Download - procesos de manufactura
Republica Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular
Para la Educación
UDO Núcleo Bolívar
Extensión: UEPO
Tecno. Sistemas Industriales
Manufactura sección 1
Profesor Bachilleres
Pedro Silva Pino Lexer 21249878
Chirinos Roberto 20300268
Rueda Sirmaris 21497985
Moisés González 20805904
Emilys Acevedo 19905200
San Félix-Estado Bolívar, 12 de junio del 2012
Introducción
Esta parte del proceso es de gran importancia ya que se conserva las propiedades del
material o articulo esto se hace en un lugar apropiado y cercano al proceso. Existen
diferentes formas de almacenamiento. Lo fundamental es ahorrar tiempo y espacio en la
producción.
Se utiliza una línea de producción en la fabricación repetitiva como puesto de trabajo, y se
trata bien de una clasificación de varias estaciones de tratamiento, bien de un tratamiento
individual. Al utilizar las líneas de producción, puede registrar las estaciones de tratamiento
en un entorno repetitivo o de proceso con muchos más detalles de los necesarios.
En un proceso de manufactura, los materiales Entran en el almacén; salen de él para su
transformación; salen otra vez para otra fase ulterior de la elaboración; vuelven a entrar y
así sucesivamente, hasta que, por último, vuelven al almacenamiento en forma de producto
final ya acabado y a punto para ser embarcado o enviado. Cada vez que se entrega una
mercancía, o que se saca del almacén, este movimiento se anota en los registros de
inventarios.
MODELO GENERAL DE PRODUCCIÓN
FASES FUNDAMENTALES DE UN PROCESO DE MANUFACTURA
ALMACENAMIENTO
Esta parte del proceso es de gran importancia ya que se conserva las propiedades
del material o articulo esto se hace en un lugar apropiado y cercano al proceso. Existen
diferentes formas de almacenamiento. Lo fundamental es ahorrar tiempo y espacio en la
producción.
Los amortiguadores aumentan el tamaño del almacén de entrada y de salida
Almacenes entre estaciones: son utilizados cuando el operador necesita manipular el
artículo, este es retenido en el mismo transportador y luego devuelto ala línea.
Almacenes debido al diseño del transportador: en estos casos el almacén puede ser
simplemente cajas, mesas etc. Se utiliza para transporte entre estaciones, el transportador
puede ser un operario o algún vehículo
.
Almacenes fuera de línea: son importantes cuando la línea de producción esta en reposo,
la función es almacenar los artículos por un corto tiempo mientras se reanuda la
producción, en algunos casos puede ser el mismo transportador.
TIPOS DE ALMACENAMIENTO DE PRODUCTO POR LARGO TIEMPO:
1. Almacenamiento al piso: el sistema menos eficiente pues consiste en almacenar
aleatoriamente artículos en un solo nivel del piso.
2. Almacenamiento en anaqueles y estantería estáticos : muy utilizados por sus
bajos costos y mantenimiento pero son adecuados para muy escasa actividad.
3. Cajones: es un anaquel que se mueve hacia dentro y hacia fuera, tiene cuatro
paredes y esta encerrado pueden estar montados en estantes.
4. Maquinas de almacenamiento/despacho : en este caso se utiliza un vehículo
recolector con el cual se hace más fácil reunir los artículos y además almacenarlos
por un buen lazo de tiempo.
ABREVIATURA TIPO DE
ALMACENAMIENTO
EJEMPLOS
MP Materia prima en espera de
procesamiento fabril
laminas de acero
PT Partes terminadas en espera
de usarse en manufactura
Piezas vaciadas, ensambles
comprados
SU Suministros, suministros de
mantenimiento de
registros, suministros de
oficina, suministros de
empaque, herramienta,
suministros de fabricación
Brocas para taladro,
varillas de soldadura,
pintura, cera para piso
bombillas de iluminación,
cajas de cartón, etiquetas
de embarque registros de
personal, catálogos
facturas.
EQ Equipo, equipo auxiliar,
contenedores, equipo de
manejo de material,
equipo de fabricación sin
usar.
Tornos extra, barredoras de
piso, montacargas de
horquilla, ganchos de
transportador extra,
plataformas
AF Artículos fabricados entre
operaciones
1. Entre fabricación y
ensamblaje
2. Entre operaciones
Prensa completa, prensa
moldeada antes de taladrar
DR Desechos y proceso
1. Material o unidades
de desecho
2. Reproceso
Lascas del torno, papel
roto, unidades que no se
pueden fijar, empaques del
proveedor
ET Equipo personal Abrigos, almuerzos
PT Productos terminados Unidades completas en
empaques, listas para el
embarque
TRANSPORTE
Este se divide en dos partes:
Despacho
El despacho es el acto de enviar una determinada mercancía a un destino final, tiene
inmersas una serie de actividades tales como: seleccionar el vehículo, embalajes, ubicación
en muelle de carga, personal y equipos de cargue, ubicación de la mercancía, facturas y
remisiones, documentos de viaje e instrucciones de ruta , sellos de seguridad y entrega al
transportador.
Al despacho como tal no se le ha dado la importancia y peso que debiese, pero en
realidad es la realización de la entrega planeada en una venta y la forma como nuestro
producto sale de nuestro poder a ubicarse en las manos del cliente.
Mediante el despacho estamos contribuyendo a que el ciclo de nuestro producto sea
ágil y mostrando esta presteza podemos dar certeza de la eficiencia de toda una
organización.
Descargue
El descargue es la actividad completamente opuesta al despacho, pero con los
mismos factores de trabajo, básicamente es la recepción por lo general de materia prima ó
productos terminados y que son vitales en nuestra operación.
Estas actividades generalmente son: Conocimiento previo de mercancía en tránsito
(Inventario Rodante), Programación de cita de descargue, Ubicación dentro del CEDI,
Programación de equipo y personal de descargue, Firma de documentos ( Remesa).
