TTULO DEL TRABAJO - Monografias.com · BATIDORA DE MESA 12 LTS SIN CABEZAL CON CAZO DE ACERO (Ver...

BATIDORA INDUSTRIAL

DAVID GÓMEZ JIMÉNEZ ([email protected])

20 de enero de 2006

mailto:[email protected]

David Gómez Jiménez (02182) BATIDORA INDUSTRIAL 2 / 36

INDICE DE CONTENIDOS 1. Resumen de características básicas 3 1.1. Elementos estudiados 3 1.2. Alternativas de referencia en el mercado 3 1.3. Serie, lotes y a producir, cadencia de producción y periodo en el que se completan 3 1.4. Precio y coste estimados 3 1.5. Principales prestaciones (funcionalidades) del producto y características diferenciadoras 4 1.6. Mercados objetivo 5 2. Producto 5 2.1. EDP del producto 6 3. Componente crítico 6 3.1. Para la 'alternativa-a-desarrollar': 7 3.2. Orígenes de elementos y razones para tal elección: 10 4. Par funcional (dentro del componente crítico) 10 4.1. Procesos de fabricación 24 4.2. Procesos de montaje 28 4.3. Procesos de inspección 30 4.4. Criterios de ponderación de la utilización de recursos 34 5. Valoración del trabajo 35 5.1. Medios empleados en el trabajo 35 5.2. Actividades realizadas y valoración 36


1. Resumen de características básicas

Producto: Batidora Industrial para uso alimentario (B000) Componente crítico: Árbol de transmisión (B0300) Par funcional: Acoplamiento Eje-Rueda: Rueda35d (B0304), árbol piñón (B0301), chaveta (B0308) Enunciado específico:

1.1. Elementos estudiados Producto

Maquina industrial formada en su mayor parte por componentes mecánicos: ejes, engranajes, carcasas, tornillos, manguitos, recipientes, etc. Y en su menor parte elementos eléctricos como el motor, condensador, cable, etc. La funcionalidad es batir productos alimentarios por lo que ha de cumplir un requisito higiénico y de seguridad añadido.

Componente crítico

Árbol de transmisión formado por un eje, ruedas con engranajes rectos, rodamientos,

chavetas y retenes. Todos son elementos de fabricación mecánica.

Par funcional Acoplamiento entre cubo y eje, con la misión de impedir el movimiento relativo de giro entre

ambos soportando las tensiones generadas por la potencia trasmitida. 1.2. Alternativas de referencia en el mercado

Así como en el sector domestico hay muchos productos sustitutivos, en el mercado de las batidoras industriales existe una amplia variedad de productos con características no muy similares. Podemos citar como alternativas la serie de batidoras de SANTOS S.A., con sus series Nº33 (Bar Blender), Nº27 (Planetary mixer) o su más reciente serie Nº37 o Santosafe (Mixer). Por otro lado GRUCARO S.A. nos ofrece una amplia gama de batidoras de una gama y precio superiores (desde 12 hasta 100 litros, con potencia de 15CV). Tampoco podemos olvidar a Dinasty con su serie BM (desde 10 a 40 litros) o a Sistema con su trituradora.

1.3. Serie, lotes a producir, cadencia de producción y periodo en el que se completan

La serie total se compone de diez mil unidades distribuidas de la siguiente forma: Una preserie de 5 unidades para comprobar el correcto diseño y funcionamiento, y

preoptimizar la cadena de producción. (1 mes) Un lote inicial de 100 unidades para observar el impacto en el mercado. (1 mes) Si este es el esperado, series de 2000 unidades ordenadas en lotes de 100 unidades,

(durante cinco años). Tras este periodo revisión del producto y nueva gama.

1.4. Precio y coste estimados Producto desarrollado

El costo del producto viene detallado por conjunto en el archivo costos.xls. Se distinguen varios orígenes para cada pieza: fabricación propia (lo fabrica por entero

nuestra empresa), comprado (se compra bajo catálogo a otra empresa), subcontratado (se manda fabricar a medida a otra empresa). Con respecto a los costes de fabricación y subcontratación, se ha hecho una estimación general, en base a los catálogos consultados.

Se incluye el material usado en cada pieza y la cantidad de piezas iguales para cada conjunto. Se especifica el coste unitario y el coste parcial de cada conjunto. Para calcular los costes de montaje e inspección, se ha seguido el criterio de aplicar sobre el coste parcial de fabricación o compra un 20% para el montaje y un 10% para la inspección. Esta ponderación de costes incluye los costes asociados a los operarios, la amortización de los locales,


almacenes y demás instalaciones en general, así como los suministros. Al costo total del producto se ha añadido un 15% en concepto de costes de diseño (que incluye el costo de ingeniería, etc.) y otro 15% en concepto de costos de comercialización, que incluye los costos administrativos, de publicidad, etc. Los costos de transporte asociados a la recepción de materias primas y piezas se han imputado al coste de cada pieza.

Producto de la competencia

Se han consultado las distintas empresas que suministran productos similares al que

pretendemos elaborar. Cómo se ha dicho hay que tener presente que muchos de estos productos no son comparables porque ofrecen prestaciones distintas y por eso la gran variabilidad del precio:

GRUCARO SA Grupo Casa Rodríguez

www.grucaro.com BATIDORA DE MESA 12 LTS SIN CABEZAL CON CAZO DE ACERO (Ver tabla, archivo GRUCARO_BATIDORAS.XLS)

24000€

Santos SA www.santos.fr COMPLETE SANTOSAFE 4L CONTAINER STAINLESS STEEL

302.02€

Sistema Trituradora 270 w 250€

Componente crítico

El coste del componente crítico se puede ver englobado en el coste total del producto. Ver costos.xls

Par funcional Ver en el apartado 4 el Estudio de Costes

1.5. Principales prestaciones (funcionalidades) del producto y características diferenciadoras

Se trata de una batidora de construcción robusta (piezas de fundición de aluminio y chapa de acero inoxidable). Es una máquina altamente fiable y de diseño avanzado, muy bien adaptada para batir y mezclar todo tipo de masas.

Equipada con un potente motor, cuenta con 3 velocidades diferentes y varios accesorios (un

gancho, una paleta o un batidor, según el alimento a preparar) construidos en aleación de aluminio en cumplimiento de las normas de higiene. En el equipamiento de serie se incluye una rejilla de seguridad y un temporizador.

La batidora va provista de un interruptor ON-OFF y un botón STOP de emergencia que

controlan el funcionamiento de la máquina. El temporizador se utiliza conjuntamente con el interruptor de puesta en marcha para trabajos de tiempo definido. La batidora se parará automáticamente cuando haya transcurrido el tiempo programado en el temporizador. La palanca de cambio de velocidad permite utilizar la velocidad adecuada para cada tipo de emulsión. El cambio de velocidad se debe hacer siempre con la máquina parada girando la palanca en el sentido adecuado. Cada útil está pensado para cada tipo de producto a procesar y a la velocidad adecuada, (por ejemplo el gancho es para productos de alta viscosidad y velocidades bajas como la masa del pan, el batidor para viscosidades bajas y altas velocidades, como montar nata, y la paleta para velocidades y viscosidades medias). Los útiles han de ser montados con la maquina parada y con el soporte del caldero bajado.

El soporte del caldero se regula en altura con otra palanca, de forma que se pueda ajustar a

los útiles de batir. Para añadir alimentos se puede hacer bien bajando el soporte o a través de la rejilla de seguridad, que deberá estar bajada para que la máquina se ponga en marcha.

