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CONTENIDO

RELACIÓN DE IMÁGENES Y TABLAS ....................................................... 8

GLOSARIO ................................................................................................. 10

ENTIDAD RESPONSABLE ........................................................................ 13

RESUMEN .................................................................................................. 15

INTRODUCCIÓN ........................................................................................ 16

1. MARCO TEÓRICO ............................................................................ 18

1.1. ¿Por qué planificar los procesos? ............................................... 19

1.2. Un planificador de procesos ........................................................ 19

A) La lectura de planos ................................................................. 19

B) La materia prima ....................................................................... 19

C) La ingeniería mecánica ............................................................. 19

D) Los procesos de producción ..................................................... 20

E) La maquinaria ........................................................................... 20

F) El herramental .......................................................................... 20

G) La experiencia en el taller ........................................................ 20

H) La automatización de procesos ................................................ 20

I) La inspección y sus procedimientos ......................................... 20

J) Los controles estadísticos de proceso ...................................... 21

K) La ingeniería económica ........................................................... 21

L) El diseño asistido por computadora y su uso ........................... 21

M) Tecnología de grupo y planeación asistida por computadora ... 21

N) Ingeniería de manufactura ........................................................ 21

O) Distribución de planta ............................................................... 22

1.3. Estimado de costos e implicaciones económicas. ...................... 22

2. PROCESO DE FABRICACIÓN SEGUIDO ACTUALMENTE PARA EL ELEMENTO “EJE DE SALIDA” EN SAMCO S. A. DE C. V. ................................. 24

2.1. Análisis de factibilidad por proceso .......................................... 25

2.2. Dibujo de partes del elemento .................................................. 32

2.3. Dimensiones críticas ................................................................ 32

2.4. Puntos de sujeción y localización ............................................ 33

2.5. Planos de referencia ................................................................ 33

2.6. Diagramas de tolerancia especificados ................................... 33

2.7. Materia prima ............................................................................ 33

2.8. Generación de código de maquinado ....................................... 33

3. MECANIZADO DEL ELEMENTO ...................................................... 35

3.1. Primer torneado ....................................................................... 37

3.2. Lavado ..................................................................................... 37

3.3. Filtro de calidad ....................................................................... 38

3.4. Segundo torneado ................................................................... 39

3.5. Lavado ..................................................................................... 39

3.6. Filtro de calidad ....................................................................... 39

3.7. Rectificado (área segundas operaciones) ............................... 40

3.8. Lavado ..................................................................................... 41

3.9. Filtro de calidad después de lavado ........................................ 41

3.10. Moleteado .............................................................................. 42

3.11. Lavado ................................................................................... 43

3.12. Filtro de calidad después de moleteado ................................ 44

4. MAQUINARIA UTILIZADA PARA LA FABRICACIÓN DEL ELEMENTO ........................................................................................................... 46

4.1. Torno GUSS & ROCH ATM20S con cargador ......................... 47

4.1.1. GUSS & ROCH ATM20S sin cargador ................................. 47

4.2. Rectificadora con centros ........................................................ 48

4.3. Roladora SENY ....................................................................... 48

4.4. Herramientas de mecanizado ................................................... 49

4.5. Control de herramientas en la planta ....................................... 49

4.6. Diseño y fabricación específico de herramientas ..................... 50

5. MUESTRAS INICIALES .................................................................... 52

5.1. Medición de cotas críticas ......................................................... 53

5.2. Estudios de calidad ................................................................... 55

5.3. El plan de recolección de datos ............................................... 55

5.4. Plan de procesamiento de la información ................................ 56

6. PROPUESTA PARA MEJORAR EL MECANIZADO DEL ELEMENTO Y ELIMINAR EL CABECEO .................................................................................. 57

6.1. Primer torneado ....................................................................... 59

6.2. Enjuague.................................................................................. 59

6.3. Segundo torneado ................................................................... 59

6.4. Lavado ..................................................................................... 59

6.5. Rectificado ............................................................................... 59

6.6. Lavado ..................................................................................... 60

6.7. Moleteado ................................................................................ 60

6.8. Lavado ..................................................................................... 60

CONCLUSIONES ....................................................................................... 61

ANEXOS ..................................................................................................... 62

BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................... 73

REFERENCIAS INTERNET ....................................................................... 73

RELACIÓN DE IMÁGENES Y TABLAS

Imagen 1 Dispositivo donde se utiliza la pieza a fabricar. .......................... 24 Imagen 2 Dibujo del proceso: inspección final. ........................................... 32 Imagen 3 Primer torneado y las herramientas a utilizar en cada operación.

.............................................................................................................................. 37 Imagen 4 Máquina de lavado utilizada respectivamente después de cada

etapa del proceso. ................................................................................................. 38 Imagen 5 Micrómetro digital utilizado para medir diámetros exteriores. ..... 38 Imagen 6 Segundo torneado y las herramientas a utilizar en cada

operación............................................................................................................... 39 Imagen 7 Mesa del área de filtro de calidad en el área de lavado. ............. 40 Imagen 8 Montaje de pieza en la máquina de la etapa de rectificado ........ 41 Imagen 9 Medición de la cota de cabeceo circular después del rectificado 41 Imagen 10 Especificaciones técnicas en la etapa de moleteado. ............... 42 Imagen 11 Elemento de sujeción diseñado para el proceso de moleteado 43 Imagen 12 Moleteado de pieza. .................................................................. 43 Imagen 13 Medición de la cota de cabeceo circular después del moleteado.

