2. Herramienta de cilindrado exterior de alto avance (T0202). La finalidad de utilización de esta herramienta corresponde a modificar (reducir en exteriores e incrementar en interiores) el diámetro de una pieza. El movimiento de avance de la herramienta es paralelo al eje Z. La placa que permitirá la realización de esta operación será una placa rómbica de 55°, cuya marca corresponderá a DNMM 150608-PR que tiene como principal característica un l=15mm y un IC ½. Por otro lado similar a lo señalado anteriormente, el mango asociado al trabajo con este tipo de placa será:

2.3. Herramienta de tronzado y ranurado. Esta herramienta permite cortar o tronzar la pieza perpendicularmente al eje de rotación de la piza, permitirá definir el largo final de la pieza. La placa para realizar este tipo de operación, presenta la cualidad de ser una placa de 2 filos con un lc=1,85, un Rc=0,1mm y a.max=19,3 mm. La placa será una 123-GF. El mango a utilizar para esta oportunidad será el siguiente:

Las características serán detallas a continuación:

2.4. Herramienta de roscado. La herramienta debe permitir la obtención de roscas, tornillos en el caso de rosca exterior.

Bajo las condiciones de ser de 20 hilos por pulgada se tiene que la herramienta seleccionada será la que dice paso 20, cuyo código de pedido que tiene una Ha de 1,01 mm y un Hb de 0,18 mm. Esta herramienta debe permitir obtener un paso de 1,270 mm y una altura de diente de 0,813 mm. . El mango a utilizar será una herramienta de mango CoroThread 266, correspondiente a un diseño de sujeción por tornillo.

2.5. Herramienta de taladrado. La herramienta permitirá realizar el taladrado coaxial al eje de rotación de la pieza, para este proceso se situara una broca en el extremo de la contrapunta y se desplazara este con el movimiento de avance hasta conseguir el taladrado.

Para esta pieza el dibujo presentado a continuación destaca que la materia de la broca como ciertas características geométricas serán las mismas tanto para la broca de 10mm y la de 13mm, pero tal como se puede apreciar la única variación que presentaran estas brocas corresponderán a los diámetros que comprenden.



Para la broca más pequeña tenemos:



Para la broca mayor será:

Desarrollo del procedimiento de fabricación.Características de la pieza.La pieza a mecanizar será de latón de ¾ pulgadas, cuyas propiedades son las de presentar una fuerza especifica de aproximadamente kc 0.4=700 con dureza Brinell =90. Se debe tener presente que debido a las características geométricas del Niple a fabricar, corresponderá a una barra en bruto solida de forma hexagonal.

Esquema de montaje.El esquema que será presentado a continuación tiene como finalidad principal explicar en primera instancia el como será tomada la pieza, junto con sus respectivas mordazas. Esto ira acompañado de una breve explicación del proceso que desarrollara cada herramienta a utilizar, es decir, se mostraran las operaciones realizadas por la herramienta T0101, T0202, etc. En primer lugar la forma como irán montadas las herramientas de corte será explicado con la ayuda de la figura expuesta a continuación:

Por otro lado en lo que respecta a sujeción de le pieza, esta será tomada de manera similar a la representada por la figura siguiente, pero con la salvedad fue que la toma será hexagonal, es decir, con 6 perros que permitan tomar la pieza por cada una de sus caras. La pieza en un comienzo será mecanizada hasta cierto punto, luego de realizada aproximadamente 105.000 veces esta operación, la pieza obtenida será colocada en su otros sentido (la parte aun si mecanizar), pero esta vez tomada a una distancia de 4,5 mm del comienzo de su parte hexagonal; esto a fin de poder realizar la segunda operación que permita la obtención de la pieza final. 

Primera toma normal de la barra hexagonal.



Segunda toma luego de cierta sección mecanizada.