La batidora cumple con las normativas:

NF EN 454 : 2000 Máquinas para los productos alimentarios – batidoras mezcladoras NF EN 12852: 2001 Máquinas para productos alimentarios- Aparatos de preparación culinaria y batidoras. EN 292-1 2 Seguridad de la máquinas – Principios generales de diseño

http://www.grucaro.com/

http://www.santos.fr/


EN 60204-1:1998 Dispositivos de seguridad de las máquinas – Equipamiento eléctrico de las máquinas – Reglas generales

1.6. Mercado objetivo

El mercado objetivo al que se destina es el profesional: restaurantes, pastelerías, hoteles, heladerías, cafés, y en general todo tipo de establecimientos con fines alimentarios.

2. Producto

Croquis, boceto o imagen del producto


Listado de los componentes principales

Se pueden consultar en el documento de Excel adjunto: ListaPiezas.xls Definición de la 'alternativa-1' del producto

Rejilla de seguridad desplazable, para añadir productos grandes. Mientras está abierta, la máquina permanece parada.

Regulación de velocidad mediante árbol de engranajes. (con embrague) Se presenta en los voltajes: Monofásico. Dos voltajes (220/120), Trifásico (380V)

Definición de la 'alternativa-2' del producto

Rejilla de seguridad fija. No se puede mover. Regulación de velocidades por medios eléctricos: mediante un variador de frecuencia. Se presenta en los voltajes: Monofásico. Dos voltajes (220/120)

Definición de la 'alternativa-a-desarrollar' del producto

De las dos alternativas planteadas se elige la primera de ellas, porque permite una mayor funcionalidad del producto al poder desplazarse la rejilla de seguridad, pero siempre garantizando la seguridad (la máquina se para). Además la regulación de velocidad es más fiable al hacerse por medios mecánicos (árbol de engranajes frente a regulador de frecuencia) y con menor coste de producir (variador de frecuencia caros). También se habilita la opción de corriente trifásica para dar servicio a empresas que trabajen con esta tensión.

2.1. EDP del producto

Se pueden consultar en el documento de Excel adjunto: EDP.xls 3. Componente crítico

El componente crítico es el árbol de transmisión (B0300). De los diversos componentes que forman el producto, uno de los más habituales son los árboles encargados de transmitir el movimiento desde el motor eléctrico a los útiles de la herramienta. Si la fabricación de estos árboles no es adecuada la máquina puede no funcionar, y además su duración y fiabilidad viene condicionada por ellos. Su correcta geometría y lubricación, conseguirá que el producto dure la vida útil asignada. De entre los varios árboles que existen, se ha seleccionado como el más critico el árbol de transmisión puesto que, al ser un árbol intermedio, estará solicitado con pares y velocidades medias, que en conjunto determinarán una solicitación mayor (tiene que aguantar pares y funcionar correctamente a diversas velocidades). Definir 'alternativa-1'

Árbol formado por tres ruedas extraíbles y cojinetes en los extremos.

Definir 'alternativa-2'

Árbol formado por dos ruedas extraíbles más piñón tallado y rodamientos autolubricados en

los extremos.

Definir 'alternativa-a-desarrollar'

Con la primera opción, ganamos en costes de fabricación, puesto que es una opción más sencilla, (tenemos tres ruedas extraíbles y un eje), además de tener cojinetes (de película hidrodinámica) en los extremos, que son más baratos. Por el contrario tenemos que disponer un sistema de lubricación para engrasar estos cojinetes, además de generar una unión más robusta y precisa con las tres ruedas.

La segunda opción es más cara a la hora de fabricar, puesto que exige tallar el piñón directamente en el eje (con lo tenemos que partir de un redondo de mayor diámetro y por


tanto más caro). Los rodamientos son autolubricados y los compramos por catálogo. Como ventaja no hemos de disponer de sistema de lubricación adicional, y que se trata de un árbol muy robusto al tener tallado el piñón.

De las dos alternativas, se opta por la segunda, puesto que al tratarse de un producto

destinado al procesamiento de alimentos, tenemos que garantizar totalmente la higiene. Con un sistema de lubricación, siempre puede haber riesgo de pérdidas de aceite que afecten a los alimentos, además de exigir un mantenimiento más estricto, y que si no se lleva a cabo correctamente, pueda acortar la vida útil de la máquina.

3.1. Para la 'alternativa-a-desarrollar': Definir funcionalidad

La función del árbol de transmisión(B0300) es hacer de enlace entre la polea de engranaje(B0400), que a su vez conecta directamente del motor eléctrico, y el árbol planetario(B0200), que por medio del conjunto variador de velocidad(B0700) es el encargado de suministrar al conjunto planetario(B0800) la potencia a la velocidad adecuada.

Sus solicitaciones funcionales son:

Vida útil Potencia a transmitir Velocidad de giro Par 10 años 800w 640rpm 12N.m

Definir conjunto

El árbol de transmisión es en esencia un eje con unos engranajes. Del cálculo de la resistencia de los materiales y de recomendaciones sacamos cómo ha de ser su definición geométrica. Y para materializarlo en la realidad se necesitan otros elementos que permitan su función. Necesitamos rodamientos que generen el par cilíndrico necesario para el giro del árbol. Necesitamos también de las chavetas que interfieran entre eje y rueda impidiendo su movimiento relativo. Los retenes y separadores sirven para acoplar todos los elementos dando al conjunto la integridad necesaria.

En la tabla siguiente se pueden ver algunas propiedades físicas de las piezas:

Número Designación Material Origen Cantidad Masa(Kg.) Volumen(mm3)

árbol de B0301 árbol piñón(22d) acero subcontratado 1 3,171 404841,39

transmisión B0302 rueda 47d acero subcontratado 1 2,469 315265,70

(B0300) B0303 reten STWS-35 acero comprado 2 0,004 523,12

B0304 rueda 35d acero subcontratado 1 1,359 173560,04

B0305 rodamiento B6207ZZ acero comprado 1 0,314 40124,39

B0306 rodamiento B6207ZZ acero comprado 1 0,314 40124,39

B0307 reten STWS-45 acero comprado 1 0,007 929,22

B0308 chaveta KES12-25 acero comprado 2 0,017 2137,12

B0309 espaciador SWSC45-35-T5 acero comprado 2 0,024 3029,54

total 7,725 986224,67


Croquis del conjunto

Diseño de detalle

En los planos se define geométricamente cada pieza, sus tolerancias y acabados superficiales.

Las imágenes de los planos y de las piezas se pueden ver en los archivos adjuntos:

Número Designación Plano Pieza Conjunto B0300 árbol de transmisión Imagenes\B0300.jpg Imagenes\B0300con.jpgB0301 árbol piñón(22d) Imagenes\B0301.jpg Imagenes\B0301pie.jpg B0302 rueda 47d Imagenes\B0302.jpg Imagenes\B0302pie.jpg B0303 reten STWS-35 Imagenes\B0303.jpg Imagenes\B0303pie.jpg B0304 rueda 35d Imagenes\B0304.jpg Imagenes\B0304pie.jpg B0305 B0306 rodamiento B6207ZZ Imagenes\B0305.jpg Imagenes\B0305pie.jpg

B0307 reten STWS-45 Imagenes\B0307.jpg Imagenes\B0307pie.jpg B0308 chaveta KES12-25 Imagenes\B0308.jpg Imagenes\B0308pie.jpg B0309 espaciador SWSC45-35-T5 Imagenes\B0309.jpg Imagenes\B0309pie.jpg

Notar que los engranajes están representados de forma simplificada en los archivos de

pieza y conjunto, aunque en los planos se representan de la forma convencional. Se incluyen sus características (modulo, diámetro primitivo etc.) en las tablas presentes en los planos. Las imágenes son capturas de pantalla de los las pieza y del conjunto que han sido realizados en Solid Edge v17 (versión académica). Procesos de fabricación

Para fabricar las piezas seguiremos los siguientes pasos: Árbol piñón (B0301):

1. Partimos de redondo de acero de 74mm de diámetro y realizamos un torneado de desbaste (en torno) para conseguir la geometría con índice de tolerancia (IT) entre 11 y 13.

