Tecnológico Nacional de México

Instituto Tecnológico de Lerma

Ingeniería Mecatrónica

Poot Lugo Cecilia Jovana

Procesos de Fabricación

Ing. Jesús Gómez Hurtado

Investigación

Unidad 1

14/09/15

INTRODUCCION

En este trabajo se establecerán conceptos básicos acerca de los procesos de fabricación, se

hablará sobre toda la historia desde sus inicios a la actualidad, acentuando cada parte

importante de esta ya que es de vital importancia conocer cómo es que nacieron los

procesos de fabricación y sobretodo como es que el hombre los creó, de igual manera se

conocerá sobre la ingeniería concurrente ya que esta llevada de la mano con los procesos de

fabricación, cual es su objetivo y en que nos beneficia conocer sobre ella.

Otro punto importante son los distintos tipos de procesos que existen, en este documento

los cuales iremos aprendiendo a través de prácticas o teniendo algún tipo de visita a alguna

fábrica para observarlos.

Para nosotros es muy importante esta materia puesto que debemos conocer cada proceso

para que el día de mañana en el campo laboral podamos resolver cualquier problema que se

presente o incluso innovar en alguno de los procesos, mejorarlo para mayor calidad o

menos tiempo de producción.

Índice

INTRODUCCION.............................................................................................................................2

Historia: Procesos de Fabricación......................................................................................................3

Ingeniería Concurrente.......................................................................................................................6

Categoría de los Procesos de Fabricación..........................................................................................8

Conclusión........................................................................................................................................14

Bibliografía......................................................................................................................................15

Historia: Procesos de Fabricación

Un proceso de fabricación, es el conjunto de operaciones necesarias para modificar las características de las materias primas. Dichas características pueden ser de naturaleza muy variada tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tamaño o la estética. Se realizan en el ámbito de la industria.

Para la obtención de un determinado producto serán necesarias multitud de operaciones individuales de modo que, dependiendo de la escala de observación, puede denominarse proceso tanto al conjunto de operaciones desde la extracción de los recursos naturales necesarios hasta la venta del producto como a las realizadas en un puesto de trabajo con una determinada máquina-herramienta.

1250 principios del siglo XVI; principios del siglo XVI (1658): Se había generalizado esa actividad. El principio de la prensa hidráulica:

La prensa hidráulica se utilizaría para aplicaciones industriales. Utilizaban tornos y roscadoras que les permitían obtener muy buenas precisiones.

1693,1650, 1770 (XVII y XVIII)

Destaca el diseño de roscadora hecho por Jesé Ramsden. La rueda hidráulica pasó a ser la fuente de movimiento para los tornos y taladradoras. Aparece la máquina de vapor, siendo una de sus causas de la revolución industrial. Primer torno íntegro de metal con un husillo guía patrón.

1777 XVII y XVIII, siglo XVIII (1805)

Necesidad de planear planchas de hierro, se construyó el primer cepillo puente. Dietrich Uhlhöm realiza la prensa de acuñación. Las prensas se perfeccionan. Aparece la prensa de fricción.

Siglo XIX (1817); segunda mitad del siglo XIX (1867)

Primera fresadora. Dotaría de movimientos en los tres ejes, también desarrolla una fresadora copiadora. Descubrimiento del acero rápido. Descubrimiento del carburo de silicio.

1818, 1898, 1891

Sería el siglo del desarrollo industrial. Los motores, de corriente alterna y continua ocupan el lugar de los ingenios de vapor y son los encargados de accionar las transmisiones generales de los talleres industriales. Se comienza a utilizar tolerancias de milésimas de

metro y se universaliza el micrómetro como aparato de medida de precisión. Aparición de la widia.

1910,1927:

Se empiezan a desarrollar los primeros controles electrónicos para fresadoras Nace el concepto de centro de mecanizado, que es una máquina que es capaz de realizar las funciones de otras de diferente tipo, tornea, fresa, mandrina, taladra.