A continuación se presentara una representación de las diversas funciones realizadas por las herramientas de corte impuestas para trabajar. El primer proceso a desarrollar será la utilización de la herramienta de tronzado, es decir, la T0101, la cual permitirá realizar el refrentado:

El segundo proceso será el cilindrado, donde la herramienta de corte esta ubicado en la torre en el lugar T0202

.

Esto sera seguido de la utilizacion de la herramienta T0505, la cual tambien permitira realizar el ranurado.

Seguido de esta última acción se procederá a realizar lo correspondiente a la rosca del Niple, esto será realizado utilizando la herramienta ubicada en el T0404.

El proceso de taladrado será realizado por la herramienta ubicada en el lugar T0606 y T0303.Finalmente lo correspondiente a ranurado y tronzado, implica el trabajo con la misma herramienta de corte, la cual esta ubicada en el T0505.

Características de la pieza a mecanizar.La pieza a mecanizar correspondiente a un Niple, presenta la cualidad de ser fabricada en latón cuyas medidas, conforme a lo consultado por el profesor, deben ser consideradas solo sus medidas nominales. Esto implica que se despreciaran las tolerancias a tener en cuenta, se debe destacar que todas las herramientas utilizadas presentan ciertas tolerancias según el tipo que se haya elegido, pero serán despreciadas por términos del trabajo. El Niple corresponde tal como fue señalado, a una pieza de latón hexagonal, esta pieza es simétrica respecto a su eje axial como horizontal y tiene roscado en ambos lados de la pieza. Esta rosca corresponde a una Withworth que tiene 20 hilos por pulgada y un ángulo de 55° correspondiente a este tipo de diente. A continuación mediante la utilización del software SolidWork se desarrollo el modelo de la pieza en cuestión a fin de poder dimensionarla y poder obtener su correspondiente plano de fabricación, las imágenes que serán expuestas a continuación corresponderán a la pieza real comparada con la obtenida con el programa señalado.

Planos de fabricación.En el correspondiente apartado se procederá a entregar el plano de fabricación de la pieza, a fin de comprender las cotas necesarias y destacar las nacientes propias de la fabricación. A su vez se podrá identificar tanto las características de la rosca como la medida de las perforaciones del taladrado. La forma como será expuesto esto será mediante el plano de fabricación que presentara la pieza en forma 3D, acompañado de una imagen de vista principal, superior y corte de una sección especificada.

Diagrama de trayectorias de la herramienta.En lo que respecta a la explicación y representación del diagrama de trayectorias de la herramienta mediante le proceso de mecanizado de la pieza, se debe destacar que para poder realizarla fue necesaria la utilización de un software que pudiese recrear lo correspondiente a un torno CNC, motivo por el cual el software utilizado corresponde al WinUnisoft. Este software no presentan las misma características de operación que el torno CNC a utilizar, es decir, no presentan o no recrea un panel de control similar al torno CNC a utilizar, pero en lo esencial correspondiente a la forma de programación se destaca que el proceso es realizado de la misma forma, ya que la interfaz de trabajo es el FANUC. Mediante la utilización de software es necesarios establecer el cero de trabajo, el tamaño de la barra a utilizar y otros parámetros al igual que en la realidad. Un punto a tener presente es que producto de las condiciones de trabajo impuestas, donde se deberán realizar 100.000 piezas mensuales; se considero que el modo de operación mas recomendable seria realizar un programación que permitiese mecanizar la pieza con ciertas características (las 100.000) y luego tomar de otra forma la pieza para poder mecanizar la otra parte restante (las 100.000). Por la razón expuesta anteriormente es que fue necesario desarrollar 2 programaciones a fin de obtener la pieza final. 1. Primera etapa de mecanizado, posicionamiento del material (T0101). En esta etapa y proceso de posicionamiento de la herramienta permitirá ajustar la pieza en bruto a fin de establecer sus parámetros de mecanizado (destacar que las líneas rojas destacan la trayectoria realizada por la herramienta).