2. Tallamos el engranaje en una máquina de talla por cremallera. 3. Torneado de acabado para conseguir un IT entre 7 y 9 para toda la pieza y cilindrado de los

asientos de rodamiento. 4. Fresado de los chaveteros con IT entre 7 y 9. 5. Acabado (abrasión) de los dientes de engranaje para conseguir la especificación indicada

(Ra=0.3).


6. Rectificado (abrasión) de las partes indicadas en plano para conseguir el acabado superficial indicado en las marcas (asientos de rodamientos)

Rodamientos (B0305 B0306):

1. Moldeado de aros interior y exterior 2. Torneado de desbaste aros interior y exterior(IT11) 3. Torneado de acabado aros interior y exterior(IT9) 4. Rectificado aros interior y exterior(IT5) 5. Molde de bolas 6. Acabado (abrasión) de bolas para conseguir tolerancias y rugosidades adecuadas.

Bruñido(IT4) 7. Jaula de bolas por estampación y doblado de chapa 8. Estampación de chapa para los cierres del rodamiento autolubricado 9. Montaje del rodamiento (colocación de bolas en jaula y introducción entre los aros, colocación

de cierres) 10. Introducción de lubricante y remache del rodamiento para que quede cerrado

Anilla de seguridad o retenes (B0303 B0307):

1. Corte de chapa con la preforma de la anilla 2. Taladrado de pequeños agujeros(IT11)

Ruedas (engranajes B0302 B0304):

1. Moldeado de las ruedas 2. Torneado de desbaste(IT11) 3. Tallado de los engranajes en una máquina de talla por cremallera. (IT11) 4. Taladrado de agujeros internos(IT11) 5. Torneado de acabado(IT8) 6. Fresado de ranura de chaveta(IT8) 7. Acabado (abrasión) de los dientes de engranaje con(IT5)

Chavetas (B0308)

1. Moldeado de las piezas en racimo 2. Corte de piezas en molde 3. Fresado de desbaste y acabado(IT8)

Espaciador (B0309)

1. Se parte de tubo de las mismas dimensiones interiores y exteriores, y se corta la anchura T 2. En fresa se desbarba y se hace chaflán interior


Procesos de montaje

A la vista del plano explosionado se describe el proceso de montaje:

1. Introducir SWSC45-35a hasta que alcance el tope del árbol piñón (a mano) 2. Montar a presión B6207ZZa hasta que alcance SWSC45-35a (ayudado de martillo de teflón o

prensa) 3. Abrir arandela STWS-35a y depositar sobre la ranura del árbol piñón (con tenazas) 4. Introducir KES12-25a en el hueco correspondiente del árbol piñón (a mano) 5. Introducir rueda 47d haciendo coincidir el hueco de la chaveta de la rueda con KES12-25a (a

mano o ayudado con martillo de mano) 6. Abrir arandela STWS-45 y depositar sobre la ranura del árbol piñón (con tenazas) 7. Introducir KES12-25b en el hueco correspondiente del árbol piñón(a mano) 8. Introducir rueda 35d haciendo coincidir el hueco de la chaveta de la rueda con KES12-25b (a

mano o ayudado con martillo de mano) 9. Introducir SWSC45-35b hasta que alcance el tope del árbol piñón (a mano) 10. Montar a presión B6207ZZb hasta que alcance SWSC45-35a (ayudado de martillo de teflón o

prensa) 11. Abrir arandela STWS-35b y depositar sobre la ranura del árbol piñón(con tenazas)

Procesos de inspección en detalle, coste detallado de inspección, tiempo detallado por

proceso, equipos, útiles, instalaciones de inspección detallados La totalidad de las piezas que forman nuestro conjunto son adquiridas, bien subcontratadas

a otra empresa o bien compradas directamente de catálogo. Por eso la inspección la hemos de realizar cuando recibimos las piezas, antes de introducirlas en el proceso productivo (control de recepción). Para cada pieza existen unas especificaciones que ha de cumplir y el proceso de inspección se elabora para verificar el correcto estado de la pieza. Para ello elaboramos unas tablas (Gama del proceso de Inspección) que detallan las cotas a medir, los instrumentos utilizar y los tiempos empleados. Con los tiempos y las máquinas empleadas elaboramos el coste multiplicándolo por la amortización y los costes horarios de personal correspondientes. Un ejemplo de este estudio se puede ver en el apartado 4 para el par funcional.

El croquis de la disposición en planta se puede ver en al apartado 4.3

3.2. Orígenes de elementos y razones para tal elección: Cómo se pude ver en la definición del conjunto (punto 3.1) los materiales y orígenes de las

piezas son:


Número Designación Material Origen

B0301 árbol piñón(22d) acero subcontratado B0302 rueda 47d acero subcontratado B0303 reten STWS-35 acero comprado B0304 rueda 35d acero subcontratado B0305 rodamiento B6207ZZ acero comprado B0306 rodamiento B6207ZZ acero comprado B0307 reten STWS-45 acero comprado B0308 chaveta KES12-25 acero comprado B0309 espaciador SWSC45-35-T5 acero comprado

El material empleado es el acero que por resistencia de materiales garantiza el

cumplimiento de las solicitaciones a las que va ha estar sometido y además es un material relativamente barato.

Para las rodamientos, retenes y chavetas, como son productos estandarizados y disponibles en multitud de formatos y por numerosos proveedores se ha optado por comprarlos de catálogo (en concreto se han sacado del catálogo MISUMI, ver bibliografía). En este caso resulta mucho más rentable comprarlos que fabricarlos puesto que las empresas que los fabrican son expertas en ello. Disponen de maquinaria para grandes series que abaratan los costes y tienen procesos de inspección que logran una calidad difícil de alcanzar en nuestra empresa a menos que empleemos unos recursos desorbitados.

Aunque nuestra empresa tiene la capacidad de fabricar ejes por torneado, tanto para el árbol piñón como las ruedas se ha elegido la subcontratación a una empresa especializada en la fabricación de engranajes. Con esto logramos abaratar los costos que supone una máquina de tallar engranajes, así cómo los operarios necesarios y los costes de inspección asociados, además de conseguir alta calidad. Nuestra empresa se centra más en montar los distintos componentes, de forma automática y eficiente, comprobar el producto y venderlo.

4. Par funcional (dentro del componente crítico)

Definir

Se trata del acoplamiento entre el árbol piñón (B0301) y la rueda de 35 dientes (B0304), para lo que también es necesaria la intervención de la chaveta (B0308). La misión es impedir el movimiento relativo de giro entre ambos soportando las tensiones generadas por la potencia trasmitida.

Listado de piezas y planos de cada pieza

Número Designación Plano Pieza B0301 árbol piñón(22d) Imagenes\B0301.jpg Imagenes\B0301pie.jpgB0304 rueda 35d Imagenes\B0304.jpg Imagenes\B0304pie.jpgB0308 chaveta KES12-25 Imagenes\B0308.jpg Imagenes\B0308pie.jpg


Plano de montaje Se puede ver el explosionado del par:

Funcionalidad del par

El par funcional ha de garantizar el acoplamiento entre la rueda y el eje, con la capacidad de poder transmitir el par nominal al que va ha estar sometido.

