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INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLIARIA EN INGENIERA Y
TECNOLOGAS AVANZADAS
DISEO AVANZADO Y MANUFACTURA ASISTIDA POR COMPUTADORA
3MV10
PROFESOR:
JESS MARES CARREO
ALUMNOS:
FLORES CARERA SALVADOR
PREZ RUEDA KRISTIAN ARAM
RAMOS GARCA EFRAIN
ROA TORT KAREN
REPORTE:
PROYECTO: SOPORTE DE PANTALLA
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Soporte de Pantalla de LED Analizado Mediante los Mtodos de Diseo DFM-DFA y DFE
Para el diseo del soporte de pantalla de LED, se parte de la idea de mejralos que actualmente se encuentran en el mercado, ste soporte puede entrar para su venta en centros de entretenimiento.
Especificaciones de nuestro producto Para realizar el soporte de televisin, tenemos que cumplir ciertos requisitos, los cuales delimitan el producto, mejoran y cumplen con las necesidades de nuestros clientes.
a. Sencillo de utilizar
b. Sencillo de armar y desmontar
c. Costo accesible
d. Capaz de soportar pantallas de 30 a 42
e. Rotar 360
f. Ajuste sobre el plano a 20 - 10
El diseo se basa en tres mtodos diseo para manufactura (DFM), diseo para la sustentabilidad, (DFE) y el diseo para el ensamble (DFA).
Seleccin de material
Tomando en cuenta los materiales que son implementados para la manufactura de este tipo de
soportes, se decidi tomar como referencia las caractersticas del acero 1020 y el aluminio aleado
con el fin de comparar sus caractersticas con otro tipo de metales que sean convenientes para el
diseo del soporte.
Mediante el software CES EduPack 2005 se compararon el Mdulo de Young respeto a la densidad
tomando como valores mnimos un Mdulo de y una Densidad de
, con lo
cual se obtuvieron los siguientes resultados.
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Para la discriminacin de un mayor nmero de materiales podemos visualizar los materiales ms
baratos los cuales valgan menos que un euro.
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Con lo anterior podemos definir como materia un acero 1020 para la manufactura del soporte el
cual comprende las siguientes caractersticas:
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Diseo para Manufactura (DFM) A continuacin se muestran los anlisis para manufactura correspondiente a las piezas que conforman el soporte para TV, en cada una se mencionan por que se decidi realizar ese tipo de manufactura.
Riel de Base de Pantalla Esta pieza se ocupa para tener un soporte horizontal de la pantalla. Se ensambla sobre la placa principal que va a la pantalla, de esta manera se tiene una sujecin en la parte horizontal de la pantalla.
Figura 1. Riel de Base de Pantalla
Para sta pieza se seleccion un tipo de manufactura por fresadora haciendo uso de taladrado. Sin embargo con ese tipo de maquinado la pieza tiene un error en sus contornos, las partes
interiores de la cara inferior es decir los extremos no poseen una curvatura, es decir tiene ngulos
rectos que no se consiguen con los cortadores estndares.
Para realizar los se establece un cortador estndar o una medida para la cual ya exista el cortador,
para el diseo se eligi una broca con dimetro de .
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Figura 2. Proceso de Manufactura
Analizando la pieza lo correcto es realizar redondeos en los ngulos internos.
Primera Base de Pantalla Esta pieza es la base principal ya que esta es colocada detrs de la pantalla y a su vez es la que se ensambla con los rieles horizontales y verticales y de esta manera tener una mejor sujecin de la pantalla. Para sta pieza se seleccion un tipo de manufactura por fresadora haciendo uso de taladrado. Sin embargo con ese tipo de maquinado la pieza tiene dos errores, el primero es el error de
cociente de profundidad a dimetro de taladro, el cual se presenta cuando se necesitan realizar
barrenos profundos y estrechos, por lo que es difcil fabricarlos en serie.
Figura 3. Base Principal Anlisis DFM
El segundo error marca el entrecruce entre cavidades, pero al analizar la figura no se percibe dicho error.
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Figura 4. Base Principal Anlisis DFM
Para realizar los se establece un cortador estndar o una medida para la cual ya exista el cortador,
para el diseo se eligi una broca con dimetro de .
