Ingeniería de Producto, Procesos y Supervisión

Ingeniero de Producto

  • Industrialización de productos.
  • Planificación de proyectos.
  • Interlocutor con el centro de desarrollo o construcción.
  • Atención al cliente.
  • Planificación y ejecución de PPAP (Pre-Production Approval Process).
  • Participar en la definición del proceso.
  • Gestión de utillaje y medios de producción.

Ingeniero de Procesos

  • Estudiar, analizar y rediseñar procesos productivos.
  • Participar en el diseño y ejecución de procesos de fabricación.
  • Elaborar documentación técnica.

Supervisor de Producción

  • Controlar el correcto funcionamiento y rendimiento de las instalaciones.
  • Supervisar el cumplimiento eficaz de los programas (calidad, coste, seguridad).
  • Organizar y planificar el trabajo del personal.
  • Mejorar la productividad.

Conceptos Clave en la Fabricación

Producto

  • Geometría y tolerancias.
  • Tamaño del lote.

Capacidad de Producción

  • Tecnología.
  • Capacidad del sistema de fabricación y el de control.

Industrialización

  • Proceso de fabricación.
  • Puesta a punto del sistema de fabricación y control.
  • Utillaje.

Optimización

  • Modificar especificaciones.
  • Mejorar el sistema de producción.
  • Mejorar los procesos.

Tecnologías de Fabricación

  • Procesos de conformación de material bruto a producto acabado, de acuerdo a especificaciones.

Incertidumbre

  • Tolerancia, 3 ≤ T/2U ≤ 10.

Proceso de Corte: Ángulos, Fuerzas y Tipos de Viruta

Ángulos de la Herramienta de Corte

  • Ángulo de desprendimiento (α): Positivo o negativo. Viruta continua (10º-40º, rozamiento), discontinua (duros o frágiles, 0º-10º, menos rozamiento).
  • Ángulo de incidencia (γ): Positivo 5º-12º, evita roce talón herramienta-pieza.
  • Ángulo de la herramienta (β): No muy pequeño.
  • Ángulo de cizallamiento (Φ): Afecta la fuerza, potencia, espesor de viruta y temperatura.

Fuerzas de Corte

  • Fuerzas sobre la herramienta:
    • Fuerza de corte (Fc, dirección Vc).
    • Fuerza específica de corte (fuerza-área).
    • Coeficiente de fricción μ = F/N.
  • Fuerza de empuje (Ft): Soportar deflexiones mínimas, positivas (hacia abajo), negativas (arriba).
  • Fuerzas sobre la cara de la herramienta: Fuerza de fricción (F) y fuerza normal (N).
  • Fuerza en el plano cortante: Fuerza de cizallamiento (Fs) y fuerza normal (Fn).

Nota: β menor que α implica grandes ángulos de desprendimiento y baja fricción en la interfaz herramienta-viruta.

Corte Oblicuo

Vc no es perpendicular al filo de corte, la viruta se mueve lateralmente. Ft (tangencial, hacia abajo), Fa (axial o avance, paralela al eje), Fr (radial, perpendicular al eje). Relación típica 4:2:1.

Tipos de Virutas

  • Continua: Materiales dúctiles, velocidades y ángulos de desprendimiento grandes, zona de cizallamiento estrecha, buen acabado. Indeseables por interferencia con las máquinas para trabajo desatendido.
  • Con filo recrecido (BUE): Cambia la geometría del filo de corte. Si el BUE crece, será inestable y posible fractura, mal acabado. Un BUE delgado y estable es favorable al reducir el desgaste del filo de la herramienta.
  • Dentada o segmentada: Viruta semicontinua con grandes zonas de baja deformación y pequeñas zonas de alta deformación. Metales con baja conductividad térmica y resistencia que disminuye con la temperatura.
  • Discontinua: Viruta fragmentada, materiales frágiles o con impurezas, velocidades de corte muy bajas o muy altas, profundidad de corte elevada y ángulos de desprendimiento bajos, falta de fluido de corte eficaz, falta de rigidez que produce vibraciones. Las fuerzas en la herramienta varían afectando al acabado y la precisión.

Exceso de Temperatura

Reduce la resistencia, dureza, rigidez y facilita el desgaste en la herramienta. Produce cambios dimensionales, daños térmicos y cambios en la microestructura.

Fuentes de Calor

  • Trabajo de cizallamiento.
  • Energía disipada por fricción en la herramienta.
  • Calor generado por fricción herramienta-superficie mecanizada.

Factores del Proceso de Corte

  • Variables independientes: Material y recubrimiento de la herramienta, forma, acabado y filo de la herramienta, material y condiciones de la pieza, avance, velocidad y profundidad de corte, fluidos de corte, características de la máquina herramienta, sujeción y soportes de la pieza de trabajo.
  • Variables dependientes: Tipo de viruta, fuerza y energía disipada, elevación de la temperatura, desgaste y rotura de la herramienta, acabado superficial.

Uniones Mecánicas

Cuándo se Utilizan

  • Imposibilidad de fabricar en una sola pieza.
  • Más económico fabricar por separado.
  • Necesidad de separar piezas para reparar o mantener.
  • Partes obtenidas por manufacturas diferentes.
  • Facilitar el transporte.

Clasificación

  • Desmontables: Atornillado, clavijas, lengüetas/chavetas, uniones forzadas.
  • No desmontables: Remachado, soldadura, adhesivos.
  • Mecánica: Atornillado, clavijas, lengüetas/chavetas, remachado, uniones forzadas.
  • Soldadura.
  • Unión por adhesivos.

Clavijas

  • De ajuste: Lleva a su posición relativa las piezas a unir.
  • De sujeción: Transmite pequeños esfuerzos.
  • De seguridad: Evitan sobrecargas en piezas delicadas y de alto valor.
  • Tipos: Cilíndricas, cónicas (1:50), entalladas, manguitos de sujeción.

Chavetas y Lengüetas

Evitan la rotación del cubo sobre el árbol. La chaveta asegura al cubo frente a un desplazamiento axial. La lengüeta no ejerce acción de cuña. Unión por arrastre. Aseguramiento por tornillos o clavijas de un posible desplazamiento axial.

Remaches

Cabeza de asiento, vástago, cabeza de cierre (obtenida por recalcado en frío o caliente de la parte que sobresale del vástago). Material blando, tenaz y parecido a las piezas que une para evitar corrosión.

Uniones Prensadas o Forzadas

Antes del acoplamiento existe una sobremedida (fuerza de adherencia).

  • Ajuste prensado longitudinal: Piezas redondas mediante compresión en frío en dirección axial. Para aminorar el raspado, repetidos montajes/desmontajes, velocidad de prensado ≤ 2 mm/s.
  • Ajuste prensado transversal:
    • Por contracción: La pieza exterior se calienta. Si la temperatura ≥ 250ºC, la superficie se oxida.
    • Por dilatación: Se enfría la pieza interior, conserva los tratamientos térmicos anteriores, no deforma, ni genera grietas ni oxida, pero es más caro.