2. Refrentado (T0101).

3. Cilindrado exterior (T0202).

4. Ranurado (T0505)

5. Roscado (T0404)

6. Taladrado agujero menor (T0606)

7. Taladrado agujero mayor (T0303)

8. Tronzado (T0505)



Segunda Programación.-

En lo que respecta a las líneas de trayectoria para la segunda programación, debido a las explicaciones ya establecidas, se puede señalar que no serán mostradas a modo de no ser un proceso repetitivo. Esto debido a que gracias a la simetría de la pieza, el proceso a desarrollar en esta segunda programación involucra los mismos procesos ya mostrados anteriormente, pero con la diferencia que las distancias recorridas serán distintas. De esta manera se puede señalar que basta con revisar las líneas de trayectoria revisadas en lo expuesto en la primera programación para comprender cuales serán las correspondiente para el caso de la segunda programación, se debe tener presente que la única actividad que no será realizada en esta programación corresponderá a la perforación mas pequeña ya que esta en la primera programación ya llego hasta el largo deseado de la pieza, por lo cual esa solo esa línea de trayectoria debe ser omitida.

Programación.La programación correspondiente a ambos procesos mostrados anteriormente corresponde a una programación en código G, la cual será detallada a continuación: Primera programación. M0102 G28 U0 W0; G00 X150. Z150. ; T0101 ; X5. Z 32.7 ; M00 ; X 25.5 ; Z 32.7 ; G96 S80 G99 ; G50 S1000 M03; G01 X0. F06 ; G00 X150. Z150. ; T0202 ; X18. Z33. ; G01X20. Z31.; Z17.7; X25.5; G00X150. Z150.;

T0505 ; X21. Z19.5 ; G01 X 18.5 F0.1 ; X25.5 ; G00 X150. Z150. ; T0404 ; X21. Z 32.7 ; G76 P030055 Q100 R100 ; G76 X18.5 Z19.5 R0 P813 Q250 F1.270 ; G00 X150. Z150. ; T0606 ; X0 Z33. ; G83 R1 ; G83 Z0 Q450 F0.8 ; G00 X150. Z150. ; T0505 ; X18.5 Z-2.; G01 X0.; G00 X150. Z150. ; M30;

Segunda programación (invertir toma de la pieza)

M01 02 G28 U0 W0 ; G00 X150. Z150. ; T01 01 ; X5.

T0505 ; X13. Z1,8 ;

G01 X 11.5 F0.1 X25.5. ; G00 X150. Z150.

Z17; M00; X25. 5; Z15; G96 S80 G99; G50 S1000 M03; G01 X0. F0.6 ; G00 X150. Z150. ; T02 02 ; X12. Z16. 5. ; G01 Z0 ; X25. 5; G00 X150. Z150. ;

; T0404 ; X13. Z 15.5 ; G76 P030055 Q100 R100 G76 X11.5 Z1.8 R0 P813 Q250 F1.270 ; G00 X150. Z150. ; T0303 ; X0. Z17.5.; G83 R1 ; G83 Z0. Q450 F0.8 ; G00 X150. Z150. ; T0505 ; X13. Z1,8.; G01 X11.5 ; X 13. ; G00 X150. Z150. ; M00; M30;

Tiempos de mecanizado.Frente a este punto es necesario tener presente diversos puntos que involucran tanto el proceso de fabricación de la programación como también el de mecanizado de las piezas en cuestión. Se debe tener presente que al momento de estudiar lo referente a los puntos anteriormente señalados se destacan las cantidades de líneas de programación, los correspondientes posicionamientos, cambios de herramienta, etc.