.............................................................................................................................. 44 Imagen 14 Etapas de mecanizado del elemento. De izquierda a derecha

primer torneado, segundo torneado, rectificado y moleteado. .............................. 44 Imagen 15 Corte transversal de pieza terminada. ...................................... 45 Imagen 16 Máquina GUSS & ROCH ATM20S sin cargador utilizada para la

etapa de segundo torneado................................................................................... 48 Imagen 17 Máquina SENY utilizada para la etapa de moleteado ............... 49 Imagen 18 Herramientas utilizadas para el primer torneado. ..................... 50 Imagen 19 Herramientas utilizadas para el segundo torneado. .................. 50 Imagen 20 Elemento de sujeción para el moleteado. ................................. 51 Imagen 21 Equipo de medición digital utilizado para el control de calidad

durante el proceso de mecanizado. ...................................................................... 52 Imagen 22 Medición de desahogo de cuerda utilizando el comparador

óptico. .................................................................................................................... 53 Imagen 23 Block en “V” utilizado para la medición de la cota crítica de

cabeceo circular durante los filtros de calidad después de cada proceso. ............ 54 Imagen 24 Los gauge pasa no pasa y ring gauge utilizados en el control de

calidad. .................................................................................................................. 54 Imagen 25 Mesa de trabajo para la medición y control estadístico de

proceso del área de metrología. A la izquierda el comparador óptico. A la derecha y abajo los diferentes dispositivos electrónicos de medición de diámetro de

exteriores y longitudes. A la derecha y arriba, pantalla que muestra el registro de datos del programa SUPER CEP. ......................................................................... 55

Imagen 26 Programa SUPER CEP utilizado para el registro de cotas y la valoración de las mismas. ..................................................................................... 56

GLOSARIO

Barrenado. Operación por desprendimiento de viruta que implica quitar material con una herramienta llamada broca, en una profundidad deseada.

Blank. Es la forma básica de donde se parte para hacer la pieza, ya que no hay materia prima para todos los diámetros de todas las piezas, se parte de una medida común comercial y esta medida se denomina “BLANK”

Broca de centro. En barrenos de precisión se ocupa como guía para localizar el centro de la pieza y poder barrenar posteriormente.

Broca de forma. Esta broca es una broca que se ocupa para hacer barrenos complejos o con características muy especiales, que no lograríamos con una broca convencional. Se hacen según la necesidad del barreno.

Cabeceo (Round Out). Característica que tiene una pieza torneada, al hacerla girar sobre su eje principal y la variación que tenga sobre ese eje se mide y ese es el cabeceo.

Caja. Es una variante del barrenado, la diferencia es que es de fondo plano y no un cono como lo hace una broca

Chaflán. Es la eliminación de aristas y filos cortantes haciendo un corte de 45° (comúnmente) en la periferia de la pieza.

Garganta. Es similar a la ranura, la diferencia radica en que las gargantas son más profundas y tienen un fin específico, ej. Alojar seguro, registro de otra pieza, etc.

Gauge de cuerda. Instrumento de medición que sirve para verificar que una cuerda esté maquinada correctamente.

Lavado. Operación en la cual se lavan o sopletean las piezas, a fin de eliminar rebaba y/o aceites. Se emplean líquidos y máquinas especiales para esta operación.

Materia prima. Es el material que se ocupa para hacer las piezas, tiene condiciones como, forma (hexagonal, cuadrado, Redondo), longitud, tipo de material (acero, latón, aluminio).

Moleteado. Es un proceso de conformado en frío del material mediante unas moletas que presionan la pieza mientras da vueltas dando una terminación que se le da a una pieza para facilitar el agarre, puede realizarse por deformación, extrusión o por corte, éste último de mayor profundidad y mejor acabado. La norma DIN 82 regula los diferentes tipos de mecanizado que se pueden efectuar. Dicha deformación genera un incremento del diámetro inicial de la pieza.

Pre-medida. La pre medida es un diámetro previo a una operación de precisión, ya sea para rectificado o rimado.

Probador pasa – no pasa. Es un instrumento de medición por atributos, que permite verificar una condición. Este instrumento está calibrado dentro de las tolerancias y características a revisar.

Ranura. Nombre que se le da a un torneado que está ligeramente por debajo del torneado principal, pero que no es un escalón.

Rectificado. El proceso de rectificado se realiza mediante una piedra abrasiva, cuya parte activa está compuesta por granos duros y agudos que arrancan pequeñas partículas de la pieza que se trabaja, para corregir sus dimensiones, afinar la superficie, o mejorar el afilado de los bordes de corte, por lo tanto, con el rectificado se pueden corregir: excentricidad, circularidad, rugosidad, etc. y por otro lado, llevar las dimensiones de una pieza a las tolerancias especificadas según su diseño.

Rimado. Es la operación que se hace para lograr barrenos de precisión, requiere un barreno previo para posteriormente hacer el barreno preciso.

Roscar. Es una operación de corte donde una herramienta con la forma de la rosca pasa repetidas veces y en cada ocasión corta una porción de material, formando una rosca.

Torneado. El torneado se utiliza para la fabricación de piezas de revolución. Permite pequeñas tolerancias y acabados superficiales buenos, consiste en arrancar viruta por medio de un filo o herramienta que avanza longitudinalmente mientras la pieza a mecanizar gira accionada por el torno.

Scrap. Es toda aquella pieza que después de haber evaluado su condición, se determina que tiene que tirarse.

ENTIDAD RESPONSABLE

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Ticomán.

Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería y Ciencias Sociales y Administrativas

SAMCO S. A. de C. V.

RESUMEN

En este trabajo se describe el proceso de fabricación y mecanizado en base al estudio e interpretación de datos obtenidos para la pieza denominada “EJE DE SALIDA” de conformidad con las características requeridas por el cliente.

En el primer capítulo, se tratan de forma general el estudio y análisis de la planeación de procesos.

En el segundo capítulo, se hace un análisis enfocado a los recursos disponibles para la fabricación del elemento, tomando en cuenta la falla en estudio.

En el tercer capítulo, se describen cada una de las etapas de fabricación actuales para mecanizar el elemento.

En el cuarto capítulo, se justifica el empleo de la maquinaria e instrumentos de medición utilizados.

El quinto capítulo, se aborda la parte estadística y el tratamiento de información que se emplea para la fabricación del elemento.

El sexto capítulo, es el resultado del estudio y la propuesta de mejora para hacer más eficiente el proceso de mecanizado, así como, la eliminación de la falla de cabeceo del eje de salida.