1948 | años 80 hasta el presente |

La historia de la manufactura está marcada por desarrollos graduales, pero los efectos acumulativos han tenido sustanciales consecuencias sociales, las cuales se pueden considerar revolucionarias.

Primeros desarrollos

La manufactura se ha practicado desde hace varios miles de años, comenzando con la producción de artículos de piedra, cerámica y metal. Los romanos ya tenían fábricas para la producción en masa de artículos de vidrio, y en muchas actividades, incluyendo la minería, la metalurgia, y la industria textil se ha empleado desde hace mucho tiempo el principio de división de trabajo. Sin embargo, por siglos gran parte de la manufactura permaneció como una actividad esencialmente individual, practicada por artesanos y sus aprendices. El ingenio de generaciones sucesivas de artesanos condujo al desarrollo de muchos procesos y a una gran variedad de productos, pero la escala de producción estaba necesariamente limitada por la potencia disponible. La potencia del agua sustituyó a la muscular de la Edad Media, pero solo hasta el punto permitido por la disponibilidad del agua en movimiento; ello limito la localización de las industrias y la tasa de crecimiento de la producción industrial.

La primera Revolución Industrial

Al término del siglo XVIII, el desarrollo de la máquina de vapor hizo posible disponer de potencia en grandes cantidades y en muchos lugares. Esto agilizó los avances en los procesos de manufactura y facilito el crecimiento de la producción, proporcionando una abundancia de bienes y, con la mecanización de la agricultura, de productos agrícolas.

Como resultado, la sociedad también se transformó. Más tarde, este desarrollo se conoció como la Revolución Industrial, la cual se caracterizo porque la potencia mecánica reemplaza a la física del trabajador.

Hacia mediados del siglo XIX, algunas funciones del trabajador habían sido reemplazadas por máquinas, en las cuales los componentes mecánicos, tales como levas y palancas, estaban ingeniosamente configurados para realizar tareas simples y repetitivas. A principios del siglo XX, el desarrollo se impulsó aún más por la introducción de la potencia eléctrica: las máquinas ahora podían ser accionadas individualmente, y los controles con base en circuitos eléctricos permitieron un alto grado de complejidad.

La segunda Revolución Industrial

A partir de la segunda mitad del siglo XX han tenido lugar desarrollos adicionales. Las computadoras comenzaron a ofrecer una potencia computacional ni siquiera soñada, y los dispositivos electrónicos de estado sólido permitieron la fabricación de dispositivos de gran flexibilidad a un costo cada vez menor. A principios de los años setenta la disponibilidad del microchip, con miles de componentes electrónicos abarrotados en una minúscula oblea de silicio, hizo posible desempeñar tareas computacionales, de control, de planeación y de administración a altas velocidades, con frecuencia en tiempo real y a bajo costo.

Una característica de la llamada segunda revolución industrial es que, además de la posibilidad de reemplazar la mayoría del trabajo físico, ahora es posible intensificar y algunas veces sustituir el esfuerzo mental.

Ingeniería Concurrente

La Ingeniería Concurrente es una filosofía orientada a integrar sistemáticamente y en forma simultánea el diseño de productos y procesos, para que sean considerados desde un principio todos los elementos del ciclo de vida de un producto, desde la concepción inicial hasta su disposición final. Debe otorgar además una organización flexible y bien

estructurada, proponer redes de funciones apoyadas por tecnologías apropiadas y arquitecturas comunes de referencia (ej.: computadores en red y en bases de datos).

Este nuevo enfoque hacia el diseño que entrega la IC, da un gran realce al papel que juegan las personas en sus respectivos trabajos, las cuales deben estar bien instruidas.

Respecto de la metodología de trabajo de la IC, en esencia utiliza las mismas funciones involucradas en el ciclo de desarrollo de un producto de la forma tradicional de trabajar que es la ingeniería secuencial, a la cual reemplaza; sin embargo, la diferencia se halla en la interacción constante que se produce entre las mismas.

Para alcanzar los objetivos la IC utiliza una serie de principios, los cuales son empleados en un enfoque sistematizado y están relacionados con la introducción de cambios culturales, organizacionales, y tecnológicos en las compañías, a través de una serie de una serie de metodologías, técnicas y tecnologías de información.