Tiempo de programación.Dentro de este punto se destaca que se tuvieron que elaborar dos programaciones para poder realizar la pieza en cuestión, debido a las razones explicadas anteriormente. Frente a este punto y debido a la complejidad de elaboración a fin de poder cumplir con las medidas y tolerancias requeridas, se considera que el tiempo utilizado por línea de programación será de aproximadamente 5 minutos, debido a esto se calcula que el tiempo utilizado para programar la pieza será: T . elaboracion ( s )=78 lineas∗5

minutos =390 minutos . lineas

Finalmente en lo que respecta a este punto se debe tener presente que cuando se analice en lo que respecta a sus correspondiente costos, este será solo una inversión inicial producto de que la programación queda grabada en el sistema y posteriormente solo debe ser ejecutable. El tiempo en horas para la elaboración de la programación será 3,5 horas.

Tiempo cambio de herramienta.Este tiempo considera lo referente al procesos en el cual la programación vuelve al cero de trabajo para poder modificar la herramienta de corte a fin de desarrollar otro proceso en particular. Para términos de este proyecto se considera que este tiempo será de aproximadamente 5 segundos, lo que implica que el tiempo total de cambio de herramienta para poder desarrollar las dos programaciones será: T . cambio herramienta=T . cambio herramienta∗N ° Cambios.

T . cambio herramienta=5 segundos∗12=60 segundos .

Tiempo posicionamiento de la pieza en bruto.Este tiempo involucra la etapa inicial en la cual se posiciona la pieza en bruto a fin de poder establecer sus parámetros para comenzar su mecanizado, este tiempo es considerado de aproximadamente 10 segundos.

Tiempo propio de mecanizado de la pieza.Este punto es uno de los más relevantes en el desarrollo y estudios de los tiempos, por lo cual será necesario destacar las formulaciones a tener presente para poder calcular los tiempos de operación. Se destaca que cada herramienta presenta su correspondiente avance respectivo estipulado por el catalogo consultado, gracias a este avance y junto con las revoluciones de trabajo que corresponderán a 1400 RPM. Todo estos puntos serán analizados para cada etapa en la cual se ejecutan los comandos G, es decir, cuando se produce un acercamiento a la pieza, se realiza el tronzado, cilindrado, etc. La formulación que permitirá calcular el tiempo de trayectoria para cada caso será: Tiempo=

distancia ( mm ) Avance por minuto

mm ( min )

=

distancia mm avance por rev ∗RPM rev

( )

Para términos de la maquina utilizada se trabajara bajo las condiciones de operación máxima que presenta la maquina, por lo cual el avance por minuto de acuerdo al comando G00 será de 12 m/min. A continuación se presentara una tabla en la cual se mostraran de forma detallada las distancias recorridas como también los tiempos necesarios para cada proceso según los comandos G00, G01, etc. Primera programación.Línea Comandos Programa

1 2

M0102 G28 U0 W0 ;

Distancia Recorrida (mm)

Avance (mm/re v)

Avance por Minuto (mm/min)

Tiempo (s)

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 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

G00 X150. Z150. ; T0101 ; X5. Z 25.5 ; M00 ; X 19. ; Z 24.5 ; G96 S80 G99 ; G50 S1000 M03; G01 X0. F06 ; G00 X150. Z150. ; T0202 ; X17.5 Z26. ; G01 Z15. ; X19. ; G00 X150. Z150. ; T0505 ; X18.5 Z16.8 ; G01 X 15.8 F0.1 ; X19. ; G00 X150. Z150. ; T0404 ; X18.5 Z 25.5 ; G78 P030055 Q100 R100 G78 X15.8 Z16.8 R0 P813 Q250 F1.270 ; G00 X150. Z150. ; T0606 ; X0 Z26. ; G83 R1 ; G83 Z0 Q450 F0.8 ; G00 X150. Z150. ; T0707 ; X0. Z26.; G83 R1 ; G83 Z15. Q450 F0.8 ; G00 X150. Z150. ; T0505 ; X18.5 Z-2.; G01 X0.; G00 X150. Z150. ; M30; TOTAL