Vida útil Potencia a transmitir Velocidad de giro Par 10 años 800w 640rpm 12N.m

Criterios de diseño del par

Primero se citarán los criterios generales que se emplean para diseñar cada pieza que compone el par, para finalmente describir los criterios empleados en el par.

Criterios del árbol:

• Estáticos o Máxima tensión de Von Mises equivalente menor que el límite elástico en

cada sección. o Deformación máxima debida a flexión en los extremos menor que la

tolerada por los rodamientos rígidos de bolas. (<1º) • Dinámicos

o Resistencia a fatiga igual o mayor a la necesaria para que aguante la vida útil asignada.

• Seguridad o Estática igual a 2 o Dinámica igual a 1,5

• Fabricación o Facilidad de montaje y de fabricación por torno.

Criterios de la rueda: • Estáticos


o Diámetro que permita la interferencia de sus engranajes con los de la rueda conjugada, transmitiendo la fuerza con el ángulo de presión adecuado.

o Máxima tensión de Von Mises equivalente en la base de los dientes de engranaje menor que el límite elástico.

o Reducción de masa interior para aminorar inercias, pesos y ahorrar material.

• Dinámicos o Resistencia a fatiga en engranajes igual o mayor a la necesaria para que

aguante la vida útil asignada. • Seguridad

o Estática igual a 2 o Dinámica igual a 1,5

• Fabricación o Facilidad de fabricación por moldeo y maquinabilidad.

Criterios de la chaveta

• Estáticos o Tensión máxima cortante menor que la tensión de fluencia.

• Seguridad o Estática igual a 2.

• Fabricación o Sencillez por moldeo en rama.

Criterios del par funcional

• Recomendaciones para este tipo de aplicación sacadas de la bibliografía (ver referencias [1] [2]). Estas recomendaciones se basan a su vez en normas DIN e ISO y en datos experimentales. De los ajuste preferentes se escoge el H7/k6 ([1] Pág. 6 Cáp. 2):

o “Ajuste de adherencia: se monta bien con martillo de mano. Para poleas, acoplamientos y ruedas dentadas sobre árboles de máquinas y motores eléctricos (d=8…50mm); volantes con chaveta tangencial; palancas y volantes de mano fijos, manivelas, rodetes de turbinas”

• Diámetro exterior del cubo de recomendaciones sacadas de Niemman ([1] Pág. 4 Cáp. 3)

• Del cálculo del acoplamiento y del ajuste deducimos la necesidad de la chaveta para asegurar la trasmisibilidad del par. La elección de la chaveta se basa en la norma DIN 6885 ([1] Pág... 15 Cáp. 3). De esta forma se escoge un elemento normalizado.

Especificaciones de cada pieza

Como se ha comentado, cada pieza ha de soportar unas tensiones máximas dadas por el

cálculo de esfuerzos. Para ellas y con los criterios antes expuestos se diseña. El resultado se manifiesta en la perfecta definición geométrica de cada pieza, que se puede ver en los planos.

En cuanto a algunas de sus características físicas:

Número Designación Material Masa(Kg.) Volumen(mm3)

B0301 árbol piñón(22d) acero 3,171 404841,39

B0304 rueda 35d acero 1,359 173560,04

B0308 chaveta KES12-25 acero 0,017 2137,12

Criterios de diseño del proceso de fabricación

Criterios del árbol:

• Torno: Partimos de redondo de acero y siempre vamos fabricando de las partes con peor calidad y mayor tamaño a lo más preciso y pequeño, y dentro de cada nivel de calidad, hacemos primero las tareas más complicadas. La razón es porque es más fácil hacer un defecto con máquinas menos precisas y si algo sale mal, la pieza


tiene menor valor añadido y reducir los costes por piezas defectuosas. Por eso, la talla del engranaje se realiza en cuanto se ha torneado el diámetro del cilindro primitivo, porque la talla es un proceso más crítico.

• De esta forma empezamos torneando los diámetros mayores y con peor calidad, y dejamos para el final acabados de tolerancia y superficiales.

Criterios de la rueda:

• En cuanto a los procesos de arranque de viruta como torneado o fresado, los criterios son análogos que en al caso del árbol.

• Molde: Hay que tener en cuenta que la temperatura y presión de inyección sean los adecuados para garantizar la ausencia de defectos y el llenado perfecto del molde. De esa forma cuidaremos la mezcla fundida para que este correctamente asentada y desgasificada, evitando así la formación de burbujas y poros. El objetivo es conseguir un producto lo más homogéneo posible y con las características de maquinabilidad requeridas. En este caso no se aplicaran tratamientos térmicos posteriores. Por último hay que exigirle al molde que tenga el mazarotaje idóneo para facilitar su corte posterior en los lugares donde no hay pérdidas de resistencia mecánica. Así mismo considerar los ángulos de desmoldeo adecuados para su fácil extracción de la coquilla.

Criterios de la chaveta:

• Son análogos a los especificados para el moldeo, sólo que hay que tener en cuenta que en este caso es molde en rama, y se procesan varias piezas a la vez.

Proceso de fabricación de cada pieza

Ver apartado 4.1


Modelo de evolución de resultados de fabricación La evolución de los resultados de fabricación sería un dato que obtendríamos una vez

realizada la inspección de las piezas. Para simular una posible variación se ha empleado Matlab. Las graficas se pueden ver a continuación, representándose en abcisas los meses del año y en ordenadas la medida realizada sobre un lote, según los criterios de inspección. Se han considerado los siguientes razonamientos:

Agujero en Rueda 35d (Clase H7)

1. Debido a la diferencia de temperaturas entre invierno y verano, por deformaciones térmicas se producen variaciones estacionales, que están representadas en rojo. Se ha supuesto que el diámetro aumenta con la temperatura (dilatación).

2. Conforme la herramienta del taladro se va desgastando, se producen agujeros más pequeños. Esta variación se ha representado en magenta. Se ha considerado que la herramienta de corte se cambia mensualmente, por eso la forma característica de la curva en dientes de sierra.

3. Sumadas estas dos variaciones, además se ha estimado una variabilidad aleatoria y el resultado final es la línea en azul.


Eje en Árbol piñón (Clase k6)

1. Se han considerado también variaciones estacionales, que están representadas en rojo. Se ha supuesto que el diámetro aumenta con la temperatura (dilatación).

2. Conforme la herramienta del torno se va desgastando, se producen ejes más grandes, porque se quita menos material. Esta variación se ha representado en magenta. Se ha considerado también que la herramienta de corte se cambia mensualmente, por eso la forma característica de la curva en dientes de sierra.

3. Sumadas estas dos variaciones, además se ha estimado una variabilidad aleatoria y el resultado final es la línea en azul.


Anchura de la chaveta KES12-25 (Clase 7)

1. Cómo es un elemento que se adquiere de un gran proveedor, que genera una gran producción y la vende a muchos clientes, el producto será muy homogéneo, notándose una aleatoriedad pequeña y ausencia de variabilidad debida a cambios de herramienta. No obstante si que se ha supuesto una pequeña variación estacional.

2. Las demás dimensiones tendrían variaciones similares y no se han representado.

El código de Matlab con el que se ha generado se puede consultar en evolFab.m Siguiendo estos criterios y viendo los gráficos podemos dividir la variabilidad de todo

proceso de fabricación en causas no asignables (debidas a variabilidad de materia prima, destreza de los operarios, precisión de las máquinas etc.) y causas asignables (fallos en máquinas, cambios de temperatura etc.).

La responsabilidad de eliminar las causas asignables corresponde al supervisor del proceso: el desajuste de una máquina, el error de un operario, etc., son causas directamente detectables y resolubles dentro del marco del proceso productivo. Sin embargo, la responsabilidad de reducir la variabilidad producida por las causas no asignables, que son la mayoría, corresponde a la dirección de la empresa: mejorando la tecnología, cambiando los proveedores y, en general, mejorando el proceso productivo ([3] Pág... 538)

Criterios de diseño del proceso de inspección, medida y verificación.