INTRODUCCIÓN

La manufactura es la columna vertebral de cualquier nación industrializada, el nivel de la actividad manufacturera de un país está directamente relacionado con una economía saludable. Es claramente una actividad compleja, que involucra una amplia variedad de recursos y actividades como son el diseño de producto, la maquinaria y herramientas, la planeación de procesos, selección de materiales, la manufactura, el control de producción, los servicios de apoyo, el marketing, el embarque, etcétera, donde se debe cubrir ciertos requerimientos de diseño y requerimientos específicos del producto, cierta calidad que debe ser incorporada en cada etapa de fabricación, con métodos flexibles para responder a los cambios en la demanda del mercado y económicamente amigables al medio ambiente, así como, altos niveles de calidad y productividad.

La palabra manufactura se deriva del latín “manu” “factus”, que significa hecho a mano. En el sentido moderno, la manufactura involucra la fabricación de productos a partir de materias primas mediante varios procesos, uso de maquinarias y diferentes operaciones, a través de un plan bien organizado para cada actividad requerida. Debido a que un elemento manufacturado ha sufrido cierto número de procesos en los cuales la materia se ha convertido en un producto útil, tiene un valor, definido monetariamente o un precio de mercado.

Muchos procesos se utilizan para producir componentes y formas, y por lo general existe más de un método para la manufactura de una pieza a partir de un material dado. En el mecanizado por arranque de viruta, en contraste con otros métodos, hay una gran pérdida de material en forma de rebaba, con un coste elevado. Ello hace que se procure utilizar el material de partida con forma y dimensiones próximas a las definitivas, obtenidas mediante forja, laminación, etc, adaptándose a la demanda del mercado o simplemente solicitar fabricaciones especiales pero con un costo adicional y a las condiciones de los proveedores (compra mínima, elevados tiempos de entrega, pagos por adelantado, etc.)

Situaciones como producir piezas defectuosas, aumentan el indicador de Scrap considerablemente, generando pérdidas económicas para la compañía (tiempo hombre, tiempo máquina, materia prima, etc.)

En las siguientes páginas se muestra el proceso actual del proceso de fabricación de la pieza en estudio, así como, un análisis para hacer más eficiente los tiempos de fabricación, reducción de fallas y economía de las herramientas; este análisis considera el cómo se hace hasta ahora la fabricación de la pieza en

la empresa SAMCO S. A. de C.V , poniendo interés a las áreas de ingeniería, diseño, y producción, donde se analizarán costos de materia prima, tiempo máquina, tiempo hombre, controles estadísticos, metrología, y satisfacción del cliente.

Y por otra parte, se atiende una reclamación del cliente debido al incumplimiento del cabeceo (0.05 milímetros máximo) que afecta la funcionalidad del producto final, procediendo a realizar un análisis profundo del flujo de proceso de producción para determinar en qué etapa del mismo se está generando la falla.

1. MARCO TEÓRICO

En este capítulo, se hace referencia a las generalidades de la planeación de procesos, además de proyectos existentes respecto al estudio y análisis de los mismos, a fin de plantear, reorganizar y optimizar la solución apropiada al proceso.

1.1. ¿Por qué planificar los procesos? Con el objetivo de fabricar piezas correcta y eficientemente según las

especificaciones, es fundamental definir un plan de manufactura con datos actualizados. El plan de manufactura describe qué es lo que se fabrica, cómo se fabricará, qué recursos serán necesarios y dónde se producirá.

Debido a que los planos pueden ser complejos, los datos y procesos de los planos se deben administrar y conectar correctamente en un entorno donde todos los actores de la organización manufacturera tengan acceso, para comunicarse y colaborar, además de ubicar la información que necesitan.

1.2. Un planificador de procesos Para un planeador de procesos planificar, organizar y colaborar en el

proceso productivo de mecanizado (arranque de viruta, conformado y mecanizados especiales), son funciones principales que realiza a través de todo el proceso, así también, en la producción y montaje de equipos mecánicos, asistiendo a la fabricación y realizando la programación de sistemas automáticos, a partir de la documentación técnica, y dando el soporte necesario a las áreas involucradas.

Para realizarse como tal se deben contar y aplicar conocimientos fundamentales de ingeniería, como tal se define lo siguiente:

A) La lectura de planos El comienzo de un proceso de fabricación empieza con el estudio del dibujo

de proyecto de la pieza, ésta puede estar definida por uno o más planos, la complejidad radica en la buena interpretación de las dimensiones críticas, tolerancias críticas y generales, acabados superficiales, tratamientos térmicos, y demás exigencias que pueda haber de parte del cliente.

B) La materia prima Se tienen que definir los materiales implicados en el proceso, a partir del

plano de conjunto, según el procedimiento a utilizar y así conocer más acerca del material especificado, analizando las características de fabricante de la materia prima, sus tolerancias, costos, el cómo se embarca y se recibe la misma hasta la planta, sin olvidar la factibilidad de la fabricación con la calidad requerida.

C) La ingeniería mecánica Los tratamientos superficiales y térmicos que puedan requerir las piezas a

fabricar y que puedan afectar en el funcionamiento y mecanizado, son de analizarse con anterioridad para prever piezas de desecho o mala fabricación de las partes. Es importante que se sugieran soluciones o cambios de diseño derivados de un razonamiento y criterios sensibles de ingeniería.

D) Los procesos de producción Durante una planeación, se requiere que se conozcan los procesos de

producción para definir la secuencia de las etapas, máquinas, equipos e instalaciones, asegurando la factibilidad de la fabricación, optimizando los recursos y consiguiendo la calidad con la seguridad establecida.

E) La maquinaria Las fases del proceso determinan las herramientas necesarias, así como

los parámetros definidos para cada operación (velocidad, avance, profundidad de pasada, presión,...) y las características de las mismas máquinas (potencia, tamaño, prestaciones,...) e instalaciones, en función de los objetivos de producción, asegurando la calidad del producto y optimizando el tiempo.

F) El herramental Las herramientas permiten que una máquina ejecute las operaciones de

forma sencilla confiable y eficiente, su tiempo de vida teórico y uso real son fundamentales para poder explotar al máximo el desempeño de las máquinas y las herramientas. En ocasiones existe la posibilidad que la herramienta se diseñe y construya para operaciones específicas o detalles que surjan en el transcurso del proceso, o simplemente por su inexistencia en el mercado.