0

-

12000

-

191,442

-

12000

0,96

14,000 0,500

-

12000 12000

0,07 0,00

19,000 195,577

0,6 -

840 12000

1,36 0,98

181,472 11,000 1,500 188,112

0,5 0,5 0,5

12000 700 700 12000

0,91 0,94 0,13 0,94

187,175 3 3,200 186,824

0,1 0,1

12000 140 140 12000

0,94 1,29 1,37 0,93

12000

0,91

181,087 65,800

0,1

140

28,20

181,087

-

12000

0,91

194,618

-

12000

0,97

156,800 194,618

0,3 0

420 12000

22,40 0,97

12000

0,97

560 12000

9,27 0,97

12000 140 12000

1,00 7,93 1,07

TIEMPO

86,38

194,618 86,500 194,617 574 200,988 18,500 213,551 3065,58

0,4

0,1

5

Segunda programación.Línea Comandos Programa

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 30 31 32

M0102 G28 U0 W0 ; G00 X150. Z150. ; T0101 ; X5. Z12,5; M00; X19. ; Z10.5; G96 S80 G99; G50 S1000 M03; G01 X0. F0.6 ; G00 X150. Z150. ; T0202 ; X17.5 Z12. ; G01 Z9.5 ; X19. ; G00 X150. Z150. ; T0505 ; X18.5 Z2,8 ; X 15.8 ; X19. ; G00 X150. Z150. ; T0404 ; X18.5 Z 15.5 ; G78 P030055 Q100 R100 G78 X15.8 Z2.8 R0 P813 Q250 F1.270 ; G00 X150. Z150. ; T0707 ; X0. Z13.; G83 R1 ; G83 Z9,5. Q450 F0.8 ; G00 X150. Z150. ; T0505 ;

Distanci a Recorrid a (mm)

TOTAL (s)

Avance (mm/re v)

Avance por Minuto (mm/min )

Tiemp o (s)

-

12000

-

191,442

-

12000

0,96

14,000 2,000

-

12000 12000

0,07 0,01

19,000 204,842

0,6 -

840 12000

1,36 1,02

191,312 2,500 1,500 192,097

0,5 0,5 0,5

12000 700 700 12000

0,96 0,21 0,13 0,96

197,383 3 3,200 197,050

0,1 0,1

12000 140 140 12000

0,99 1,29 1,37 0,99

12000

0,94

188,102 65,800

0,1

140

28,20

181,087

-

12000

0,91

194,618

-

12000

0,97

86,500 205,524

0,3 0

420 12000

12,36 1,03

33 34 35 36

X18.5 Z2,8.; G01 X15.8 ; X 18.5 ; G00 X150. Z150. ;

37

M00; M30; TOTAL

197,383 2,700 2,700 197,383 105

0,1 0,1

2541,124

12000 140 140 12000

0,99 1,16 1,16 0,99

12000

0,99

TIEMPO TOTAL (s)

59,99

Con ambas tablas expuestas se puede destacar que el tiempo total para el desarrollo de la pieza será la sumatoria de los tiempos de programación, por lo cual el tiempo total de fabricación de la pieza será de 146,37 segundos equivalentes a 2,4 minutos. El tiempo recién mostrado será solo lo correspondiente a la ejecución del programa, pero para poder saber el tiempo de mecanizado de la pieza será necesario considerar los tiempos de cambio de herramienta y el posicionamiento de la pieza. La tabla que se presentara a continuación mostrara el tiempo de mecanizado bajo las condiciones establecidas: Tiempo Total Cambio herramienta Posicionamiento material Por trayectoria

segund os 60 10 146,37

Ahora bien bajo las exigencias de producción implantada correspondiente a la fabricación de 10000 piezas, a continuación se mostrara el procedimiento para calcular los tiempos necesarios de fabricación de la pieza. Se debe tener presente que el punto principal es cumplir con la entrega de 10000 piezas por lo cual se debe considerar que a medida que se realiza la producción siempre habrán piezas con desperfectos o que no cumplan con las medidas establecidas, para casos de análisis y estipulado por el profesor este margen de error será de un 5%. Esto implica que la producción real debe ser de 11000 piezas.