Mediante el descargue incorporamos físicamente las mercancías y materias primas
que nuestra actividad demanda, es sumamente importante esta actividad pues desde el
conocimiento de la mercancía en tránsito podemos avizorar los procesos sub-siguientes y
programarlos y planificarlos de la manera que la operación sea óptima.
MECANIZADO
Son las divisiones que tiene un proceso en el cual se transforma la materia prima o
semielaborada en un producto o parte del producto.
Cada fase consta de un mini proceso con sus respectivas maquinas, equipos, materiales
y controladores.
1. Mecanizado por arranque de viruta
2. Mecanizado por abrasión
3. Movimientos de corte
4. Trabajos manuales y trabajos hechos con máquina herramienta
o 4.1 Mecanizado manual
o 4.2 Mecanizado con máquina herramienta
1. Mecanizado Por Arranque De Viruta
El material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un
desperdicio o viruta. La herramienta consta, generalmente, de uno o varios filos o cuchillas
que separan la viruta de la pieza en cada pasada. En el mecanizado por arranque de viruta
se dan procesos de desbaste (eliminación de mucho material con poca precisión; proceso
intermedio) y de acabado (eliminación de poco material con mucha precisión; proceso
final). Sin embargo, tiene una limitación física: no se puede eliminar todo el material que se
quiera porque llega un momento en que el esfuerzo para apretar la herramienta contra la
pieza es tan liviano que la herramienta no penetra y no se llega a extraer viruta.
2. Mecanizado por abrasión
Muela abrasiva.
La abrasión es la eliminación de material desgastando la pieza en pequeñas
cantidades, desprendiendo partículas de material, en muchos casos, incandescente. Este
proceso se realiza por la acción de una herramienta característica, la muela abrasiva. En
este caso, la herramienta (muela) está formada por partículas de material abrasivo muy duro
unidas por un aglutinante. Esta forma de eliminar material rayando la superficie de la pieza,
necesita menos fuerza para eliminar material apretando la herramienta contra la pieza, por
lo que permite que se puedan dar pasadas de mucho menor espesor. La precisión que se
puede obtener por abrasión y el acabado superficial puede ser muy buena pero los tiempos
productivos son muy prolongados.
3. Movimientos de corte
En el proceso de mecanizado por arranque de material intervienen dos movimientos,
el movimiento de corte, por el cual la herramienta corta el material, y el movimiento de
avance, por el cual la herramienta encuentra nuevo material para cortar. Cada uno de estos
dos movimientos lo puede tener la pieza o la herramienta según el tipo de mecanizado.
4. Trabajos manuales y trabajos hechos con máquina herramienta
4.1 Mecanizado manual
Los manuales son los realizados por una persona con herramientas exclusivamente
manuales, serrado, limado, cincelado, burilado; en estos casos un operario un ajustador,
burilista o artesano mecaniza una pieza con las herramientas indicadas, y el esfuerzo
manual.
4.2 Mecanizado con máquina herramienta
El mecanizado se hace mediante una máquina herramienta, manual, semiautomática o
automática, pero el esfuerzo de mecanizado es realizado por un equipo mecánico, con los
motores y mecanismos necesarios. Las máquinas herramientas de mecanizado clásicas son:
Taladro : La pieza es fijada sobre la mesa del taladro, la herramienta, llamada broca,
realiza el movimiento de corte giratorio y de avance lineal, realizando el
mecanizado de un agujero o taladro teoricamente del mismo diámetro que la broca y
de la profundidad deseada.
Cepillo de carnero : esta máquina herramienta realiza el mecanizado con una
cuchilla montada sobre el porta herramientas del carnero, que realiza un
movimiento lineal de corte, sobre una pieza fijada la mesa del cepillo, que tiene el
movimiento de avance perpendicular al movimiento de corte.
Cepilladora : de mayor tamaño que el cepillo de carnero, tiene una enorme mesa
deslizante sobre la que se fija la pieza y que realiza el movimiento de corte
deslizándose longitudinalmente, la cuchilla montada sobre un puente sobre la mesa
se desplaza transversalmente en el movimiento de avance.
Torno : el torno es la máquina herramienta de mecanizado más difundida, estas son
en la industria las de uso mas general, la pieza se fija en el plato del torno, que
realiza el movimiento de corte girando sobre su eje, la cuchilla realiza el
movimiento de avance eliminando el material en los sitios precisos.
Fresadora : en la fresadora el movimiento de corte lo tiene la herramienta; que se
denomina fresa, girando sobre su eje, el movimiento de avance lo tiene la pieza,
fijada sobre la mesa de la fresadora que realiza este movimiento.
ENSAMBLE
Todo producto esta constituido por partes o divisiones de este. En esta fase del
proceso se trabaja sobre en unión de las partes para así al tener un artículo o producto final.
ACABADO
El acabado es un proceso de fabricación empleado en la manufactura cuya finalidad
es obtener una superficie con características adecuadas para la aplicación particular del
producto que se está manufacturando; esto incluye mas no es limitado a la cosmética de
producto. En algunos casos el proceso de acabado puede tener la finalidad adicional de
lograr que el producto entre en especificaciones dimensionales.
Antiguamente, el acabado se comprendía solamente como un proceso secundario en
un sentido literal, ya que en la mayoría de los casos sólo tenía que ver con la apariencia del
objeto u artesanía en cuestión, idea que en muchos casos persiste y se incluye en la estética
y cosmética del producto.
En la actualidad, los acabados se entienden como una etapa de manufactura de primera
línea, considerando los requerimientos actuales de los productos. Estos requerimientos
pueden ser:
Estética: el más obvio, que tiene un gran impacto sicológico en el usuario respecto a
la calidad del producto.
Liberación o introducción de esfuerzos mecánicos: las superficies manufacturadas
pueden presentar esfuerzos debido a procesos de arranque de viruta, en donde la
superficie se encuentra deformada y endurecida por la deformación plástica a causa
de las herramientas de corte, causando esfuerzos en la zona superficial que pueden
reducir la resistencia o inclusive fragilizar el material. Los acabados con remoción
de material pueden eliminar estos esfuerzos.