Se han descrito los criterios de diseño, el proceso de fabricación y la evolución de

resultados de fabricación de cada pieza, pero sin embargo, esto sería una tarea que correspondería a nuestros proveedores, porque las tres piezas que componen el par funcional se adquieren de fuera de la empresa: son subcontratadas o compradas de catálogo. (ver apartado 3.2).

Este hecho hay que tenerlo en cuenta a la hora de diseñar el proceso de inspección. Se trata pues de un “control de recepción” dónde habrá que comprobar los materiales antes de ser introducidos en el proceso productivo. A diferencia del “control de procesos” el objetivo no


es establecer acciones preventivas, sino únicamente verificar las especificaciones y no tiene sentido analizar tendencias o rachas de un lote que ya hemos recibido.

Para ello emplearemos el control por atributos, mirando sólo si la especificación cumple o no, independientemente de su desviación. Esto es útil cuando es necesario recoger datos rápidamente con poco coste: cualquier operario puede comprobar con un calibre pasa/no pasa si una pieza tiene una longitud dentro de tolerancias, pero se requiere cierta formación para calcular medias y desviaciones típicas de las longitudes de cinco piezas. En contrapartida, como utilizamos menos información, se requiere tamaños muestrales sustancialmente más grandes que el control por variables. ([3] Pág. 570)

Necesitamos un proceso sencillo, rápido, robusto y estable y el control por atributos es rápido y simple de aplicar, y por tanto más económico.

No obstante para verificar ciertas especificaciones necesitaremos realizar medidas directas, cómo en los dientes de engranaje, sin embargo no guardaremos el valor de esas medidas, sino simplemente la variable boolena “cumple” o “no cumple”.

La primera operación de inspección se realizará de forma visual, comprobando que la forma geométrica se parece a la requerida. También se comprueba la ausencia de defectos generales. Con esto ahorramos tiempo y dinero para piezas con grandes defectos.

Para que una pieza sea catalogada como aceptable ha de cumplir con todas las especificaciones definidas en el proceso de inspección. Para las tolerancias no especificadas se seguirá el criterio general de aplicar clase de tolerancia 7.

Procedimientos de muestreo de piezas y especificaciones. Criterios de aceptación / rechazo +

corrección / recuperación Suponemos que el tamaño del lote será menor para piezas subcontratadas que para piezas

estándar, dado que las subcontratadas están hechas “a medida” y sólo se usa una por producto, mientras que las estándar se usan en varios conjuntos. Suponemos unos tamaños de lote razonables.

Lote de Árbol piñón = 10 piezas Lote de Rueda 35d = 10 piezas Lote de Chaveta KES12-25 = 100 piezas Como procedimiento de muestreo usaremos el definido en las normas ISO-2859 (o también

UNE 66020, MIL-STD-105D comúnmente llamado Plan Military-Standard). Estos planes están especialmente adaptados para ser usados en la inspección rutinaria de muchos lotes. Se caracterizan porque el tipo de inspección se va ajustando en función de la calidad e los lotes que se inspeccionan.

Se va a describir el procedimiento a seguir: 1. Decidir el AQL (Aceptable Quality Limit), es decir el nivel de calidad que es

aceptable para nuestra aplicación. En nuestro caso para las piezas subcontratadas el nivel será muy exigente puesto que son piezas caras y que sólo podemos utilizar en un conjunto muy concreto. Con las piezas de catálogo seremos más tolerantes porque compramos un gran stock, obteniendo ventajas de ello, y porque se usan en varios conjuntos.

2. Determinar el tipo de inspección, cono los siguientes criterios (Usaremos el caso estándar):

a. Costes de inspección bajo Nivel I b. Caso estandar Nivel II c. Coste de inspección alto Nivel II d. Ensayos destructivos Nivel S-I a S-4

3. Determinar el rigor de inspección. Puede ser: a. Riguroso: cuando se sospecha que la calidad es peor que el AQL. Se

pasará de la inspección normal a la rigurosa cuando dos de cinco lotes o partidas consecutivas sean rechazados en la inspección.

b. Normal: cuando se espere calidad similar al AQL. Deberá pasarse de rigurosa normal cuando se acepten cinco lotes seguidos con inspección rigurosa.


c. Reducido: cuando la calidad sea superior al AQL. Se pasará a ella al aceptar diez lotes consecutivos con inspección normal, y se volverá a la inspección normal al rechazar un lote.

4. Conocido el tamaño del lote y el tipo de inspección fijado en (2) utilizamos las tablas correspondientes (véase [3] Pág. 588 y siguientes)

Para nosotros la calidad será similar al AQL y nos moveremos con rigor normal. Veamos que resultado nos dan las tablas para lo que hemos definido:

Nº Designación Origen Lote Nivel Letra-código AQL n Ac Re

B0301 árbol piñón(22d) subcontratado 10 II B 1 3 0 1 B0304 rueda 35d subcontratado 10 II B 1 3 0 1 B0308 chaveta KES12-25 comprado 100 II F 10 20 5 6 Dónde: Letra-código: sacada de tablas n: tamaño de la muestra a inspeccionar Ac: número de defectuosas para aceptar el lote Re: número de defectuosas para rechazar el lote

Cuando un lote es rechazado, si se trata de piezas subcontratadas, que cómo se ha dicho

son caras y difíciles de fabricar, realizaríamos un control rectificativo, inspeccionando el 100% del lote (las diez piezas), devolviendo a nuestro proveedor las defectuosas.

Si el lote rechazado es de piezas compradas por catálogo, no revisaríamos más y devolveríamos el lote entero al proveedor, situación difícil como se vio en el modelo de evolución de resultados por ser piezas muy homogéneas. Lo que si puede ocurrir es un fallo en el envío, cuando hemos recibido piezas de una designación parecida.

Por otro lado también se realizaría inspección del proceso de montaje, revisando el 100%

de los conjuntos (B0300, que incluye el par funcional) una vez acabado. Esta inspección sería ligera, comprobando visualmente si el montaje se ha realizado correctamente. En caso contrario se remitiría a la fase encargada de montar el elemento incorrecto. El motivo de inspeccionar el 100% es que no deseamos crear productos de mala calidad que pueden interferir en el proceso productivo posterior, y la razón para tratar de recuperar todas las piezas, es que son conjuntos que ya tienen un gran valor añadido, que no podemos desperdiciar. Procedimientos de validación de medidas

Para asegurar la bondad de la medidas sometemos a nuestros instrumentos a un proceso

de calibración en un laboratorio externo homologado (Trazabilidad) respetando los periodos recomendados. Empleamos el criterio menos riguroso porque nuestra aplicación no es muy exigente:

INSTRUMENTO PERIODO (meses)

Micrómetro 12 Pie de rey 36

Rugosímetro de mano 36 Calibre de herradura 24 Calibre de interiores 24

Comparador 24 Regla 36

Modelos de variabilidad considerados para los procesos Utilizando los resultados del modelo de evolución de los resultados de fabricación (ver

apartado correspondiente) hemos realizado la suma horizontal de los puntos, y los hemos clasificado en un diagrama da barras para ver a que distribución se aproximan. Al tratarse de un proceso aleatorio, la distribución tiende ha ser una distribución normal como se puede ver en las siguientes imágenes.