Tiempo Total Cambio herramienta Posicionamient o material Por trayectoria Total (s/pieza) Total (m/pieza) Total (Hr/pieza)

60 10 146,37 216,370 175 3,60616 958 0,06010 283

Para analizar y estudiar los tiempos correspondientes se estudiaran cuantas piezas pueden ser realizadas por hora, a fin de poder establecer su correspondiente relación a los días, semanas, meses, etc. Las condiciones de operación de la empresa implican trabajo continuado, es decir, 3 turnos de 8 horas; hasta el día viernes (Días trabajo: lunes- viernes 24 horas). Debido a las fluctuaciones de los meses se estiman que los días trabajados al mes serán 22 días. Análisis Posterior Piezas/hr Piezas/día (24 horas) Piezas/semana (7 días) Piezas/mes (30 días) Piezas/día (24 horas laborales 2 turnos dia/noche) Piezas/semana laboral (5 días) Piezas/mes (22 días Laborales)

17 399 2.79 5 11.9 79 399 1.99 7 8.78 5

Se logra apreciar que no se cumplen con la cantidad de piezas requeridas en el mes, motivo por el cual será necesario trabajar con otro torno CNC a fin de satisfacer la producción requerida. Cantidades

de

Tornos

12

CNC Producción al mes (30 días laborales)

105.419

Costo de fabricación del Niple.En lo que respecta a este tópico se deberán considerar los puntos de costos correspondientes a el valor de la pieza a utilizar, es decir, la barra hexagonal que será el material bruto a mecanizar, esto ira acompañado del costo de mano de obran correspondiente tiempo que toma la fabricación de la pieza en relación al costo operacional de cada trabajador. A su vez se deben considerar las variables correspondientes al mantenimiento preventivo de la maquina y según se necesitase el correspondiente mantenimiento correctivo, finalmente se considerara el costo asociado a la programación producto de que se necesita personal capacitado para diseñar el programa a utilizar. Se debe tener en cuenta un detalle el cual será analizado en términos generales, considerando la vida útil de las placas utilizadas de 20 minutos y su vez se tomara un valor promedio de $3500.

Costo Materia Prima. El material a utilizar como ya fue señalada en el comienzo del informe, corresponderá a latón de “” la cual se vende en largos de 3 metros (empresa barra de latón). El rango de costo de este material será de $3500/m. Esto nos permite identificar que el costo por pieza será: Costo materia prima=3500

( m$ )∗0,028 m=$ 98

Costo mano de obra. Este costo esta asociado a la inversión correspondiente a la mano de obra, el cual esta asociado a un costo de hora hombre maquina la cual para el caso de este informe será de $21.000. Con esto y considerando el tiempo necesario para mecanizar la pieza, se puede estimar que el costo de mano de obra será de: Costo mano de obra=21000

( hr$ )∗0,06 hr =$ 1260

Costo de mantención.Debido a que la maquina debe estar operando bajo las condiciones optimas de trabajo será necesario ir programando mantenimiento preventivos con mayor frecuencia. Esto producto de que al trabajar de forma exigente y continua será necesario dejar una frecuencia semanal de mantenimiento preventivo, ya que tal como fue señalada en el apartado anterior se realiza todos los fines de semana esta operación. Estimando aproximadamente lo que implica este tipo de mantenimiento y considerando un caso de mantención correctiva una vez al mes, se estima que el costo de esta operación esta en un rango de $200.000. Ahora analizando la situación y asociándolo al valor que tendrá este mantenimiento asociado a la pieza en cuestión resulta: Costo unitario mantencion=

$ 200.000∗12 =$ 22,76 105.419

Costo de controlador.Para el caso en cuestión el costo de controlador implica considerar al personal calificado y encargado de revisar que las producciones, es decir, las piezas salgan bajos las tolerancias requeridas. Por esta razón se contemplan 3 personas en turnos de 8 horas que trabajaran miércoles y viernes, cuyos sueldos bordearan los $350.000. Debido a esto el costo unitario avocado a la fabricación de la pieza será: Costo unitario controlador=

