Elementos de un proceso de fabricación
Criterios de la producción económica.
El costo de un producto depende de las inversiones o gastos que se generan en cuant cuanto o al consu consumo mo de las mater materias ias prima primas, s, máqu máquina inas, s, mano mano de obra, obra, venta ventas, s, almacenamiento y otros gastos generales. El costo por los conceptos de maquinaria y mano de obra son costos definitivamente interdependientes, y conjuntamente con el gasto gasto para para mater materias ias prima primas s viene vienen n a const constitu ituir ir los costo costos s princ principa ipales les de la producción.
Puede afirmarse que el objetivo de una producción económica radica en generar un producto bajo cierto beneficio. Esto nos infiere que el costo debe ser aceptable y competitivo; también, que debe existir una demanda para el producto, o más aún, esta demanda debe crearse para que el producto ya una vez terminado salga al mercado y sea vendido de una manera rápida, corta en su existencia y a un muy buen precio para la empresa.
Al satisfac satisfacer er estás estás caracter característ ísticas icas,, las máquinas máquinas herrami herramienta enta se han vuelto vuelto más com complej plejas as tant tanto o en su conce oncepc pció ión n como como en sus sus sist sistem emas as de contr ontrol ol.. La caracterización de automática se ha implantado en muchas máquinas, y algunas son comple completam tamen ente te auto automá mátic ticas as.. Esta Esta tecn tecnifi ificac cación ión a hacho hacho posibl posible e a la indus industri tria a alcanzar altos volúmenes de producción a un bajo costo de mano de obra lo que es esencial para cualquier sociedad que desea gozar de un alto nivel de vida.
La calidad y la precisión en las operaciones de manufactura demandan demandan la existencia existencia de un control geométrico severo sobre las piezas se pretende sean intercambiables y ofrezcan el mejor servicio durante su operación. Un producto que se hace de piezas intercambiables es de fácil servicio, dado que se puede desmontar rápidamente y a
un bajo costo. Para mantener este servicio de control geométrico deben apropiarse los métodos apropiados. Los tres criterios fundamentales que determinan una producción económica o rentable son: 1. Un proyecto funcional lo más simple posible y de una calidad estética apropiada. 2. La selección de un material que represente la mejor concomitancia entre las propiedades físicas, su aspecto exterior, costo y facilidad para trabajarlo o maquinarlo. 3.
La selección de los procesos de manufactura para fabricar el producto debe ser de tal suerte que con ellos se obtenga la necesaria exactitud y rugosidad, y a un costo unitario lo más bajo posible.
Ingeniería del producto. Con objeto de que la fabricación sea competitiva es importante que el producto se proyecte, de tal manera, que el costo asociado con el material, la manufactura y el almacenamiento sean lo más bajo posible. En cualquier producto manufacturado y para efectos de una mejor durabilidad, es posible especificar el material más resistente al trabajo, pero el proyectista debe estar comprometido con el criterio de la producción más económicamente posible. Para manufacturar piezas de más alta precisión, se requieren máquinas herramienta más caros, operadores más calificados y además los desperdicios pueden aumentar. Los productos deberían proyectarse cuidadosamente conforme a las especificaciones requeridas por el tipo de servicio al cual va a estar sometido y no proyectarlo indiscriminadamente. Un buen proyecto con frecuencia incluye una operación de acabado o de recubrimiento, dado que el producto se juzga, además de su función y operación, por su apariencia. En la producción masiva, el proyecto de las piezas debe adaptarse al tipo de máquina con un mínimo de operaciones diferentes. Cada vez que una pieza deba desgastarse, almacenarse o recargarse en otra máquina, los costos ya están implicados de tal suerte que ya no se agregan al valor del producto.