G) La experiencia en el taller La planeación específica de un proceso considera que se debe tener

conocimiento del maquinado estándar y las formas en cómo trabaja el personal en la operación de las máquinas, así como la comunicación entre secciones de trabajo, ya que todos intervienen de forma directa o indirecta en la fabricación.

H) La automatización de procesos El grado en que esté automatizado un proceso es parte de una buena

planificación, de los tiempos de producción, y factibilidad del mismo, la mano de obra especializada y de bajo costo. Con el objeto que se reduzca al mínimo el riesgo de falla y se justifique económicamente su implementación en la productividad fabril.

I) La inspección y sus procedimientos

Se determinan los procedimientos para verificaciones e inspecciones, a partir de los objetivos de calidad y del plan de control establecido tomando en cuenta el alcance que se tiene en la sección de metrología.

También es importante realizar planes de mantenimiento para los equipos de medición y las calibraciones necesarias durante el proceso considerando las condiciones bajo las que se trabaja.

J) Los controles estadísticos de proceso El registro de datos gráficos de control como la elaboración de informes

técnicos, estudios de capacidad de herramienta y máquina se dan por medio de la inspección de una muestra de partes ayudando a obtener conclusiones sobre la calidad de los procesos del producto, así como de la situación en general o detección de fallas de alguna sección de la planta.

K) La ingeniería económica

El concepto “el valor del dinero en el tiempo” se basa fundamentalmente en las posibles inversiones de los proyectos que se tenga para producción a largo plazo, cuestiones que involucran un análisis minucioso de costos y factores externos que modifican el valor monetario de ingresos a la empresa tales como, la inflación, depreciación de equipos nuevos, leyes sobre impuestos, riesgos económicos o de personal, y demás que puedan existir, haciendo la necesidad de tener conocimientos sobre economía para determinar el periodo de amortización de la inversión y la viabilidad del proyecto.

L) El diseño asistido por computadora y su uso En el pasado, las necesidades lideraban el desarrollo de las tecnologías,

pero hoy esta situación se invirtió: hay más tecnologías disponibles que las necesidades atendidas por ellas. Mediante las tecnologías, cualquier novedad es copiada rápidamente y el único modo de mantenerse delante de los competidores implica más creatividad y velocidad en la absorción y uso de tales tecnologías.

M) Tecnología de grupo y planeación asistida por computadora

Es posible agrupar una variedad de piezas realizadas en familia de procesos que permitan que éstos y las herramientas disponibles puedan ser configuradas con otras piezas dentro de un mismo grupo, así como la maquinaria utilizada y las características de similitud, con esto se determinarán la flexibilidad del proceso y las máquinas disponibles para ciertas operaciones o piezas en específico.

N) Ingeniería de manufactura

Las funciones que se realizan durante una planeación de proceso y el éxito del mismo radican en la comunicación que exista entre las diferentes áreas de especialización en cada departamento de trabajo y las acciones del personal con su labor específica.

En consecuencia, es de considerable importancia contar con un buen equipo de trabajo, el cual integre a especialistas y operadores, con el fin de incorporar posibles mejoras y la factibilidad de fabricar un producto, así como la planeación de los movimientos exactos y necesarios para complementar

eficientemente una operación; se tiene que llevar una supervisión y un control de fabricación, rendimiento del trabajo y mantenimiento, resolviendo anomalías y contingencias; estableciendo los ajustes necesarios para corregir las incidencias surgidas en el proceso o en la calidad de la pieza, hasta lograr un control del proceso.

Asimismo, el seguimiento de la producción permite conocer las desviaciones del estado actual de la producción, con respecto al programado, y proceder a la reasignación de tareas o ajustes de programación.

O) Distribución de planta Dentro de un proyecto nuevo de producción, es indispensable tener en

consideración la distribución en planta, que implica tener la ordenación de espacios necesarios para movimiento de material, almacenamiento, equipos o líneas de producción, equipos industriales, administración, servicios para el personal, etc.

Esto ayuda a tener objetivos específicos dentro de la misma, conociendo los factores que puedan afectar la distribución de la misma, el movimiento de material según distancias mínimas, la circulación del trabajo a través de la planta, la utilización “efectiva” de todo el espacio, el mínimo esfuerzo y seguridad en los trabajadores, así como la flexibilidad en la ordenación para facilitar reajustes o ampliaciones requeridas a futuro.

1.3. Estimado de costos e implicaciones económicas. La calidad y exactitud del estimado de costo están firmemente conectadas

con el bienestar económico y la sobrevivencia misma de la empresa manufacturera típica.

En la aproximación de costos se consideran las posibles variaciones del estimado final con propósito de mejorar la administración del presupuesto del proyecto.

Cuando un proyecto se realiza bajo contrato se debe tener cuidado en distinguir el costo estimado del precio:

A) Costo estimado ¿Cuánto le costará a la organización que realiza el proyecto proveer el

producto o servicio? El costo estimado es un cálculo económico en el que están incluidos todos los elementos necesarios para la fabricación o prestación de servicio y que si faltase uno de éstos no sería posible su elaboración o desempeño.

B) Precio ¿Cuánto recargará la organización que realiza el proyecto por el producto o

servicio? El precio es una decisión de negocios, aquí está incluida la ganancia y algunos beneficios por la fabricación o prestación del servicio.

La estimación de costos incluye la identificación y consideración de varias alternativas de costo, y esto es una decisión gerencial. Por ejemplo, realizar trabajo adicional durante la fase de diseño debido a que esto tiene el potencial de reducir el costo en la fase de ejecución.

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2.1. Análisis de factibilidad por proceso

El análisis se lleva a cabo al inicio del proyecto, como se mencionó anteriormente se considera la maquinaria disponible para fabricar la pieza, proveedor de la materia prima, el tipo de herramental que se requiera, los instrumentos de medición para poder dimensionar todas y cada una de las cotas, la demanda requerida por el cliente, así como el flujo de proceso preliminar y los cálculos de proceso preliminares. En la empresa se analiza toda esa información antes de presentar una cotización al cliente llenando los siguientes formatos.