Agujero en Rueda 35d (Clase H7)

Eje en Árbol piñón (Clase k6)

Anchura de la chaveta KES12-25 (Clase 7)

El código de Matlab con el que se ha generado se puede consultar en variabilidad.m


Con procedimientos analíticos podría obtenerse los datos correspondientes de medias y desviaciones típicas, pero sólo viendo los resultados ya podemos sacar conclusiones:

• Las distribuciones de las piezas subcontratadas tiene mayor variabilidad

(desviación) que la pieza comprada de catálogo, dado que como se indicó las piezas de catálogo son más homogéneas por el gran volumen de ventas del proveedor.

• La media de las distribuciones se encuentra por encima de la media de la franja de tolerancia, lo que se achaca a la tolerancia natural del proceso, explicada por los cambios estacionales y el desgaste de la herramienta.

• En las piezas subcontratadas se puede ver una ligera asimetría en la distribución, por lo que quizás se podría aproximar mejor por la distribución t de Student, para lo que se necesitaría un estudio analítico. (para más información ver referencia [3])

Procedimientos de control de la producción

Para controlar la producción hemos de conocer el número de piezas que tenemos en cada

punto intermedio. Si vemos que en un pulmón de piezas determinada faltan elementos hemos de ordenar rápidamente que los fabriquen para suplir la falta. Incluso viendo las tendencias podemos ver las cadencias a las que esas piezas se utilizan y prever un plan de abastecimiento adecuado. Esto lo realizamos tanto para materia prima, piezas intermedias, conjuntos montados y productos para el embalaje. Utilizando procedimientos de control de inventarios, cámaras o sensores, tendremos la producción controlada de forma automática desde una sala central.

Procedimientos de validación y/o selección de materiales, procesos de fabricación, procesos

de inspección, procesos de medida / verificación En cuanto a la validación del diseño realizado y de selección de materiales, antes de lanzar

la producción se realizan las simulaciones adecuadas en programas de elementos finitos, (Adams, Ansys) y de CAD/CAM. Aún así se ha dispuesto una preserie (ver apartado 1.3) donde además optimizamos inicialmente el proceso de producción.

No obstante, dentro del concepto de mejora continua y calidad total, una vez lanzada la producción seguimos analizando los distintos procesos para intentar mejorarlos todo lo posible. Para ello disponemos de un plan de encuestas a los operarios y resto de personal. Así de forma trimestral revisamos de forma sistemática nuestro proceso productivo, preguntando a quienes lo conocen de primera mano cómo creen que se podría mejorar.

Proceso de inspección, medida / verificación de cada pieza

Ver apartado 4.3

Costes para cada pieza Se han considerado los costes para cada pieza, integrando la fabricación y la inspección, y

además el coste de montaje del par funcional. Cómo se ha dicho los costes de fabricación serían los de la empresa que nos suministra las piezas, pero en este estudio suponemos que las fabricamos siguiendo los procesos descritos en el apartado correspondiente. De ahí sacamos también los tiempos de fabricación. Así podremos comparar los precios que nos ofrecen con los costes que incurriríamos si pretendiésemos fabricarlos nosotros mismos.

Para elaborar la tabla se han seguido los siguientes criterios:

• Los costes de maquinaria son los de la amortización. Para calcularlos se ha hecho una media de todas la máquinas que se emplean en el proceso de fabricación de la pieza concreta. De forma análoga para el proceso de inspección. La amortización se ha calculado de forma lineal según la tablas siguientes:


MAQUINA € AÑOS €/ch Moldeadora 75000 15 0,013888889

Sierra 8000 15 0,001481481 Torno 50000 15 0,009259259

Talladora 100000 15 0,018518519 Taladro 20000 20 0,002777778

Rectificadora 60000 15 0,011111111 Fresa 40000 15 0,007407407

Micrómetro 100 3 9,25926E-05 Pie de rey 100 3 9,25926E-05

Rugosímetro de mano 200 5 0,000111111 Calibre de herradura 80 1 0,000222222 Calibre de interiores 100 1 0,000277778

Comparador 40 2 5,55556E-05 Regla 10 1 2,77778E-05 Nota: 1 año = 360000 centihoras (10 horas diarias)

De esta forma por ejemplo para la chaveta se usa moldeadora, sierra y fresa, el coste por maquinaria seria la media de los costes de amortización de cada maquina:

0,007592593

10,0014814870,0074074090,01388888=

++=MAQUINA

de igual forma trabajamos para el resto de piezas.

• Los costes de personal (Hombre) son una media del coste horario de todos los

profesionales que han intervenido en esa pieza (ingenieros, administrativos, operarios, etc.) siendo para los distintos procesos:

FABRICACION INSPECCION MONTAJE

24€/h 18€/h 22€/h

• Los tiempos se multiplican por el coste horario de la misma forma para máquinas que para personal.

• En las tablas las unidades son: Masa(Kg.), Material(€/kg), Hombre(€/ch), Maquina(€/ch), Tf(centihoras), Ct(€)

• En definitiva la formula empleada para calcular los costes por pieza seria:

TfMaquinaHombreMaterialMasaCt ×++×= )(

Si comparamos estos precios con los recogidos en la tabla de costes (ver apartado 1.4),

vemos que el coste para las piezas subcontratadas resulta el doble del precio de compra, y para la pieza comprada unas 100 veces más caro. Esto nos reafirma en nuestra decisión del origen de las piezas. Para nuestro proveedores fabricar estos productos resulta más barato porque están especializados en este tipo de operaciones (tienen máquinas y procesos más efectivos) o porque trabajan en otras regiones donde el coste horario de personal es más bajo que en nuestro país (China, países del Este, etc.).

Sin embargo vemos como los costes de inspección y montaje son más bajos, ya que nosotros estamos especializados en montar conjuntos.

ESTUDIO DE COSTES

PRODUCTO Batidora Industrial RESUMEN € EFECTUADO DGJ 02182

CONJUNTO Árbol de transmisión FABRICACION INSPECCION MONTAJE COSTE TOTAL FECHA 25-12-05

PLANO B0300 COMPROBADO

ELEMENTO Par funcional 75,37685 2,845723 0,99 79,21257

FECHA

ESTUDIO Nº

1

PIEZA FABRICACION INSPECCION MONTAJE Nº DESIGNACION GA

MA MASA MATERIAL HOMBRE MAQUINA Tf Ct GAMA HOMBRE MAQUINA Tf Ct GAMA HOMBRE MAQUINA Tf Ct CT

B0301 árbol piñón 1 3,171 1,2 0,24 0,01157407 107 30,72362 1 0,18 0,00010031 12,3 2,215233 32,93885

B0304 Rueda 35d 4 1,359 1,2 0,24 0,00888889 130 33,98635 4 0,18 0,00015432 2,7 0,486416 34,47277

B0308 KES12-25 8 0,017 1,2 0,24 0,00759259 43 10,66688 8 0,18 9,259E-05 0,8 0,144074 10,81095

P03148 Par funcional 4-5 0,22 4,5 0,99 0,99

TOTAL 75,37685 2,845723 0,99 79,21257

4.1. Procesos de fabricación

Croquis de disposición en planta

Procesos, equipos, cadencias y tiempos Leyenda: tp: tiempo de preparación tmaq: tiempo de utilización de la maquina tm: tiempo de manipulación tu: tiempo unitario (por pieza)


GAMA DEL PROCESO DE FABRICACION

CONJUNTO Árbol de transmisión RESUMEN DE FABRICACIÓN ch EFECTUADO DGJ 02182 PIEZA Rueda 35d tp tmaq tm tu FECHA 25-12-05 PLANO B0304 COMPROBADO MATERIAL acero