Los objetivos globales que se persiguen con la implementación de la IC son:

1. Acortar los tiempos de desarrollo de los productos.

2. Elevar la productividad.

3. Aumentar la flexibilidad.

4. Mejor utilización de los recursos.

5. Productos de alta calidad.

6. Reducción en los costos de desarrollo de los productos.

Modelos.

Respecto de la metodología de la IC, veremos que las funciones involucradas en el ciclo de desarrollo de un producto están en interacción constante. Así, existen dos formas de ver y analizar dicha interacción:

Primero, podemos visualizar el proceso como una interacción múltiple, constante y semi-secuencial entre las funciones de Marketing, Diseño, Producción y Soporte apoyando esta interacción a través de un sistema de información que relacione a todas ellas entre sí, a fin de incrementar el dialogo entre las mismas y fomentar el trabajo en equipos multidisciplinarios, como se ve en la figura.

Por otra parte, es posible ver que todas las funciones asociadas al diseño de productos forman un círculo de análisis en el cual se debe basar el equipo de diseño en un ambiente de IC, para generar el diseño final que será fabricado por la empresa. Dicho círculo, forma parte de la etapa de diseño, la que incluye herramientas computacionales (software como herramientas CAD, simuladores, etc.) de apoyo para el diálogo entre estas funciones. Además, requiere de profesionales altamente capacitados para el uso de estas herramientas que constituyen el control lógico de este círculo y que, a su vez, forman parte del centro del círculo. La etapa de diseño, también, interactúa bidireccionalmente con las funciones de Marketing y unidireccionalmente hacia producción la que, por su parte, vuelve a interactuar con Marketing a través de los usuarios o clientes, como se ve en la figura.

En IC el producto debe ser programado para todo el ciclo de vida, debiendo, por lo tanto, incluirse en todas las etapas posibles en el ciclo de desarrollo, como muestra la figura.

Categoría de los Procesos de Fabricación

Procesos de Fundición y Colado

La fundición y colado es sencilla y de poco costo relativo en comparación con otros procesos. Para colar o moldear el material en forma líquida (en el caso de los plásticos el material suele estar en forma de polvo o gránulos), se introduce en una cavidad preformada llamada molde. El molde tiene la configuración exacta de la parte que se va a moldear o colar. Después de que el material llena el molde y se endurece o se fragua, adopta la forma del molde, la cual es la forma de la parte. Después, se rompe o se abre el molde y se saca la parte.

Los procesos de colada se usan para colar o moldear materiales como metales, plásticos y cerámicas. Los procesos de fundición y colada se pueden clasificar por el tipo de molde utilizado (permanente o no permanente) o por la forma en la cual entra el material al molde (colada por gravedad y fundición a presión).

El termino fundición se usa siempre para los mátales, pero no tienen diferencia considerable en relación con el moldeo (el término de uso general para los plásticos). Por ejemplo, el moldeo por inyección es el término para un preciso de moldeo a presión de partes termoplásticos. La maquina utilizada es una maquina de moldeo por inyección, la cual inyecta el plástico fundido dentro de un molde metálico. El mismo proceso básico, pero a temperaturas más altas, produce las fundiciones a presión en una máquina para fundición a presión, la cual inyecta zinc o aluminio fundidos, por ejemplo, dentro de una matriz de acero.

Las partes producidas por los procesos de fundición o colada varían en el tamaño, precisión, rugosidad de superficie, complejidad de configuración, acabado requerido, volumen de producción y costo y calidad de la producción. El tamaño de las partes puede variar desde unos cuantos gramos para las producidas por fundición a presión hasta varias toneladas para las producidas por fundición en arena. Las tolerancias dimensionales pueden variar desde 0.127 hasta 6.35mm (0.005 a 0.250 pulg); las partes más exactas se producen por fundición a presión moldeo en cáscara, inyección y revestimiento. Con la colada o fundición en arena o continua se producen partes menos precisas. Ahora bien, la colada continua, se utiliza para producir formas en la planta laminadora: planchas, lingotes y barra redonda, en vez de partes terminadas.