A) Estudio de costos y capacidad de suministro

En donde de manera resumida aparece la inversión que será necesaria para el proyecto así como los ingresos del mismo, llenándose de manera automática los formatos de Ventas – Inversiones, Materia prima, Tratamientos, el otro formato a llenar es la Hoja de costos en donde se llenan los datos que dan como resultado la cotización para el cliente, estándar para cada proceso de manufactura que llevará la pieza y agregando el margen de utilidad que la empresa considera pertinente obtener por la fabricación de la pieza. Al establecer el estándar de cada proceso de manufactura en el formato de Ventas – Inversiones se establece la ocupación de máquina que la pieza requiere así como, en caso de ser necesaria la compra de maquinaria.

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2.4. Puntos de sujeción y localización Incluir en los planos toda la información que sirva como referencia para la

preparación (tipo de herramienta, cero pieza, forma y tipo de sujeción, forma y tipo de expulsión, etc.)

2.5. Planos de referencia Estos deberán estar disponibles en todo momento, pero sólo personal

calificado puede tener acceso a ellos, porque en la mayoría de las ocasiones son planos del cliente y de ensambles que complementan la pieza, éstos son de gran ayuda para la toma de decisiones y a entender la parte que se está fabricando, logrando así un correcto tratamiento de las partes fabricadas, no se le da el mismo trato a una pieza automotriz para frenos que a una que va inyectada en plástico con tolerancias mayores.

2.6. Diagramas de tolerancia especificados En ocasiones los planos indican alguna simbología en todo el dibujo, se

recomienda incluir la descripción de esa simbología para que todo aquel que no está relacionado con el tema lo pueda interpretar de forma adecuada.

2.7. Materia prima Es importante incluir en los planos el tipo de material a utilizar así como el

“blank” de donde se parte para formar la pieza.

En algunas ocasiones, el cliente designa su propio código de material y lo plasma en el plano, esto con el fin de confidencialidad, así que para fabricación de una parte es importante decirle al cliente en qué tipo de material se hace la pieza o que proporcione su código para determinar el tipo de material a utilizar.

La composición, así como el tamaño de la materia prima ya está establecida por el diseño del producto. Estos datos aparecen en el dibujo de las partes como especificación de material y una especificación “hacer de” o “fabricar de”. Estas especificaciones aportan aspectos adicionales de costo y apariencia del material, costo del procesamiento y disponibilidad para llegar a la pieza deseada.

2.8. Generación de código de maquinado La programación nativa de la mayoría de las máquinas de control numérico

computarizado se efectúa mediante un lenguaje de bajo nivel llamado G & M.

Se trata de un lenguaje de programación vectorial (por coordenadas) mediante el que se describen acciones simples y entidades geométricas sencillas (básicamente segmentos de recta y arcos) junto con sus parámetros de maquinado (velocidades de husillo y de avance de herramienta, etc.).

El nombre G & M viene del hecho de que el programa está constituido por instrucciones Generales y Misceláneas. Si bien en el mundo existen aún diferentes dialectos de programación con códigos G&M, se dio un gran paso adelante a través de la estandarización que promovió la ISO.

A pesar de tratarse de un lenguaje de programación muy rudimentario para los gustos actuales, lo robusto de su comportamiento y los millones de líneas de programación que hacen funcionar máquinas de CNC en todas las latitudes del planeta aseguran su vigencia.

La programación se debe de hacer tomando en cuenta la máquina con la que se cuenta, las herramientas disponibles y la flexibilidad para adaptar el programa a otras máquinas y las herramientas involucradas.

También se deben incluir todos los comentarios necesarios para entender la secuencia del propio programa, porque si bien es cierto, que un programa se almacena durante algún tiempo y después se vuelve a ocupar; después de un tiempo es común tener dificultades para volver a montar la pieza que generar un nuevo programa como si fuera la primera vez que se monta la pieza y esto es pérdida de tiempo.

3. MECANIZADO DEL ELEMENTO El fundamento de la conformación con arranque de viruta, a mano o a

máquina, es el corte del metal. Si se realiza a mano, el instrumento cortante es la herramienta y el motor, el esfuerzo muscular; cuando se ejecuta a máquina existe también herramienta; pero el motor es la máquina, formando, en general, una unidad: la máquina-herramienta. En éste último caso suele llamarse al proceso maquinado o mecanizado.

3.1

sus celabo

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molet

3.2

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1. Primer toDentro de

aracterísticración de e

Se empieancia ya qumentar el ca

Se haceneado, pre-m

Imagen 3 Pr

2. Lavado Es import

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Pái37

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Página37

3.3

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ores.

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Pái38

as se

Página38

3.4

3.5

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3.6

segun

4. SegundoSe

restantes.

Imagen 6 Se

5. Lavado Se vuelve

ente operacr contaminababa que q

6. Filtro deSe vuelve

ndo tornead

Se proced

o torneadohacen el

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Pái39

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Página39

3.7

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Imagen 7 Me

7. RectificaEl rectific

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Pái40

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Página40

3.8

elimin

3.9

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Imagen 8 Mo

8. Lavado Se vuelve

nar el riesgo

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Imagen 9 Me

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Pái41

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Página41

3.1

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10. MoEl molete

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Imagen 10 E

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Pái42

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Página42

3.1

Imagen 11 E

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Pái43

Página43

3.1

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Pái44

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Página44

Imagen 15 C

Corte transverssal de pieza teerminada.

Pái45

Página45

4. MAQUINARIA UTILIZADA PARA LA FABRICACIÓN DEL ELEMENTO

Existe una gran diversidad de máquinas para poder realizar las operaciones ocupadas para la fabricación de partes, sin embargo, la selección de cada una de ellas es lo que determina alguna ventaja o desventaja para poder competir en tiempos de fabricación, costos de la selección de herramientas a utilizar, mantenimiento, etc. Al momento de elegir que maquinaria será utilizada se debe de considerar todos los aspectos para ser más eficientes y productivos.

4.1. Torno GUSS & ROCH ATM20S con cargador Este tipo de máquina fue adquirida en SAMCO debido al costo que

presenta ya que las máquinas con las condiciones técnicas similares a la ATM20S de marcas extranjeras el costo es considerablemente mayor.