Los materiales en la ingeniería. En el proyecto de manufactura de un producto, es esencial que el material y el método de fabricación sean compatibles. Los materiales difieren ampliamente en sus propiedades físicas, sus características de maquinibilidad, su grado de conformación plástica en sus posibles índices de vida de servicio. El proyectista deberá considerar estos factores al seleccionar el material más económico y el proceso que sea más adecuado al producto que se estudia. Los materiales son de dos tipos: los metálicos y los no metálicos. Los materiales no metálicos se clasifican a su vez en sustancias orgánicas e inorgánicas. Dado a que gay un infinito número de materiales no metálicos y de materiales aleados o no aleados, se hace necesario realizar un estudio concienzudo para llegar a seleccionar el material más apropiado y que cumpla con las características esenciales. Pocos materiales utilizados en la industria existen como elementos naturales. Los metales, por ejemplo, tienen componentes inherentes tales como óxidos, sulfuros o carbonatos y deben someterse a un proceso de separación o refinamiento antes de de que puedan ser utilizables. Una vez separadas estas impurezas, los materiales deben tomar una estructura atómica que sea estable a temperaturas ordinarias durante un tiempo prolongado. En el trabajo de los metales, el hierro es tal ves e elemento natural más importante. El hierro en estado puro tiene poco uso comercial, pero cuando se combina con otros elementos da lugar a varias aleaciones convirtiéndose en el metal por excelencia de la ingeniería. Los metales no ferrosos incluyendo el cobre, estaño, zinc, níquel, magnesio, aluminio, plomo y otros, todos juegan un papel importante, pues cada uno tiene propiedades y usos específicos.
Selección del proceso. Para la fabricación se requieren herramientas y máquinas que puedan producir tanto económicamente como la precisión deseada. La economía depende en gran medida de la selección apropiada de la máquina o del proceso que generen un producto terminado satisfactorio. Esta selección se ve influida, en primer término, por la calidad de piezas a producirse. Generalmente existe una máquina apropiada a un problema de fabricación dado. Para la producción de lotes pequeños las máquinas de propósitos generales (tales como el torno, la taladradora, las acepilladoras, etc.), se justifican como el tipo de máquinas más apropiado dado que son las más adaptables, representan un costo inicial bajo, requieren menos mantenimiento y poseen la versatilidad para afrontar condiciones de cambio en el taller. Por otra parte, las máquinas de propósitos
especiales deberán tomarse en cuenta para la fabricación de grandes lotes de un producto normalizado. Muchas de las máquinas para propósitos especiales se distinguen de las máquinas convencionales en que han integrado a ellas cierta mano de obra del operador. Un simple tornillo puede hacerse ya sea en un torno paralelo o un torno automático para roscar. El operador del torno debe conocer no nada más como hacer el tornillo si no también debe ser lo suficientemente hábil para operar la máquina. En una máquina automática la secuencia de las operaciones y los movimientos están controlados mediante levas y topes y cada pieza producida es idéntica a su procedente. Para la selección de la mejor máquina o del método de fabricación para un problema dado se requiere un amplio conocimiento de todos los métodos de fabricación existentes. Los factores a considerarse son el volumen de producción, calidad del producto terminado y las ventajas y limitaciones de diversos tipos de equipos capaces de hacer el mismo trabajo. No puede hacerse demasiado énfasis al hecho de la pieza pueda generarse por varios métodos si no que este énfasis debe hacerse en el sentido de descubrir el método que no ofrecen ventajas económicas.
Cuestionario. 1. ¿De que depende el costo de un producto? R. De las inversiones o gastos que se generan en cuanto al consumo de materias primas, máquinas, mano de obra, ventas, almacenamiento y otros gastos generales. 2. ¿Cuál es el objetivo de la producción económica? R. Es en generar un producto bajo cir5to beneficio es decir el costo debe ser aceptable y competitivo, también debe existir una demanda para el producto. 3¿Explica brevemente los tres criterios fundamentales que determinan una producción económica? a) Un proyecto funcional b) La selección de un material que represente una mejor facilidad para el trabajo o maquinarlo. c) Selección del proceso de manufactura para fabricar el producto. 4. ¿Con el objeto de que la fabricación sea competitiva es importante que? R. Que el producto se proyecte, de tal manera que el costo asociado con el material, la manufactura y el almacenamiento sean lo más bajo posible. 5. ¿Cuál es lo más importante en un producto a fabricar o manufacturado? R. Especificar un material más duro, o más resistente a la corrosión o el de mayor vida pero eso depende del ingeniero quien juzga cual es el mejor. 6. ¿Para manufacturar piezas de más alta precisión que se requiere? R. Maquinas herramienta más caras, operadores más calificados y además los desperdicios pueden aumentar. 7. ¿Qué se hace en la producción masiva? R. El proyecto de las piezas debe adaptarse al tipo de máquina con un mínimo de operaciones diferentes, cada vez que una pieza deba descargarse, almacenarse o recargarse en otra máquina los costos ya están implicados y ya no se agregan en el producto. 8. ¿Cuáles son los dos tipos básicos de materiales? R. los metálicos y no metálicos. 9. ¿Los materiales no metálicos se clasifican en? R. En sustancias orgánicas e inorgánicas 10. ¿Cuál es el metal por excelencia de la ingeniería y porque? R. El hierro porque en estado puro tiene poco uso comercial, pero cuando se combina con otros elementos da lugar a varias aleaciones.