Eliminar puntos de iniciación de fracturas y aumentar la resistencia a la fatiga: una
operación de acabado puede eliminar microfisuras en la superficie.
Nivel de limpieza y esterilidad. Una superficie sin irregularidades es poco propicia
para albergar suciedad, contaminantes o colonias de bacterias.
Propiedades mecánicas de su superficie}
Protección contra la corrosión
Rugosidad
Tolerancias dimensionales de alta precisión
Siendo una disciplina que puede abarcar muchos procesos de naturaleza diversa, los
acabados pueden categorizarse (no muy exhaustivamente) de la siguiente manera:
1. Procesos mecánicos con remoción de material
1. Acabado con lima
2. Acabados con máquinas de arranque de viruta (Torno, fresa o fresadora, etc.)
3. Desbaste abrasivo
4. Esmerilado
5. Lapeado
6. Moleteado
7. Pulido/bruñido
8. Rebabeo
9. Rectificado
10. Sandblasting
2. Procesos químicos y electroquímicos
1. Anodizado
2. Electropulido
3. Galvanizado
4. Iridizado
5. Pasivación
6. Pavonado
7. Tropicalizado
3. Recubrimientos electroquímicos
1. Cromado
2. Niquelado
3. Plateado
4. Otros recubrimientos
1. Anodizado en distancias clases y para ciertos materiales.
2. Pinturas y esmaltes
PRUEBAS EN LÍNEA
Este paso en el proceso de producción se realiza con el fin de comprobar que el
producto cumpla con los requisitos que debe cumplir según las necesidades que va a suplir.
Este paso también puede ser mediante mano de obra o sistemas automáticos.
Este empaque se elabora teniendo en cuenta varios aspectos:
Ø conservación de calidad
Ø espacio
Ø manejo – maniobrabilidad
LÍNEA DE PRODUCCIÓN
Se utiliza una línea de producción en la fabricación repetitiva como puesto de
trabajo, y se trata bien de una clasificación de varias estaciones de tratamiento, bien de un
tratamiento individual.
Al utilizar las líneas de producción, puede registrar las estaciones de tratamiento en
un entorno repetitivo o de proceso con muchos más detalles de los necesarios.
Puede crear puestos de trabajo separados o líneas de producción para cada estación
de tratamiento y registrar estas estructuras en el sistema utilizando la jerarquía de la línea, o
bien puede definir la línea de producción como un objeto y utilizar esta línea de producción
para cada modo en la hoja de ruta específica.
CARACTERISTICAS DE UNA LINEA DE PRODUCCION
Estas deben tener:
- Mínimo tiempo ocioso en las estaciones.
- Alta cantidad (tiempo suficiente para que los operadores terminen el trabajo).
- Costo de capital mínimo.
- transporte entre estaciones sin medio de transportación
- velocidades de transportación diferentes entre estaciones.
- almacenes entre las operaciones o transportaciones.
CONFORMACION DE UNA LINEA DE PRODUCCION
-Recepción materias primas
-Intervención mano de obra requerida
-Transformación de la materia prima
-Etapa de inspección y prueba
-Almacenamiento
-Transporte
ESTRUCTURAS DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA
FLUJO DE MATERIAL
En un proceso de manufactura, los materiales Entran en el almacén; salen de él para
su transformación; salen otra vez para otra fase ulterior de la elaboración; vuelven a entrar
y así sucesivamente, hasta que, por último, vuelven al almacenamiento en forma de
producto final ya acabado y a punto para ser embarcado o enviado. Cada vez que se entrega
una mercancía, o que se saca del almacén, este movimiento se anota en los registros de
inventarios.
Ejemplo de flujo de material:
FLUJO DE ENERGÍA
Los diversos tipos de energía que son utilizados en un proceso de manufactura el más
relevante es la energía eléctrica, que es la encargada de poner en marcha la diferente
maquinaria existente en la línea de producción.
La energía eléctrica es la mas utilizada en los procesos por q se puede transformar
en energía mecánica, y esta se presta para múltiples funciones
FLUJO DE LA INFORMACIÓN
Nivel de Acción / Sensado (nivel de célula)
También llamado nivel de instrumentación. Está formado por los elementos de
medida (sensores) y mando (actuadores) distribuidos en una línea de producción. Son los
elementos más directamente relacionados con el proceso productivo ya que los actuadores
son los encargados de ejecutar las órdenes de los elementos de control para modificar el
proceso productivo, y los sensores miden variables en el proceso de producción, como por
ejemplo: nivel de líquidos, caudal, temperatura, presión, posición. Como ejemplo de
actuadores se tienen los motores, válvulas, calentadores.
Nivel de Control (nivel de campo)
En este nivel se sitúan los elementos capaces de gestionar los actuadores y sensores
del nivel anterior tales como autómatas programables o equipos de aplicación específica
basados en microprocesador como robots, máquinas herramienta o controladores de motor.
Estos dispositivos son programables y permiten que los actuadores y sensores funcionen de
forma conjunta para ser capaces de realizar el proceso industrial deseado. Los dispositivos
de este nivel de control junto con los del nivel inferior de acción/sensado poseen entidad
suficiente como para realizar procesos productivos por sí mismos.
Nivel de Supervisión (nivel de planta)
En este nivel es posible visualizar cómo se están llevando a cabo los procesos de
planta, y a través de entornos SCADA (Supervisión, Control y Adquisición de Datos)
poseer una “imagen virtual de la planta” de modo de que ésta se puede recorrer de manera
detallada, o bien mediante pantallas de resumen ser capaces de disponer de un “panel
virtual” donde se muestren las posibles alarmas, fallos o alteraciones en cualquiera de los
procesos que se llevan a cabo.
Nivel de Gestión (nivel de fábrica)
Este nivel se caracteriza por: Gestionar la producción completa de la empresa,
Comunicar distintas plantas, Mantener las relaciones con los proveedores y clientes,
Proporcionar las consignas básicas para el diseño y la producción de la empresa, en el se
emplean PCs, estaciones de trabajo y servidores de distinta índole.