Por las características de la máquina es una opción viable para la fabricación de esta pieza, se puede barrenar y tornear simultáneamente, logrando una reducción del 35% al 45% con respecto a máquinas CNC que sólo hacen una operación a la vez, adicionalmente tiene herramientas vivas que se ocupan para esta pieza, eliminando la opción de una segunda operación y con los riesgos que eso implica (más operaciones = más riesgo de fallas).

El sistema de herramientas es por “gang tool”, esta modalidad es 25% más rápida y eficiente en alta producción que una torreta. Por lo tanto logrando intercambio de herramienta más rápidos y eficientes.

Además cuenta con un cargador automático de barras con “magazine”, esto es para una vez que se termina la barra, el alimentador introduce y prepara la nueva barra y la máquina sigue trabajando hasta que el alimentador se quede sin material.

4.1.1. GUSS & ROCH ATM20S sin cargador Este torno no tiene cargador ya que se ocupa para una segunda operación

y no es necesario ni indispensable para las operaciones que va a realizar en esta máquina.

4.2

secciórectificque e

4.3

manecuerden undeformeligió

Imagen 16 Mtorneado.

2. RectificaEsta recti

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3. RoladoraLas rolado

era rápida, sas, estriad

n torno nomación, deuna Rolado

Máquina GUSS

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Pái48

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4.4

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4.5

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Imagen 17 M

4. HerramieLas herra

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5. Control dEs importla herrami

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Máquina SENY

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Pái49

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Página49

4.6

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Imagen 18 H

Imagen 19 H

6. Diseño yEn ocasio

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Herramientas u

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Página50

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5.1

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Pái53

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Página53

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Imagen 24 L

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Pái54

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Página54

5.2Pa

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Pái55

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Página55

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5.4

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Imagen 26 Pmismas.

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Pái56

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Página56

6. PROPUESTA PARA MEJORAR EL MECANIZADO DEL ELEMENTO Y ELIMINAR EL CABECEO

Cada cambio de proceso debe de ser consultado y documentado, de tal forma que quede evidencia de todas y cada una de las ideas que se han ido incorporando o eliminado para la fabricación de partes.

Todas las modificaciones son importantes y por insignificantes que parezcan son parte de un proceso y por lo tanto deben de ser tomadas en cuenta.

6.1. Primer torneado Se modifica el maquinado de la primera parte torneando:

A) Se barrena la pieza y se hacen chaflanes laterales (se ahorra tiempo ya que la alimentación es a máquina parada y se elimina una operación ya que no se tiene que rebabear los barrenos laterales.

B) Chaflán y careado. C) Diámetro previo al moleteado y torneado de diámetro 17.425 (en este punto

se está haciendo el centro, barreno de 7.80mm y barreno rimado de 7.97mm)

D) Se hacen ranuras (cotas 15,18,54) con una sola herramienta de ranurado con desplazamiento lateral de 1.10 mm de espesor y esta misma herramienta tornea (cota 8) hasta la ranura cota 18

Una sola herramienta hace las ranuras, se elimina el rebabeo de los barrenos laterales, se evita parar y volver a arrancar el husillo al hacer los barrenos laterales primero, no se desgasta herramienta al tornear la cota 8 hasta la ranura y no hasta el largo total.

También al hacer los barrenos laterales primero no se tiene que rebabear después el diámetro de 7.80mm

6.2. Enjuague En vez de que la pieza viaje a lavado y regrese a la máquina para el

segundo torneado, se coloca un depósito para enjuagar la pieza (esto con el fin de remover las rebabas del primer torneado), este enjuague lo realiza el operador del segundo torneado.

6.3. Segundo torneado Se modifica el maquinado del segundo torneado:

A) Se coloca la pieza y la máquina hace tope y referencia. B) Con una herramienta de ranurado de 2mm con desplazamiento lateral

se hace el chaflán de la punta y el careado. C) Con la misma herramienta se tornea el diámetro de la rosca, la ranura

faltante y chaflán cota 20, también se hace la cuerda peinada (al mismo tiempo se está haciendo centro, barreno con broca de forma y barreno de 3mm).

6.4. Lavado Se envían las piezas al área de lavado para eliminar el aceite ya que la

siguiente operación es rectificado y ocupa aceite soluble al agua para refrigerar.

6.5. Rectificado El rectificado no cambia, se hace en rectificadora a centros.

6.6. Lavado La siguiente operación es el moleteado y ocupa aceite directo de corte para

moleteado, la pieza no puede ir con aceite soluble al agua, ni con aceite de corte directo para maquinado.

6.7. Moleteado

Esta operación tampoco cambia.

6.8. Lavado

Este es el último lavado de impurezas, aceites y demás adherencias que pueda tener la pieza.

Siguiendo el diagrama anterior se elimina una operación de lavado y aparece la de enjuague, logrando así ocupar al operador del segundo torneado y reducir su tiempo improductivo al esperar a que termine la máquina del segundo torneado, también se optimiza el primer torneado para evitar desgaste innecesario de herramientas dándole el doble de vida, también se elimina una herramienta de ranuras y se estandariza a una ranura de menor espesor y que ésta pueda hacer la ranura de mayor espesor.

De lo anterior se logra optimizar el proceso en un 20% en forma general, logrando así una mejor productividad, y se logra mejorar el cabeceo ya que se detectó que al hacer los barrenos laterales, se flexiona un poco la pieza y esto ocasiona que no se pueda controlar de forma óptima esta condición, al ser la primera operación del proceso, esa flexión se elimina al tornear y barrenar después, logrando así que el cabeceo se encuentre dentro de las tolerancias requeridas por el cliente.

CONCLUSIONES El trabajo en equipo es fundamental para la fabricación de partes, es

importante apoyarse de gente con experiencia en cada una de las actividades que se realizan para desarrollar un proyecto.

También es de vital importancia incluir en el equipo de trabajo a la gente de piso como operadores, ajustadores, y personas involucradas en las operaciones, ya que con su experiencia y habilidad nos ayudan a entender mejor las actividades para la elaboración de los procesos en la fabricación de partes.