La fundición y colada en molde a presión, en molde frío, por inyección, transferencia, vacío y revestimiento producen partes con superficies de relativa tersura. La fundición continua, en arena, centrifuga y con moldes producen las partes con máxima aspereza de superficie. Las formas más bien sencillas se pueden producir con fundición o colada en formas, arena y continúa; las configuraciones más complejas se producen por fundición por revestimiento y aprecion. La fundición a presión se considera un proceso de alto volumen de producción; la fundición en arena es un proceso de uno por uno, un tanto lento.

La fundición y colada un proceso de bajo costo relativo. Sin embargo los moldes para moldeado por compresión y moldeado por inyección así como las matrices para la fundición a presión, son muy costosos.

Procesos de formado mecánico

El formado de partes con la aplicación de fuerza mecánica, se considera uno de los procesos de formación más importantes, en términos del valor de la producción y del método de producción. El formado de partes se puede efectuar con el material frío (formado en frío) o con material caliente (formado en caliente). Las fuerzas utilizadas para formar las partes pueden ser de tipo de flexión, compresión o cizallado y tensión. Los procesos de formado se pueden clasificar sobre la base de la forma en que se aplica la fuerza.El formado por doblado se efectúa al obligar al material a doblarse a lo largo de un eje. Entre los procesos por doblado están el doblez, pelado, corrugado y rechazado en alta velocidad. El formado por cizallado (guillotinado) es en realidad, un proceso de separación de material en el cual se hace pasar a presión una o dos cuchillas a través de una parte fija.El cizallado también incluye procesos tales como punzado o perforación, estampado, punzado con matrices y refinado. El formado por compresión se efectúa al obligar al material, frío o caliente, a adecuarse a la configuración deseada con la ayuda de un dado, un rodillo o un buzo o punzón. El formado por compresión, incluye procesos tales como forja, extrusión, laminado y acuñado.El formado por tensión se efectúa al estirar el material para que adopte la configuración deseada. Incluye procesos tales como estirado, formado por trefilado y abocinado.

Procesos de remoción de material (maquinado)

Estos procesos se utilizan para conformar partes de materiales como metales, plásticos, cerámica y madera. El maquinado es un proceso que exige tiempo y desperdicia material. Sin embargo, es muy preciso y puede producir una tersura de superficie difícil de lograr con otros procesos de formación. El maquinado tradicional se lleva a cabo con el uso de una herramienta de corte, que remueve el material de la pieza de trabajo en forma de virutas, con lo cual se le da la configuración deseada

Los procesos para remoción de material se clasifican como tradicionales o con formación de virutas y no tradicionales o sin virutas.

En todos los procesos tradicionales para remoción de material, los tres elementos básicos son la pieza de trabajo, la herramienta de corte, y la máquina herramienta. Las funciones básicas de la máquina herramienta son:

1) proveer los movimientos relativos entre la herramienta de corte y la pieza de trabajo en forma de velocidades y avances;

2) mantener las posiciones relativas de la herramienta de corte y de la pieza de trabajo, a fin de que la remoción de material resultante produzca la forma requerida. Al variar las posiciones y movimientos entre la pieza de trabajo y la herramienta de corte, se puede efectuar más una operación en la máquina herramienta.

Las herramientas de corte son, ya sea, de un solo filo o de filos múltiples.

Con los avenes de la tecnología, se han desarrollado materiales más fuertes y más duros. El procesamiento eficiente de esos materiales no era posible con los procesos tradicionales para remoción de material. Por lo tanto, se han creado varios procesos nuevos y especializados. Al contrario de los procesos tradicionales en donde la remoción del material necesita una herramienta de corte, los procesos no tradicionales se basan en los fenómenos ultrasónicos, químicos electroquímicos, de electrodescarga y haces de electrones, láser e iones.