Figura 5. Proceso de Manufactura
Riel perpendicular para Base de Pantalla Esta pieza se ensambla a los rieles paralelos de la base principal para tener una sujecin vertical de la pantalla. Para sta pieza se seleccion un tipo de manufactura por fresadora haciendo uso de taladrado. Sin embargo con ese tipo de maquinado la pieza tiene error en sus contornos, las partes interiores
y exteriores de la cara inferior y posterior es decir los extremos no poseen una curvatura ni un
chafln, es decir tiene ngulos rectos que no se consiguen con los cortadores estndares.
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Figura 6. Riel Perpendicular - Anlisis DFM
Analizando la pieza lo correcto es realizar redondeos en los ngulos internos y chaflanes en
ngulos externos.
Soporte de techo
Figura 7. Soporte de Techo
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Figura 8. Plano Soporte de Techo
Se lleva a cabo el anlisis para determinar la viabilidad de la manufactura de las piezas con los
procesos convencionales; el proceso seleccionado debido a la geometra es tornear con
fresadora/perforador.
Figura 9. Proceso de Manufactura
Para dicho proceso se debe de seguir un parmetro de reglas establecido por el software como lo
son:
Parmetros de reglas Cc =75.00%
Cociente de profundidad a = 0.05 cm
% mnimo de desahogo refrentado >= 25.00%
Zona de tolerancia lineal >= 0.03 cm
Zona de tolerancia angular >= 1.00 grados
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Figura 10. Soporte Techo DFM
El siguiente punto en el anlisis es modificar el tamao de los barrenos para asignar medidas
estndares, facilitando as la manufactura.
Figura 11. Proceso de Manufactura
Dando clic en el botn de ejecutar se inicia con el anlisis, el software trata de normalizar la pieza
conforme a los parmetros establecidos anteriormente; en el caso de no cumplir con las reglas
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mostrara las zonas donde existen conflictos de manufactura. Para el diseo implementado en este
subsistema de soporte, los parmetros establecidos para la manufactura son los adecuados.
Figura 12. Soporte Techo DFM
Tubo Base
El tubo ser la pieza que conecte la base principal con el sistema giratorio el cual ser
implementado con un rodamiento de bolas con jaula. El tubo ira insertado en la circunferencia
interna del rodamiento el cual ser de . El tubo contara con una ranura en la cara cilndrica
para permitir la insercin de cables para la TV. La longitud del tubo ser de con un espero
de .
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Figura 13. Vista Lateral
Figura 14. Vista superior
Para la manufactura de esta pieza se pretende contar con tubos del dimetro prximos al
dimetro deseado, a los cuales se les realizara la perforacin y rectificacin pertinente. De acuerdo
al DFMxpress del Toolbox de Solid Works para la correcta manufactura de la pieza configuramos
los parmetros para un proceso de fabricacin por torneado, fresado y taladrado con brocas
milimtricas.
Figura 16. Parmetros para el DFM
Figura 15. Vista Isomtrica
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Figura 17. Tamaos estndar para el taladro
Los resultados obtenidos muestra que el proceso de manufactura seleccionado cumple con todas
las reglas establecidas por el DFM para procesos de torneado, fresado y taladrado
Figura 18. Resultados del DFMxpress
Balero
El balero ser el sistema que permita el movimiento de 360 en su eje. El cual ira fijo a la base para
el techo y sujeto a la pare externa del tubo base. Para el diseo del rodamiento SolidWorks cuenta
con libreras en su Toolbox que permiten el diseo de los mimos. En donde podemos encontrar
piezas estandarizadas o incluso definir nuestros piezas de acuerdo a parmetros deseados siempre
y cuando tomando en cuenta la congruencia entre las medidas deseadas. Debemos definir el
sistema de unidades y el tipo de balero que deseamos utilizar
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Figura 19. Rodamientos en SolidWorks
En la ventana de configuracion podemos vizualizar todas las medidas disponibles de acuerdo al
tipo de balero seleccionado.
Figura 20. Ventana de configuracin
Para el diseo del sistema elegimos un rodamiento con dimetro interno de , dimetro
externo de y un numero de bolas en las canaletas de 35 las cuales tendr una jaula para
mantener la separacin entre ellas.
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Figura 21. Balero de bolas con jaula
La manufactura de esta pieza es mediante procesos no incluidos en el DFMxpress. Mediante la
implementacin de troqueles y esmeriles se lleva a cabo la fabricacin de las bolas internas del
rodamiento, mientras que los cilantros son cortados de barrar a medidas aproximadas a las de
inters los cales son esmerilados hasta llegar a un acabado idneo.
