Portavasos
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Este documento presenta el plan de producción para fabricar un portalapiceros utilizando el laboratorio CIM. El producto consiste en una base cuadrangular con seis bases cilíndricas para sostener lapiceros. El proceso incluye diseñar el producto en CAD, programar el torno y fresadora CNC, y ensamblar las piezas. Se estima una producción de 960 unidades por mes. El análisis económico muestra un costo unitario de S/. 19.68 y un precio de venta de S/. 24.60, lo que genera
Portavasos
- 1. UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL PROYECTOS CON CIM Plan de producción: Portalapiceros Autor/es: Profesor: Trujillo – PERU Septiembre, 2016
- 2. I- OBJETIVOS - Elaborar la planificación de las actividades para la producción de portavasos como un producto comercial utilizando las herramientas CAD, CAE y MRP. II- Descripción del producto El portavaso está conformado por: - 06 bases posavasos de material acrílico de 5 cm de diámetro con diseño en bajo relieve y pintura. - 01 contenedor de posavasos de materiales acrílico compuesto por una base cuadrangular y cuatro columnas insertadas de forma cilíndrica de aluminio. III- Procedimiento 3.1 Número de unidades a producir Las unidades a producir están en función a la capacidad de la planta o taller, en este caso del Laboratorio CIM Un Tiempo estimado de producción de cada pieza es: - Copa/ cilindro: 2 minutos cada uno en Torno CNC - Base: 10 minutos en Fresadora CNC - Ensamble: 2 minutos En un turno de 8 horas, la planta procesaría: 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃ó𝑃 = 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 = 480 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃/𝑃𝑃𝑃 10 𝑃𝑃𝑃/𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 = 48 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃/𝑃𝑃𝑃 ∗ 20 𝑃í𝑃𝑃/𝑃𝑃𝑃 = 960 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃/𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 Al mes se procesarán 960 piezas 3.2 Diseño estructural del producto
- 3. Planos del producto Unidad de medida: mm a) Copa/cilindro: El componente donde se colocará el lapicero
- 4. b) Base:
- 5. 3.3 Capacidad de infraestructura PLANTA O TALLER
- 6. El ambiente donde se realizará la fabricación del portavasos es el Centro de Manufactura Integrada por Computador ubicada en la Universidad Privada Antenor Orrego de Trujillo. El Laboratorio CIM (Manufactura Integrada por Computadora ofrece a los estudiantes los conocimientos necesarios para automatizar procesos industriales. Es un laboratorio que se caracteriza por ser una tecnología abierta, lo cual permite la integración de nuevas estaciones de trabajo con la finalidad de fabricar diversos productos. Descripción - El laboratorio CIM tiene un área física de 3x6 m2. - Tiene 6 estaciones de trabajo ESTACIÓN 01: Almacén ESTACIÓN 02: Centro de Mecanizado ESTACIÓN 03: Torno CNC ESTACIÓN 04: Mediciones ESTACIÓN 05: Ensamble ESTACIÓN 06: Soldadura MAQUINARIA: Para la producción y el mecanizado del portavaso se utilizó:
- 7. b) Fresadora Las fresadoras con control numérico por computadora (CNC) permiten la automatización programable de la producción. Se diseñaron para adaptar las variaciones en la configuración de productos. Su principal aplicación se centra en volúmenes de producción medios de piezas sencillas y en volúmenes de producción medios y bajos de piezas complejas, permitiendo realizar mecanizados de precisión con la facilidad que representa cambiar de un modelo de pieza a otro mediante la inserción del programa correspondiente y de las nuevas herramientas que se tengan que utilizar, así como el sistema de sujeción de las piezas. El fresado se emplea para la obtención de superficies planas y curvadas, de ranuras rectas, de ranuras espirales y de ranuras helicoidales, así como de roscas. El equipo de control numérico se controla mediante un programa que utiliza números, letras y otros símbolos; por ejemplo, los llamados códigos G (movimientos y ciclos fijos) y M (funciones auxiliares). c) Robot Ensamblador Los robots de ensamblaje son máquinas articuladas controladas por ordenador que realizan tareas automatizadas en la fabricación industrial. Estos robots llevan a cabo tareas en base a movimientos programados en un ordenador y los más típicos son brazos robóticos armados con las herramientas necesarias para realizar sus tareas, como soldaduras, corte, carga o colocación de piezas en una cadena de montaje. Los robots de
- 8. ensamblaje se utilizan sobre todo en procesos de fabricación que requieren tareas excesivamente repetitivas, que utilizan materiales peligrosos o que suponen condiciones inseguras. - Capacidad total de operadores en simultáneo: - Tipos de operaciones que se pueden realizar: Torneado: El torneado es un proceso de mecanizado. Al igual que otros procesos de mecanizado, es un proceso de eliminación de material. Durante el torneado se elimina parte del material inicial en lo que se llama arranque de viruta. Pasos del proceso: ■ Fijar la pieza en el torno. Este paso depende del tamaño, peso y otras características de la pieza de trabajo. ■ La herramienta de corte hace todos los movimientos necesarios para conseguir la pieza deseada. ■ Retirada del material. Cambio de herramientas y ajuste de la maquinaria. Taladrado: El taladrado es un proceso de mecanizado que consiste en hacer un corte en el material haciendo girar una broca. La broca arranca virutas del material y realiza un orificio. Dicho orificio tendrá las características que deseemos: forma, diámetro, etc.