Cabe mencionar que las ideas salen en una mesa de trabajo, pero el esfuerzo se complementa con la colaboración de todos en el piso, no basta con dar órdenes e indicaciones, observando, aportando ideas y puntos de vista es como se trabaja con la gente, si dejamos que ellos desarrollen su parte sin alguna dirección se complica el obtener buenos resultados.

Las mejoras que se obtuvieron son un conjunto de experiencia, observación y mucho trabajo en equipo, ya que a base de mediciones, pruebas, lluvia de ideas, reuniones y planes de trabajo bien trazados, se obtuvo un resultado mejor del esperado, ya que el cambiar una operación (barrenar lateral al principio) y simplificar el mecanizado, se logró una reducción de tiempos y una optimización en el consumo de herramientas, también, se volvió genérico el torneado para ambos tornos CNC, logrando tener menos diversidad de herramientas.

Mantener las operaciones simples, tener herramientas genéricas, y un correcto uso en los recursos de la empresa, son los puntos clave para poder desarrollar procesos confiables, económicos y flexibles.

Sin duda, la observación y la correcta aplicación de las buenas prácticas para la herramentación, fueron clave para que se cumpliera con el objetivo de eliminar el cabeceo del elemento, por tanto no se debe de dar por obvio nada, todo tiene que ser expuesto y analizar cada uno de los caminos para aplicar el que más se apegue a lo que se quiere lograr.

ANEXOS

Anexo 1 A modo de ejemplo, presentamos los códigos de programación generales más utilizados en tornos CNC Guss & Roch.

Códigos Generales

G00: Posicionamiento rápido (sin maquinar) G01: Interpolación lineal (maquinando) G02: Interpolación circular (horaria) G03: Interpolación circular (anti horaria) G04: Compás de espera G10: Ajuste del valor de offset del programa G20: Comienzo de uso de unidades imperiales (pulgadas) G21: Comienzo de uso de unidades métricas G28: Volver al home de la máquina G32: Maquinar una rosca en una pasada G36: Compensación automática de herramienta en X G37: Compensación automática de herramienta en Z G40: Cancelar compensación de radio de curvatura de herramienta G41: Compensación de radio de curvatura de herramienta a la izquierda G42: Compensación de radio de curvatura de herramienta a la derecha G70: Ciclo de acabado G71: Ciclo de maquinado en torneado G72: Ciclo de maquinado en frenteado G73: Repetición de patrón G74: Taladrado intermitente, con salida para retirar virutas G76: Maquinar una rosca en múltiples pasadas G96: Comienzo de desbaste a velocidad tangencial constante G97: Fin de desbaste a velocidad tangencial constante G98: Velocidad de alimentación (unidades/min) G99: Velocidad de alimentación (unidades/revolución)

Anexo 2 A modo de ejemplo, presentamos los códigos de programación misceláneos más utilizados en tornos CNC Guss & Roch.

Códigos Misceláneos M00: Parada opcional M01: Parada opcional M02: Reinicio del programa M03: Hacer girar el husillo en sentido horario M04: Hacer girar el husillo en sentido anti horario M05: Frenar el husillo M06: Cambiar de herramienta M07: Abrir el paso del refrigerante B M08: Abrir el paso del refrigerante A M09: Cerrar el paso de los refrigerantes M10: Abrir mordazas M11: Cerrar mordazas M13: Hacer girar el husillo en sentido horario y abrir el paso de refrigerante M14: Hacer girar el husillo en sentido anti horario y abrir el paso de refrigerante M30: Finalizar programa y poner el puntero de ejecución en su inicio M31: Incrementar el contador de partes M37: Frenar el husillo y abrir la guarda M38: Abrir la guarda M39: Cerrar la guarda M40: Extender el alimentador de piezas M41: Retraer el alimentador de piezas M43: Avisar a la cinta transportadora que avance M44: Avisar a la cinta transportadora que retroceda M45: Avisar a la cinta transportadora que frene M48: Inhabilitar Spindle y Feed override (maquinar exclusivamente con las velocidades programadas) M49: Cancelar M48 M62: Activar salida auxiliar 1 M63: Activar salida auxiliar 2 M64: Desactivar salida auxiliar 1 M65: Desactivar salida auxiliar 2 M66: Esperar hasta que la entrada 1 esté en ON M67: Esperar hasta que la entrada 2 esté en ON M70: Activar espejo en X M76: Esperar hasta que la entrada 1 esté en OFF M77: Esperar hasta que la entrada 2 esté en OFF

M80: Desactivar el espejo en X M98: Llamada a subprograma M99: Retorno de subprograma

Anexo 3 Programa de primer y segundo torneado. $1(PROGRAMA:17 Output Shaft)(MAQ-T52) (Parte:Output Shaft)(No.deParte: 2610925367) (Nivel de cliente: AC)(Nivel de SAMCO:1) (Fecha de Emisión:17.12.08)(Fecha de Revisión:17.12.08) (Estandar:0.57 pzas/min)(105seg/pza) (FOR-GPR-07-27-1) G90G97G71G95 G53Z-140.00Y-10.300 N1(ALIMENTADOR NEUMATICO) M01 /G53X-130.00Z-110.0Y-10.300 /T4(TOPE) /G00Y-15.00 /G00Z35.00 /G00X80.0 /M11 /M20 /G04X5.00 /G00X-18. /M21 /M98H999L1 G53X-130.00Y-10.30 N2 (LONG. TOTAL) T4(TOPE) G00Y-12.00 G00Z-48.00 G00X-18. M11 M20 G04X2.3 G94F10.0 G00Z0.0 M10 G04X1.0 M21 G04X0.30 G00Z5.00 G00X80.00 G53Y-10.300 M08 M03S2000 T4 G95 M08 G00Z0.5 G00X17.45 (G01Z-48.00F0.14 ) (G01Z-53.0F0.07 ) G01Z-53.00F0.14 G04X0.05 (G01X23.00F0.07 ) G01X23.0F0.10 G00X80.0