HERRAMIENTAS FUNDAMENTALES EN LOS PROCESOS DE
MANUFACTURA
Hoja de Ruta
Es un documento diseñado para efectuar el seguimiento evaluación y control de las
diferentes operaciones o procedimientos (ingresos, contratos, ventas, pago de facturas,
producción, etc.,), realizadas en una o varias dependencias, relacionando las áreas y los
funcionarios participantes, el tiempo del trámite respectivo y las recomendaciones y
observaciones realizadas al mismo.
Objetivos
El establecimiento de la Hoja de Ruta se propone los siguientes objetivos:
Identificar los trámites de cada operación.
Indicar las funciones de los empleados relativas a determinadas operaciones.
Establecer las responsabilidades de los funcionarios frente a una actividad.
Determinar el tiempo invertido en cada una de las actividades para establecer el
tiempo total en proceso. Ejemplo: Cuánto tiempo se gasta en el trámite de una
cuenta desde el momento en que es presentado por el interesado hasta el giro y
entrega de la misma.
Servir de base para establecer controles como la segregación funcional y el
establecimiento de responsabilidades para cada empleado que participe en los
procedimientos.
Hoja de procesos
Con esta hoja se realiza el proyecto escrito, y después se empieza la construcción de
la maqueta.
La hoja de proceso se realizará en forma de tabla y a mano alzada. Deberá ponerse
en ella cada una da las piezas que tenemos que construir para realizar la maqueta, las
herramientas necesarias, el material necesario, el tiempo de ejecución de cada una de las
piezas, así como quien será el responsable o responsables de realizar ese pieza. Más abajo
puedes ver el esquema de la hoja.
Características
Proyecto: Título del proyecto a construir.
Dimensiones: medidas globales del objeto.
Curso/Grupo: “por ejemplo 1º E.S.O. A(Grupo 4)”.
Cantidad: cuando existen dos o más piezas iguales, se les asigna el mismo número de pieza y se detalla el número o cantidad de piezas iguales.
Croquis: se realiza un croquis acotado de la pieza en cuestión.
Útiles y herramientas: se enumeran todos aquellos útiles y herramientas empleados para la construcción de dicha pieza.
Operaciones y observaciones: se enumeran las operaciones llevadas a cabo en la realización de la pieza y las observaciones a resaltar (si las hubiera).
Tiempo: se indica de forma aproximada el tiempo estimado para la realización de la pieza.
DIAGRAMA DE PROCESO
Es una representación gráfica de los pasos que se siguen en toda una secuencia de
actividades, dentro de un proceso o un procedimiento, identificándolos mediante símbolos
de acuerdo con su naturaleza; incluye, además, toda la información que se considera
necesaria para el análisis, tal como distancias recorridas, cantidad considerada y tiempo
requerido. Con fines analíticos y como ayuda para descubrir y eliminar ineficiencias, es
conveniente clasificar las acciones que tienen lugar durante un proceso dado en cinco
clasificaciones. Estas se conocen bajo los términos de operaciones, transportes,
inspecciones, retrasos o demoras y almacenajes.
Este diagrama muestra la secuencia cronológica de todas las operaciones de taller o
en máquinas, inspecciones, márgenes de tiempo y materiales a utilizar en un proceso de
fabricación o administrativo, desde la llegada de la materia prima hasta el empaque o
arreglo final del producto terminado. Señala la entrada de todos los componentes y
subconjuntos al ensamble con el conjunto principal. De igual manera que un plano o dibujo
de taller presenta en conjunto detalles de diseño como ajustes tolerancia y especificaciones,
todos los detalles de fabricación o administración se aprecian globalmente en un diagrama
de operaciones de proceso.
Antes de que se pueda mejorar un diseño se deben examinar primero los dibujos que
indican el diseño actual del producto. Análogamente, antes de que sea posible mejorar un
proceso de manufactura conviene elaborar un diagrama de operaciones que permita
comprender perfectamente el problema, y determinar en qué áreas existen las mejores
posibilidades de mejoramiento. El diagrama de operaciones de proceso permite exponer
con claridad el problema, pues si no se plantea correctamente un problema difícilmente
podrá ser resuelto.
Existen dos tipos de diagramas de procesos:
Técnicos.
Organizacionales.
Los técnicos: son aquellos en donde se definen las etapas de un proceso de
producción, se definen paso a paso cada una de las etapas del proceso, desde la toma de
requerimientos, revisión tecnológica, generación de casos de uso, diseño de diagramas de
proceso a nivel macro, diagramas de estados, modelo entidad relación, diagrama de
navegación, hasta realizar la confrontación de requerimientos con el diseño inicial, para
luego diseñar etapas o procedimientos adecuados.
Se afirma que un producto de calidad solo se puede conseguir cuando se dispone de
procesos capaces y estables en el tiempo. El control resulta fundamental.
El Organizacional: es aquel que tiene que ver con la planeación de recurso humano
y elementos organizacionales.
Procesos, ejemplos
En los diagramas de procesos debemos tender a un diseño esquemático, es decir,
que evitemos utilizar elementos innecesarios y jerarquizado, o sea, debemos presentar con
claridad los resultados del proceso y luego desarrollar los mecanismos detrás de este
objetivo.
Si tenemos que explicar un proceso, un flujo de operaciones, una secuencia de
pasos, si para conseguir un objetivo, deberemos utilizar diagramas.
Se deben utilizar elementos simples. Círculos o cajas y líneas deberían servir para
todos los casos.
Diagrama de proceso. Ejemplo:
DIAGRAMA DE OPERACIONES
El diagrama de operaciones (véase en la figura) tiene un círculo por cada operación
requerida para fabricar cada uno de los componentes, para armar el ensamblaje final y para
empacar el producto terminado. Están incluidos todos los pasos de producción, todas las
tareas y todos los componentes.
Los diagramas de operaciones muestran la introducción de las materias primas en la
parte superior del diagrama, sobre una línea horizontal.
