Trabajo Parcial Integrantes: Sebastian QuispeProfesor : Waldo Balarezo Fernández

Seccion: IN72 2015 - 02

Tecnología de los procesos de manufactura

Introducción

El objetivo del presente trabajo es desarrollar la producción de una polea de aluminio, la cual se puede realizar con diversos métodos de fundición. Su uso está orientado a transmisiones para trabajo liviano y para trabajo medio, no pesan mucho y presentan una alternativa económica para quienes desean utilizarlas.

Para la fabricación de la pieza se realiza por fundición por inyección en cámara fría., la cual se realiza mediantes moldes fijos de alta durabilidad hechos de acero que se preparan de acuerdo al proceso de pieza que realizaremos en este caso las poleas. Estos procesos serán plasmados en el diagrama de operaciones (DOP) para una mejor visualización de la elaboración del producto. La cantidad a producir son 10,000 unidades de Poleas de Aluminio.

1. Diseño de la pieza a producir, definir tamaño, dimensiones y material

1 Canal (DIM. EN MM)

Nº deParte Ø A Ø B C D E Ø F Ø G  

1 A 2 50 24 13 21 46 30 10,0  

•Pieza a producir

Polea de 1 canal en V•Tamaño y dimensiones:

Peso máx. Soportado por el rodamiento: 160 kgTrabajaremos en base a estas medidasPara el presente trabajo se escogerá N° Parte 1 a 2.

Material a usar: Aluminio (Al)

2. Características y propiedades técnicas del producto terminado.

Características principales: Una polea, es una maquina simple que sirve para transmitir

una fuerza. Se trata de una rueda, generalmente maciza y acanalada en su borde, que, con el curso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal ("garganta"), se usa como elemento de transmisión para cambiar la dirección del movimiento en máquinas y mecanismos. Su proceso tradicional de conformado es la fundición en arena, sin embargo bajo ciertos requerimientos de aplicación de términos de la asignatura vamos a desarrollar las mismas pero por un nuevo métodos conocidos en clase. 

 

Propiedades: En el siguiente cuadro resumimos en forma gráfica sus propiedades

Funciones que puede desempeñar las Poleas:-Taladro de columna -Maquina de coser-lavadora -Maquinas de ejercicio

3. Método de fundición a utilizar. Variables del proceso de fusión y colada. Método de fundición:Inyección en cámara fría

1 2

3 4

Las ventajas de usar ese proceso de fundición son: Producir en grandes cantidades. Buenos acabados. La rápida solidificación. Mejora la resistencia. Disminuye la micro-porosidad. Superficie de las piezas limpias y sin defectos.

VARIABLES DE PROCESO DE FUSIÓN Y COLADA  Temperatura del molde: control de los gases refrigerantes que

circulan dentro del molde.  Velocidad de vaciado: control de la exposición del metal líquido al

ambiente puede perjudicar las propiedades de la pieza.  Velocidad del martinete: fuerza que se transfiere al metal líquido

hacia el molde. Velocidad de solidificación: puede generar piezas mal

solidificadas. Sopladura: es un defecto causado por el escape de gases del

molde durante el proceso. Viscosidad del metal líquido a fundir.

HORNO DE CRISOL:  En estos hornos se funde el metal, sin entrar en contacto directo con los

gases de combustión. Por esta razón se llaman algunas veces hornos calentados indirectamente.

  Se elegirá el horno estacionario, ya que el crisol permanece fijo, posee un

quemador integrado y el metal fundido se extrae del recipiente mediante una cuchara para posteriormente llevarlo a la maquina de inyeccion. Es empleado para metales no ferrosos (aluminio).

4. Tipo de horno, fuente de energía, capacidad y material usado como carga.

cubierta

Revestimiento refractario

Carcasa de acero

5. Tipo de modelo a utilizar, material usado en su fabricación.

Para esta producción de 10,000 utilizaremos el modelo hecho de acero al carbono para herramientas

El modelo:-Será duradero-Será preciso-Tendrá fácil extracción.-Preverá la contracción. -Evitará posteriores mecanizados

El tipo de proceso seleccionado fue el de fundición con troquel en cámara fría. En la fundición inyectada en cámara fría la carga de material fundido necesaria para llenar el molde para fundición inyectada (siempre con material en exceso) se aporta desde un crisol externo hasta la camisa de inyección, en donde un émbolo operado hidráulicamente empuja el metal inyectándolo dentro del molde. El exceso de material se utiliza para compensar la contracción que experimenta el metal fundido en el proceso de solidificación. En otras palabras, las máquinas de fundición con troquel de cámara fría, se vierte el aluminio derretido hacia una cámara que no está caliente, desde un contenedor externo, y se emplea un pistón para inyectarlo a alta presión hacia la cavidad del troquel.  • Sistema de inyección entra en contacto brevemente con el metal fundido. • Se pueden procesar aleaciones con temperaturas de fusión más altas que la cámara en caliente. Los materiales de trabajo típicos incluyen al magnesio, aluminio, bronce y latón. También se pueden fundir cobre y acero, este último usando matrices de aleación TZM (molibdeno endurecible por precipitación).  • Puede alcanzar velocidades de producción de hasta 150 ciclos por hora 