21 39 70 130 FECHA

GAMA Nº 4

FASE POR FASE ch Nº DESCRIPCION

MAQUINA CATEGORIA m.o.d. tp tmaq tm

FICHA FASE

1 Preparar molde Moldeadora Espec 8 0401 2 Calentar acero en bruto Moldeadora Ofic 2ª 12 0402 3 Verter en cuchara Moldeadora Ofic 2ª 1 0403 4 Enfriar Moldeadora Ofic 2ª 32 0404 5 Desmoldear Moldeadora Ofic 1ª 3 0405 6 Desbaste de mazarotas Sierra Ofic 1ª 2 1 0406 7 Fijación plato de garras Torno Ofic 2ª 2 0407 8 Desbarbar cara izquierda Torno Ofic 1ª 2 2 0408 9 Desbarbar cara derecha Torno Ofic 1ª 2 2 0409

10 Refrentar cara derecha Torno Ofic 1ª 3.5 2.5 0410 11 Refrentar cara izquierda Torno Ofic 1ª 3.5 2.5 0411 12 Achaflanar caras exterior. Torno Ofic 1ª 1 0.5 0412 13 Fijar pieza garras Talladora Espec 9 0413 14 Tallar engranajes Talladora Espec 15 5 0414 15 Fijar pieza en mesa Taladro Ofic 1ª 2 0415 16 Taladrado agujero int(ø20) Taladro Ofic 1ª 1.5 1 0416 17 Taladrado agujero int(ø40) Taladro Ofic 1ª 1.5 1 0417 18 Mandrinado agujero int. Taladro Ofic 1ª 4 3 0418 19 Brochado ranura chaveta Fresa Ofic 1ª 2 1 0419 20 Achaflanar borde agujero Fresa Ofic 1ª 1 1 0420

TOTAL 21 39 70



CONJUNTO Árbol de transmisión RESUMEN DE FABRICACIÓN ch EFECTUADO DGJ 02182 PIEZA KES12-25 tp tmaq tm tu FECHA 25-12-05 PLANO B0308 COMPROBADO MATERIAL acero

9 4 30 43 FECHA

GAMA Nº 8



FICHA FASE

1 Preparar molde Moldeadora Espec 8 0801 2 Calentar acero en bruto Moldeadora Ofic 2ª 12 0802 3 Verter en cuchara Moldeadora Ofic 2ª 1 0803 4 Enfriar Moldeadora Ofic 2ª 8 0804 5 Desmoldear Moldeadora Ofic 1ª 3 0805 6 Cortado de piezas Sierra Ofic 1ª 1 3 0806 7 Desbaste de mazarotas Sierra Ofic 1ª 2 1 0807 8 Fijar pieza a mesa Fresa Ofic 2ª 1 0808 9 Refrentado cara con

mazarota Fresa Ofic 2ª 1 2 0809

TOTAL 9 4 30

Nota: las 6 primeras acciones serian iguales para todos las chavetas que se moldean en la misma rama (10,20…) y habría que tenerlo en cuenta en el proceso de fabricación general y en los costes.



CONJUNTO Árbol de transmisión RESUMEN DE FABRICACIÓN ch EFECTUADO DGJ 02182 PIEZA Árbol piñón tp tmaq tm tu FECHA 25-12-05 PLANO B0301 COMPROBADO MATERIAL acero

15 53 39 107 FECHA

GAMA Nº 1



FICHA FASE

1 Fijación plato de garras Torno Ofic 2ª 2 0101 2 Refrentado caras (ø35) Torno Ofic 1ª 3 2 0102 3 Torneado desbaste(ø66) Torno Ofic 1ª 2 2.5 0103 4 Torneado desbaste(ø50) Torno Ofic 1ª 2 2.5 0104 5 Achaflanado de bordes Torno Ofic 2ª 2 1 0105 6 Fijación pieza a garras Talladora Espec 9 0106 7 Tallado de engranajes Talladora Espec 15 5 0107 8 Torneado semiacab.(ø45) Torno Ofic 1ª 2 2 0108 9 Torneado semiacab.(ø40) Torno Ofic 1ª 2 2 0109

10 Torneado semiacab.(ø35) Torno Ofic 1ª 1 1 0110 11 Ranurado centro Torno Ofic 1ª 1 1 0111 12 Ranurado derecha Torno Ofic 1ª 1 1 0112 13 Ranurado izquierda Torno Ofic 1ª 1 1 0113 14 Torneado acabado(ø45) Torno Ofic 2ª 3 2 0114 15 Torneado acabado(ø40) Torno Ofic 2ª 2 2 0115 16 Torneado acabado(ø35) Torno Ofic 2ª 2 1 0116 17 Fijar pieza a mesa Fresa Ofic 2ª 1 0117 18 Fresado chavetero(ø45) Fresa Ofic 1ª 2 1 0118 19 Fresado chavetero(ø40) Fresa 1 1 0119 20 Fijación plato de garras Rectificadora Ofic 1ª 3 0120

21 Rectificado asiento de rodamientos izquierdo Rectificadora Espec 2.5 2.5 0121

22 Rectificado asiento de rodamientos derecho Rectificadora 2.5 2.5 0122

23 Pulido dientes engranaje Rectificadora Espec 6 6 0123 TOTAL 15 53 39


Costes Ver apartado 4 (Estudio de Costes)

4.2. Procesos de montaje Croquis de disposición en planta

Procesos, equipos, cadencias y tiempos Leyenda: tp: tiempo de preparación tmaq: tiempo de utilización de la maquina tm: tiempo de manipulación Tf: tiempo final


GAMA DEL PROCESO DE MONTAJE

CONJUNTO Árbol de transmisión RESUMEN DE MONTAJE ch EFECTUADO DGJ 02182 PAR Rueda35d-árbol tp tmaq tm Tf FECHA 25-12-05 PLANO P03148 COMPROBADO MONTAJE 4 y 5 de 11

1 3.5 4.5 FECHA

GAMA Nº 4-5


PUESTO Nº

CATEGORIA m.o.d. tp tmaq tm

Tf

1 Sujetar eje al banco 1 Ofic 1ª 1 1

2 Introducir chaveta en chavetero del árbol 1 Ofic 1ª 0.5 0.5

3 Introducir rueda en árbol haciendo coincidir la ranura con la chaveta

1 Ofic 1ª 3 3

TOTAL 1 3.5 4.5 Nº UTILLAJE CANTIDAD OBSERVACIONES 1 Martillo de teflón 1 2 Sufridera 1

Costes Ver apartado 4 (Estudio de Costes)


4.3. Procesos de inspección Croquis de disposición en planta

Procesos, equipos, cadencias y tiempos

Leyenda: tm: tiempo de manipulación to: tiempo de operación tF: tiempo final (la suma de los dos anteriores) tT: tiempo total (por pieza inspeccionada)

tu: tiempo unitario. Dado que no todas las piezas se inspeccionan, se calcula un tiempo promedio para cada una con la fórmula:

LOTEtTntu ×

=


GAMA DEL PROCESO DE INSPECCIÓN

CONJUNTO Árbol de transmisión NIVEL II RESUMEN DE INSPECCIÓN ch EFECTUADO DGJ 02182

PIEZA Rueda 35d n 3 tm to tT tu FECHA 25-12-05 PLANO B0304 Ac 0 COMPROBADO LOTE 10 Re 1

1 8 9 2.7 FECHA

GAMA Nº 4

FASE POR FASE ch Nº sub

ELEMENTO EQUIPO CATEGORIA m.o.d. tm to

tF

10 1 Pieza en general Visual Espec 2 2

1 Dientes de engranaje Medida sobre cuatro dientes (K=41,332)

Micrómetro “ 0.5 2 2.5 20

2 Paso diente de engranaje (Paso/2=4.5) Micrómetro “ 2 2

30 1 Diámetro de agujero (40H7)