A continuación se presenta en la figura un ejemplo completo del diagrama de
operaciones de una fábrica de válvulas hidráulicas
En esta operación vamos a colocar seis productos en un cartón maestro y a cerrarlo
con cinta.
El diagrama de operación ofrece mucha información en una página. Las materias
primas, las compras, la secuencia de fabricación, la secuencia de ensamblaje, las
necesidades de equipo, los estándares de tiempo, incluso una breve descripción de la
disfunción de la planta, de los costos de mano de obra y del programa de planta; todo ello
se puede deducir del diagrama de operaciones. No es de extrañarse que los ingenieros
industriales los consideren una de sus herramientas favoritas.
El diagrama de operaciones es diferente para cada uno de los productos, por lo que
una forma estándar no resulta práctica. El círculo se acepta de manera universal como
símbolo para las operaciones; de ahí el origen del nombre del diagrama. Hay mas
convenciones en el diagrama de las operaciones que en el diagramado de los flujos, pero los
diseñadores no deben ser demasiado rígidos en su manera de pensar.
Procedimientos paso a paso para preparar un diagrama de operaciones:
Paso 1: Identifique los componentes que se van a manufacturar y aquellos que se van a
adquirir completos.
Paso 2: Determine las operaciones y la secuencias requeridas para fabricar cada
componente
Paso 3: Determine la secuencia de ensamble, tanto de componentes comprados como
fabricados
Paso 4: Encuentre el componente básico, el que inicia el proceso de ensamble. Colóquelo
en una línea horizontal en la parte superior derecha de la pagina. En una línea vertical que
se extiende hacia abajo desde el lado derecho de la línea horizontal, coloque un círculo para
cada una de las operaciones. Empezando con la primera operación, anótelas todas hasta
llegar a la última.
Paso 5: Coloque el segundo componente a la izquierda del primero, el tercero a la izquierda
del segundo y así sucesivamente hasta que todos los componentes manufacturados estén
anotados en la parte superior de la pagina en su orden inverso de ensamble. Todos los pasos
de fabricación se listan a continuación de los componentes, con un círculo para representar
cada una de las operaciones.
Paso 6: Dibuje una línea horizontal desde la parte inferior de la ultima operación del
segundo componente hasta la primera parte justo debajo de su operación final de
fabricación y arriba de la primera operación de ensamble. Dependiendo de cuantos
componentes se reúnen en el primer ensamble, los componentes tercero, cuarto, etc., se
verán en la línea vertical del primer componente, pero siempre arriba del círculo de esta
operación de ensamble
Paso 7: Introduzca todas las partes compradas en líneas horizontales arriba del circulo de
operación de ensamble donde se colocan en el ensamble.
Paso 8: Indique los estándares de tiempo, los números de la operación y las descripciones
de las miasmas al lado y dentro del circulo
Paso 9: Sume el total de las horas por 1000 unidades y coloque esa cifra en la parte inferior
derecha bajo el ultimo ensamble de operación.
Algunos componentes fluirán juntos antes de llegar a la línea de ensamble, por lo
que acaso sea necesario unirlos por soldadura o ensamblar una bolsa de componentes. Esto
se conoce como subensamblaje y se trata de la misma manera que el ensamblaje principal,
excepto que se realiza antes de que los componentes lleguen a la línea vertical de la parte
superior derecha de la página. El empaque en bolsas es un buen ejemplo: En general todos
los componentes son comprados y se pueden colocar en el extremo inferior izquierdo de su
diagrama de operaciones, como sigue:
CONCEPTO Y CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES
Desde el punto de vista tecnológico material es la materia transformada, en su forma
o en su esencia con la finalidad de cumplir alguna función.
Pueden ser de origen natural (se encuentra como tal en la naturaleza) o de origen artificial
(resultado de algún proceso de fabricación). En general provienen del medio natural como
materia prima, de donde se obtienen por diferentes métodos.
La mayoría de los materiales de ingeniería pueden clasificarse en una de las 3
categorías básicas; metales, productos cerámicos y polímeros; tanto sus características
químicas como sus propiedades físicas y mecánicas son diferentes, estas diferencias afectan
los procesos de manufactura que se usan para transformarlos en productos finales. Además
de estas 3 categorías básicas existe otra, los materiales compuestos, los cuales son mezclas
no homogéneas de los tres grupos básicos de materiales, en lugar de una categoría única.
Metales: los metales usados en la manufactura son comúnmente aleaciones, las cuales
están compuestas de dos o más elementos, en donde por lo menos una es metálica. Los
metales pueden dividirse en dos grupos:
1) Ferrosos: los metales ferrosos se basan en el hierro; el grupo incluye acero y hierro
colado; estos constituyen el grupo de materiales comerciales más importantes y
comprende más de las tres cuartas partes del tonelaje de metal que se utiliza en todo
el mundo. El hierro puro tiene poco uso comercial, pero aleado con el carbón tiene
más usos y mayor valor comercial que cualquier otro metal.
2) No Ferrosos: comprenden los otros elementos metálicos y sus aleaciones. En casi
todos los casos, las aleaciones son más importantes que los metales puros
comercialmente hablando. Los metales no ferrosos incluyen las aleaciones y los
metales puros de aluminio, cobre, oro, magnesio, níquel, plata, estaño, titanio, zinc
y otros metales. Entre los más fáciles de procesar están el aluminio; y entre los más
difíciles, el níquel y el titanio.
Cerámicos: un material cerámico se define comúnmente como un compuesto que
contiene elementos metálicos (o semimetálicos) y no metálicos. Los elementos no
metálicos típicos son el oxigeno, el nitrógeno y el carbón. Algunas veces incluye en la
familia de los materiales cerámicos al diamante, el cual no se ajusta a la definición anterior.