6. Esquema que muestre el sistema de colada con respecto a la pieza: bebedero, rebosadero o mazarota y canales de alimentación. Etapas del proceso de conformado

La cantidad a coger de aluminio por el cucharon de acero de colada es de aproximadamente 50gr. El operario usando su experiencia determina hasta cuándo debe dejar de verter el material.

a. El metal fundido se vacía del horno a la cámara, a la velocidad correcta

b. Un pistón en la cámara empuja el metal fundido dentro de la matriz cerrada

C. Después de unos segundos la maquina abre la matriz y eyecta la pieza formada. Esta pieza se llama inyección.

Al finalizar el proceso de fundición por troquel y molde permanente se retira la pieza eyectada como también se realiza el desbarbado que Consiste en la eliminación de los conductos de alimentación, rebarbas procedentes de la junta de ambas caras del molde de acero.

7. Dimensiones de la caja o matriz y Graficar

Al tratarse de un molde de Acero, la presión del material a verter deberá ser cuidadosa. A partir de esto se crea unos 2 moldes de las siguientes dimensiones:Ancho: 100mmLargo: 100mmProfundidad: 50 mm

8. Tipo y descripción de la arena de contacto y moldeo .

Para la realización de la Polea de un canal en “V”, no utilizaremos la arena de contacto debido a que el proceso es automatizado. El proceso de fundición en matrices se da por maquinado, el cual permite alcanzar una mejor precisión de piezas logradas y ser más exacto para garantizar la calidad del producto. La fundición con arena se aplica mayormente en intervenciones artesanales en donde hay mayor participación de la mano de obra. La fundición en arena es una técnica tradicional que se ha realizado durante años. El tiempo de preparación del molde con la arena es muy prolongado, siendo improductivo para la realización de 10,000 piezas de poleas. Además, con el proceso automatizado, se evita mecanizar demasiado la pieza gracias a la mayor precisión que brinda su molde de acero.

9. DOP del proceso de fabricación de una polea de aluminio

10.Inspección y control de calidad del producto terminado.Mientras se realiza la fundición por eyección de la Polea en V, se tendría que realizar las siguientes inspecciones para obtener, nuestros productos en las condiciones óptimas para su funcionamiento. Algunos a continuacion1. Inspección visual :Esta inspección tiene como objetivo detectar defectos encontrados en la fundición, se detectarían mediante una simple inspección visual del operador encargado, estos defectos son los siguientes:-Llenado incompleto.-Grietas encontradas en la superficie.-Deformaciones.-Superficies rugosas.-Rechupes.2.Metrología:.La medición de dimensiones de la pieza será comparada con las medidas técnicas para verificar si se cumplen.Es decir, las medidas se deben encontrar dentro de las tolerancias permitidas.Se utilizan también calibradores, galgas de altura y de profundidad.3.Pruebas metalúrgicas:Además, pasan por pruebas metalúrgicas, químicas, físicas. Que comprueban la conformidad del producto. Estas pruebas nos ayudan a encontrar si el producto, se encuentra en condiciones para salir al mercado, tenemos:Temperatura: Los medidores deben trabajar satisfactoriamente hasta 30°C, sin presentar, inconsistencias en las medidas obtenidas.

Calculo para determinar la cantidad de piezas de polea a realizar

Meta:10,000 piezas-Numero de ciclos por parte de la maquina: 150ciclos x hora -Horas de trabajo :8hr-Peso de la pieza finalizada: 25gr(0.250kg)

Realizando la regla de 3 simple:

1h---------150 piezas8h---------1,200piezas x dia

Entonces si al día producen 1200 poleas en cuantos días se demoraran para producir 10000 poleas

1dia-----1,200poleas8,33dias-----10,000 poleasEsto nos quiere decir que en horas de trabajo demoraremos alrededor 68horas aproximadamente para cubrir el pedido de las 10,000piezas de poleas Con un peso final de producción de 2,500kg

 Conclusiones y recomendaciones

 

Las ventajas del proceso de fundición en cámara fría  -Rapidez en la elaboración del molde -Gran variedad de posibles aleaciones a utilizar -Realización de series de piezas a costo menor (por volumen) Mantener el sistema de eyección y ambas cavidades de la matriz lubricadas El proceso elegido nos ha ayudado a la producción total de las piezas 10,000

poleas .