Calibre de interiores “ 0.5 1 1.5

40 1 Ranura chavetero (12) Pie de rey “ 0.5 0,5

50 1 Anchura rueda (30) Pie de rey “ 0.5 0,5

TOTAL 1 8 9



CONJUNTO Árbol de

transmisión NIVEL II RESUMEN DE INSPECCIÓN ch EFECTUADO DGJ 02182 PIEZA KES12-25 n 20 tm to tT tu FECHA 25-12-05 PLANO B0308 Ac 5 COMPROBADO LOTE 100 Re 6

1.5 2.5 4 0.8 FECHA

GAMA Nº 8



tF


1 Longitud (25) Pie de rey “ 0.5 0.5 1

2 Anchura (12) Pie de rey “ 0.5 0.5 1

20

3 Altura (8) Pie de rey “ 0.5 0.5 1

TOTAL 1.5 2.5 4



CONJUNTO Árbol de

transmisión NIVEL II RESUMEN DE INSPECCIÓN ch EFECTUADO DGJ 02182 PIEZA Árbol piñón n 3 tm to tT tu FECHA 25-12-05 PLANO B0301 Ac 0 COMPROBADO LOTE 10 Re 1

13,5 27,5 41 12.3 FECHA

GAMA Nº 1



tF


1 Dientes de piñón Medida sobre 3 dientes (K=23.064)

Micrómetro “ 0.5 2 2.5

2 Paso diente de engranaje Paso/2=4.5 Micrómetro “ 2 2

20

3 Rugosidad dientes (Ra=0.3)

Rugosímetro de mano “ 1 2 3

1 Diámetro (ø45k6)

Calibre de herradura “ 0.5 2 2.5 30

2 Diámetro (ø35 j6)

Calibre de herradura “ 0.5 3 3.5

40 1 Rugosidad asiento rodamiento (Ra=0.8)

Rugosímetro de mano “ 1 2 3

1 Cilindricidad (0.011) Comparador “ 3 3 6 50

2 Perpendicularidad (0.009)

Comparador + regla “ 4 4 8

1 Anchura chavetero (6) Pie de rey “ 1 1

2 Longitud chavetero (25) Pie de rey “ 1 1

60

3 Profundidad chaveta (5) Pie de rey “ 1 1

70 1 Ranuras (1.6) Calibre “ 1 1.5 2.5

1 Longitud piñón (30) Regla “ 1 1 2 80

2 Longitud eje (230) Regla “ 1 1 2

TOTAL 13,5 27,5 41 Costes

Ver apartado 4 (Estudio de Costes)


4.4. Criterios de ponderación de la utilización de recursos Cómo se ha visto nuestro sistema productivo va encaminado sobre todo a montar conjuntos

a partir de piezas compradas, subcontratadas cuando son más específicas y algunas fabricadas por nosotros mismos, cuando no podemos subcontratar. Por ello es importante ser capaces de controlar la producción en cada fase del montaje y tener las instalaciones y el personal cualificado para realizarlo de forma eficiente. También al control de recepción hemos de dedicarle una gran parte de los recursos, ya que es fundamental no introducir errores en una etapa tan primaria del proceso, que generarían fallos posteriores y una gran pérdida de eficacia.

En cuanto al diseño del producto y de los procesos disponemos de una oficina técnica encargada de crear las especificaciones del producto, estudiar su origen con criterios económicos y de calidad, y diseñar el proceso de fabricación. Además se encarga de recoger y procesar la información de la inspección y la validación, para tratar de innovar mejoras realimentando el proceso.

En cuanto a la versatilidad de las instalaciones, es responsabilidad de la directiva conseguir que esta sea lo mayor posible, disponiendo los recursos de forma que puedan adaptarse de forma rápida a los cambios del mercado.


5. Valoración del trabajo 5.1. Medios empleados en el trabajo

Para los productos comprados se ha consultado y obtenido la referencia de los siguientes

catálogos y empresas: MISUMI Mechanical Standard Components for Factory

Automation 2005 www.misumi-europe.com

CCB SA Spacers & Fasteners www.ccb.frMicroPlastics Decorative Screw Covers www.microplastics.co.ukRINGFEDER Uniones Eje cubo en arrastre de fuerza www.ringfeder.com

CODIPRO Visserie détail haute résistance www.codipro.netXLBearings Limited Deep groove ball bearings www.xlbearings.com

SCHORCH Máquinas eléctricas www.schorch.de

En concreto la designación de los elementos comprados que aparecen en la lista de piezas y costes, están asociadas a la denominación de MISUMI para esos elementos.

Además se han consultado las siguientes referencias bibliográficas: [1] Apuntes de Calculo de Maquinas I. Pilar Lafont. ETSII [2] Dibujo Industrial. Jesús Felez. Ed Síntesis [3] Fundamentos de Estadística. Daniel Peña. Alianza Editorial (en especial el Cáp. 13: “Control de calidad”) [4] Manufactura, ingeniería y tecnología, 4 ed. Serope Kalpakjian Prentice-Hall, 2002 [5] Apuntes de Fabricación I. ETSII [6] Apuntes de Tecnología Mecánica. ETSII [7] Aprenda Matlab como si estuviera en primero. Javier García de Jalón. ETSII [8] Catálogos de instrumentos de medida. Rugosímetros. Servidor FTP: ftp://alum.etsii.upm.es/asignaturas/especialidades/maquinas/cuarto/tecmec1/

Medios empleados

Se han utilizado el siguiente software: Windows Xp Microsoft Word Xp Microsoft Excel Xp Microsoft PowerPoint Xp Solid Edge v17 (versión académica) Matlab 6.5 Paint Shop Pro 7

http://www.misumi-europe.com/

http://www.ccb.fr/

http://www.microplastics.co.uk/

http://www.ringfeder.com/

http://www.codipro.net/

http://www.xlbearings.com/

http://www.schorch.de/

ftp://alum.etsii.upm.es/asignaturas/especialidades/maquinas/cuarto/tecmec1/


5.2. Actividades realizadas y valoración

Actividad Horas Búsqueda de información: batidoras industriales, planos, manuales, componentes, productos comercializados, precios 10

Elaboración de entrega 1: batidora.doc EDP y Lista de Piezas Imágenes de conjuntos

8

Búsqueda de información: elementos mecánicos de catálogo, empresas proveedoras, petición de información 15

Búsqueda de información: formas y diseños típicos de árboles, criterios de diseño 2 Manejo de programa de CAD: diseño del componente critico, obtención de planos, explosionados 20

Elaboración entrega 2: Tabla de Costes CostosyCritico.doc

10

Búsqueda de información: acoplamiento eje-cubo, criterios de diseño, funcionales y de resistencia. 2 Búsqueda de información: procesos de fabricación, resultado de fabricación 1 Búsqueda de información: procesos de inspección, control de calidad, costes 2 Elaboración de la entrega final del trabajo siguiendo la plantilla, completando con entregas anteriores. 5 Elaboración de tablas de procesos y de costes 10 Obtención de imágenes de programa de CAD con Paint Shop Pro 1 Modelo de evolución y variabilidad con Matlab 2 Finalización del trabajo, adaptación a los criterios de entrega 1474-02182.doc 5

Tiempo total invertido en la preparación del trabajo 93

Valoración del coste total del desarrollo del trabajo El coste total se pude medir en función del tiempo que he empleado para realizarlo. No

obstante destaco como interesante y positivo para mi formación la elaboración de este trabajo, sobre todo por la búsqueda de información de componentes mecánicos, consulta de catálogos, información sobre control de calidad y manejo de programas CAD.

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