Los materiales cerámicos abarcan una gran variedad de materiales tradicionales y
modernos. Entre los materiales tradicionales que se han usado por miles de años se
encuentran: el baro, cuya disponibilidad en la naturaleza es abundante y está compuesto por
finas partículas de silicatos hidratados de aluminio y otros minerales el cual se usa para
hacer ladrillos, tejas y alfarería; la sílice (Si02), base de casi todos los productos de vidrio;
la alúmina (Al2O3 ) y el carburo de silicio, dos materiales abrasivos usados en proceso de
esmerilado.
Polimeros: es un compuesto formado por repetidas unidades estructurales llamadas
meros cuyos átomos comparten electrones para formar moléculas muy frandes. Los
polímeros están constituidos generalmente por carbón y otros elementos como hidrógeno,
nitrógeno, oxígeno y cloro. Los polímeros se dividen en tres categorías:
1) Polímeros termoplásticos: pueden someterse a múltiples ciclos de calentamiento y
enfriamiento sin alterar sustancialmente la estructura molecular del polímero. En
esta categoría podemos mencionar al polietileno, poliestireno, cloruro de polivinilo
y nylon.
2) Polímeros termofijos: estas moléculas se transforman químicamente (se curan) en
una estructura rígida cuando se enfrían despues de una condición plástica por
calentamiento, de aquí el nombre de termofíjo. Algunas sustancias de esta familia
son las resinas fenómelicas, aminorresinas y resinas epóxicas.
3) Elastómeros: estos polímeros exhiben un comportamiento elástico importante, de
aquí el nombre de elastómeros. En esta categoria se encuentra el hule natural, el
neopreno, las siliconas y el poliuretano.
4) Compuestos: los materiales compuestos no constituyen una categoria separada de
los materiales, sino que constituyen una mezcla de los tres tipos de materiales. Un
material compuesto se logra comunmente con dos fases en las que se procesan
separadamente los materiales y luego se unen para lograr propiedades superiores a
los de sus constituyentes. El término fase se refiere al procesamiento de una masa
de material homogéneo, como un agregado de granos con idéntica estructura celular
unitaria en un metal. La estructura usual de un material compuesto está formado por
partículas o fibras de una fase mezcladas con una segunda fase llamada matriz. Los
materiales compuestos se encuentran en la naturaleza (madera) y pueden también
producirse sintéticamente.
Caracteristicas de los materiales ferrosos
Tienen elevada conductividad térmica y eléctrica.
Gran resistencia.
Elevada plasticidad y maleabilidad.
Carácter reciclable.
Acero, concepto y características.
El acero es una aleación de hierro y carbono (máximo 2.11% de carbono), al cual se
le adicionan variados elementos de aleación, los cuales le confieren propiedades mecánicas
especificas para su diferente utilización en la industria.
Los principales elementos de aleación son: Cromo, Tungsteno, Manganeso, Níquel,
Vanadio, Cobalto, Molibdeno, Cobre, Azufre y Fósforo. Los productos ferrosos con más de
2.11% de carbono denominan fundiciones de hierro.
Características del acero
1) Su densidad media es de 7850 kg/m³.
2) En función de la temperatura el acero se puede contraer, dilatar o fundir.
3) El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación y los porcentajes de elementos aleantes. El de su componente principal, el hierro es de alrededor de 1.510 °C en estado puro (sin alear), sin embargo el acero presenta frecuentemente
temperaturas de fusión de alrededor de 1.375 °C, y en general la temperatura necesaria para la fusión aumenta a medida que se aumenta el porcentaje de carbono y de otros aleantes.
4) Su punto de ebullición es de alrededor de 3.000 °C
5) Es un material muy tenaz, especialmente en alguna de las aleaciones usadas para fabricar herramientas.
6) Relativamente dúctil. Con él se obtienen hilos delgados llamados alambres.
7) Es maleable. Se pueden obtener láminas delgadas llamadas hojalata. La hojalata es una lámina de acero, de entre 0,5 y 0,12 mm de espesor, recubierta, generalmente de forma electrolítica, por estaño.
8) Permite una buena mecanización en máquinas herramientas antes de recibir un tratamiento térmico.
9) Se puede soldar con facilidad.
10) Posee una alta conductividad eléctrica. Se utiliza para la fabricación de imanes permanentes artificiales, ya que una pieza de acero imantada no pierde su imantación si no se la calienta hasta cierta temperatura. La magnetización artificial se hace por contacto, inducción o mediante procedimientos eléctricos.
Clasificación de los aceros y sus usos en la industria.
Por composición química
Según la norma UNE EN 10020:2001, y atendiendo a la composición química, los
aceros se clasifican en:
Aceros no aleados, o aceros al carbono: son aquellos en el que, aparte del
carbono, el contenido de cualquiera de otros elementos aleantes es inferior a la cantidad
mostrada en la tabla 1 de la UNE EN 10020:2001. Como elementos aleantes que se añaden
están el manganeso (Mn), el cromo (Cr), el níquel (Ni), el vanadio (V) o el titanio (Ti).
Por otro lado, en función del contenido de carbono presente en el acero, se tienen
los siguientes grupos:
I) Aceros de bajo carbono (%C < 0.25)
II) Aceros de medio carbono (0.25 < %C < 0.55)
III) Aceros de alto carbono (2 > %C > 0.55)
Aceros aleados: aquellos en los que, además del carbono, al menos uno de sus
otros elementos presentes en la aleación es igual o superior al valor límite dado en la
tabla 1 de la UNE EN 10020:2001. A su vez este grupo se puede dividir en:
I) Aceros de baja aleación (elementos aleantes < 5%)
II) Aceros de alta aleación (elementos aleantes > 5%)
III) Aceros aleados para productos planos, laminados en caliente o frío, destinados a
operaciones severas de conformación en frío;
IV) Aceros cuyo único elemento de aleación sea el cobre;
V) Aceros aleados para aplicaciones eléctricas, cuyos principales elementos de aleación son
el Si, Al, y que cumplen los requisitos de inducción magnética, polarización o
permeabilidad necesarios.