En estos procesos, la remoción de material no está influida por las propiedades del material; se puede maquinar material de cualquier dureza. Ahora bien, algunos de estos procesos se encuentran en la etapa experimental y no se presentan para elevados volúmenes de producción. En la mayoría de estos procesos, se maquina una parte cada vez. Los procesos no tradicionales son más complejos y se requiere considerable pericia y conocimientos para operarlos en forma eficiente.

Procesos de Ensamble

La función básica de proceso de ensamble, (montaje) es unir dos o más partes entre sí para formar un conjunto o subconjunto completo. La unión de las partes se pueden lograr con soldadura de arco o de gas, soldadura blanda o dura o con el uso de sujetadores mecánicos o de adhesivos.

Sujeción mecánica se puede lograr por medio de tornillos, remaches, roblones, pasadores, cuñas y uniones por ajuste a presión estos últimos se consideran sempiternamente, las efectuadas con otros sujetadores mecánicos no son permanentes los mecánicos son más costosos y requiere capacidad en la preparación de partes por unir.Algunas partes se unen de modo permanente con soldadura eléctrica o de gas, soldadura blanda, o dura y algunos adhesivos. La soldadura se efectúa con el uso de calor, de presión o ambos.El calor producirá cierto efecto sobre las partes unidas para satisfacer la amplia variedad de necesidades en la manufactura, se han desarrollado y están en uso.

Procesos de acabado

Las funciones principales de los procesos de acabado son limpiar, proteger y decorar la superficie. La limpieza de la superficie suele ser el primer paso. La limpieza elimina la mugre, aceites, grasa, incrustaciones o costuras y herrumbre, a fin de preparar la superficie para un tratamiento adicional La limpieza se puede efectuar por medios mecánicos como limpieza con chorro de abrasivo o por medios químicos, como limpieza alcalina. Ahora bien, algunos procedimientos de limpieza pueden servir, a la vez, para limpieza y acabado.Otros fines de los procesos de acabado, son proteger la superficie contra el deterioro y decorarla para aumentar su atractivo estético. El acabado se efectúa al cubrir la superficie con el revestimiento conveniente.Las superficies se pueden revestir con revestimientos orgánicos (pinturas), revestimientos metálicos, revestimientos de fosfato, esmaltes porcelanizados y revestimiento de cerámica.

Procesos diversos

El tratamiento térmico y el control de calidad son procesos que pueden clasificar como diversos o complementarios. El tratamiento térmico se l0ogra calentar y enfriar el material para cambiarle ciertas características tales como blandura, dureza, ductilidad y resistencia. También se utiliza para relevar esfuerzos que se producen en el material con otros procesos. Los procesos de tratamiento térmico aplican a materiales como metales, plásticos, vidrios y cerámica. El tratamiento térmico de los materiales de especial importancia y tiene extenso uso en la fabricación de partes metálicas.El tratamiento térmico de las herramientas es de igual importancia. El control de calidad es parte integral de la manufactura y se aplica durante el curso de la producción y ensamble de las partes. Su función básica es impresionar, controlar y mejorar la calidad del producto y de los procesos.El tratamiento térmico de los metales de especial importancia y tiene extenso uso en fabricación de partes metálicas. El tratamiento térmico de las herramientas es de igual importancia.En el control de calidad es parte integral de la manufactura y se aplica durante el curso de la producción y ensamble de las partes. Su función básica es impresionar, controlar y mejorar la calidad del producto y de los procesos.

Procesos que provocan desprendimiento de viruta

Sé ha hecho mucha investigación en el estudio de la mecánica y geometría la formación de la viruta y la reacción de su forma, a factores tales como duración de la herramienta y el acabado de la superficie. Las virutas herramientas se han calcificado en tres tipos.El tipo 1 una viruta discontinua o fragmentada, representa una conducción en el que el metal se fractura en partes considerablemente pequeñas de las herramientas cortantes. Este tipo de viruta se obtiene por maquina la mayoría de los materiales frágiles, tales como el hierro fundido.En tanto se producen estas virutas, el filo cortante corrige las irregularidades y se obtiene un acabado bastante bueno. La duración de la herramienta es considerablemente alta y la falla ocurre usualmente como resultado de la acción del desgaste de la superficie de contacto de la herramienta.También puede formar virutas discontinuas en algunos materiales dúctiles y el coeficiente de ficción es alto.