11. ¿Cual es el beneficio de usar máquinas automáticas? R. El empleo de operadores no calificados, pero ello requiere aumentar los costos por supervisión y mantenimiento 12. ¿Nombra unas máquinas que se usa en lotes de pequeña producción? R. El torno, fresadora, rectificadora, pulidora, taladradora, acepilladoras, etc. 13. ¿Cuáles son los factores a considerar para le selección de la mejor máquina o del método de fabricación? R. El volumen de producción, calidad del producto terminado y las ventajas y limitaciones de diversos tipos de equipos capaces de hacer el mismo trabajo. 14. ¿Cuál seria una ventaja de usar la selección del proceso o de la maquina? R. Que en el caso de una máquina automática se puede emplear para procesos de gran cantidad y gran exactitud ya que solo se programa.
Resumen. En esta primera unidad llamada introducción a los procesos de manufactura conoceremos su historia, desde el punto de partida de los procesos de manufactura modernos que se le pude adjudicar a Eli Whitney con sus principios de fabricación intercambiables o su máquina fresadora, sucesos todos ellos acaecidos por los años de 1880. También en esa época, aparecieron otros procesos industriales a consecuencia de la guerra civil en los estados unidos que proporciono un nuevo impulso en el desarrollo de la manufactura de aquel país. También se mencionara los cuatro elementos de un proceso de fabricación como el primero que es el criterio de la producción económica que se refiere que el costo de un producto depende de las inversiones o gastos que se generan en cuanto al consumo de materias primas, máquinas, mano de obra, ventas, almacenamiento y otros gastos generales, con sus tres criterios fundamentales que determinan una producción económica o rentable. El segundo la ingeniería del producto que se hace con el objeto de que la fabricación sea competitiva y es importante que el producto se proyecte, de tal manera, que el costo asociado con el material, la manufactura y el almacenamiento sean lo más bajo posible. El tercero los materiales en la ingeniería que se asocia con el material o metal en el caso de piezas que se va a usar que cubra con las necesidades y por ultimo la selección del proceso o de la máquina que solo se refiere al buen uso de la maquinaria a emplearse durante el proceso. Después veremos la clasificación de los procesos de manufactura que son cinco y estos a su vez se subdividen como en el caso de los procesos que cambian la forma del material por ejemplo en el caso de la fundición que es un proceso en los materiales que se calientan a altas temperaturas hasta dejarlo en estado líquido y después darle la forma deseada. En los procesos que provocan un desprendimiento de viruta para obtener las piezas dentro de tolerancias indicadas y son dos maquinados convencionales con arranque de viruta y maquinados no convencionales. Ahora esta la modificación de la forma de los materiales y algunos métodos de fabricación mediante los cuales se modifican convencionalmente la forma de los materiales son: fundición, forja, estruido, laminado, doblado, embutido, etc. Que serán explicados más adelante. Los métodos de maquinado que por regla general las piezas requieren trabajarse son: torneado, acepillado, taladrado, mandrilado, rimado, brochado, fresado, rectificado que son las que más se usan. Y por ultimo están los tratamientos superficiales que se utilizan cuando estás se requieren pulidas, con mayor precisión con una apariencia estética o bien se requieren protegerlas contra los efectos nocivos de la corrosión y se clasifican en: pulido, rectificado con correa abrasiva, tamboreo, electrorrecubrimiento, bruñido,
asentado, pulverizado etc. El ensamblado es el proceso final que requieren la unión de dos o más piezas y son: soldadura, soldadura blanda, soldadura fuerte, sinterizado, prensado de polvos, remachado, ensamble por pegado. Estos son los procesos que se siguen para llegar a un trabajo.