Aceros aleados especiales: son aquellos caracterizados por un control preciso de su
composición química y de unas condiciones particulares de elaboración y control para
asegurar unas propiedades mejoradas. Entre estos tipos de acero se encuentran los
siguientes:
I) Aceros aleados destinados a la construcción mecánica y aparatos de presión;
II) Aceros para rodamientos;
III) Aceros para herramientas;
IV) Aceros rápidos;
V) Otros aceros con características físicas especiales, como aceros con coeficiente de
dilatación controlado, con resistencias eléctricas, etc.
Aceros inoxidables
Los aceros inoxidables según su calidad se dividen en:
Según su contenido en Níquel:
I) Aceros inoxidables con contenido en Ni < 2.5%;
II) Aceros inoxidables con contenido en Ni ≥ 2.5%;
Según sus características físicas:
I) Aceros inoxidables resistentes a la corrosión;
II) Aceros inoxidables con buena resistencia a la oxidación en caliente;
III) Aceros inoxidables con buenas prestaciones frente a la fluencia.
Por su aplicación
Según el uso a que se quiera destinar, los aceros se pueden clasificar en los
siguientes:
Aceros de construcción: este tipo de acero suele presentar buenas condiciones de
soldabilidad.
Aceros de uso general: generalmente comercializado en estado bruto de
laminación.
Aceros cementados: son aceros a los cuales se les ha sometido a un tratamiento
termoquímico que le proporciona dureza a la pieza, aunque son aceros también frágiles
(posibilidad de rotura por impacto). El proceso de cementación es un tratamiento
termoquímico en el que se aporta carbono a la superficie de la pieza de acero mediante
difusión, modificando su composición, impregnado la superficie y sometiéndola a
continuación a un tratamiento térmico:
Aceros para temple y revenido: Mediante el tratamiento térmico del temple se
persigue endurecer y aumentar la resistencia de los aceros. Para ello, se calienta el material
a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica y se somete a un enfriamiento más
o menos rápido (según características de la pieza) con agua, aceite, etc. Por otro lado, el
revenido se suele usar con las piezas que han sido sometidas previamente a un proceso de
templado. El revenido disminuye la dureza y resistencia de los materiales, elimina las
tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o
resistencia deseada. Se distingue básicamente del temple en cuanto a temperatura máxima
(unos 50° C menor que el templado) y velocidad de enfriamiento (se suele enfriar al aire).
La estructura final conseguida es martensita revenida.
Aceros inoxidables o para usos especiales: loa aceros inoxidables son aquellos que
presentan una aleación de hierro con un mínimo de 10% de cromo contenido en masa. El
acero inoxidable es resistente a la corrosión, dado que el cromo, u otros metales que
contiene, posee gran afinidad por el oxígeno y reacciona con él formando una capa exterior
pasivadora, evitando así la corrosión del hierro en capas interiores. Sin embargo, esta capa
exterior protectora que se forma puede ser afectada por algunos ácidos, dando lugar a que el
hierro sea atacado y oxidado por mecanismos intergranulares o picaduras generalizadas.
Algunos tiposde acero inoxidable contienen además otros elementos aleantes, como puedan
ser el níquel y el molibdeno.
Aceros para herramientas de corte y mecanizado: son aceros que presentan una
alta dureza y resistencia al desgaste.
Aceros rápidos: son un tipo de acero especial para su uso como herramienta de
corte para ser utilizados con elevadas velocidades de corte. Generalmente van a presentarse
con aleaciones con elementos como el W, Mo y Mo-Co.
DIAGRAMA DE HIERRO-CARBONO
Cuando el acero con constitución austenica, se enfría lentamente, la austenita se
transforma en distintos productos; así por ejemplo, si el acero es hipoeutectoide la austenita
sé transforma inicialmente en ferrita hasta la temperatura eutectoide, a la cual la austenita
remanente se transforma en perlita. La micro estructura final será perlita y ferrita
proeutectoide en una proporción que depende de la composición y la velocidad de
enfriamiento.
Si el acero es de composición eutectoide, la austenita se transforma completamente
en perlita; si la composición hipereutectoide se obtiene cementita proeutectoide y perlita
como producto de la transformación. Cuando la velocidad de enfriamiento aumenta, la
morfología de la ferrita y la cementita proeutectoide cambia y la perlita se hace más fina. A
una velocidad elevada, los anteriores constituyentes desaparecen súbitamente a una
velocidad de enfriamiento critico, y aparece una estructura nueva más dura que es la
martensita. Estos productos, obtenidos por enfriamiento rápido, son meta estables desde un
punto de vista termodinámico de gran utilidad para la ingeniería debido a sus propiedades.
PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS
Austenita: Es una solución sólida de carbono o carburo de hierro en hierro gamma.
Puede contener desde 0 - 1.7% de carbono y es, por lo tanto, un constituyente de
composición variable. Todos los aceros se encuentran formados por cristales de austenita
cuando se calienta a temperatura superior a las criticas. Aunque generalmente es un
constituyente inestable, se puede obtener esa estructura a la temperatura ambiente por
enfriamiento rápido de aceros de alto contenido en carbono de muy alta aleación.
Su resistencia es de 88 - 105 Kg/ml aprox. Su dureza de 300 Brinell y su alargamiento
de 30 a 60%. Es poco magnética, blanda, muy dúctil y tenaz. Tiene gran resistencia al
desgaste, siendo el constituyente más denso de los aceros. En los aceros austeniticos de
alta aleación se presenta formando cristales poliédricos parecidos a los de la ferrita,
pero se diferencia de estos por ser sus contornos más rectilíneos y ángulos vivos.
Ferrita: La ferrita es hierro alfa ósea hierro casi puro que puede contener en
solución pequeñas cantidades de silicio, fósforo y otras impurezas.
Tiene aproximadamente una resistencia de 28 kg/ml , 35% de alargamiento y una
dureza de 90 unidades de brinell. Es él mas blando de todos los constituyentes del
acero, muy dúctil y maleable. Magnética y de pequeñas fuerza coercitiva.