Riel de Base de Pantalla
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Anlisis para la Sustentabilidad (DFE) Dentro del anlisis de sustentabilidad se define el material a utilizar, por el tipo de modelo que utilizamos y el tipo de manufactura de fresado, utilizaremos el acero AISI 1020 por el coeficiente elstico, su densidad y su precio.
Riel de Base de Pantalla
Figura 22. Anlisis para la Sustentabilidad
Esta pieza es realizada con acero, tendr una utilizacin de cinco aos, tambin ser construida para durar solo cinco aos, el transporte que utilizara es poco ya que ser realizada esta pieza en Norteamrica, tambin ser utilizada en Norteamrica
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Figura 23. Anlisis para la Sustentabilidad
En el final de la vida til de la pieza, se podr reciclar el 33%, un 13% ser quemado y un 54% ser totalmente basura.
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Figura 24. Anlisis para la Sustentabilidad
Por ltimo se puede ver en las grficas de carbono, energa, aire y agua de cul ser el impacto ambiental de la realizacin de nuestra pieza.
Primera Base de Pantalla
Figura 25. Anlisis para la Sustentabilidad
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Esta pieza es realizada con acero, tendr una utilizacin de cinco aos, tambin ser construido para durar solo cinco aos, el transporte que utilizara es poco ya que ser realizada esta pieza en Norteamrica, tambin ser utilizada en Norteamrica
Figura 26. Anlisis para la Sustentabilidad
En el final de la vida til de la pieza, se podr reciclar el 33%, un 13% ser quemado y un 54% ser totalmente basura.
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Figura 27. Anlisis para la Sustentabilidad
Por ltimo se puede ver en las grficas de carbono, energa, aire y agua de cul ser el impacto ambiental de la realizacin de nuestra pieza.
Riel perpendicular para Base de Pantalla
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Figura 28. Anlisis para la Sustentabilidad
Esta pieza es realizada con acero, tendr una utilizacin de cinco aos, tambin ser construido para durar solo cinco aos, el transporte que utilizara es poco ya que ser realizada esta pieza en Norteamrica, tambin ser utilizada en Norteamrica
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Figura 29. Anlisis para la Sustentabilidad
En el final de la vida til de la pieza, se podr reciclar el 33%, un 13% ser quemado y un 54% ser totalmente basura.
Figura 3014. Anlisis para la Sustentabilidad
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Por ltimo se puede ver en las grficas de carbono, energa, aire y agua de cul ser el impacto ambiental de la realizacin de nuestra pieza.
Soporte de techo
Figura 31. Anlisis para la Sustentabilidad
Tubo Base
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Figura 32. Anlisis para la Sustentabilidad
Esta pieza es realizada con acero, tendr una utilizacin de cinco aos, tambin ser construido para durar solo cinco aos, el transporte que utilizara es poco ya que ser realizada esta pieza en Norteamrica, tambin ser utilizada en Norteamrica.
Figura 33. Anlisis para la Sustentabilidad
En el final de la vida til de la pieza, se podr reciclar el 33%, un 13% ser quemado y un 54% ser totalmente basura.
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Figura 34. Anlisis para la Sustentabilidad
Por ltimo se puede ver en las grficas de carbono, energa, aire y agua de cul ser el impacto ambiental de la realizacin de nuestra pieza.
Balero
Figura 35. Anlisis para la Sustentabilidad
Esta pieza es realizada con acero, tendr una utilizacin de cinco aos, tambin ser construido para durar solo cinco aos, el transporte que utilizara es poco ya que ser realizada esta pieza en Norteamrica, tambin ser utilizada en Norteamrica.
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Figura 36. Anlisis para la Sustentabilidad
En el final de la vida til de la pieza, se podr reciclar el 33%, un 13% ser quemado y un 54% ser totalmente basura.
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Figura 37. Anlisis para la Sustentabilidad
Por ltimo se puede ver en las grficas de carbono, energa, aire y agua de cul ser el impacto ambiental de la realizacin de nuestra pieza.
Segunda Base de Pantalla Esta pieza es realizada con acero, tendr una utilizacin de cinco aos, tambin ser construido para durar solo cinco aos, el transporte que utilizara es poco ya que ser realizada esta pieza en Norteamrica, tambin ser utilizada en Norteamrica.
En el final de la vida til de la pieza, se podr reciclar el %, un % ser quemado y un % ser totalmente basura.
Por ltimo se puede ver en las grficas de carbono, energa, aire y agua de cul ser el impacto ambiental de la realizacin de nuestra pieza.
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Ensambles
Figura 38. Base de Pantalla