G04.1P1 N3(DESBASTE) T4(INSERTO ISO 1332) G95 M08 M03S2000 G00Z0.30 G00X10.82 G01X13.82Z-1.2F0.03 G01Z-9.725F0.07 G04X0.3 G01X16.245F0.05 G01X18.045Z-10.625F0.03 G00X80.0 N4(DESBASTE) T5(INSERTO ISO 1332) G95 M08 G00Z-24.525 G00X17.825 G01X16.625Z-25.125F0.03 G01X15.15F0.07 G01Z-48.775F0.10 G01X14.15Z-49.275F0.03 G04X0.5 G01X22.50F0.07 G00X80.0 G04.1P2 G04.1P3 N3(BARRENADO TRANVERSAL) M05 G53X-23.4500Z-79.300 M119C0. G95 M17 M83 M71 M304 S3=2500 G95 T10(BCA PLANA IZQ 6.50) G95 G00Z-21.175 G00Y-1.8 G01Y-11.250F0.05 G04X0.5 G00Y-1.8 M18 M119C180. M17 G01Y-11.250F0.05 G04X0.5 G53Y8.50 G53Y-16.00 M305

M70 G04.1P4 G04.1P5 N5(CORTE GARGANTA) T1(LNSERTO 1.10) G95 M08 M04S2000 G04X0.5 G00Z-9.925 G00X18.00 G01X13.32F0.03 G04X0.50 G00X80.0 N6(CORTE GARGANTA) T2 G95 M08 M04S2000 G04X0.5 G00Z-26.025 G00X18.00 G01X14.30F0.03 G04X0.3 G01Z-26.175F0.03 G04X0.20 G00X15.70 G00Z-35.275 G01X14.30F0.03 G04X0.50 G00X80.0 N7(CORTE) M05 T3(INSERTO DE CORTE) M08 M03G96S75 M15 G00X30.00 G00Z-51.475 (G00X23.00) G00X19.55 M13 G01X0.0F0.05 G01X-1.50F0.07 G00Z-49.00 G97 M14 M16 G00X80.00 G53Y-10.30 M05 M08 M99

M30 N999 (SUBRUTINA) M20 G04X20.0 M21 G00Z-44.000 M10 G00Z-35.00 G00X-18.0 M10 G04X0.4 G00X80.00 G53Y-41.300 T3 G53Y-41.300 M08 M03S1100 G95 G00Z-52.475 G00X23.00 G01X-1.5F0.06 G00X80.00 G53Y-10.300 M05 M09 M99 $2 G04.1P1 G53X-280.400 M06 G95 N7(CENTRO) T6(BCA PLANA DIA 9.52) G00Z0.50 G01Z-1.00F0.02 G01Z-8.50F0.04 G04X0.30 G00Z100.00 G53X-170.400 (G04.1P2 ) M06 G95 N8(BARRENADO) G53X-170.740 N8(BARRENADO) T7(BCA HELICOIDAL DIA 7.80) G00Z0.0 G01Z-32.25F0.08 G04X0.50 G00Z80.00 G04.1P2 M05

G04X0.5 G53X-60.400 M04S900 G04X1.0 N9(RIMADO) T8(RIMA RECTA DIA 7.97) G95 G00Z0.0 G01Z-15.0F0.20 G04X0.10 G00Z70.0 M05 G53X-280.400 G04.1P3 G04.1P4 G53X-170.400 M03S2000 G04X1.0 G95 N10(REBABEO) T7(BCA HELICOIDAL DIA 7.80) G00Z0.00 G00Z-12.50 G01Z-26.00F0.10 G04X0.80 G00Z80.00 M05 G53X-280.400 G04.1P5 M07 M99 M30

$1(PROGRAMA:20 Output Shaft)(MAQ-T52) (Segundo Torneado"Acabado") (Parte:Output Shaft)(No.deParte: 2610942399) (Nivel de cliente: AC)(Nivel de SAMCO:1) (Fecha de Emisió226.01.09)(Fecha de Re62.01.09) (Estandar:1pzas/min)(56seg/pza+ 4 CARGA) (FOR-GPR-07-27-1) G04.1P1 N1(Sujecion de pza.) G04.1P2 G90G97G71G95 N2(LONGITUD) G53X-100.0Z-103.0 T2(TOPE) M11 G00Z10.00 M08 G00X5.00 G04X1.0 (M11) Z0.00 G04X0.5 M10 G00Z0.3 M04S2000 G04X0.30 G01X-3.50F0.10 G00Z10.0 G00X80.0 M16 G04.1P3 M04S2000 G95 N3(DESBASTE) T5(INSERTO ISO-1332-55) G95 M08 G00Z0.20 G00X10.19 G01X12.59Z-1.0F0.03 G01Z-10.75F0.10 G01X11.20F0.05 G01Z-12.75F0.10 G01X13.59F0.07 G01X15.55Z-13.73F0.03 G00X80.00 G04.1P4 G04.1P5 M05 G04X2.00 M03S1000 N4(ROSCAR) T4(INSERTO 60) G95

M08 G00Z3.00 G00X13.00 G78P000260Q0.15R0.0 G00X13.00 G78X11.56Z-10.75R0P0.556Q0.210F0.907 M05 G04X1.0 M04S1800 G00X80.00 M09 M05 N5(LIBERACION DE PZA) T2(TOPE) G00Z1.5 G00X0.0 M11 G04X1.0 G00Z4.0 M09 M07 G00X80.0 M01 M30 $2 G04.1P1 G53X-277.9200 N6(Sujecion de pza.) G04.1P2 G04.1P3 G04.1P4 G53X-167.92 G95 M06 N7(BARRENADO) T7(BCA DE FORMA 7.0X9.0) G00Z0.50 G01Z-14.20F0.05 G00Z75.00 G53X-57.92 N8(BARRENO) T8(BCA HELICOIDAL 3.00) G95 G00Z-13.20 G01Z-19.20F0.03 G04X0.50 G00Z115.0 G53X-277.920 G04.1P5 M07

M01 M99 M30

BIBLIOGRAFÍA

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1990 4. Erik Oberg y otros. Machinery’s Handbook. Industrial press INC. EUA. 2004 5. Horta Santos, José. Técnicas de automación industrial. Limusa. Brasil. 1982 6. Rocha, Horacio. Costeo directo en la toma de decisiones. Noriega editores.

México. 1989

REFERENCIAS INTERNET

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