- 9. Desbaste: La prioridad de esta operación es arrancar un volumen de metal tan eficientemente sea posible.el mayor requerimiento es la resistencia del filo de corte. 3.4 Insumos a) Tipo de material: El material utilizado en este proyecto para fabricar el portalapiceros es el material aluminio. b) Criterios por lo que se utilizó el aluminio: El aluminio muy liviano, su ligereza (sobre un tercio del peso del cobre y el acero), resistencia a la corrosión (característica muy útil para aquellos productos que requieren de protección y conservación), el gran atractivo es que se trata de un metal 100% reciclable, es decir, se puede reciclar indefinidamente sin que por ello pierda sus cualidades.
- 10. c) Propiedades del material: -El aluminio es un metal ligero, con un densidad 2.7 veces mayor que la del agua. -Su punto de fusión es más bien bajo, en torno a los 660ºC. -Su color es blanco y brillante ,con propiedades óptimas para la óptica. -Posee una buena conductividad eléctrica, que se encuentra entre los 34 y 38 m/Ω mm^2, así como también tiene una gran conductividad térmica ( de 80 a 230 W/ m.K). -Es resistente a la corrosión, gracias a la capa protectora característica de óxido de aluminio, resiste a los productos químicos, puede estar expuesto a la intemperie, al mar, etc. -Es el tercer elemento en cuanto a abundancia en la corteza terrestre, por detrás del oxígeno y el silicio. -Es un material fácilmente reciclable, sin un elevado coste. etr d) Funciones: Su función del producto fabricado es sostener y mantener los lapiceros de forma ordenada y al alcance para utilizarlos de forma rápida en determinadas situaciones. De este modo , se dan mayores facilidades para hacer uso de ellos y no perder tiempo en buscarlos, sin despreciar el aporte decorativo que ofrecen. 3.5 Fases de producción Empezamos la producción del PORTALAPICEROS con el encendido del laboratorio CIM: 1. Creación del diseño a fabricar en papel y lápiz: Consiste en elaborar un prototipo del diseño requerido en block. 2. Modelado del diseño en AutoCAD. 3. Codificación de diseño en CAD/CAM. 4. Simulación del diseño en CAD/CAM. 5. Prototipo de la pieza a mecanizar el tubo de aluminio llevándolo al torno: Consiste en seleccionar el material que va a ser ingresado para su posterior mecanización. 6. Programación y mecanización de la pieza en el torno: Es el proceso de transformado del material en el diseño requerido. 7. Limar la pieza: Consiste en lijar los pequeños defectos a la hora de sacar la pieza mecanizada del torno. 8. Perforar la pieza de aluminio : Consiste en hacer un agujero a la pieza de aluminio para que pueda ingresar el lapicero.
- 11. 9. Perforación de la base : consiste en hacer 2 pequeños agujeros donde irán los tubos de aluminio hechos anteriormente. 9. Limpieza: Consiste en el acabado final que se le da al portalapiceros para su posterior comercialización y uso del cliente. 3.6 Análisis económico proyectado de la operación productiva y comercial. 3.6.1. Estructura Económica: Costos de Mano de Obra (MO) Ítem Descripción Costo Alumno Mínimo S/. 500.00 Diario S/. 22.73 Hora S/. 3.79 Minuto S/. 0.06 Asesor Mínimo S/. 3,000.00 Diario S/. 136.36 Hora S/. 17.05 Minuto S/. 0.28 Costo de Energía DESCRIPC IÓN CANTID AD KW USO (MINUTOS) CONSUMO (KW/H) computador a 1 0.25 41 0.17083333 torno 1 7 29 6.88333333
- 12. Servicio Externo Descripción Cantidad Costo Corte 1 S/.1.00 3.1.2. Costos: Costos Ítem Descripción Cantida d Costo Materia Prima Tubo de aluminio 1 S/. 8.00 Mano de Obra Practicante 1 S/. 6.60 Asesor 1 S/. 29.69 Energía Computado ra 1 S/. 0.24 Torno 1 S/. 9.52 Servicio Externo Corte 1 S/. 3.00 TOTAL 8 S/. 59.05 Costo Total de Fabricación (3 portalapicero) S/. 59.05 Costo Total Unitario (1 portalapicero) S/. 19.68 Precio de Venta S/. 24.60 CONCLUSIONES
- 13. El producto elaborado es un “PORTALAPICERO”, el cual es un objeto que permite guardar lápiceros y clips, el diseño de este producto es agradable, estético que hará su escritorio más sofisticado. Nuestro proyecto concluye con nuestros objetivos propuestos al comienzo de este trabajo cumplidos paso por paso aplicando conocimientos teórico - práctico del curso Proyectos con CIM durante el presente ciclo, finalizando con la fabricación de un llavero en laboratorio CIM. Cabe resaltar que adquirimos los conocimientos necesarios para desarrollar este proyecto mediante la utilización de las estaciones del Centro de Mecanizado CNC y el Torno CNC. Se elaboró dicha planificación para que nuestro portalápiceros sea un producto comercial utilizado mediante herramientas CAD y CAE de acuerdo a la pertinencia de su uso. Para luego, elaborar una evaluación económica de la operación productiva comercial la cual dio como factor positivo y así presentar nuestro portalapicero como un producto comercial.