Sin embargo, tales virutas de materiales dúctiles son una inducción de malas condiciones de corte:Un tipo ideal de viruta desde el punto de vista de la duración de la herramienta y el acabado, es la del tipo B continua simple, que se obtiene en el corte de todos los materiales dúctiles que tienen un bajo coeficiente de fricción. En este caso el metal se forma continuamente y se desliza sobre la cara de la herramienta sin fracturarse. Las virutas de este tipo se obtienen a altas velocidades de corte y son muy comunes cuando en corte se hace con herramientas de carburo. Debido a su simplicidad se puede analizar fácilmente desde el punto de vista de las fuerzas involucradas.La viruta del tipo C es característica de aquellos maquinados de materiales dúctiles que tienen un coeficiente de fricción considerablemente alto.En cuanto la herramienta inicia el corte se aglutina algo de material por delante del filo cortante a causa del alto coeficiente de fricción. En tanto el corte prosigue, la viruta fluyen sobre este filo y hacia arriba a lo largo de la cara de la herramienta. Periódicamente una pequeña cantidad de este filo recrecido se separa y sale con la viruta y se incrusta en la superficie torneada. Debido a esta acción el acabado de la superficie no es tan bueno como el tipo de viruta B. El filo recrecido permanece considerablemente constante durante el corte y tiene el efecto de alterar ligeramente el ángulo de inclinación. Sin embargo, en tanto se aumenta la velocidad del corte, el tamaño del filo decrecido disminuye y el acabado de la superficie mejora. Este fenómeno también disminuye, ya sea reduciendo el espesor de la viruta o aumentando el ángulo de inclinación, aunque en mucho de los materiales dúctiles no se puede eliminar completamente.La elección de herramientas adecuadas, velocidades avances es un compromiso, ya que entre más rápido se opere una maquina es la eficiencia tanto del operador como de la maquina. Sin embargo afortunadamente, tal uso acelerado acorta grandemente la duración de la herramienta. 

Conclusión

Un proceso de producción es un sistema de acciones que se encuentran interrelacionadas de forma dinámica y que se orientan a la transformación de ciertos elementos. De esta manera, los elementos de entrada (conocidos como factores) pasan a ser elementos de salida (productos), tras un proceso en el que se incrementa su valor.

Cabe destacar que los factores son los bienes que se utilizan con fines productivos (las materias primas). Los productos, en cambio, están destinados a la venta al consumidor o mayorista.

Las acciones productivas son las actividades que se desarrollan en el marco del proceso. Pueden ser acciones inmediatas (que generan servicios que son consumidos por el producto final, cualquiera sea su estado de transformación) o acciones mediatas (que generan servicios que son consumidos por otras acciones o actividades del proceso).

Bibliografía

https://es.scribd.com/doc/89416354/HISTORIA-DE-LOS-PROCESOS-DE-FABRICACION

http://www.monografias.com/trabajos89/evolucion-procesos/evolucion-procesos.shtml

http://myslide.es/documents/historia-de-los-procesos-de-fabricacion.html

http://admusach.tripod.com/doc/ingconc.htm

http://html.rincondelvago.com/ingenieria-concurrente_sistemas-integrados-de-manufactura.html

http://html.rincondelvago.com/procesos-de-fabricacion.html

https://books.google.com.mx/books?id=m2swZYTsrVIC&pg=PA12&lpg=PA12&dq=categoria+de+los+procesos+de+fabricacion&source=bl&ots=3mHWoKBVi2&sig=pErFGizlO_6sb1JRAJC7g_u8_wY&hl=es&sa=X&ved=0CCEQ6AEwATgKahUKEwjJ6caggfjHAhUDhg0KHbDYD80#v=onepage&q=categoria%20de%20los%20procesos%20de%20fabricacion&f=false