350000∗3 =$ 9,9 105419

Costo de programación.Este costo de programación esta asociado al valor que cobrar el programador, que estará asociado al tiempo por línea de programación. El valor correspondiente al programador será de $30.000 hr programador, por lo cual para poder calcular el correspondiente costo de programación será: Costo programacion=30000

( hr$ )∗6,5 hr=$ 195000

Costo de control de procesos y determinación de fechas mas el costo de preparación fuera de la maquina. En estos costos se considera que el ingeniero encargado de realizar la gestión de control de procesos y determinación de fechas, es decir, el encargado de especificar las planificaciones, tiempos de respuestas, etc.; tendrá un sueldo aproximado de $450.000, a su vez en estos costos se pueden asociar lo correspondiente a la preparación fuera de la maquina que implican adquisición de herramientas, gestiones, capacitación, etc. Estos últimos costos señalados bordean el $50000. Debido a todo lo anteriormente señalado el costo total asociado a este punto será de $500000. Finalmente se debe destacar y tener presente que cuando se analiza el costo unitario de fabricación de una pieza, se deben separar los participantes en costos unitarios, los costos repetitivos. Dentro de los costos unitarios se identifica lo correspondiente a costo materia prima, costo mano de obra, costo mantención y costo controlador; mientras que para lo referente a los costos repetitivos se consideraran los costos de programación y los costos de control de procesos. Con la ayuda de la siguiente formulación se estima que el valor unitario de la pieza será: Costo unitario pieza=$ 98+ $ 1260+ $ 22,76+ $ 9,9+ $

( 195000+500000 ) 105419

Costo unitario pieza=$ 1397

Finalmente se debe recordar que el costo unitario de la fabricación de la pieza será de $1397, la cual evaluada a la cantidad que debe ser fabricada (considerando perdidas) se considera que el costo total de producción de las 105419 piezas bordeara los $ 147.270.343.

Conclusiones.En este apartado se procederá a dar paso a las respectivas conclusiones obtenidas mediante el desarrollo del informe, como también se presentaran ciertas observaciones a considerar las cuales tendrán un enfoque de complementar y destacar ciertos puntos de gran importancia para el proceso tanto previo como posterior al mecanizado de la pieza. En primer lugar se debe destacar que con la ayuda de un torno CNC se puede realizar una diversidad de geometrías complejas a bajos tiempos de operación, esto a diferencia de la utilización de un torno convencional en el cual los tiempos se amplían propios del manejo de la maquina, operador, etc. Frente a este punto es necesario señalar que la fabricación de las piezas comprende dos etapas las cuales serán desarrolladas a medida que finaliza una, es decir, primero se desarrollaran alrededor de 105000 piezas con la primera programación y luego se procederá a ejecutar la segunda programación para su elaboración final; frente a esto se destaca que el tiempo de aproximadamente de 3,6 minutos el cual es un rango aceptable, pero puede ser mas corto. Justo en el punto anterior es donde las empresas prestan su principal atención, esto se debe al hecho de que se necesita que el proceso de mecanizado sea el mas optimo posible, por lo cual el programador debe optimizar los recorridos involucrados en cilindrado, cambio de herramientas, etc., a fin de que el tiempo de elaboración de la pieza sea el mas bajo posible. De esta manera y con la ayuda de la tabla de recorrido con tiempos presentada en el informe, se lograr apreciar que existen distancias que pudiesen ser modificadas a fin de reducir los tiempos, estas corresponden principalmente al G00 X150 Z150 donde se produce el cambio de herramienta. Al trabajar con una distancia dentro de lo posible mas baja, se podrán obtener tiempos mas reducidos que se traducirán en una disminución en el correspondiente tiempo necesario para la fabricación. Ahora bien en lo que respecta a los costos para la correspondiente fabricación de la demanda solicitada se deben considerar la presencia del costo del programador, operador, como las correspondientes gestiones tanto de tiempos, mantención, etc. Dentro de este marco es preciso señalar que las mantenciones son realizadas los días sábados y domingo