En los aceros pueden aparecer bajo fuerzas muy diversas:
1. Como elementos proeutectoide que acompaña a la perlita.
2. También aparece como elemento eutectoide de la perlita, formando laminas paralelas,
separadas por otras laminas de cementita.
3. En la estructura globular propia de los aceros al carbono de herramientas de 0.9 a 1.4%
recocido a temperatura próxima de 701°.
4. Los aceros hipoeutectoides templados pueden estar mezclados con martensita o con
cualquier elemento de transición.
5. Cristaliza con estructura BCC y disuelve máximo de 1.0218% de carbono a 727°C , es
blando y dúctil.
Cementita: Cementita o también llamada carburo de hierro CFe contiene el 6.67% de
carbono y el 93.33% de hierro es el constituyente más duro y frágil de los aceros al
carbono, su dureza es superior a los 68 rockwell-c.
Por su gran dureza queda en relieve después del pulido pudiendo conocerse
perfectamente el contorno de los granos o de las laminas.
Es magnética a la temperatura ordinaria pero pierde esta propiedad a 218°.
Después de examinar microscópicamente podemos deducir:
Al formar parte de la perlita se llama cementita perlitica o eutectoide tomando forma de
láminas paralelas separadas.
Como cementita globular se presenta en forma de pequeños glóbulos o granos dispersos
en una matriz de ferrita.
Cristaliza con estructura ortorrumbica con parámetros 4.5 x 6.7 Å. Es el constituyente
más duro y frágil de los aceros al carbono.
Perlita: Esta se clasifica en: perlita gruesa y perlita fina, las propiedades de estas son:
En la perlita gruesa tiene una separación entre las laminas de unas 400 mm y una dureza
de 200 Brinell, que se obtiene por enfriamiento muy lento dentro del horno. Para
observar esta estructura es necesario utilizar unos 500 aumentos.
En la perlita fina, se obtiene cuando se enfría dentro del horno bastante rápidamente o
cuando se deja enfriar el acero al aire, tiene 250 mm y 300 Brinell de dureza.
Bainita: Se diferencian dos tipos de estructuras. La bainita superior de aspecto
arborescente, formada a 500°-550°, que difieren bastante de la bainita inferior, formada a
mas baja temperatura 250°-400°, que tiene un aspecto acicular bastante parecido a la
martensita. La Bainita superior esta formada por una matriz ferritica conteniendo carburos.
Las placas discontinuas de los carburos tienden a tener una orientación paralela a la
dirección de las agujas de la propia bainita.
La bainita inferior esta constituida por agujas alargadas de ferrita que contienen
delgadas placas de carburos. Estas pequeñas placas son paralelas entre si y su dirección
forma un ángulo de 60° con el eje de las agujas de ferrita. Su morfología cambia
progresivamente con la temperatura de transformación en el sentido de que el tamaño
de las partículas y la circularidad de la estructura aumenta al disminuir la temperatura.
Martensita: Es el constituyente típico de los aceros templados. Se admite que esta
formado por una solución sólida sobre saturada de carbono o carbono de hierro en hierro
alfa, y que se obtiene por enfriamiento rápido de los aceros desde altas temperaturas.
Sus propiedades químicas varían con su composición, aumentando su dureza,
resistencia y fragilidad con el contenido en carbono, hasta un máximo de 0,09%
aproximadamente.
Tiene una resistencia de 170 a 250 kg./mm, una dureza de 50 a 68 rockwell-c y un
alargamiento de 2.5 a 95%. Es magnética.
Su estructura varía de BCC a tetragonal de cuerpo centrado.
Cuando se forma ni si quiera los átomos de carbono se pueden difundir quedando
atrapados en los intersticios octaedrales y creando una ferrita supersaturada, con una
estructura cristalina tetragonal de un cuerpo centrado, que es la martensita fresca o
blanca.
Cuando el temple se hace a la temperatura correcta, en general se obtienen estructuras
de martensita muy fina, de aspecto difuso, que suelen exigir 1000 o más aumento para
su visualización. A la retícula tetragonal obtenida en le temple se le llama martensita
alfa.
Conclusión
Sin duda alguna en los procesos de la manufactura intervienen diversos procedimientos que nos facilitan su ejecución para así poder alcanzar un fin determinado. Cabe destacar la importancia de la hoja de ruta en este proceso ya que esta nos permite tener un control de los distintos pasos que se llevaran a cabo. Se puede definir como un documento donde se expresa un plan de trabajo o acción la cual nos ayudara acercarnos a un mas a nuestro objetivo ya planteado.
Es evidente que en el proceso de la manufactura la hoja de caculo cumple una función esencial que permite favorecer la ejecución de los mismos.se hace necesario que a la hora de realizar una hoja de ruta debamos plantarnos nuestros objetivo y diseñarla de acuerdos a estos.
Por otro lado tenemos la hoja de procesos, la cual solo indica cual va a ser el proceso de fabricación ; en él se deben considerar aspectos como que materiales necesitaremos, en qué momento especifico necesitamos cada herramienta, el tiempo entre otras ya que esto nos ayudara a evitar cometer errores que puedan perjudicar nuestra fabricación.
Bibliografía
H.C. KAZANAJ GLENN BAKER, THOMAS G. GREGOR-Procesamiento basico de Manufactura, Editorial Mc Graw Hill
MIKELL P. GROOVER- Fundamentos de manufactura moderno (Materiales, procesos y sistemas) Editorial Prentice may
http://productionlines.blogspot.com/2008/06/lineas-de-produccion.html
http://help.sap.com/saphelp_40b/helpdata/es/8a/a5a4974adc11d189740000e8322d00/content.htm
http://blog.utp.edu.co/metalografia/2011/05/18/5-5-diagrama-hierro-carbono-puntos-criticos-y-ejemplos-de-regla-de-la-palanca/
http://ingenieriametodos.blogspot.com
Libro online: Estudios de tiempos y movimientos - Página 52
books.google.co.ve
Fred E. Meyers - 2000
www.mitecnologico.com