de todas las semanas a fin de poder prevenir las fallas o corregirlas en tiempos óptimos que no afecten el tiempo estipulado de producción, también es necesario tener presente la cantidad de personal especializados, el costo hora hombre maquina, etc. Todo esto permitió estudiar el costo unitario de la pieza fabricada cuyo valor es alrededor de los $1400; se puede considerar que este precio es un valor muy alto ya que la pieza en el mercado se comercializa a no más de $2000, por esta razón una de las observaciones se centrara en este punto, ya que al realizar un análisis de la producción diaria, mensual tanto como la cantidad de tornos CNC involucrados; se lograr destacar que una reducción de los tiempos de operación, es decir, programación como tiempos propios del operador, permitirán aumentar la producción diaria y a su vez reduciría la cantidad de tornos CNC. Todo esto se reflejara en que el costo unitario por pieza podría reducirse entre un 30% a 35% permitiendo de esta forma aumenta las ganancias de la empresa. Finalmente en este punto destacar que el estudio de costos es solamente estimativos producto del resguardo de información de la empresa frente a ciertos puntos como costo de material, mantención, ingeniería, costo de las placas, etc. Enfocando la mirada en otro punto se debe señalar que existe una diversidad de software que permiten recrear la operación en un torno CNC, esto permite facilitar la compresión del estudiantado frente a este tema. A su vez una de las cualidades del programa es que entrega el diagrama de trayectorias que se realizan para el desarrollo de cierta operación o la construcción en si de la pieza, estas líneas de trayectoria son de gran utilidad ya que permiten identificar la forma como se están realizando los procesos, pudiendo así convertirse en una herramienta que permita estudiar el mejoramiento de la producción. Otro punto a destacar es lo referente a la selección de las herramientas de corte junto con los mangos asociados, en este punto y tal como fue señalado se tuvo que recurrir a los catálogos de la empresa Sanvick a fin de poder identificar algunas herramientas de corte presentes en el mercado. Para este punto fue necesario considerar los requerimientos que debía cumplir las herramientas, es decir, su ancho, ángulo, perfil, etc., esto a su vez acompañado de las recomendaciones de velocidad de corte, avance, etc., puntos que permitieron configurar la maquina a fin de trabajar con estas herramientas dentro de los

parámetros óptimos de operación, permitiendo así obtener mejores piezas como también ocupar la vida útil de la pieza. Finalmente en términos generales se puede señalar que todo procesos de mecanizado nace del punto base correspondiente al plano de la pieza, el cual debe entregar toda la información necesaria para su correcta fabricación, paso seguido se procede a estudiar cuales son las etapas del proceso de mecanizado a realizar juntos con las herramientas de corte participantes, luego todo esto se traduce en una programación y estimación de costos y el equipo de trabajo; por lo cual los planos de fabricación son una de las principales herramientas que debe ser controlada. En lo que respecta a la programación se pudo señalar que todos los tornos CNC presentan diversos tipos de comando según sea el equipo (diferenciaciones de la empresa fabricante), pero en términos generales la metodología y procedimientos es la misma; por lo cual independiente el tipo de torno que se utilice, solo es necesario tener claro los procesos y etapas de fabricación, con las correspondientes coordenadas según sea necesario como también el rango de operación del equipo y luego acomodar todo ese ciclo a los correspondientes comandos del torno CNC utilizado. A modo de observación y con ayuda de lo mencionada en la etapa de producción de las piezas se destaca la consideración de un margen de piezas malas o que no cumplen con los requerimientos de 0,5%, valor que puede ser mayor o menor según la correcta elección de la herramienta de corte como también del estado en el cual se encuentren luego de cierto tiempo de operación.